nutrientes na coluna da água e na água intersticial de ... - Furg

NUTRIENTES NA COLUNA DA ÁGUA E NA ÁGUA INTERSTICIAL
NUTRIENTES NA COLUNA DA ÁGUA E NA ÁGUA INTERSTICIAL DE SEDIMENTOS
DE UMA ENSEADA RASA ESTUARINA COM APORTES DE ORIGEM ANTRÓPICA (RS–BRASIL).
MARIA DA GRAÇA ZEPKA BAUMGARTEN, LUÍS FELIPE HAX NIENCHESKI & LUCIANA VEECK
Fundação Universidade Federal do Rio Grande – Dep. de Química – Lab. de Hidroquímica
Caixa Postal 474 – CEP 96201-900 – Rio Grande – RS.
dqmmgzb@super.furg.br
RESUMO
Para investigar a importância da coluna sedimentar nos acréscimos de amônio e de fosfato na enseada Saco da Mangueira, no
estuário da Lagoa dos Patos, foram feitas amostragens durante 15 meses na coluna da água e na água intersticial, em três
locais que recebem diferentes tipos e intensidades de aportes destes nutrientes. Para a obtenção dos perfis verticais de
concentrações na água intersticial, os testemunhos sedimentares amostrados foram fatiados até a profundidade de 38cm. De
cada fatia, a água intersticial foi extraída sob atmosfera inerte. Os resultados evidenciaram variações mensais não sazonais. A
salinidade entre a coluna da água e a água intersticial apresentou valores com gradiente crescente quando entrou água doce e
decrescente quando entrou água salgada no Saco da Mangueira. Na coluna sedimentar com profundidade a partir de 18cm, a
água intersticial apresentou-se sempre mixohalina. O enriquecimento na água intersticial em amônio refletiu diretamente a
intensidade do aporte de esgotos domésticos oriundos da cidade do Rio Grande, e em fosfato, refletiu a intensidade de rejeitos
fosfatados emitidos por indústrias de fertilizantes. A intrusão brusca de águas mixohalinas na coluna sedimentar também
causou enriquecimento da água intersticial, porque pode ter favorecido a redissolução e a dessorção de compostos
nitrogenados e fosfatados. As concentrações médias de nutrientes na água intersticial foram maiores que as da coluna da
água, intensificando-se essas diferenças em cerca de 6 vezes mais para o amônio do que para o fosfato. Quando a água bem
salina se fez presente, houve diluição das concentrações de nutrientes. Ficou evidente que as concentrações de amônio e de
fosfato na água intersticial são quimioindicadoras das diferentes intensidades, em cada local, de aportes antrópicos diretos e
indiretos de compostos nitrogenados e fosfatados.
PALAVRAS-CHAVE: nutrientes; água intersticial; estuário; Lagoa dos Patos (Brasil)
ABSTRACT
Nutrients in the water column and in the pore water of sediments
in an estuarine shallow inlet with anthropic inputs (RS – Brazil)
The aim of this study is to evaluate of the importance of the sedimentary layers on the ammonium and phosphate inputs to the
water column of a shallow inlet near the Rio Grande City. Samples were taken throughout 15 months in the water column and
pore water. Three stations of cross-section, with different types of natural/anthropogenic inputs were considered. The vertical
profiles of pore water were taken by dividing the cores into slices until 38cm deep. The pore water was drained from each slice
under nitrogen atmosphere. Monthly variations were found following a cycle of sea water entrance and exit in the estuary.
Concentrations of ammonium and phosphate in the pore water were higher than in the water column, although latter was
contaminated by organic matter and inorganic phosphate compounds. The entrance of mixohaline water inputs, which disturb
the sedimentary column resulted in desorption and dissolution of nutrients from the pore water to the water column. The
increasing of phosphate concentration were greater in the sample site near a fertilizer plant and the increasing of ammonium
concentration was greater in the sample station close to Rio Grande City’s sewage. The increasing gradients of concentrations
between pore water and water column were around six times greater for ammonium than for phosphate. For salinity, the
gradient was positive when the water column had low salinity and vice-versa. There was a dilution of concentrations due to sea
water in the sedimentary column’s surface. There is evidence that the concentrations of ammonium and phosphate in the pore
water are chemical indicators of different intensities of direct and indirect anthopogenic inputs of nitrogenous and phosphated
compounds in each sampling site considered.
KEY-WORDS: nutrients; pore water; estuary; Patos Lagoon (Brazil)
1 – INTRODUÇÃO
A coluna sedimentar de ambientes aquáticos, principalmente a sua fração orgânica, realiza trocas de
nutrientes com a coluna da água sobrejacente. Em geral, os sedimentos não são apenas um depósito de produtos
que estão, ou que chegam à coluna da água, mas representam um compartimento que recicla compostos,
envolvendo processos biológicos (bioturbação, ação de bactérias oxidantes e redutoras, entre outros), físicoquímicos
(adsorção, dessorção), químicos (precipitação, oxidação, redução, complexação) e processos de
transporte (difusão, advecção).
Nos sedimentos, principalmente a partir da sub-superfície, as condições redutoras são mais freqüentes e
intensas do que na coluna da água. Como em ambientes sedimentares redutores é favorecida a redissolução de
muitos íons, que então passam a fazer parte da água intersticial, os sedimentos, nesse caso, funcionam como
reservatório de espécies dissolvidas para a coluna da água, basicamente através da difusão molecular via água
intersticial, que ocorre no sentido do mais concentrado para o menos. Assim, os processos biogeoquímicos que
ocorrem nos sedimentos podem alterar a qualidade da água sobrejacente, principalmente quando fatores como a
Atlântica, Rio Grande, 23: 101-116, 2001. 101

BAUMGARTEN, MZB et al
turbulência e a hidrodinâmica aumentam os intercâmbios químicos entre a água e o sedimento, principalmente em
ambientes aquáticos de pouca profundidade.
Portanto, a avaliação do potencial dos sedimentos no comprometimento, ou na melhoria, da qualidade da
coluna da água deve enfocar a composição química da coluna da água e da água intersticial, que é o vetor do
transporte sedimento/água. Também, deve ser enfocada a especiação de elementos químicos na coluna
sedimentar, delineando-se perfis verticais de concentrações e definindo-se quali-quantitativamente o intercâmbio
químico com a coluna da água, principalmente de compostos que podem comprometer o equilíbrio ecológico do
ambiente aquático.
A investigação espaço-temporal dos aspectos acima citados resulta na definição das origens dos
elementos químicos na água e na coluna sedimentar, sendo assim, ainda evidenciadas as variações temporais
nas intensidades dessas origens e, se são antrópicas e/ou naturais.
Particularmente, estudos com esse enfoque são necessários serem feitos nas enseadas marginais
situadas ao sul do estuário da Lagoa dos Patos (RS). A maioria das pesquisas hidroquímicas dessas enseadas se
basearam em avaliações da qualidade e composição química da coluna da água, ocasião em que se
evidenciaram a contaminação orgânica e o enriquecimento de nutrientes em algumas enseadas receptoras diretas
de efluentes domésticos e industriais oriundos da cidade do Rio Grande, situada às margens deste estuário.
Esses efluentes são lançados sem tratamento (Almeida et al. 1993, Baumgarten et al. 1995, Baumgarten et al.
1998 e Baumgarten & Niencheski 1998), principalmente nas enseadas que ficam ao sul de Rio Grande (“Coroa do
Boi” e “Saco da Mangueira”) (Fig. 1).
Segundo esses estudos, nessas enseadas rasas são intensas a instabilidade de alguns compostos
químicos e a dinâmica da coluna da água e, qualquer alteração de fatores meteorológicos, como chuvas e ventos,
influenciam a composição da água, pois alteram direta e intensamente a salinidade e a turbidez, respectivamente.
