Avaliação de elementos terras raras em ecossistema aquático da represa de Guarapiranga, São Paulo

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Santos, Leandro Mota
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Água; E. crassipes; E.crassipes; Elementos terras raras; Gd isotope separation; Guarapiranga dam; ICP-MS; Normalização PAAS; PAAS shale-normalization; Rare earth elements; Represa de Guarapiranga; S. herzogii; Sediment; Sedimento; Separação isotópica de Gd; Water
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-11112021-114451/

O aumento na demanda mundial por elementos terras raras (ETR) tem estimulado investigações para avaliar eventuais impactos ambientais. Neste trabalho, amostras de Eichhornia crassipes, Salvinia herzogii (macrófitas), águas e sedimento da Represa de Guarapiranga, um importante sistema de abastecimento da cidade de São Paulo, coletadas na região de Embu-Guaçu e Parelheiros, foram analisadas por ICP-MS para a determinação de ETR. Um procedimento de digestão em sistema aberto, usando mistura H2SO4 + H2O2 mostrou ser eficiente para a dissolução completa e extração quantitativa de ETR presentes nas amostras de macrófitas (raízes e folhas), sedimento e água. O perfil de distribuição dos ETR determinados foi normalizado aplicando PAAS (Post Archean Australian Shale), mostrando enriquecimento dos elementosleves (2,9 e 1,9) nas amostras de raízes de E. crassipes (aguapé) dos pontos deEmbuGuaçu e Parelheiros, respectivamente. Esses resultados sugerem que osETR leves estão ligados as partículas suspensas naquele sistema aquático, sendo então absorvidos preferencialmente pelas raízes nessa forma. O perfil de distribuição para as amostras de águas sugere enriquecimento de HREE (0,43 e 0,45), além de acentuada anomalia para Gd (32,1 e 38,2) para as amostras de Embu-Guaçu e Parelheiros, respectivamente. O perfil de distribuição normalizado para sedimento de ambos os pontos de amostragem foi similar, mostrando enriquecimento para ETR leves e médios. A razão Ce/Ce* próximo a 1 sugere que os sedimentos de ambos os pontos são terrígenos e argilas vermelhas (ricas em oxi-hidróxido de Fe). Também se investigou como algumas espécies iônicas encontradas comumente em corpos dágua agem como extratores, agentes precipitantes/complexantes e seus papéis no mecanismo de troca iônica envolvendo ETR. Esses estudos mostraram que F¯, Cl¯, e ácido fúlvico podem potencializar a extração de ETR de sedimentos, enquanto entre as espécies catiônicas investigadas, apenas Al3+ mostrou capacidade de remover ETR leves do sedimento, provavelmente por meio de troca iônica. Os estudos de complexação/precipiação dos ETR por espécies aniônicas mostraram que F- > PO43- > ácido fúlvico ≈ SO42- na remoção dos ETR da coluna dágua para o sedimento. Diferentes materiais (DEHPA e AG 50W-X8) foram utilizados para preparar colunas visando a separação de isótopos de Gd e posterior determinação por MC-ICP-MS. Os métodos usando colunas foram estudados em batelada e em fluxo, usando diferentes concentração de HCl e HIBA para promover a dessorção seletiva do Gd. A melhor condição para a separação dos isótopos de Gd foi conseguida com a combinação de coluna de AG 50W-X8 com a coluna DEHPA. O método de separação otimizado permitiu recuperação analítica (>95%) para 3 dos 5 isótopos de Gd (Gd155, Gd157 e Gd160). As recuperações para os isótopos Gd156 e Gd158 ficaram em torno de 66,1% e 94,6%, respectivamente.