Concentrations and enrichment of metals in sediment cores : geochemistry and correlations with geoaccumulation index

Abstract

The Mãe d’Água dam was built in 1962 to supply the Federal University of Rio Grande do Sul’s water demanding. Thus, the paper aims to measure Nickel (Ni) and Zinc (Zn) concentrations in many depths of the dam’s bottom, sampling cores of sediments silted in it. The samplings were carried out in June, 2014, and it was sampled four sediment cores in pre-defined points of the dam. The methodology for extraction of sediment cores was ‘Piston Core’. Sediment particles smaller than 63 μm were separated and used for chemical analysis. EPA 3050 acid digestion methodology is used by the U.S. Environment Protection Agency and it was also used in this study. Analyses were carried out in duplicate and two USGS reference materials were used for quality control: SGR-1b and SCO-1. Zn and Ni concentrations were over than local background values and increasing concentrations of the deepest sendiments to the most recent layers as a result of urbanization activities. Geoaccumulation index was able to characterize decreasing of metal concentrations in depth.

A barragem Mãe d'Água, foi construída em 1962, a fim de atender à demanda da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Assim, este trabalho tem como objetivo avaliar as concentrações de Zn e Ni em diferentes profundidades amostradas no núcleo de sedimentos produzidos nesta bacia hidrográfica. As coletas das amostras foram realizadas em junho de 2014, sendo amostrados quatro núcleos de sedimentos distribuídos no lago da barragem. Para a extração dos sedimentos de fundo foi utilizado um amostrador core Piston Core. Os sedimentos da fração menor que 63 μm foram destinados à análise química para verificação da presença e concentração dos elementos traço: Níquel (Ni) e Zinco (Zn). A metodologia de digestão ácida empregada é a EPA 3050, adotada pela U.S. Environment Protection Agency, sendo que as análises foram realizadas em duplicata e, para controle de qualidade, foram utilizados dois materiais de referência da USGS (U.S. Geological Survey): SGR-1b e SCO-1. Os resultados obtidos mostraram que as concentrações de Zn e Ni nas amostras apresentaram-se acima do valor de background local e com padrões de crescimento, conjuntamente, o índice geoacumulação evidencia a existência de enriquecimento dos sedimentos por estes elementos provavelmente devido às atividades urbanização locais.