Integrated Assessment of Heavy Metal Concentrations and Current Pollution Status: A case study of Nworie River, Southeastern Nigeria

Resumo Técnico: Avaliação Integrada das Concentrações de Metais Pesados e do Status Atual da Poluição do Rio Nworie, Sudeste da Nigéria

Problema
O Rio Nworie, um importante afluente do Rio Otamiri em Owerri, Estado de Imo, serve como uma fonte de água crítica para fins domésticos, agrícolas e recreativos. No entanto, o rio enfrenta uma degradação ambiental significativa devido à rápida urbanização, crescimento populacional e atividades antropogênicas. Os principais estressores incluem o descarte de esgoto não tratado de instituições (ex.: Federal Medical Centre, Alvan Ikoku Federal College of Education), efluentes industriais e resíduos domésticos. Uma preocupação específica destacada no estudo é o impacto ambiental das recentes atividades de dragagem conduzidas pelo Governo do Estado de Imo e pela Comissão de Desenvolvimento do Delta do Níger (NDDC). Embora destinadas a mitigar a eutrofização e a sedimentação, o processo de dragagem envolve a remoção e o descarte de sedimentos e vegetação nas margens, o que pode levar à ressuspensão de poluentes, acidificação e liberação de metais pesados na coluna de água. Apesar de estudos anteriores (Mgbudem et al., Okere et al., Umunnakwe et al.) avaliarem a qualidade do rio, o monitoramento contínuo é necessário para rastrear mudanças dinâmicas na distribuição de contaminantes impulsionadas pelo aumento da atividade humana.

Metodologia
O estudo foi realizado de janeiro de 2022 a janeiro de 2023, abrangendo tanto a estação seca quanto a chuvosa. Amostras de água foram coletadas mensalmente de três estações distintas ao longo do curso inferior do rio:

1. Ponte de Egbeada (Ponto 1): Montante.
2. Ponte do Hospital Umezuruike (Ponto 2): Meio do curso.
3. Ponte de Akanchawa (Ponto 3): Jusante.

As amostras foram coletadas a 10 cm abaixo da superfície, acidificadas com ácido nítrico (HNO₃) a 10%, preservadas a 4°C e filtradas utilizando papel Whatman No. 1. A análise de metais pesados foi realizada por Espectrofotometria de Absorção Atômica (AAS) seguindo os métodos padrão da USEPA, envolvendo digestão ácida com HNO₃ e HCl concentrados.

Para avaliar o status da poluição, o estudo empregou índices de poluição simples:

• Fator de Contaminação (Cf): Calculado como a razão entre a concentração medida do metal e a concentração de fundo ($Cf = C_{metal} / C_{background}$).
• Fator de Risco Ecológico (Er): Calculado como o produto do fator de resposta tóxica ($Tr$) e o fator de contaminação ($Er = Tr \times Cf$).
• Índice de Risco Ecológico (ERI): A soma dos fatores de risco ecológico individuais para avaliar o risco combinado.

Os dados foram analisados usando ANOVA e LSD de Fisher a um nível de probabilidade de 0,05%, com separações de médias realizadas através de testes t de Student via software SAS.

