Proj. PERMARSENIC: em Kuujjuarapik, no norte do Canadá

O projeto PERMARSENIC do Centro de Química Estrutural do IST pretende estudar de que forma a degradação do permafrost, nomeadamente através da formação de lagos de termocarso, promove não só a libertação de arsénio para o ambiente, mas também altera a sua especiação nomeadamente transformando espécies menos tóxicas deste elemento em formas mais tóxicas, ou o contrário.

Este projeto decorreu em finais de Fevereiro, princípios de Março em Kuujjuarapik no norte do Canadá e contou com a colaboração de investigadores do Environment and Climate Change Canada, Universidade Laval e INRS.

Da equipa portuguesa faziam parte o João Canário e o estudante de doutoramento Diogo Folhas.

O estudo da especiação de arsénio é particularmente importante nestes sistemas pois as águas destes lagos acabam por drenar para os sistemas aquáticos circundantes com potenciais impactos na vida selvagem e nas populações indígenas que vivem perto.

Paralelamente a este trabalho, o projeto tinha também como objetivo recolha de amostras de água, sedimentos e solos para caracterização estrutural da matéria orgânica natural que, para além de ser a principal fonte de arsénio destes lagos, poderá ser importante para perceber a emissão de gases com efeito de estufa (metano e dióxido de carbono).

A recolha de amostras para o projeto decorreu em pleno inverno o que traz uma série de dificuldades inerentes às baixas temperaturas e aos constrangimentos que este aspeto provoca em todo o processo principalmente a nível de recolha de amostras de água (facilmente congela) e os problemas relacionados com as baterias de equipamentos.

Durante esta campanha de amostragem temperaturas entre os -30ºC e os -38ºC foram observadas o que levou a que fossem necessárias medidas de segurança, nomeadamente o transporte de uma tenda isolante e uma fonte de aquecimento interno. Com estas condicionantes o processo de amostragem é mais simples. A recolha de amostras de água é feita utilizando uma bomba peristáltica e sedimentos recolhendo a corers.

Devido ao elevado número de parâmetros, uma lago demora cerca de 3h a ser amostrado pelo que nestes dias o regresso ao laboratório faz-se cedo pois há muito pré-tratamento a efetuar, particularmente para as análises de matéria orgânica pois o volume de amostra e cerca de 2.5L.

Lago de termocarso. A cor da água é indicativa de grande quantidade de matéria orgânica

Diogo Folhas a filtrar as amostras de água para análise da matéria inorgânica dissolvida

Nas últimas décadas, o acentuado aumento das temperaturas em regiões polares tem resultado num gradual degelo do permafrost, expondo grandes quantidades de matéria orgânica (anteriormente preservada no permafrost) a degradação. Em regiões onde o permafrost é rico em gelo, o degelo pode promover a subsidência da camada ativa, levando à formação de um lago de termocarso. Com a formação do lago, a matéria orgânica do permafrost é transferida para este sistema aquático, onde uma fração será degradada em CO2 ou CH4, gases efeito de estufa que eventualmente serão libertados para a atmosfera.

A caracterização da matéria orgânica presente nestes lagos é particularmente importante pelo facto de se tratar de uma mistura altamente complexa e heterogénea, com características, propriedades e labilidades diferentes. Quanto melhor compreendermos as características da matéria orgânica, melhor será a nossa compreensão dos processos biogeoquímicos em que está envolvida, e consequentemente, melhor será a nossa compreensão destes sistemas de termocarso.