Contaminants in ashes and soils following wildfires and their off-site effects - Campos, Isabel Maria Alves Natividade (2018)
Os incêndios florestais tornaram-se, nas últimas décadas, uma grande preocupação social e ambiental nas regiões de clima tipo-Mediterrâneo em todo o mundo, incluindo Portugal, devido ao aumento da sua frequência, severidade e extensão de áreas ardidas. Estas preocupações são ainda mais agravadas pelos cenários de alterações climáticas que preveem um aumento das condições propícias à ocorrência de incêndios. Enquanto que os efeitos dos incêndios na vegetação e processos hidrológicos do solo estão bem documentados, o seu impacto na produção e mobilização temporal de contaminantes em cinzas e solos queimados e dos seus efeitos nos sistemas aquáticos a jusante, tem sido pouco estudado. Em particular, a libertação pós-incêndio de metais e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs) para o meio ambiente, a qual assume particular preocupação devido à sua toxicidade, persistência e tendência para a bioacumulação, com impactos potencialmente nocivos no ambiente assim como na saúde humana, permanecem uma lacuna importante da investigação. Neste contexto, este trabalho pretende ser um contributo para compreender e avaliar o papel dos incêndios florestais na mobilização temporal de metais e HAPs, assim como dos seus efeitos a jusante. Deste modo, foi adotada uma abordagem integrativa para atingir estes objectivos. Primeiramente, quantificaram-se os níveis de vários metais (V, Mn, Co, Ni, Cu, Cd, Hg e Pb) e de quinze HAPs prioritários, em cinzas e solos não queimados e queimados recolhidos em plantações florestais no Centro-Norte de Portugal. Estas cinzas e solos foram recolhidos imediatamente após o incêndio, assim como quatro (após o primeiro evento de chuva pós-incêndio), oito e quinze meses após o incêndio. Foi também avaliado em que medida o tipo de floresta (plantações de eucalipto versus pinho) refletia os teores de contaminantes nas amostras analisadas. Por fim, foi realizada uma avaliação ecotoxicológica para investigar os efeitos tóxicos das escorrências superficiais recolhidas imediatamente e um ano após o incêndio. Esta avaliação foi efectuada com quatro espécies standard, representando diferentes grupos funcionais e níveis tróficos. De um modo geral, os resultados deste estudo indicaram um aumento consistente dos níveis de metais e HAPs em solos queimados de eucalipto em comparação com os solos de eucalipto não queimados. Estes incrementos apontaram para uma incorporação destes elementos nos solos queimados durante ou após o incêndio. Contrariamente, os resultados mostraram que 30 % do Hg retido nos solos de eucalipto foi libertado pelo incêndio, correspondendo a uma perda de 1.0 - 1.1 g Hg ha-1. Além disso, as cinzas apresentaram-se sempre enriquecidas em metais e HAPs em relação aos solos subjacentes, sugerindo que as concentrações de metais e HAPs na camada superficial do solo foram influenciadas pela deposição das cinzas resultantes do incêndio florestal. Adicionalmente, as cinzas e os solos queimados caracterizaram-se por elevados níveis de HAPs com três e quatro anéis, no entanto, o perfil de composição diferiu entre os solos queimados e não queimados. A distribuição dos HAPs pelo número de anéis e as razões de diagnóstico apontaram para que o incremento de HAPs nos solos queimados tenham sido maioritariamente originados pela queima de biomassa. As cinzas e os solos das encostas de eucalipto apresentaram níveis mais elevados de Hg relativamente às áreas de pinho, enquanto que o oposto se verificou para os teores de Co, Ni e HAPs. O tempo decorrido após o incêndio influenciou o comportamento dos metais e HAPs totais de três modos distintos: diminuição abrupta nas concentrações de Mn, Cd e HAPs após os primeiros eventos de chuva pós-incêndio (quatro meses após o incêndio); aumento dos níveis de V, Ni e Co durante os primeiros oito meses após o incêndio; e os níveis de Cu, Hg e Pb mantiveram-se praticamente inalterados durante todo o período de estudo. Além sido, as cinzas apresentaram picos de concentração em metais e HAPs imediatamente após o incêndio, registando-se uma diminuição brusca quatro meses depois. Esta diminuição poderá estar relacionada com a precipitação intensa ocorrida e a geração de escorrência superficial que terá promovido a lavagem e a lixiviação destes elementos das cinzas e dos solos. As escorrências superficiais apresentaram valores de HAPs significativamente mais elevados (quatro vezes) após o primeiro evento de chuva pós-incêndio do que um ano mais tarde. Do mesmo modo, verificaram-se diferenças na composição em termos de anéis e em termos de HAPs individuais. Ambas as amostras de escorrências superficiais induziram uma redução no crescimento dos dois produtores primários - Pseudokirchneriella subcapitata e Lemna minor – e inibiram a luminescência da bactéria Vibrio fischeri. Contrariamente, o invertebrado - Daphnia magna, não foi significativamente afetado nos respetivos ensaios. Surpreendentemente, a amostra de escorrência superficial recolhida um ano após o incêndio revelou ser a mais tóxica para as espécies estudadas. No geral, o presente trabalho contribui com uma nova perspetiva sobre o papel dos incêndios e as chuvas subsequentes na mobilização de metais e HAPs de solos e cinzas de áreas florestais ardidas, os quais constituem uma importante fonte difusa de poluição. Adicionalmente, este trabalho também enfatiza os riscos apresentados por estes contaminantes para os sistemas aquáticos a jusante, com consequências deletérias em ambas as suas condições química e biológica. Tendo isto em consideração, este estudo poderá ser um ponto de partida para a conceção e implementação de futuros programas de monitorização de áreas ardidas como parte dos planos de gestão pós-incêndio.