Como continuidade ao atual conhecimento sobre a hidroquímica das referidas enseadas e, visando melhor
identificar as origens da riqueza de nutrientes, desenvolveu-se o presente estudo no Saco da Mangueira. Esta
enseada foi escolhida para esse estudo, porque está sob proteção legal no Plano Diretor de Desenvolvimento de
Rio Grande, que proíbe alterações nessas águas (art. n.° 49). Também, já foi enquadrado pela FEPAM (1995)
segundo a legislação ambiental do CONAMA (1986, Resolução n.° 20), como pertencente à Classe B de águas
salobras, para a qual é previsto que as águas somente poderão receber efluentes tratados que não alterem a
qualidade hidroquímica da água receptora.
Apesar disso, Baumgarten et al. (1995) constataram que as concentrações médias de fosfato na coluna da
água do Saco da Mangueira foram cerca de três vezes maiores do que as das outras áreas rasas ao redor de Rio
Grande, possivelmente como conseqüência das emissões aéreas e líquidas oriundas das indústrias de
fertilizantes, localizadas às suas margens. Entretanto, de forma antagônica, os valores máximos ocorreram no
verão, quando as atividades dessas indústrias estavam baixas. A hipótese foi de que o fósforo que teria chegado à
água associado à emissões de poeiras industriais, teria ficado armazenado nos sedimentos e dissolvendo-se
posteriormente, em condições ambientais favoráveis, como aumento intenso da força iônica da água mais salina
que penetrou na enseada no referido verão, e simultâneo aumento das condições redutoras da sub-superfície dos
sedimentos.
Assim sendo, o presente estudo pretende investigar o papel da coluna sedimentar nas alterações da
composição das águas do Saco da Mangueira e identificar espaço-temporalmente as variações de amônio e de
fosfato na água intersticial da coluna sedimentar dessa enseada, considerando locais com distintos tipos e
intensidades de aportes de origem antrópica. Também, será investigado o processo oposto, ou seja, se estes
aportes resultam em contaminação da coluna sedimentar de cada local e se esta, então, funciona como
armazenadora, reguladora e/ou fornecedora de nutrientes para a coluna da água, influenciando seus níveis
tróficos.
2 – ÁREA ESTUDADA
O Saco da Mangueira é uma enseada semi-fechada e localiza-se ao sul da cidade do Rio Grande (cerca
de 180.000 habitantes). Possui 27,2km 2 de área e profundidade média de cerca de 1 metro. Junto às suas
margens, num lado encontram-se bairros e vilas da cidade, incluindo-se vários condomínios verticais; no outro
lado localiza-se o Distrito Industrial (Fig. 1). Almeida et al. (1993) constataram que 29% do total dos pontos de
lançamentos de efluentes de Rio Grande encontravam-se nessa enseada, incluindo-se nesses, um efluente
doméstico lançado de forma oficial, vários clandestinos e alguns pluviais e industriais (indústria de pescado, de
fertilizantes, de uma refinaria, de frigorífico, indústria de refino de óleos vegetais), sendo que a maioria desses
efluentes não recebem tratamento, pelo menos não integral.
As águas dessa enseada foram caracterizadas como eutróficas (Costa et al. 1981, Persich 1993 e
Baumgarten et al. 1995). A boa aeração da lâmina da água e, provavelmente, a presença de corrente e contracorrente
vindas do eixo do estuário e, ainda, as contribuições dos arroios Vieira e Simão, impedem a evolução até
condições anóxicas da coluna da água e dos sedimentos de superfície (Kantin & Baumgarten 1982).
102
Atlântica, Rio Grande, 23: 101-116, 2001.

3 – MATERIAIS E MÉTODOS
NUTRIENTES NA COLUNA DA ÁGUA E NA ÁGUA INTERSTICIAL
3.1 – Locais amostrados e periodicidade
Durante 15 meses, de abril de 1994 a setembro de 95, usando-se um pequeno barco, foram amostrados
três locais, descritos a seguir, afastados cerca de 30 metros das margens do Saco da Mangueira (Fig. 1). Em
junho e julho de 94 e fevereiro de 95 não foram feitas amostragens por problemas técnicos/operacionais.
– local 1: situado na margem de Rio Grande, submetido à aportes de esgotos domésticos sem
tratamento. Fica relativamente próximo a uma indústria de processamento de pescado.
– local 2: situado na área do deságüe da Lagoa Verde, via Arroio Simão. Fica mais afastado da cidade e
de lançamento direto de efluentes. É o local mais influenciado pelo aporte de águas continentais.
– local 3: situado na margem oposta à cidade, perto do Distrito Industrial, onde existem três indústrias de
fertilizantes.
FIGURA 1 – Sul do estuário da lagoa dos Patos e os três locais amostrados no Saco da mangueira
3.2 – Estratégia de amostragem
Coluna da água: na lâmina da água de profundidade entre 0,3 a 1,5m, foram obtidas amostras da água de
superfície e do fundo, usando-se uma garrafa tipo Van Dorn. As amostras foram acondicionadas em frascos de
polietileno fechados hermeticamente e resfriados à 5°C até a chegada no laboratório, quando foram analisadas.
Água intersticial: em cada local foi amostrado um testemunho sedimentar de cerca de 40cm de
profundidade, usando-se um cano de PVC de 10cm de diâmetro e 2m de comprimento, o qual foi enterrado na
referida profundidade, cuidadosamente de cima do barco e, retirado sem perturbar o sedimento coletado. No
menor tempo possível, o testemunho foi trazido para o laboratório, hermeticamente fechado na posição vertical,
evitando misturas e compactação das camadas sedimentares.
No laboratório, o testemunho sedimentar foi cortado (fatiado) nas profundidades de 0,5; 1; 2; 5; 8; 13; 18;
23; 28; 33 e 38cm. De cada fatia de sedimento fresco, uma parte destinou-se às análises da porosidade e da
granulometria. A outra parte, destinou-se à extração da água intersticial, para o que se usou um espremedor feito
de várias placas de Teflon® sobrepostas. Cada placa possuía uma cavidade no centro para acomodar a amostra
de sedimento (Balzer 1984). Depois de preenchidas com os sedimentos, as placas foram unidas e vedadas, já
contendo entre elas, filtros de acetato de celulose com 0,45μm de porosidade. Então, gás nitrogênio foi injetado no
conjunto das placas, para que a extração da água intersticial ocorresse sob pressão em ambiente inerte, não
sofrendo alterações na sua composição original.
Cerca de 10ml de água intersticial foram extraídos de cada fatia de sedimentos. Esse volume foi recolhido
em frascos acoplados em cada placa do espremedor, sendo as análises feitas imediatamente após a extração.
Atlântica, Rio Grande, 23: 101-116, 2001. 103

BAUMGARTEN, MZB et al
3.3 – Parâmetros considerados e métodos
A salinidade, a temperatura, o pH e o potencial de oxi-redução (Eh) da água foram medidos,
respectivamente, com um termosalinômetro Yellow Springs, modelo 33 SCT e com um potenciômetro
Digimed DMpH-PA, equipados com eletrodos específicos e calibrados. O amônio, o fosfato e o material em
suspensão (MS) foram analisados pelos métodos descritos em Baumgarten et al. (1996), baseados em
Aminot & Chaussepied (1983). Os dados de ventos e chuvas foram obtidos na Estação de Meteorologia
da FURG.
Nos sedimentos, a porosidade foi determinada pelo método gravimétrico de volatilização da água, e a
granulometria pelo método descrito em Wentworth (1922).
Para as análises estatísticas, usou-se o programa Statistica 5.1 (Stat Soft, Inc. 1996) para os cálculos das
médias, dos desvios padrão (Tab. 1) e dos coeficientes de correlação linear de Pearson e, ainda, para as análises
de variâncias (ANOVA), pelas quais foram obtidos os valores do F de Fisher (Tab. 2). Avaliações post hoc de
diferenças entre os resultados da ANOVA foram feitas pelo Teste de Duncan, considerando-se os seguintes
fatores possíveis de gerar diferenciações: locais, profundidades e meses. Foram considerados significativos os
coeficientes de correlação linear e os resultados da ANOVA com nível de significância (p) ≤ 0,05. Os coeficientes
significativos foram citados no texto associados com o símbolo r*. Quando necessário, os dados foram
normalizados por funções logarítmicas.
