[pt] A presente dissertação tem como objetivo realizar um levantamento sobre o relevo de fundo, o tipo de material e a qualidade dos sedimentos quanto a contaminação, da Lagoa de Jacarepaguá, Rio de Janeiro, para auxiliar os programas ambientais de revitalização do Complexo Lagunar da Baixada de Jacarepaguá, que estão sendo desenvolvidos na área, focando as Olimpíadas de 2016. Na primeira etapa realizou-se a batimetria da Lagoa. Foram adquiridas profundidades georreferenciadas em campo e gerados modelos batimétricos em 2 e 3 dimensões, nos quais foram identificadas cavidades e um platô de baixa profundidade no interior da Lagoa. Na segunda etapa foram coletadas amostras de sedimentos da Lagoa, em variadas profundidades, para os ensaios da caracterização geotécnica. Com estes resultados identificou-se a presença predominante de 2 tipos de sedimentos, arenosos localizados no platô raso e siltosos nas cavidades, e alto teor de matéria orgânica e baixa densidade nas amostras siltosas. Complementarmente, foram ensaiadas duas amostras arenosas para determinação dos parâmetros de permeabilidade e de resistência ao cisalhamento, visando gerar dados adicionais para possível aproveitamento deste material como aterro, caso dragado. Na terceira, e última etapa, foi realizada uma nova coleta de sedimentos, para análise química dos metais Bário, Cádmio, Chumbo, Cobre, Cromo, Ferro, Manganês, Mercúrio, Níquel e Zinco e Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPA’s), cujos resultados indicaram uma acumulação de alguns metais na área de influência de deságüe do Arroio Pavuna. Concatenando os resultados obtidos nas 3 etapas, considerase necessário e emergencial o cessamento das descargas de efluentes, nos rios afluentes à Lagoa, e a dragagem do sedimento arenoso localizado no platô, resultando em um canal central mais profundo, um aumento da coluna d’água que implicará no melhoramento do fluxo de troca de água entre a Lagoa e o mar, acelerando a recuperação do ecossistema lagunar de uma forma geral. / [en] The present dissertation aims at conducting a survey on the bottom morphology, the material type and quality of sediment contamination, in the Jacarepaguá Lagoon, Rio de Janeiro, to assist the environmental programs working on the revitalization the Lagoon area, focusing on the 2016 Olympics. In the first stage the bathymetry of the Lagoon was executed. Georeferenced depth measurements were acquired in the field and bathymetric models in 2 and 3 dimensions were generated, where cavities and a shallow plateau inside the Lagoon were identified. In the second stage, sediment samples of the Lagoon were collected - from varied depths - for the geotechnical characterization tests. Based on the results, the presence of two predominant types of sediments was identified, sandy sediments located on the shallow plateau and silty sediments on the cavities, as well as high content of organic matter and low density in silty samples. In addition, two sandy samples were tested to determine the permeability and shear strength parameters in order to gather additional data for possible use of this material in civil construction (if dredged). In the third and final stage new sediment samples were collected for chemical analysis of the metals Barium, Cadmium, Lead, Copper, Chromium, Iron, Manganese, Mercury, Nickel and Zinc as well as Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH s). The results indicated an accumulation of some metals in the drainage area of the Pavuna Creek. Concatenating the results obtained in these three stages, it is considered necessary and urgent to stop the effluent discharges into the Lagoon s tributary rivers as well as to dredge the sandy sediment located in the plateau, that would result in a deeper central channel, an increase of water column leading to an improved flow of water exchange between the Lagoon and the sea, accelerating the recovery of the Lagoon s ecosystem in general.

