Metals and acid volatile sulfide in sediment cores from the Sergipe River Estuary, Northeast, Brazil

Acid volatile sulfide (AVS), simultaneously extracted metals (SEM) and metals were studied in sediment cores from the Sergipe River Estuary, Brazil. AVS and SEM concentrations were, in general, higher in the core sediments from areas which receive a higher anthropic contribution due to urban pollution. In these cores, the sulfide seemed to be the main connection for the metals. In the core obtained from the area of major marine influence, the most important binding phases for the metals seemed to be associated with organic matter and carbonates. The AVS profiles allow identification of two types of sedimentation processes in the estuary. In all cores SEM/AVS ratios were much lower than 1._________________________________________________________________________________________ RESUMO: Foram estudados o sulfeto volatilizado em meio ácido (AVS), os metais simultaneamente extraídos (SEM) e os metais em sítios de sedimentos do Estuário do Rio Sergipe, Brasil. As concentrações de AVS e SEM foram, em geral, maiores nos sedimentos dos sítios situados nas áreas que recebem maior aporte antrópico devido à poluição urbana. Nesses sítios, o sulfeto parece ser a principal fase de ligação para os metais. No sítio do sedimento situado na área de maior influência marinha, as fases mais importantes de ligação para os metais parecem estar associadas à matéria orgânica e aos carbonatos. Os perfis de AVS permitiram identificar dois tipos de processos de sedimentação no estuário. Em todos os sítios, as relações SEM/AVS foram muito menores do que 1

Regional geochemical baselines and controlling factors for trace metals in sediments from the Poxim River, Northeast Brazil

The Poxim river hydrographic sub-basin comprises four freshwater rivers, Poxim-Açu, Poxim-Mirim, Poxim and Pitanga, and is located in the East of Sergipe State, Northeast of Brazil. The present work investigates the distribution, the factors controlling concentrations, and toxicity risks of the metals Co, Cr, Cu, Li, Mn, Ni, Pb, Zn, Al and Fe, in surface sediments of the four rivers. Toxicity was evaluated using the Consensus-based Sediment Quality Guidelines for freshwater ecosystems. Spearman correlation analysis did not indicate any association of the metals with organic matter, however strong, moderate and weak correlations with aluminium, iron, and manganese, respectively, suggested that clay minerals were the main carrier of metals to sediments. Concentrations of metals in all samples were below the TEC (threshold effect concentration), indicating that for these trace metals adverse effects on aquatic biota should rarely occur. A geochemical baseline for the region was defined using lithium as reference element. Metal enrichments due to anthropogenic influence were only observed at three sites. At other sites, enrichment factors were indicative of a large predominance of naturally occurring metals in the sediments._________________________________________________________________________________________ RESUMO: A sub-bacia hidrográfica do rio Poxim é formada por quatro rios de água doce, Poxim-Açu, Poxim-Mirim, Poxim e Pitanga e está situada na porção leste do Estado de Sergipe, Nordeste do Brasil. Nesse trabalho foi investigada a distribuição, os fatores que controlam as concentrações e o risco de toxicidade para Co, Cr, Cu, Li, Mn, Ni, Pb, Zn, Al e Fe em sedimentos superficiais dos quatro rios. A toxicidade foi avaliada usando o Consensus-based Sediment Quality Guidelines for freshwater ecosystems. A matriz de Spearman não indicou associação dos metais com a matéria orgânica, mas mostrou uma forte correlação com alumínio, moderada com o ferro e fraca com o manganês, sugerindo ser as argilas os principais carreadores dos metais para os sedimentos. Em todas as amostras as concentrações dos metais ficaram abaixo do TEC (threshold effect concentration) indicando que em relação aos metais traço, raramente deve ocorrer efeito adverso para a biota aquática. Foi definida uma base geoquímica para a região usando o lítio como elemento de referência. Somente em três sítios foram observados enriquecimentos dos metais associados a influências antrópicas. Os valores do fator de enriquecimento sugerem uma grande predominância nos sedimentos, de metais de origem natural

Metal fractionation in sediments of the Sergipe River, northeast, Brazil

The sequential extraction procedure proposed by the European Community Bureau of Reference (BCR) was applied for the fractionation of Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn in sediments from the Sergipe Estuary, Brazil. The method showed satisfactory recoveries, detection limits and standard deviations for trace metals determinations in sediment samples. Cd was the metal with the greatest percentage in the exchangeable fraction. Pb and Ni were present mainly in the reducible and oxidizable fractions. Cr, Cu and Zn were predominantly associated with the residual fraction. The order of mobility of metals extracted was Pb > Cd > Ni > Cu > Cr > Zn. According to the risk assessment code (RAC), the sediments showed low to medium risk for all metals. _________________________________________________________________________________________ RESUMO: O procedimento de extração seqüencial proposto pelo European Community Bureau of Reference (BCR) foi empregado para o fracionamento de Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn em sedimentos do estuário do Rio Sergipe, Brasil. O método empregado apresentou-se adequado com limite de detecção e desvio padrão aceitável para a determinação de metais em amostras de sedimentos. Cd foi o metal com maior percentagem na fração extraível. Ni e Pb estão presentes principalmente nas frações oxidável e redutível. Cr, Cu e Zn foram encontrados predominantemente na fração residual. A ordem de mobilidade dos metais extraídos foi Pb > Cd > Ni > Cu > Cr > Zn. De acordo com o código de avaliação de risco (RAC), as amostras de sedimentos mostraram risco baixo a médio para todos os metais analisados

Distributions of trace metals in sediment cores from a hypertrophic reservoir in northeast Brazil

The distributions of Al, Cu, Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn were measured in two sediment cores obtained from the Macela Reservoir in Northeast Brazil. Principal component analysis (PCA) clearly separated both the cores and the sections corresponding to different depths. The concentrations of Cu, Cr, Mn and Zn were highest in the upper sections (0-20 cm), and were significantly correlated with the total organic carbon (Corg) content. The concentrations of Co, Pb and Ni were highest in the lower sections (25-45 cm), and showed strong correlations with aluminum. Cu, Cr, Mn and Zn were derived from anthropogenic sources, while Co, Ni and Pb were of natural origin. Toxicity assessment based on the threshold effect level (TEL) and probable effect level (PEL) values listed in the Canadian Sediment Quality Guidelines (SQG) showed that Cu, Pb and Zn rarely cause any adverse effects, while Ni was likely to cause frequent effects in the biota of the reservoir. The toxicity of Cr was uncertain. _________________________________________________________________________________________ RESUMO: As distribuições de Al, Cu, Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn foram investigadas em dois sítios de sedimentos do reservatório Macela, Nordeste do Brasil. A análise de componentes principais (PCA) separou nitidamente os sítios de sedimentos coletados e as suas diferentes seções. Cu, Cr, Mn e Zn apresentaram as maiores concentrações nas seções do topo (0-20 cm) e mostraram correlações significativas com o conteúdo de carbono orgânico total (Corg). As concentrações de Co, Pb e Ni foram maiores nas seções do fundo (25-45 cm) e mostraram fortes correlações com alumínio. Cu, Cr, Mn e Zn foram provenientes do aporte antropogênico, enquanto que Co, Ni e Pb foram de origem natural. As toxicidades avaliadas com base nos valores do nível limiar de efeitos (TEL) e nível provável de efeitos (PEL) listados no Sediment Quality Guidelines (SQG) canadense mostraram que Cu, Pb e Zn raramente exercem efeitos adversos aos organismos, enquanto que para o Ni, esses efeitos biológicos ocorrem frequentemente à biota do reservatório. A toxicidade do Cr foi incerta