[pt] Três perfis sedimentares foram coletados na Baía de Guanabara a fim de realizar um estudo geocronológico de contaminação por cromo, cobre e chumbo. As velocidades de sedimentação e a cronologia foram obtidas através das atividades de (210)Pb nos perfis dos sedimentos. Na região oeste foram observadas três taxas de sedimentação: 0,14 (+-) 0,02 cm ano(-1) antes de 1926; 0,65 (+-) 0,03 cm ano (-1) entre 1926 e 1960; 1,00 (+-) 0,02 cm ano(-1) desde então. No leste da baía a velocidade encontrada foi de 1,43 (+-) 0,18 cm ano (-1) desde 1948. No noroeste foram encontradas três velocidades de sedimentação: 0,23 (+-) 0,01 cm ano (-1) antes de 1950; 0,64 (+-) 0,02 cm ano (-1) entre 1950 e 1987; 1,10 (+-) 0,17 cm ano (-1) desde 1987. As concentrações de metais foram determinadas pela técnica de ICP-MS após digestão dos sedimentos em água régia. No oeste da baía as concentrações variaram entre 117 e 172 (u)g g(-1) para Cr; 46,2 e 118 (u)g g (-1) para Cu e 56,0 e 110 (u)g g(-1) para Pb. No leste estas concentrações variaram entre: 101 e 181 (u)g g(-1) para Cr; 54,3 e 78,9 (u)g g(-1) para Cu; 45,5 e 88,6 (u)g g(-1) para Pb. No noroeste as concentrações variaram entre: 96,6 e 790 (u)g g(-1) para Cr; 18,6 e 109 (u)g g(-1) para Cu; 44,9 e 109 (u)g g(-1) para Pb. O índice de geoacumulação demonstrou que os sedimentos da região noroeste apresentam os maiores problemas de contaminação, estando moderado a fortemente contaminado por Cr, moderadamente contaminado por Cu e pouco a moderadamente contaminado por Pb. / [en] Three sediment profiles were collected in the Guanabara Bay aiming at the development of a geochronogical study of contamination by chromium, copper and lead. The sedimentation rate and the chronology were obtained through the activities of (210)Pb in the sediment profiles. In the western region, three sediment rates were observed: 0.14 (+-) 0.02 cm year(-1) before 1926; 0.65 (+-) 0.03 cm.year(-1) between 1926 and 1960; 1.00 (+-) 0.02 cm.year(-1) since then. In the eastern area of the bay, a sedimentation rate of 1.43 (+-) 0.18 cm.year (-1) was detected since 1948. In the northwestern area, three sedimentation rates were verified: 0.23 (+-) 0.01 cm.year (-1) pre-1950; 0.64 (+-) 0.02 between 1950 and 1987; 1.10 (+-) 0.17 cm.year (-1), since 1987. The concentration of metals were determined by means of the ICPMS technique after digestion with aqua regia. The metal concentration in the western area of the bay varied between 117 and 172 (u)g g(-1) for Cr; 46.2 and 118 (u)g g(-1) for Cu; 56.1 and 110 (u)g g(-1) for Pb. In the eastern area, this concentration varied between: 101 and 181 (u)g g(-1) for Cr; 54.3 and 78.9 for Cu; 45.5 and 88.6 for Pb. In northwestern the variations were: 96.6 and 790 (u)g g(-1) for Cr; 18.6 and 109 (u)g g(-1) for Cu; 44.9 and 109 (u)g g(-1) for Pb. The geoaccumulation index signalizes that the sediments of northwestern area presents major problems of contamination, being moderately/strong contaminated by Cr, moderately contaminated by Cu and uncontaminated/moderately contaminated by Pb.