[pt] Os modelos de balanço de massa servem como ferramenta para compreender e/ou quantificar o comportamento e destino de compostos químicos no meio ambiente, através dos diferentes compartimentos ambientais. Estes têm como finalidade principal a obtenção de um panorama geral e observação das conexões entre diversos fatores que impactam na concentração, no transporte e na transformação de compostos químicos. A Lagoa Rodrigo de Freitas e o Complexo Lagunar de Jacarepaguá, no Rio de Janeiro, são regiões costeiras que funcionam como bacias de acumulação sofrendo constantemente com problemas relacionados à poluição, por estarem situadas em regiões de alta urbanização, densidade demográfica e fluxo de veículos. Trabalhos de monitoramento realizados nas regiões apontam que as lagoas apresentam concentrações elevadas de metais, que quando liberados no meio ambiente tendem a se distribuir e acumular em diferentes compartimentos, bióticos e abióticos. Estes contaminantes apresentam persistência ambiental, estão frequentemente biodisponíveis no compartimento aquático e muitas vezes levam a efeitos tóxicos, tanto para a biota exposta quanto para os humanos. Todavia algumas regiões são de difícil monitoramento devido a questões logísticas e financeiras, e o uso desse tipo de modelagem vêm sendo empregada como uma ferramenta interessante. Neste contexto, o presente trabalho descreve os resultados da modelagem ambiental, tendo a aquivalência como critério de equilíbrio, na análise do destino e transporte de diferentes metais nas duas regiões supracitadas, através da estimativa e discussão das taxas de fluxos, regiões de acúmulo, variações locais e graus de complexidade dos modelos. Os resultados indicam que, em ambos os casos, houve um bom ajuste dos modelos para a realidade local. Na Lagoa Rodrigo de Freitas a maior remoção de metais ocorreu através do ar (89,88 por cento). Água e sedimento (49,11 por cento) foram as regiões que mais trocaram metais, sendo também a poeira urbana uma importante fonte de troca. Sedimento, poeira urbana e emissões diretas no meio aquático contribuíram mais significativamente para o transporte de metais para a água (maior 75 por cento). Na Lagoa de Jacarepaguá a maior remoção de metais ocorreu através do ar (49,36 por cento) e soterramento (28,42 por cento). A advecção do ar (49,39 por cento) e da água (44,68 por cento) foram as maiores vias de remoção de metais na Lagoa da Tijuca, enquanto na Lagoa de Marapendi a remoção se deu quase exclusivamente através da advecção no ar. A advecção da água e o sedimento foram as principais fontes de metais para as águas das Lagoas de Jacarepaguá e Tijuca, enquanto o ar foi o responsável por grande parte desse aporte na Lagoa de Marapendi, sendo justificado pela configuração espacial das lagoas e as premissas adotadas no modelo. As regiões com maior tendência de acúmulo de metais foram o sedimento, o solo e a poeira urbana. O maior grau de complexidade do modelo em comparação a um modelo mais simplificado e a maior quantidade/confiabilidade dos dados ambientais aumentaram a precisão das predições do modelo. Estes resultados certificam o uso desse tipo de modelagem como ferramenta auxiliar no controle, classificação e avaliação de risco e tomada de decisões pelos órgãos competentes. / [en] Mass balance models serve as a tool to understand and/or quantify the behavior and fate of chemical compounds in the environment, across different environmental compartments. These have as main purpose to obtain an overview and observation of the connections between different factors that impact the concentration, transport, and transformation of chemical compounds. The Rodrigo de Freitas lagoon and the Jacarepaguá lagoonal complex, in Rio de Janeiro, are coastal regions that function as accumulation basins, constantly suffering from problems related to pollution, as they are located in regions of high urbanization, demographic density and vehicles flow. Monitoring work carried out in the regions indicates that the lagoons have high concentrations of metals, which when released into the environment tend to be distributed and accumulated in different compartments, biotic and abiotic. These contaminants have environmental persistence, are often bioavailable in the aquatic compartment, and often lead to toxic effects, both for exposed biota and for humans. However, some regions are difficult to monitor due to logistical and financial issues, and the use of this type of modeling has been used as an interesting tool. In this context, the present work describes the results of the environmental modeling, having aquivalence as a balance criterion, in the analysis of the destination and transport of different metals in the two aforementioned regions, through the estimation and discussion of the flow rates, accumulation regions, local variations and degrees of complexity of the models. The results indicate that, in both cases, there was a good adjustment of the models to the local reality. In Rodrigo de Freitas lagoon, the highest removal of metals occurred through air (89.88 per cent). Water and sediment (49.11 per cent) were the regions that most exchanged metals, with road dust also being and important source of exchange. Sediment, road dust, and direct emissions into aquatic environment contributed most significantly to the transport of metals into water (more than 75 per cent). In the Jacarepaguá lagoon, the highest metal removal occurred through air (49.36 per cent) and burial (28.42 per cent). Air (49.39 per cent) and water (44.68 per cent) advection were the major means of metal removal in the Tijuca lagoon, while in the Marapendi lagoon removal occurred almost exclusively through air advection. The advection in water and sediment were the main sources of metals for the waters of the Jacarepaguá and Tijuca lagoons, while the air was responsible for a large part of this contribution in the Marapendi lagoon, being justified by the spatial configuration of the lagoons and the assumptions adopted in the model. The regions with the greatest tendency for metal accumulation were sediment, soil and road dust. The greater degree of complexity of the model compared to a more simplified model and the greater quantity/reliability of the environmental data increased the accuracy of the model s predictions. These results certify the use of this type of modeling as an auxiliary tool in the control, classification and risk assessment, and decision-making by the competent agencies.