Os gráficos de isolinhas apresentados nas figuras 3, 5 e 6 foram elaborados no programa Surfer 6.01
(1995).
TABELA 1 – Médias e desvios padrão (nos parênteses) das variáveis analisadas na coluna da água e na água
intersticial de cada fatia da coluna sedimentar no período amostrado (n = tamanho amostral).
104
coluna da
água
(n = 14)
água
intersticial
(n = 14)
Prof.
(cm).
sup.
fundo
0,5
1
2
5
8
13
18
LOCAL 1 (aportes de efluentes domésticos)
Sal
6.6
(8,0)
9,6
(9,0)
7,7
(8,6)
6,2
(7,7)
6,0
(7,5)
6,1
(7,2)
6,4
(6,9)
8,0
(7,0)
9,8
(6,5)
23 11,2 (5,6)
28 12,0 (4,9)
33 13,0 (3,9)
38 13,8 (3,5)
N-NH4 +
( M)
28,6
(14,5)
35,8
(18,5)
228,6
(73,9)
208,7
(140,1)
190,3
(94,6)
166,3
(118,4)
226,2
(197,1)
264,6
(225,9)
398,6
(215,9)
558,5
(167,2)
644,8
(202,7)
801,3
(140,8)
900,5
(183,5)
P-PO4 3-
( M)
5,6
(3,6)
7,3
(3,1)
7,1
(4,9)
5,7
(3,3)
10,5
(7,1)
12,8
(15,8)
31,2
(55,9)
59,3
(67,9)
67,9
(25,6)
92,4
(24,3)
99,9
(25,6)
101,2
(30,3)
104,0
(17,5)
Poros pH
-
-
49,6
(11,4)
47,5
(15,3)
41,3
(5,6)
38,2
(2,8)
39,5
(3,1)
42,2
(4,8)
43,9
(3,2)
46,4
(3,9)
45,5
(6,8)
45,1
(5,1)
44,4
(4,1)
7,5
(0,3)
7,4
(0,3)
7,4
(0,5)
7,4
(0,4)
7,4
(0,3)
7,5
(0,4)
7,4
(0,5)
7,7
(0,5)
7,6
(0,4)
7,7
(0,4)
7,6
(0,4)
7,9
(0,4)
7,6
(0,3)
eH
(mV)
260
(80)
248
(97)
194
(82)
202
(76)
166
(74)
168
(73)
145 (101)
147
(95)
122
(98)
57
(100)
-15
(98)
-78
(60)
-95
(68)
N/P
9,6
(10,4)
4,9
(2,0)
101,9
(138,4)
63,9
(67,8)
22,1
(14,3)
17,6
(10,5)
10,9
(6,5)
6,5
(3,3)
6,9
(2,9)
7,6
(3,0)
7,9
(4,0)
9,4
(3,3)
9,9
(4,1)
MS
(mg/l)
65,1
(62,1)
Atlântica, Rio Grande, 23: 101-116, 2001.

Prof.
(cm).
coluna da
água
sup.
(n = 14) fundo
0,5
1
água 2
intersticial 5
(n = 14) 8
13
18
23
28
33
38
Prof
(cm).
coluna da
água
sup
(n = 14) fundo
água
intersticial
(n = 14)
0,5
1
2
5
8
13
18
23
28
33
38
Sal
4,7
(6,1)
6,8
(6,3)
6,1
(6,6)
4,6
(6,0)
4,6
(6,0)
4,7
(6,0)
4,9
(6,1)
4,7
(6,3)
5,8
(5,8)
6,2
(5,2)
7,1
(4,6)
8,1
(4,3)
8,6
(4,2)
LOCAL 2 (sem aportes antrópicos)
N-NH4 +
( M)
16,6
(15,9)
13,2
(13,3)
184,3
(199,0)
147,5
(104,1)
126,5
(121,7)
148,2
(91,2)
200,1
(149,7)
392,5
(330,3)
437,1
(229,4)
581,9
(248,8)
793,6
(270,2)
828,5
(443,4)
958,1
(401,4)
P-PO4 3-
( M)
1,9
(1,6)
5,5
(8,5)
4,4
(1,7)
3,8
(3,1)
8,8 (14,4)
15,3
(16,7)
18,9
(18,6)
17,9
(16,6)
28,5
(17,6)
42,9
(22,3)
52,3
(28,8)
59,0
(29,5)
58,8
(31,7)
NUTRIENTES NA COLUNA DA ÁGUA E NA ÁGUA INTERSTICIAL
Poros pH
eH
(mV)
285
(68)
Atlântica, Rio Grande, 23: 101-116, 2001. 105
-
-
65,4
(17,1)
65.4
(17,0)
51,4
(16,4)
43,9
(13,4)
31,8 (3,8)
30,3 (4,3)
32,9
(11,4)
43,2
(12,1)
46,0 (9,6)
46,8 (9,6)
51,4
(10,0)
7,5
(0,3)
7,4
(0,3)
7,2
(0,5)
7,2
(0,4)
7,1
(0,6)
7,3
(0,4)
7,4
(0,4)
7,5
(0,2)
7,7
(0,4)
7,7
(0,3)
7,9
(0,2)
8,1
(0,2)
7,7
(0,3)
241
(82)
210
(47)
215
(68)
197
(85)
182
(95)
175
(89)
104
(96)
93
(93)
59
(89)
0
(136)
-105
(83)
-135 (109)
LOCAL 3 (aportes de efluentes industriais)
Sal
N-NH4 +
( M)
P-PO4 3-
( M)
Poros
pH eH
(mV)
6,5
(7,3)
24,5
(19,7)
11,4
(10,0)
-
7,7
(0,6)
249 (110)
9,6
(7,6)
27,3
(20,0)
14,2
(11,7)
-
7,5
(0,9)
190
(69)
7,0
(7,1)
6,0
(6,9)
6,0
(6,9)
6,2
(6,7)
6,6
(6,7)
8,4
(5,7)
8,9
(5,3)
8,8
(4,5)
7,9
(3,8)
7,2
(3,1)
6,3
(3,1)
166,9
(166,1)
150,3
(139,9)
172,8
(78,8)
255,1
(140,9)
308,9
(191,3)
403,7
(225,1)
487,2
(177,1)
484,0
(190,1)
484,2
(191,7)
510,5
(189,9)
518,3
(203,1)
19,7 (6,5) 40,1 (8,1)
11,4 (6,5) 38,8 (8,8)
12,5
(13,2)
28,7
(62,7)
34,8
(27,9)
68,1
(44,3)
88,9
(42,1)
103,4
(45,8)
111,4
(33,7)
121,9
(31,7)
133,9
(42,9)
33,3 (5,6)
26,2 (3,3)
25,2 (1,8)
25,1 (2,1)
27,4 (2,5)
27,9 (3,1)
27,5 (2,3)
27,8 (2,8)
29,9 (3,6)
7,4
(0,5)
7,5
(0,4)
7,6
(0,4)
7,7
(0,5)
7,8
(0,5)
7,9
(0,5)
8,0
(0,5)
8,0
(0,5)
8,2
(0,5)
8,5
(0,5)
8,3
(0,5)
162
(52)
176
(79)
160
(42)
168
(53)
142
(61)
133
(45)
103
(59)
58
(83)
2
(80)
-28
(71)
- 86
(98)
N/P
16,2
(15,9)
11,9
(16,5)
52,4
(75,5)
56,0
(45,7)
27,6
(24,9)
20,1
(19,4)
24,9
(24,1)
30,6
(24,7)
22,3
(18,9)
17,2
(11,7)
22,4
(25,2)
15,3
(11,5)
18,7
(15,5)
N/P
5,4
(7,8)
5,3
(9,2)
8,8
(6,2)
37,3
(85,5)
25,3
(31,5)
44,6
(47,4)
30,2
(62,4)
7,4
(4,6)
5,1
(2,3)
5,3
(1,9)
4,9
(2,5)
4,5
(1,8)
4,9
(4,1)
MS
(mg/l)
34,6
(63,1)
MS
(mg/l)
75,0
(79,2)

BAUMGARTEN, MZB et al
4 – RESULTADOS E DISCUSSÃO
A análise dos dados evidenciou claramente gradientes de concentrações, que distinguem entre si a coluna
da água e a água intersticial da coluna sedimentar. Portanto, os resultados de cada um desses compartimentos do
ambiente aquático foram interpretados separadamente a seguir. A interface foi interpretada mais associada à
coluna da água do que à coluna sedimentar, porque a partir da interface, os gradientes de concentrações de
nutrientes se pronunciam mais intensamente.
