Dados geoquímicos de base de solos de Portugal Continental, utilizando amostragem de baixa densidade

Abstract

Este trabalho teve como principal objectivo a elaboração de uma base de dados geoquímicos georeferenciados, utilizando o solo como meio amostral. A obtenção de bases de dados geoquímicos que permitam caracterizar o estado actual do ambiente superficial, com possível utilização prática em áreas tão distintas como o ambiente, a prospecção de recursos naturais, a agricultura e a saúde pública, é reconhecida como uma prioridade em muitos países. Os dados foram obtidos a partir de amostras do horizonte O e do horizonte A colhidas em 652 locais, correspondendo a uma densidade de amostragem de um amostra por cada 135 km2. No presente trabalho foram seguidas as recomendações do Projecto IGCP 259 –“International Geochemical Mapping” no referente à amostragem, preparação física, análise e controlo de qualidade analítica. Cada amostra foi analisada para 32 elementos químicos e três parâmetros edáficos (pH, condutividade eléctrica e teor de matéria orgânica). Efectuou-se ainda a análise granulométrica e estudou-se a composição mineralógica de cerca de 30% das amostras. Os elementos analisados incluem os “primary pollutant metals” Ag, As, Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb, Sb e Zn e ainda Al, Ba, Bi, B, Ca, Co, Sr, Fe, P, La, Mg, Mn, Mo, Au, K, Na, Tl, Ti, Th, W, U e V. Os padrões geoquímicos obtidos através dos mapas de distribuição espacial dos teores dos elementos foram correlacionados com a natureza do material originário, os principais tipos de solos existentes no País, possíveis fontes de contaminação antrópica, entre outras variáveis. As concentrações dos elementos no horizonte orgânico foram comparadas com os respectivos teores no horizonte A com o objectivo de distinguir as contribuições antrópicas das geogénicas. Privilegiando a componente ambiental deste trabalho foi dada especial atenção à avaliação da qualidade dos solos, definindo-se para o efeito um conjunto de parâmetros que se interpretam em função do risco associado. Para nove elementos químicos de impacto ambiental (As, Ba, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, V e Zn) apresenta-se uma proposta de concentrações de referência e concentrações máximas, que possa ser útil numa futura legislação portuguesa de solos. Partindo das concentrações de base calcularam-se, em função do teor de argila e matéria orgânica, os “valores guia” ou “toleráveis” para estes elementos nos solos portugueses e, analisando legislações internacionais, discutem-se possíveis “valores limite”, valores acima dos quais poderão existir riscos para a saúde humana e/ou ecossistemas. Em 165 amostras efectuou-se a análise química em duas fracções granulométricas diferentes: fracção < 0.18 mm e fracção < 2.0 mm, com o objectivo de criar um modelo matemático funcional que permitisse a conversão entre as duas granulometrias mais utilizadas nos estudos de solos. Finalmente, compara-se a cartografia geoquímica de solos com dados disponíveis de outros meios amostrais, sedimentos de corrente e briófitas, igualmente resultantes de amostragens de baixa densidade.

The main purpose of the present study was the creation of a low-density geochemical soil database covering the whole continental area of Portugal. Geochemical databases which allow the characterization of the present surface environment can be used in distinct areas such as the environment, mineral exploration, agriculture, public health, and are recognized as a priority in many countries. The data were obtained in a consistent way from 652 sites corresponding to a density of 1 site/ 135 km2. The standard procedures set by the IGCP Project 259 “International Geochemical Mapping” for sampling, sample preparation, analysis and analytical quality control were applied to achieve a consistent national database. Each sample was analyzed for 32 chemical elements and three soil parameters (pH, electrical conductivity and organic matter content). Additionally, the particle size analysis of 165 samples was performed and mineralogic composition was studied in 172 samples. The chemical elements include the “primary pollutant metals” Ag, As, Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb, Sb and Zn and still Al, Ba, Bi, B, Ca, Co, Sr, Fe, P, La, Mg, Mn, Mo, Au, K, Na, Tl, Ti, Th, W, U and V. The geochemical patterns obtained from spatial distribution maps were correlated with several factors such as the nature of the parent material, the soil type and some sources of anthropogenic contamination. Concentrations in the organic horizon were compared with the topsoil data in order to distinguish between geogenic and anthopogenic inputs. Current interests in regional geochemical surveys concentrate on their application to environmental issues. The use of the present database to the evaluation of quality standards for the portuguese soils was a major objective of our research. Background, Reference and Action Values were evaluated for nine potentially harmful elements: As, Ba, Cr, Co, Cu, Ni, Pb, V and Zn. The reference values were calculated as function of clay and/or organic matter content and taking into account the background value for each element. Action values, above which risks for the human health and/or ecosystems are expected, were selected from international legislation or recommendations. This geochemical database was obtained from a finer fraction (< 0.18 mm) than the usually preferred by soil scientists and environmental researchers (< 2 mm).Data from the two grain size fractions were used to develop an empirical model allowing the conversion between these fractions. Finally, the present soil database is compared with other available data for stream sediments and mosses, both resulting from low-density sampling.