Estudo da variabilidade espacial da concentração de cobre e cádmio ao longo da margem do rio Meuse

Abstract

O conhecimento dos níveis de concentração de metais pesados no ambiente e sua disseminação no solo e nas águas são de primordial importância em estudos ambientais, por constituir um dos indicadores de “medição” do equilíbrio da biodiversidade e da estabilidade dos ecossistemas. O presente trabalho teve como objetivo, estudar a distribuição espacial de dois metais pesados (cobre e cádmio) ao longo das margens do rio Meuse, por forma a medir os níveis de contaminação por esses metais. Foram usados dados da concentração de Cd e Cu amostrados em 155 pontos georeferenciados. Estes dados foram obtidos no programa R no pacote “gstat” cuja base de dados denomina-se “Meuse”. A metodologia de análise dos dados consistiu em ajustar semivariogramas para análise da dependência espacial, e foram ajustados os modelos esféricos e gaussiano para a concentração de Cobre e cádmio, respectivamente. O grau de dependência espacial foi classificado como forte para a concentração de Cobre e moderada para a concentração de cádmio. A estimação da concentração destes metais pesados em pontos não amostrados foi feita usando o método de krigagem produzindo mapas de distribuição espacial da concentração de cobre e cádmio que apresentaram um padrão similar entre si. Verificou-se que dentre os dois metais pesados, o Cobre apresenta concentrações muito altas que chegam a atingir os 130 mg/Kg de solo.

The knowledge of the concentration levels of heavy metals in the environment and their dissemination in soil and water are of paramount importance in environmental studies, as one of the indicators of "measuring" the balance of biodiversity and the stability of ecosystems. The objective of this study was to study the spatial distribution of two heavy metals (Copper and Cadmium) along the banks of the Meuse River, in order to measure the levels of contamination by these metals. Cd and Cu concentration data were sampled at 155 georeferenced points. These data were obtained in the program R in the package "gstat" whose database is called "Meuse". The data analysis methodology consisted in adjusting semivariograms for spatial dependence analysis, and the spherical and Gaussian models were adjusted for the copper and cadmium concentration, respectively. The degree of spatial dependence was classified as strong for the copper concentration and moderate for the cadmium concentration. The estimation of the concentration of these heavy metals in non-sampled points was done using the kriging method, producing spatial distribution maps of the copper and cadmium concentrations that presented a similar pattern. It was verified that of the two heavy metals, Copper has very high concentrations that reach 130 mg / kg of soil.

El conocimiento de los niveles de concentración de metales pesados en el medio ambiente y su diseminación en el suelo y en las aguas son de primordial importancia en estudios ambientales, por constituir uno de los indicadores de medición del equilibrio de la biodiversidad y de la estabilidad de los ecosistemas. El presente trabajo tuvo como objetivo, estudiar la distribución espacial de dos metales pesados (Cobre y Cadmio) a lo largo de las márgenes del río Meuse, para medir los niveles de contaminación por estos metales. Se utilizaron datos de la concentración de Cd y Cu muestreados en 155 puntos georeferenciados. Estos datos se obtuvieron en el programa R en el paquete "gstat" cuya base de datos se denomina "Meuse". La metodología de análisis de los datos consistió en ajustar semivariogramas para análisis de la dependencia espacial, y se ajustaron los modelos esféricos y gaussiano para la concentración de Cobre y Cadmio, respectivamente. El grado de dependencia espacial fue clasificado como fuerte para la concentración de Cobre y moderado para la concentración de Cadmio. La estimación de la concentración de estos metales pesados en puntos no muestreados, fue hecha usando el método de kriging produciendo mapas de distribución espacial de la concentración de Cobre y Cadmio que presentaron un patrón similar entre sí. Se verificó que entre los dos metales pesados, el Cobre presenta concentraciones muy altas que llegan a alcanzar los 130 mg/Kg de suelo.