Principais Resultados

• Concentrações de Metais Pesados:
  • Chumbo (Pb) e Ferro (Fe): As concentrações excederam os limites permissíveis da Organização Mundial da Saúde (OMS) e do Ministério Federal do Meio Ambiente (FMEnv). O estudo encontrou explicitamente o Chumbo (0,05 mg/l) e o Ferro (0,71 mg/l) acima do valor padrão, uma condição atribuída à presença de detritos de material de dragagem encontrados ao longo das margens do rio. Medições na estação seca em Egbeada (Ponto 1) atingiram 0,082 mg/l para Chumbo, e as concentrações de Ferro excederam os limites nos Pontos 2 e 3.
  • Mercúrio (Hg): O estudo descobriu que as concentrações de Mercúrio excederam o limite permissível do FMEnv (0,001 mg/l) em todos os pontos de amostragem em ambas as estações. Embora o resumo apresente um valor específico de 0,001 mg/l, a seção de resultados esclarece que os valores medidos, como 0,021 mg/l em Egbeada durante a estação seca, estavam acima do padrão. Consequentemente, o Mercúrio registrou o maior Fator de Contaminação (Cf) e Fator de Risco Ecológico (Er) durante períodos e locais específicos, como 0,60 Cf e 3,52 Er em Umezuruike e Egbada, respectivamente, durante a estação seca.
  • Cádmio (Cd), Cromo (Cr) e Arsênio (As): Estes metais foram encontrados abaixo do padrão OMS/FMEnv. Especificamente, o Cádmio (0,014 mg/l) e o Cromo (0,03 mg/l) foram encontrados abaixo do valor padrão.
  • Níquel (Ni): Não detectado nas estações de montante e meio do curso durante a estação seca, mas detectado na estação a jusante (Ponto 3) dentro dos limites permissíveis.
• Índices de Poluição:
  • O Mercúrio consistentemente registrou o maior Fator de Contaminação (Cf) e Fator de Risco Ecológico (Er) em todas as estações e estações, refletindo seu risco elevado apesar do resumo apresentar um único valor baixo. Por exemplo, em Umezuruike (Ponto 2), o Cf da estação seca para o Mercúrio foi de 0,60.
  • O Cromo exibiu os menores valores de Cf e Er.
  • Apesar de alguns valores baixos de Cf, o estudo observa que estes índices dependem fortemente da concentração de fundo selecionada e não devem ser interpretados como uma ausência completa de risco.
• Tendências Temporais:
  • A comparação com dados históricos (2010–2019) indica uma deterioração na qualidade da água. O Mercúrio, Arsênio e Cromo, que não foram detectados ou estavam abaixo dos limites em estudos anteriores, foram detectados no presente estudo.
  • As concentrações de Chumbo no presente estudo foram superiores às relatadas em estudos anteriores, com o resumo observando que foram encontradas acima do valor padrão.
  • As concentrações de Ferro excederam os limites permissíveis, com o resumo citando um valor de 0,7 de 0,71 mg/l, que está acima do padrão.

Principais Contribuições
O estudo fornece uma linha de base atualizada das concentrações de metais pesados no Rio Nworie, abordando especificamente o período pós-dragagem. Ele quantifica as variações espaciais e sazonais de poluentes, identificando o Mercúrio como tendo os maiores fatores de risco ecológico devido à sua toxicidade e concentrações elevadas que excedem os limites permissíveis. A pesquisa vincula atividades antropogênicas específicas — particularmente o descarte inadequado de materiais dragados e a presença de maquinário abandonado — a níveis elevados de Chumbo e Ferro, que foram encontrados acima dos padrões. Além disso, integra dados históricos para demonstrar uma tendência de declínio na qualidade da água, atribuindo isso à gestão inadequada de resíduos e aos efeitos colaterais ambientais de projetos de engenharia fluvial.

Significância e Alegações
Os autores afirmam que o Rio Nworie está "negativamente poluído de forma adversa", uma conclusão sustentada pelos parâmetros físico-químicos, índices de metais pesados e distribuição de fitoplâncton. O estudo alega que os achados destacam a necessidade urgente de monitoramento regular e da implementação de medidas para reduzir as taxas de contaminação e o descarte ilegal de resíduos na bacia hidrográfica. Os autores enfatizam que, embora o rio permaneça um recurso vital, sua qualidade está comprometida pelas atividades humanas, necessitando de aplicação rigorosa das leis de proteção ambiental para prevenir o descarte indiscriminado e restringir atividades poluentes (como oficinas mecânicas e uso de agroquímicos) dentro da área de captação do rio. O artigo conclui que, sem intervenção, as funções ecológicas e a segurança da saúde pública associadas ao rio continuarão a degradar-se.