4.1 – Coluna da água e a interface água/sedimento (até 0,5 cm de profundidade)
pH e Eh: os locais apresentaram pH em torno da neutralidade e altos potenciais oxidantes (Tab. 1), embora
estejam localizados nas margens do Saco da Mangueira, onde a água fica mais estagnada, o que poderia ter
gerado condições redutoras e maior acidez.
Salinidade e material em suspensão (MS): os valores da salinidade medidos à cada mês apresentaram
diferenças muito significativas (Tab. 2), influenciadas pelas chuvas e pelos ventos. O padrão temporal de variação
da salinidade não foi o mais freqüente neste estuário (água doce no inverno e salgada no verão; Moller et al.
1991), pois ocorreu uma entrada importante de água salgada entre abril e junho de 1995, apesar das intensas
chuvas ocorridas em abril (Fig. 2). A alta salinização foi conseqüência da ação de fortes ventos dos quadrantes sul
e oeste, gerando ressaca e empurrando a água salgada para dentro do estuário.
Comparando os valores da salinidade dos três locais, não foram evidenciadas diferenças significativas
(Tab. 2), embora no local 2 a água salina chegou um pouco mais diluída que nos outros locais (Fig. 2), devido a
intensa presença de águas continentais.
FIGURA 2 – Valores de precipitação pluviométrica total da semana que antecedeu a amostragem e valores da
salinidade na coluna d'água no local 1 ( ), no local 2 (¡ ) e no local 3 (¢ ). Direção do vento em cada
amostragem em cada local: SW = sudoeste; NE = nordeste; SE = sudeste; E = leste; SP = sem padrão; W =
oeste.
Em termos de variações verticais, os valores da salinidade da coluna da água foram muito semelhantes
aos da interface (Fig. 3 e Tab. 1), o que evidencia um importante e relativo equilíbrio entre a água e a coluna
sedimentar superficial dos sais que constituem a salinidade.
Para o material em suspensão (MS), as concentrações do local 2 também foram menores que nos outros
locais (Tab. 1), devido a sua maior distância dos focos de emissão de efluentes e ao intenso deságüe que aí
ocorre de águas continentais com menor turbidez.
106
Atlântica, Rio Grande, 23: 101-116, 2001.

Profundidade (cm)
Local 1
interface
2
5
8
11
14
17
20
23
26
29
32
35
Local 2
interface
NUTRIENTES NA COLUNA DA ÁGUA E NA ÁGUA INTERSTICIAL
38
a m a s o n d j m a m j j a s
2
5
8
1 1
1 4
1 7
2 0
2 3
2 6
2 9
3 2
3 5
3 8
Local 3
in te rfa c e
2
5
8
11
14
17
20
23
26
29
32
35
38
a m a s o n d j m a m j j a s
a m a s o n d j m a m j j a s
FIGURA 3 – Variação mensal da salinidade na água intersticial da coluna sedimentar entre agosto/1994 e
setembro/1995
A alta concentração média de MS ocorrida no local 3 (Tab. 1) foi conseqüência da lavagem
pelas chuvas das plantas industriais de fertilizantes, o que carreia para as águas das margens a poeira
oriunda das emissões aéreas dessas indústrias. Essas poeiras provêm da moagem e do processo
ácido da dissolução da rocha fosfatada (fluorapatita), usada como uma das principais matérias prima
de fósforo.
Nos três locais, as menores concentrações de MS associaram-se significativamente às maiores
salinidades (n = 29. Local 2: r*= -0,4. Local 3: r* = -0,8), conseqüência de que a água salgada é pobre em
suspensões. No local 1, embora a correlação entre as concentrações de MS e a salinidade também tenha sido
inversa, não foi significativa (r = -0,2) devido a intensa contribuição em detritos orgânicos contidos nos efluentes
domésticos lançados nessa área, independente da presença da água mais salina.
Nutrientes na coluna da água: as variações mensais nas concentrações foram mais significativas para o amônio
do que para o fosfato (Tab. 2), porque com a presença de águas salinas houve alta diluição do amônio.
Entretanto, para ambos nutrientes, não ficou definido um padrão sazonal nas concentrações.
Atlântica, Rio Grande, 23: 101-116, 2001. 107
ups)

BAUMGARTEN, MZB et al
TABELA 2 – Sumário dos resultados da ANOVA para os efeitos dos fatores de variação dos resultados (• * • 0,05
= diferenças significativas)
108
Variável Fator de variação F ρ (nível)
salinidade meses 03,84 0,000 *
locais 00,02 0,8800
Coluna amônio meses 02,53 0,008 *
da água locais 04,00 0,023 *
fosfato meses 00,68 0,7850
locais 16,69 0,000 *
salinidade meses 23,33 0,000 *
locais 00,92 0,3300
profundidades 05,68 0,000 *
Água amônio meses 03,71 0,000 *
intersticial locais 00,87 0,4100
profundidades 39,87 0,000 *
fosfato meses 00,93 0,5250
locais 22,41 0,000 *
profundidades 41,75 0,000 *
Comparando-se os locais, foram significativamente diferentes as concentrações de amônio e de fosfato de
cada local. Além disso, as médias nos três locais (Tab. 1) foram maiores que as já registradas no canal do estuário
+ 3-
da Lagoa dos Patos (de 1 a 5μM N-NH4 e em torno de 1μM P-PO4 - Baumgarten et al. 1995). Também foram
maiores que as citadas na bibliografia como normais em estuários não contaminados (Aminot & Chaussepied
1983; Day et al. 1987 e Froelich 1988). Isso enfatiza a eutrofia do Saco da Mangueira, já anteriormente
identificada (Persich 1993 e Baumgarten et al. 1995).
Nos locais 1 e 3, as médias de amônio foram em torno do dobro das médias do local 2. Para o fosfato,
foram entre dois a cinco vezes maiores que a média do local 2 (Tab. 1). Portanto, esse local foi o menos
contaminado dos três locais, o que é atribuído à sua maior distância das fontes antrópicas de nutrientes.
Os valores médios das razões entre as concentrações de amônio e as de fosfato (N/P) na coluna da água
nos locais 1 e 2 foram relativamente normais, ou seja, cerca de 10 (Fraser & Wilcox 1979) até 16 (Redfield 1958)
(Tab. 1). Isso evidencia que nesses locais, embora a origem dos aportes desses nutrientes seja diferente
(antrópica no local 1 e natural no local 2), nem o nitrogênio e nem o fósforo distinguem-se como fatores limitantes
da atividade fotossintética, considerando que é na proporção entre 10 a 16 de nitrogênio para 1 de fósforo que,
basicamente, os produtores primários requerem em termos de nutrientes para seus processos metabólicos.
Os resultados mostram que o mais importante aporte de amônio para o Saco da Mangueira, seja direto
(compostos amoniacais solúveis) ou indireto (decomposição da matéria orgânica), ocorre na área do local 1,
devido aos lançamentos de efluentes sem tratamento, clandestinos na maioria dos casos, oriundos de Rio Grande.
