Caracterização granulométrica, mineralógica e geoquímica dos sedimentos da embocadura do porto da Figueira de Foz

Abstract

A cobertura sedimentar numa determinada região representa importantes papéis, promovendo benefícios naturais, económicos e sociais como elemento de extrema importância para o desenvolvimento humano. Mas, pode promover prejuízos económicos e sociais e ambientais se a sua exploração for incorretamente gerida. Por isso, o conhecimento das suas características e processos intervenientes contribuem para potenciar um bem-estar dos cidadãos. No âmbito de um projeto de investigação sobre a dinâmica sedimentar na embocadura do porto da Figueira da Foz realizado pela Universidade de Aveiro para a Administração do Porto de Aveiro e da Figueira da Foz (APAFF S.A.), concebeu-se e desenvolveu-se a presente dissertação de mestrado, com objectivo principal de efetuar a caracterização granulométrica, mineralógica e geoquímica dos sedimentos de fundo da embocadura do Porto da Figueira da Foz, e com o intuito de dar um contributo para a sua classificação para fins de dragagem e sua eventual utilização. Para realização deste estudo foram utilizados dados geofísicos (sonar de varrimento lateral) e amostras de sedimentos do fundo em 36 pontos que tinham sido colhidos com uma draga Petit Ponar, numa área cerca de 4 km2 adjacente à embocadura do Porto da Figueira da Foz, no litoral centro de Portugal. Os trabalhos laboratoriais consistiram em análises granulométricas, utilizando a série de peneiros ASTM por via seca nas amostras arenosas, e crivo por via húmida no peneiro <63 μm nas amostras areno-lodosas. Os resultados granulométricos foram submetidos a análises estatísticas pelo software GRADISTAT V.8. Os finos (<63 μm) de 14 amostras foram utilizados para análises mineralógicas por DRX e geoquímicas pelo Método 3050B (digestão parcial ácida de sedimentos). A leitura dos metais foi feita por ICP-MS. A fração <2 mm foi utilizada para análises de matéria orgânica, carbonatos e densidade relativa. Os resultados foram submetidos análises estatísticas em modo R e Q utilizando o software Statistic V.12, e cartografados em software ArcGis 10.1. Os resultados granulométricos apontam que a área de estudo tem o predomínio de sedimentos arenosos em 94,6%, contendo uma quantidade escassa de finos e de cascalhos. Estes sedimentos arenosos estão divididos em 4 classes: areia fina (38,89%), areia média (36,11%), areia grosseira (13,89%) e areia muito fina (11,11%). São moderadamente calibrados (47,22%), com uma distribuição simétrica (44,44%), mesocúrtica (33,33%), e com uma densidade média de 1,63 g/cm3. A utilização de dados de sonar de varrimento lateral calibrados com os dados granulométricos das amostras pontuais de sedimentos da área de estudo, permitiu obter uma cartografia detalhada de vários tipos de sedimentos de fundo na área de estudo e identificar 4 zonas de distribuição espacial. Os finos encontram-se mais afastados e nas zonas mais profundas da embocadura. A mineralogia da fração sedimentar <63 μm de 14 amostras analisadas revela o predomínio de quartzo em 54,74%, seguido por filossilicatos (20,43%), plagioclase (10,26%), feldspato potássico (7,60%), calcite (3,14%), halite (1,10%), anidrite (1,02%). Os minerais siderite, pirite, dolomite, magnetite e hematites são vestigiais nas amostras analisadas. No que respeita à classificação destes sedimentos com vista ao seu potencial aproveitamento como materiais dragados, os resultados geoquímicos obtidos mostram que, apesar de as concentrações da maior parte dos elementos analisados ser compatível com a Classe 1 (ausência de contaminação) existe no entanto um importante enriquecimento de Cd em várias amostras, pelo que os sedimentos foram classificados em 4 classes: Classe 5 (muito contaminado), Classe 4 (contaminado), classe 2 (contaminação vestigial), e Classe 1 (ausência de contaminação).

The sedimentary cover in a given region represents important roles, promoting natural, economic and social benefits as an element of extreme importance for human development. But it can also promote economic and social and environmental damage if its exploitation is incorrectly managed. Therefore, the knowledge of its characteristics and intervening processes contribute to promote the well-being of citizens. In the context of a research project on the sedimentary dynamics at the mouth of the Figueira da Foz Harbor conducted by the University of Aveiro for the Harbor of Aveiro and Figueira da Foz Administration (APAFF S.A.), the present dissertation was designed and developed, with the main objective to perform the granulometric, mineralogy and geochemistry characterization of the bottom sediments of the mouth of the Figueira da Foz Harbor, and to contribute to their classification for dredging purposes and their utilization. For this study, geophysical data (sidescan sonar) and sediment samples that had been collected with a Petit Ponar dredge from 36 points in an area about 4 km2 adjacent to the mouth of Figueira da Foz Harbor, central coast of Portugal, were used. The laboratory work consisted of granulometric analysis using the sieve series - ASTM in the dry sand samples, and wet sieve in the sieves <63 μm in the mud sand samples. The granulometric results were submitted to GRADISTAT V.8 software for statistical analysis. The fine portion (<63 μm) of 14 samples were used for mineralogical analysis by XRD and geochemistry by the Method 3050B (acidic partial sediment digestion). The metals were read by ICP-MS. The fraction <2 mm were used for analysis of organic matter, carbonates and relative density. The results were submitted to statistical analysis in R and Q mode using Statistic V.12, and mapped in ArcGis 10.1 software. The granulometric results indicate that the study area has the predominance of sandy sediments in 94.6%, containing a scarce amount of fines and gravel. These sandy sediments are divided into 4 classes: fine sand (38.89%), medium sand (36.11%), coarse sand (13.89%) and very fine sand (11.11%). They are moderately calibrated (47.22%), symmetrical (44.44%), mesocurtic (33.33%), and with an average density of 1.63 g/cm3. The use of Sidescan data calibrated with the granulometric data of the sediment samples of the study area allowed a detailed mapping of various types of bottom sediments in the study area and to identify 4 spatial distribution zones. The fine sediments are more distant and in the deepest areas of the mouth. The mineralogy of the sedimentary fraction <63 μm of 14 samples analyzed revealed the predominance of quartz in 54.74%, followed by phyllosilicates (20.43%), plagioclase (10.26%), potassium feldspar (7.60%), Calcite (3.14%), halite (1.10%), anhydrite (1.02%). The minerals siderite, pyrite, dolomite, magnetite and hematite are trace in the analyzed samples. As concerns the classification of these sediments in view of their potential as dredged materials for subsequent use, the geochemical results show that, in spite of the fact that most of the concentrations of the elements analyzed fit into Class 1, there is however an important enrichment in Cd in several samples and therefore the sediments were classified into 4 classes: Class 5 (highly contaminated), Class 4 (contaminated), Class 2 (trace contamination), and Class 1 (absence of contamination).