[pt] A qualidade das águas dos corpos hídricos nas áreas urbanas é normalmente comprometida em função da grande quantidade de lançamento de esgotos com ou sem tratamento inadequado, trazendo impactos ambientais, econômicos e sociais. Esta pesquisa tem o objetivo de analisar a capacidade de gestão e os arranjos de governança de instituições e agentes públicos responsáveis pelo saneamento do complexo lagunar de Jacarepaguá e a existência de um arcabouço de leis ambientais. A partir da revisão bibliográfica pesquisou-se o histórico da ocupação e do desenvolvimento da infraestrutura urbana da região onde está situado o complexo lagunar. Os boletins da qualidade das águas das lagoas e rios foram levantados do período de 2013 a 2019. Os resultados obtidos são comparados com os resultados de estudos científicos realizados com dados que retroagem ao início dos anos 80. A legislação das matérias de recursos hídricos e saneamento foram pesquisadas com objetivo de identificar as atribuições dos atores envolvidos. Constatou-se que as águas do complexo lagunar apresentam um alto grau de poluição com enorme aporte de esgoto in natura e que as causas são as consequências de irresponsabilidade e omissão dos diversos atores que atuam no planejamento, na fiscalização, na regulação, no controle e na prestação dos serviços de esgotamento sanitário. Somam-se a isso um conflito de competência entre o Estado e o Município, ocupações irregulares e o mau funcionamento de instalações privadas. / [en] The major economy of the city of Rio de Janeiro is tied into its tourism and leisure industry, due to its unique natural beauty of its landscape. The unique combination of mountains meeting the sea has earned it the title given by UNESCO of the First Urban and Cultural Landscape declared World Heritage. This takes into consideration the area s natural and urban monuments of the South zone, in particular, but recognizes the unique relationship between man and nature, and the balance between natural and man-made elements. It considers the environmental and social interaction, which enables its citizens to enjoy various forms of leisure activities associated with the area s unique natural beauty. However, despite this designation, on the west side of the city, there are found other natural beauties, including the coastal lagoons of the Jacarepaguá lagoon system. But here, the environment has been completely neglected by the government. In these lagoons, people cannot fish, sail, or swim. The use of these ecological sites is prohibited due to the contamination of the waters. A natural heritage for all, the waters have become degraded with the presence of raw sewage, which causes the foul smell, disease, and the reduced presence of fauna and flora. Unregulated construction on its banks and on the edges of its tributaries has caused these bodies of water to become filled with garbage, sand, and all sorts of debris, besides the sewage. From its primitive origin until the implementation of the Urbanist Lúcio Costa s plan, the region remained preserved. Corrêa (1933), testified crystal clear water lagoons and flooded green fields where fishing, hunting, and natural resources were abundant. However, even at this early date, he observed the degradation of forests and the hunting of animals out of control, and recorded a lack of regulation by the governing body, the Water and Sewage Inspectorate. He therefore suggested, inspired by the laws of the Office International pour la Protection de la Nature, the creation of a biological reserve for Marapendi lagoon, realized in 1965.