Quanto ao fosfato, o excessivo aporte no local 3 foi bem evidenciado pelas baixas razões N/P (Tab. 1), o
que sugere fortemente que a principal origem de fósforo para o Saco da Mangueira são as indústrias de
fertilizantes que situam-se nas proximidades desse local. As emissões lançadas por estas indústrias são ricas em
fósforo, devido a perdas no processamento industrial da rocha fosfatada (cuja composição tem até 39% de P2O5)
e da produção de fertilizantes (Soria & Chavarria 1978). As poeiras contendo compostos fosfatados depositam-se
nos sedimentos, onde estes compostos podem se hidrolizar e redissolver, gerando mais fosfato dissolvido. Estas
indústrias também têm efluentes líquidos que, embora oficialmente sejam considerados pluviais, por eles escorrem
as águas da chuva que lavaram a planta industrial, enriquecendo-se nos compostos ou elementos químicos acima
referidos. Visualmente, foram percebidos depósitos de poeiras de fertilizantes nas valetas que servem de percurso
para esses efluentes hídricos desaguarem no Saco da Mangueira.
A partir dessas indústrias também pode haver algum aporte de nitrogênio, via emissões aéreas, para as
águas do local 3, principalmente a partir de rejeitos da fabricação de fertilizantes dos tipos mono e diamônio
fosfato. Mas, muito do nitrogênio (talvez a maior parte) assim carreado, pode estar na forma tóxica de NH3, sendo
emitido como gás ou adsorvido em micro partículas químicas – aerossóis (Soria & Chavarria 1978). A ionização
desse gás na água e sua transformação em nutriente (amônio) depende muito do nível de acidez da água
receptora. Reforçando a hipótese desse tipo de aporte de amônio, cita-se como exemplo a amostragem feita em
junho de 95, quando o vento sudoeste carreou a fumaça das indústrias de fertilizantes para as proximidades do
local 3, tornando amônio na água muito alto (cerca de 64μM), assim como o fosfato (32μM).
Atlântica, Rio Grande, 23: 101-116, 2001.

NUTRIENTES NA COLUNA DA ÁGUA E NA ÁGUA INTERSTICIAL
4.2 – Gradientes de concentrações de nutrientes entre a coluna da água e a água intersticial da interface
Fosfato: nos três locais, as concentrações médias definiram relativamente fracos gradientes crescentes no
sentido da interface, evidenciando um relativo equilíbrio de fosfato entre a coluna da água e a interface da coluna
sedimentar (Tab. 1).
As concentrações de fosfato no fundo da coluna da água foram mais aproximadas daquelas da água da
interface do que das concentrações da água de superfície, o que foi resultado da contribuição da coluna
sedimentar.
Em termos comparativos, as médias de fosfato na superfície da coluna da água foram menores do que a
da água intersticial da interface em: 2,3 vezes no local 2; 1,6 vezes no local 3 e 1,3 vezes no local 1 (Tab. 1). Isso
evidenciou dois aspectos.
O primeiro desses aspectos é que, onde não há fontes antrópicas significativas e diretas de fósforo, como
no local 2, estabelece-se entre a coluna da água e a interface um gradiente de concentrações de fosfato
levemente mais intenso do que nos outros locais. Assim generalizando, a coluna sedimentar de locais não
contaminados é o principal fornecedor de fosfato para os produtores primários, principalmente para o fitobentos,
via água intersticial através de difusão molecular entre diferentes compartimentos líquidos.
O segundo aspecto é que, em ambientes como o local 1 e, principalmente o local 3, os aportes antrópicos
diretos de fosfato para a coluna da água e indiretos de compostos sólidos fosfatados sedimentáveis, resultam num
maior equilíbrio das concentrações entre a coluna da água e a água da interface. Isso diminui a intensidade da
difusão molecular para a coluna da água e, por conseqüência, da contribuição de fosfato pela coluna sedimentar,
onde há então, um maior armazenamento de fósforo junto aos sedimentos superficiais. Com relação a isso,
Esteves (1998) destacou a possível remoção por precipitação do excesso de fosfato de origem antrópica da
coluna da água, o que pode ocorrer por adsorção física ou química desse nutriente em hidróxidos férricos e/ou de
alumínio de muito baixa solubilidade e em argilas. Esse tipo de remoção é possível ser um processo importante no
estuário da Lagoa dos Patos, tendo em vista a relativa riqueza em ferro nos sedimentos finos (França 1998).
Portanto, o processo de tamponamento e relativa constância das concentrações de fosfato da água de
estuários, citado por Liss (1976) e por Froelich (1988), pode estar ocorrendo intensamente no Saco da Mangueira,
o que poderia explicar a constatação já anteriormente referida, de que não foram significativas as diferenças nas
concentrações mensais de fosfato na coluna da água (Tab. 2), apesar dos aportes a partir das indústrias de
fertilizantes não serem constantes ao longo do tempo.
Amônio: nos três locais, os gradientes de concentrações entre a coluna da água e a água intersticial da interface
foram sempre crescentes e intensos. Em geral, as concentrações de amônio foram cerca de seis vezes maiores
do que as de fosfato.
Portanto, houve uma intensa e constante contribuição de amônio da água intersticial para a coluna da
água, seja por difusão molecular, seja pela liberação e advecção da água intersticial. Baumgarten et al (1995)
constataram que a ressuspensão dos sedimentos nas enseadas do estuário da Lagoa dos Patos aumenta muito a
liberação de amônio para a coluna da água. Por outro lado, Zarzur (2001) comentou o alto enriquecimento em
amônio da água intersticial nessas enseadas em períodos de calmarias, quando há aumento da atividade
microbiana decompositora na interface, resultando em posteriores incrementos nos aportes de nutrientes para a
coluna da água.
Em termos comparativos, as médias de amônio da coluna da água foram menores do que a média da
água da interface em 11 vezes no local 2; 8 vezes no local 1 e 7 vezes no local 3.
Da mesma forma como para o fosfato, a maior diferença de concentrações entre a coluna da água e a
água intersticial da interface do local 2 sugere que, como esse local tem pouca poluição orgânica, o principal
aporte de amônio para a coluna da água provêm da coluna sedimentar, sendo então esse amônio, e mais o nitrato
dele formado por oxidação (nitrificação) na interface, disponibilizados para os produtores primários. Assim, dos
três locais estudados, a difusão de amônio para a coluna da água a partir da coluna sedimentar, possivelmente, é
a mais intensa em função da tendência ao equilíbrio iônico entre os compartimentos aquáticos.
Nos locais 1 e 3, as menores diferenças nas referidas concentrações de amônio sugerem que as
intensidades de difusão molecular a partir da coluna sedimentar são menores que no local 2, porque nesses locais
o fluxo de amônio via água intersticial é um pouco mais inibido ou controlado pelo enriquecimento de amônio
diretamente para a coluna da água, conseqüência de ambos locais serem próximos de lançamento de efluentes.
Nos locais 1 e 3, embora os gradientes tenham sido menos intensos, foram formados por concentrações muito
mais elevadas do que no local 2.
No local 1, o enriquecimento de amônio na água intersticial foi proporcional ao da coluna da água, devido
aos intensos aportes de matéria orgânica protéica biodegradável de origem doméstica, a qual se deposita junto
aos sedimentos, onde se degrada. Isso representa uma intensa fonte indireta de amônio para a água intersticial,
devido a alta regeneração bioquímica do nitrogênio orgânico (amonificação). A muito alta razão N/P na água da
interface do local 1 (Tab. 1) corrobora com essa hipótese.
A riqueza de amônio na interface do local 1 ocorreu apesar de vários processos causarem o consumo
desse nutriente, destacando-se o transporte de amônio por advecção ou por difusão molecular para a coluna da
Atlântica, Rio Grande, 23: 101-116, 2001. 109

BAUMGARTEN, MZB et al
água mais diluída. Também, deve ser considerada a oxidação bioquímica do amônio à nitrato (nitrificação), pois
Aller & Benninger (1981) concluiram que isso pode consumir até cerca de 20% do amônio formado na interface.
Ainda, como mais um processo de consumo de amônio destaca-se a sua alta assimilação pelo microfitobêntos, o
que tem uma grande importância na reciclagem de nutrientes do estuário da Lagoa dos Patos (Zarzur 2001).
No local 3, a contaminação em amônio foi menor do que no local 1, tanto na coluna da água como na
água intersticial da interface. Além disso, a maior granulometria dos sedimentos do local 3 (Fig. 4) facilita a difusão
para a coluna da água do amônio formado na coluna sedimentar. As menores razões N/P na interface desse local
refletem o predomínio de fosfato em relação ao amônio na água intersticial.
110
Sedimentos finos (%)
Meses de coleta (94/95)
novembro ¡ dezembro ✱ janeiro
FIGURA 4 – Perfis verticais do percentual de sedimentos finos ( < 63 µm) da coluna sedimentar (médias e
intervalos de confiança; • • 0,05)
4.3 – Água intersticial da coluna sedimentar
pH, Eh e porosidade: foram pequenas as diferenças entre os valores de pH comparando os três locais e as
distintas profundidades da coluna sedimentar (Tab. 1), embora no local 3, o pH elevou-se com o aumento da
profundidade da coluna sedimentar, provavelmente devido a presença de depósitos de conchas soterradas e em
processo de decomposição.
O Eh decresceu com a profundidade nos três locais. Na maioria das amostragens nos locais 1 e 2 foi
constatada uma total condição redutora a partir dos 18cm da coluna sedimentar. Isso pode resultar na diminuição
da diversidade vegetal, porque a decomposição da matéria orgânica soterrada abaixo da sub-superfície gera
gases reduzidos como o sulfídrico, o metano e a amônia, que podem provocar a morte de rizomas e raízes de
macrófitas aquáticas. Por isso, nesses substratos aquáticos, predominantemente proliferam vegetais flutuantes ou
fitobentos que vivem na interface (Esteves 1998).
A porosidade e a retenção de água intersticial foi bem menor no local 3 do que nos outros, apesar dos
seus sedimentos serem mais arenosos, e assim, menos reativos. Segundo Suguio (1973), apesar do tamanho das
partículas, teoricamente, não influenciarem na porosidade, na prática, os sedimentos grosseiros podem possuir
menor porosidade que os mais finos, devido as diferenças na disposição, na orientação dos grãos e pela maior
cimentação ou preenchimento dos interstícios.
Salinidade: comparando-se os três locais, não foram evidenciadas diferenças significativas na salinidade da água
intersticial (Tab. 2), à exemplo do que foi observado na coluna da água. Entretanto, os resultados mensais
diferenciaram-se, embora não definiu-se um padrão sazonal nas variações da salinidade (Tab. 2; Fig. 2).
Em termos de perfil vertical, as salinidades da água intersticial nas diferentes profundidades também
apresentaram diferenças significativas. A partir de cerca de 18cm de profundidade, houve uma maior integração
das variações salinas ocorridas na coluna da água ao longo do tempo, pois quando ocorreu águas doces ou
mixohalinas na superfície (Fig. 3), o gradiente de salinidade foi crescente na direção das maiores profundidades,
evidenciando o aprisionamento e a diluição da água salgada que havia entrado em anterior regime de enchente no
estuário.
Atlântica, Rio Grande, 23: 101-116, 2001.

NUTRIENTES NA COLUNA DA ÁGUA E NA ÁGUA INTERSTICIAL
Com águas muito salinas na superfície (abril a junho/95) o gradiente salino inverteu, ficou decrescente e,
assim, a água intersticial das camadas mais profundas continuou com características mixohalinas, chegando a
salinidade máxima de 20 no local 1. Isso foi conseqüência de que aí os sedimentos começaram a ficar mais finos
e as camadas sedimentares mais compactadas, embora o percentual de finos nunca ultrapassou 60% (Fig. 4),
favorecendo a diminuição do transporte difusivo e advectivo, tornando os processos mais lentos e moderados.
Nutrientes na água intersticial da coluna sedimentar: repetindo-se o que foi observado na coluna da água, as
variações nas concentrações mensais não apresentaram um padrão sazonal, sendo as diferenças mais
significativas para o amônio do que para o fosfato (Tab. 2). Entretanto, comparando-se os três locais, o padrão foi
contrário, pois foram as concentrações de fosfato da água intersticial, e não as de amônio, que mais diferenciaram
significativamente os locais entre si.
Quanto às concentrações de ambos nutrientes na água intersticial de diferentes profundidades, ocorreram
diferenças significativas (Tab. 2). Estabeleceram-se gradientes crescentes de concentrações à medida que
aumentou a profundidade da coluna sedimentar, embora esses gradientes formaram-se por diferentes amplitudes
de concentrações, dependendo do local e do período amostrado (Figs. 5 e 6).
Profundidade da coluna sedimentar (cm)
Local 1
interface
2
5
8
11
14
17
20
23
26
29
32
35
38
Local 2
interface
2
5
8
11
14
17
20
23
26
29
32
35
a m a s o n d j m a m j j a s
38
a m a s o n d j m a m j j a s
Local 3
in te rfa ce
2
5
8
11
14
17
20
23
26
29
32
35
38
a m a s o n d j m a m j j a s
Concentração (μM)
3-
FIGURA 5 – Variação mensal do fosfato (µM P-PO4 ) na água intersticial da coluna sedimentar entre agosto/1994
e setembro/1995.
Atlântica, Rio Grande, 23: 101-116, 2001. 111

BAUMGARTEN, MZB et al
112
Profundidade da coluna sedimentar (cm)
Local 1
In te rfa ce
2
5
8
11
14
17
20
23
26
29
32
35
38
Local 2
in terfa ce
2
5
8
11
14
17
20
23
26
29
32
35
38
Local 3
in te rfac e
2
5
8
1 1
1 4
1 7
2 0
2 3
2 6
2 9
3 2
3 5
3 8
A M A S O N D J M A M J J A S
a m a s o n d j m a m j j a s
A M A S O N D J M A M J J A S
Concentração (μM)
+
FIGURA 6 – Variação mensal do amônio (µM N-NH4 ) na água intersticial da coluna sedimentar entre agosto/1994
e setembro/1995.
Fosfato: pelo Teste de Duncan constatou-se que as concentrações da água intersticial ao longo da coluna
sedimentar distinguiram-se em dois grupos, delimitados pela profundidade de 5cm, a partir da qual, houve um
intenso acréscimo das concentrações de fosfato.
Como o local 1 e, particularmente o local 3 estão mais próximos das fontes antrópicas de fosfato do que o
local 2, a conseqüência foi que apresentaram as maiores médias desse nutriente na água intersticial (Tab. 1). Em
janeiro de 95 salientaram-se intensos picos nas concentrações de fosfato, especialmente no local 1.
No local 3, as concentrações foram muito altas, embora mais homogêneas ao longo dos meses, sendo
que os máximos valores também ocorreram em janeiro. Entre março e julho de 95, a água salgada penetrou até
cerca de 20cm na coluna sedimentar diluindo as concentrações de fosfato desse local (Fig. 5).
Os picos nas concentrações de fosfato coincidiram, em geral, com os mais intensos potenciais redutores.
No local 1, mesmo nas camadas logo abaixo da sub-superfície da coluna sedimentar, em janeiro de 95 os valores
de Eh foram em torno de –200mV, conseqüência da diminuição dos nível da lâmina da água e do aumento na
estagnação das águas do Saco da Mangueira nessa época (cerca de 0,4m no local 1), porque foi um período de
fracos índices pluviométricos. O resultado foi um muito forte odor de sulfetos nos sedimentos sub-superficiais do
local 1, maior do que nos outros locais.
Atlântica, Rio Grande, 23: 101-116, 2001.

NUTRIENTES NA COLUNA DA ÁGUA E NA ÁGUA INTERSTICIAL
Quanto à influência da condição redutora nos aumentos de fosfato na água intersticial, Esteves (1998)
enfatiza que a presença de sulfetos indica a decomposição anaeróbica da matéria orgânica e a redução do sulfato
na coluna sedimentar abaixo da sub-superfície. Os sulfetos reagem com os íons ferrosos (que antes estariam
formando o fosfato ferroso dissolvido), precipitando sob a forma de sulfeto ferroso insolúvel (FeS), o que favorece
a permanência e o enriquecimento na água intersticial do fosfato dissolvido que sobrou após a precipitação do
FeS. Esse autor também comenta que a condição redutora favorece intensamente a redissolução e dessorção dos
compostos fosfatados que antes estavam associados ao ferro insolúvel (ou hidróxido férrico) por adsorção química
e física.
Quanto à maior homogeneidade na ocorrência das altas concentrações de fosfato na coluna sedimentar
do local 3 em relação ao local 1, essa pode ser atribuída à maior intensidade e constância de aportes de fósforo
de origem antrópica, da mesma forma como relatado para a coluna da água nesse local.
No local 2, as médias para o fosfato na água intersticial foram bem menores do que nos locais 1 e 3, não
se manifestando picos nas concentrações em janeiro de 95, porque os seus sedimentos não estavam tão
enriquecidos por fósforo de origem antrópica como estavam os dos outros locais.
Nos três locais, como a camada superficial da coluna sedimentar apresentou alto potencial oxidante,
funcionou como uma barreira da liberação/difusão do fosfato da água intersticial para a coluna da água, já que
condições oxidantes não favorecem a permanência do fosfato dissolvido. Essa barreira, normalmente, é mais
intensa quando há estagnação da coluna da água, resultando em fracos intercâmbios iônicos e favorecendo o
aumento da condição redutora no interior da coluna sedimentar, embora na interface, permaneça um potencial
oxidante.
Este padrão destacou-se em janeiro de 95, principalmente no local 3, onde a coluna sedimentar teve um
papel de destaque no armazenamento do fósforo. Nesse caso, as camadas de maior profundidade da coluna
sedimentar puderam fornecer gradativamente por redissolução de compostos precipitados, o fosfato para a água
intersticial e daí, o fosfato migrou para a interface, onde tornou-se novamente insolúvel em função das condições
oxidantes aí presentes.
Entretanto, quando há bioturbulência e/ou ressuspensões dos sedimentos na interface, há quebra da
referida barreira e o fosfato da coluna sedimentar abaixo da sub-superfície pode se difundir ou haver a advecção
para a coluna da água dessa água intersticial mais rica em fosfato, disponibilizando esse nutriente mais
intensamente para os produtores primários. É dessa forma que o fósforo antrópico que deposita-se na coluna
sedimentar sob forma de partículas minerais e detríticas, como ocorrido no local 3, depois que se redissolve, pode
contribuir para o processo conhecido como “fertilização interna”, enriquecendo a coluna da água. Os nutrientes
oriundos da coluna sedimentar representariam a “carga interna nutritiva” do sistema aquático (Esteves 1998).
Portanto, se os sedimentos do local 3 tivessem um maior percentual de finos, e assim, fossem de mais
fácil ressuspensão, como são os do local 1 e, principalmente os do local 2, a barreira da interface poderia ser mais
facilmente rompida, liberando para a coluna da água, a água intersticial muito rica em fosfato, mais intensamente
do que ocorre na condição real.
Amônio: seguindo o mesmo padrão do fosfato, foram significativas as diferenças entre as concentrações da água
intersticial nas diferentes profundidades (Tab. 2) e distinguiram-se dois grupos. Entretanto para o amônio, a
profundidade da coluna sedimentar limitante dos referidos grupos de concentrações foi um pouco maior: 8cm.
As elevadas concentrações de amônio nas maiores profundidades da coluna sedimentar foram
conseqüência da menor assimilação pelos produtores primários e do aumento da compactação e da estabilidade
química dos sedimentos, o que conservou o amônio formado e tornou menor o intercâmbio e a difusão molecular
desse nutriente para a interface.
Comparando os locais estudados, as concentrações de amônio na água intersticial não se distinguiram
significativamente (Tab. 2), conseqüência das altas variâncias dos resultados. Entretanto, nos locais 1 e 2 as
concentrações foram maiores (Fig. 6).
No local 1, o enriquecimento de amônio pode ter sido favorecido pela sedimentação e soterramento dos
detritos orgânicos de diversas origens antrópicas que chegam à esse local junto com os efluentes não tratados.
Assim, a matéria orgânica residual, que não se degradou na superfície, pode ter sofrido uma gradual e mais lenta
decomposição por bactérias anaeróbicas nas camadas sedimentares, gerando amônio (amonificação),
enriquecendo muito a água intersticial das camadas de maior profundidade.
No local 2, foram inesperadas as altas concentrações de amônio na água intersticial (médias máximas
+
chegaram até 958μM N-NH4 a partir de 30cm de profundidade da coluna sedimentar) (Tab. 1 e Fig. 6), devido a
que esse local é menos impactado por aportes de origem antrópica. Os núcleos de concentrações que se
formaram, dispersaram-se quando águas salinas e, naturalmente mais pobres em amônio, entraram na coluna
sedimentar, causando diluições (a partir de abril de 95). Os acréscimos de amônio desse local resultaram em
maiores razões N/P na coluna sedimentar com profundidade maior que 8cm, em comparação com os outros
locais.
Como a origem dos acréscimos no local 2 não parece ser a partir de efluentes domésticos ou industriais,
outras causas podem ser aventadas. Numa primeira hipótese, o aumento de amônio poderia ser conseqüência da
Atlântica, Rio Grande, 23: 101-116, 2001. 113

BAUMGARTEN, MZB et al
descompactação da coluna sedimentar devido a forte penetração de águas mixohalinas (outubro a dezembro/94 –
Fig. 4). O choque iônico assim causado, pode ter favorecido a velocidade da decomposição de detritos orgânicos
nitrogenados residuais, originados da abundante vegetação desse local, gerando amônio num processo natural do
ambiente. Também, o choque iônico pode ter provocado a dessorção do amônio, tendo em vista que Libes (1992)
destacou que uma significativa quantidade de amônio pode estar armazenada por retenção e/ou adsorção em
sedimentos finos depositados.
Como as máximas concentrações de amônio na água intersticial do local 2 ocorreram nas profundidades
da coluna sedimentar onde havia intensa condição redutora, foi favorecida a manutenção do amônio formado.
Além disso, nessa ocasião a temperatura ambiental estava alta por ser verão, o que favoreceu o metabolismo
celular dos microorganismos decompositores e, assim, a conseqüente amonificação anaeróbica nos sedimentos
redutores (Caetano et al. 1997).
Uma outra possibilidade de fonte de amônio na coluna sedimentar do local 2 é a redução bioquímica do
nitrato. Esteves (1998) descreve esse processo como “amonificação do nitrato”. Segundo Libes (1992), o nitrato
pode servir como aceptor de elétrons e fonte de oxigênio para microorganismos anaeróbicos durante a
decomposição de compostos orgânicos residuais na coluna sedimentar (respiração nitrato), podendo ser gerado
amônio por excreção desses decompositores. Estes processos podem acontecer com este nutriente, além de
outro processo conhecido como denitrificação, que transforma o nitrato diretamente em nitrogênio molecular (N2).
O nitrato pode ter uma maior significância como fonte de amônio na coluna sedimentar interna do local 2
do que nos outros locais estudados, tendo em vista que, segundo Day et al. (1987), particularmente em locais
como o local 2, onde há intensa vegetação submersa na primavera e início do verão, é favorecida a oxigenação
por fotossíntese da coluna da água e da interface. Assim, em ambos compartimentos ambientais, há intensa
formação do nitrato por nitrificação do amônio, o qual por sua vez se formou pela decomposição da matéria
orgânica (amonificação aeróbica) na interface, junto às raízes. O nitrato formado se difunde para as maiores
profundidades da coluna sedimentar, num processo de equilíbrio iônico, onde ocorreria a sua redução até amônia,
além de N2.
Quanto ao local 3, as concentrações médias de amônio na água intersticial não intensificaram-se tanto
como nos outros locais (Tab. 1, Fig. 6), devido ao provável maior intercâmbio com a coluna da água motivado pela
maior granulometria dos sedimentos desse local. Entretanto, a causa principal foi o pouco aporte de matéria
orgânica, resultando numa menor intensidade dos processos aeróbicos ou não, geradores de amônio em toda a
coluna sedimentar.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Coluna da água
As variações mensais de salinidade e de nutrientes na coluna da água não apresentaram sazonalidade.
As maiores concentrações de nutrientes e as menores salinidades relacionaram-se ao aumento do índice
pluviométrico, quando mais nutrientes de origem antrópica foram carreados para o Saco da Mangueira. A
presença da água salgada causou diluição das concentrações, principalmente de amônio. Mesmo assim, as
concentrações de amônio e de fosfato na coluna da água são quimioindicadores dos aportes diretos desses
nutrientes à partir de efluentes não tratados, mas também dependeram das contribuições da coluna sedimentar,
via água intersticial.
O Saco da Mangueira tem aporte excessivo de amônio na sua área lateral que fica mais próxima à Rio
Grande (local 1), o que faz com que aí o fosfato seja mais limitante do que o nitrogênio para a produção primária.
Na margem oposta (local 3), há excessivo aporte de fosfato, conseqüência da proximidade de indústrias de
fertilizantes. Proporcionalmente à estes aportes, acentua-se a eutrofização.
O local 2, por ser o mais afastado das fontes de origem antrópica no Saco da Mangueira, somente poderá
ser um local referência (controle) em estudos nessa enseada, porque apresentou concentrações médias de
fosfato e em amônio na coluna da água, levemente mais altas do que as registradas anteriormente em outras
enseadas menos contaminadas (exemplo o Saco do Martins e Saco do Justino), as quais, portanto, são mais
indicadas como locais referência para estudos no estuário da Lagoa dos Patos.
Coluna sedimentar
A salinidade da água intersticial não apresentou variações sazonais definidas. A partir da interface, os
gradientes da salinidade foram crescentes com o aumento da profundidade da coluna sedimentar, quando entrou
água doce no Saco da Mangueira e, decrescentes quando entrou água salgada. Na coluna sedimentar com
profundidade maior que 18cm, a água intersticial apresentou-se predominantemente mixohalina.
As concentrações mensais de amônio e de fosfato na água intersticial também não apresentaram uma
variação sazonal definida. Quando a água marinha se fez presente na coluna sedimentar, houve diluição das
concentrações de nutrientes, principalmente no local 3, onde a maior granulometria dos sedimentos favoreceu a
mistura das águas nas camadas mais superficiais da coluna sedimentar.
114
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NUTRIENTES NA COLUNA DA ÁGUA E NA ÁGUA INTERSTICIAL
Os gradientes das concentrações de amônio e de fosfato foram sempre crescentes no sentido das
maiores profundidades. A amplitude das concentrações de amônio na água intersticial foi cerca de 6 vezes maior
do que a amplitude registrada para o fosfato.
As concentrações médias de amônio na água intersticial da interface foram entre 7 a 11 vezes maiores
que as da coluna da água. Para os fosfato, as concentrações médias da água intersticial da interface foram
apenas entre 1,3 a 2,3 vezes maiores que as da coluna da água. Isso implica em que a coluna sedimentar
destacou-se como uma importantíssima fonte de amônio para a coluna da água do Saco da Mangueira, via água
intersticial.
Para o fosfato, a coluna sedimentar, principalmente nas camadas mais superficiais oxidantes, funcionou
como armazenadora de compostos fosfatados de origem antrópica, formando uma barreira para a liberação da
água intersticial rica em nutrientes. Isso ocorreu principalmente no local 3, onde o rompimento dessa barreira por
fatores como hidrodinâmica, bioturbulência, entre outros, aumentou a contribuição da coluna sedimentar para a
coluna da água em fosfato de origem antrópica.
A intensidade da contribuição por difusão de nutrientes a partir da coluna sedimentar para a coluna da
água, parece ser mais ou menos inibida pelo aumento dos aportes de origem antrópica de amônio e de fosfato,
diretamente sob forma dissolvida para a coluna da água dos locais 1 e 3, respectivamente, diminuindo a diferença
entre os compartimentos ambientais. A possibilidade desta inibição baseia-se na tendência ao equilíbrio iônico e,
especialmente para o fosfato, resultando num processo de tamponamento entre a coluna da água e a coluna
sedimentar superficial ao longo do tempo.
A coluna sedimentar do local 2 destacou-se dos outros locais como supridora de nutrientes para a coluna
da água, principalmente amônio. Considerando que na coluna sedimentar desse local os aportes de matéria
orgânica de origem antrópica são mais escassos, o enriquecimento de amônio na água intersticial das suas
camadas de maior profundidade da coluna sedimentar (>8cm), possivelmente ocorreu por processos naturais
(redução do nitrato, e/ou dessorção do amônio adsorvido, e/ou decomposição anaeróbica da matéria orgânica
vegetal residual soterrada).
Isso evidencia que as concentrações de amônio e de fosfato da água intersticial de camadas
sedimentares mais superficiais (< 8cm de profundidade) é que são melhores quimioindicadores dos aportes de
matéria orgânica biodegradável de origem antrópica e de compostos fosfatados emitidos sob forma de partículas.
No local 1, os intensos acréscimos de amônio na água intersticial, provavelmente tiveram origem a partir
da decomposição e de processos de amonificação na matéria orgânica presente nos efluentes domésticos não
tratados lançados nessa área. No local 3, os acréscimos de fosfato na água intersticial foram proporcionais à
dissolução de compostos fosfatados emitidos por indústrias de fertilizantes.
As altas concentrações de amônio e fosfato na água intersticial de camadas sedimentares a partir da subsuperfície
podem ter influência no enraizamento em maiores profundidades de alguns vegetais que procuram
nutrientes, principalmente em locais de fraco aporte direto de fosfato para a coluna da água.
Recomendações para estudos complementares
A partir da identificação qualitativa que foi feita nesse estudo dos processos que ocorrem com o nitrogênio
e com o fósforo na coluna da água e na água intersticial do Saco da Mangueira, a quantificação desses processos
nas enseadas rasas desse estuário se faz necessária (taxas de fluxo de difusão, advecção).
Em estudos no Saco da Mangueira devem ser avaliadas distintamente as três áreas que foram
diferenciadas no presente estudo em termos de reserva de nutrientes, da granulometria dos sedimentos e da
hidrodinâmica. Também, nessa enseada ainda são necessários estudos das taxas de sedimentação, direção e
intensidade da circulação das águas e níveis de matéria orgânica.
O significativo efeito da salinidade nas variações das concentrações de nutrientes na água intersticial dos
primeiros 8cm da coluna sedimentar poderá ser mais exaustivamente avaliado em menor espaço de tempo. As
amostragens da água intersticial devem ser feitas, independentemente, em regime de vazante e de enchente no
estuário.
AGRADECIMENTOS
Aos técnicos químicos José Vanderlen Miranda e a Lúcia Bohmer. Ao condutor do Barco Moralles da
FURG, Sr. Paulo Arede.
LITERATURA CITADA
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Submetido: 14/12/2000
Aceito: 18/07/2001
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