[pt] O Brasil vem apresentando crescimento acentuado da indústria petrolífera, o que gera aumento de acidentes envolvendo petróleo e seus derivados. Como grande parte da zona costeira brasileira é coberta por manguezais, importante ecossistema para a procriação e preservação de espécies marinhas e terrestres, torna-se urgente estudar a dinâmica do óleo nestes ambientes Para tal, escolheu-se a Baía de Guanabara, local sujeito à poluição crônica e aguda de petróleo e derivados. Em 2000 ocorreu o maior derramamento de óleo na história desta baía. Cerca de 1.800 m3 de óleo naval, do tipo MF380, foram liberados, atingindo importantes áreas de manguezais. Entre estes bosques, foram escolhidos 3 para realizar um monitoramento da evolução ao longo do tempo do óleo derramado. Os manguezais de Suruí e de Nova Orleans foram selecionados porque foram diretamente atingidos no acidente. Já o de Piedade, serviu como área de referência, uma vez que não foram encontradas evidências de contaminação. Em todas as áreas foram realizadas coletas anuais, a partir de 2000, totalizando 5 campanhas. Em cada manguezal foram obtidas amostras de sedimento em perfil em profundidade para a análise de hidrocarbonetos alifáticos, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, hopanos e esteranos. Além destes parâmetros, também foram analisados os seguintes dados acessórios: teor de umidade, carbono orgânico, granulometria, pH e Eh. Em apenas uma amostragem (quarta amostragem) foi realizada a análise de sulfetos ácidos voláteis (SAV) e de metais associados aos sulfetos (MES). A extração dos compostos orgânicos (alifáticos, HPAS, hopanos e esteranos) foi feita em Soxhlet (EPA 3540C), o extrato foi concentrado, fracionado em cromatografia em coluna e analisado por CG-DIC (alifáticos) CG-EM (HPAs, hopanos e esteranos) (EPA-8270D). Os SAV foram analisados pelo método colorimétrico e no extrato resultante da acidificação da amostra foram determinados os metais associados aos SAV. O Zn e o Al foram lidos em espectrofotometria de absorção atômica com detector de chama e os demais metais (Ni, Cu, Cd e Pb) foram lidos em espectrofotometria de absorção atômica com forno de grafite. Os resultados demonstram que passados 4 anos do acidente houve uma queda de aproximadamente 70 % da concentração inicial dos hidrocarbonetos alifáticos e HPAs nos manguezais atingidos. Apesar deste decréscimo, ainda pode-se detectar a presença de HPAs em concentrações muito elevadas no Suruí (cerca de 28 (mi)g g-1). Já em Piedade não foi observada variação da concentração de HPAs ao longo das amostragens, apresentando valores de aproximadamente 600 ng g-1. A cinética de degradação dos HPAs apresentou valores mais elevados nos compostos de menor peso molecular e com o menor grau de alquilação. Os dados de hopanos e esteranos comprovam a existência do óleo derramado nos manguezais do Surui e Nova Orleans, já em Piedade a sua presença não foi evidenciada. Com base na interpretação de espectros de massa e comparação com dados da literatura foi possível sugerir a presença de HPAs de origem diagenética de diversos compostos tetra e penta cíclicos. Também a distribuição dos n-alcanos de maior peso molecular nos sedimentos evidenciou a presença de produtos oriundos de vegetais superiores. Os resultados obtidos para a relação MES/SAV mostram que nas amostras profundas dos manguezais de Piedade e Nova Orleans e na amostra superficial do manguezal de Surui foram encontrados valores acima de 1, indicando a ocorrência de metais biodisponíveis. Por se tratar do sistema da Baía de Guanabara esperavam-se valores de metais mais elevados. Porém, como esta região está localizada próxima a APA de Guapimirim, esses manguezais não têm sido influenciados diretamente pela região industrial. / [en] Brazil is observing an increasing growth in the petroleum industry resulting in an equally increased risk of accidents involving petroleum and derivatives. A great part of the Brazilian coastal plain is covered by mangroves, which are an important ecosystem for procreation and preservation of marine and terrestrial species. As a result it is urgent the need to study the oil dynamics in this environment. To do so, the Guanabara Bay was chosen, since this area is subjected to intense pollution by oil and its derivatives. In the year 2000, occurred the largest oil spill in the Bay. Around 1,800 m3 of oil, type MF380, were spilled, reaching importat mangrove areas. In the mangrove forests were chosen three sites to monitor the evolution of the spilled oil trough time. The mangroves sites in Surui and Nova Orleans were chosen, since they were directly reached by the accident. The site at Piedade, was chosen as a reference area, since there was not evidences of contamination in this site. In all areas it was carried out annual sampling since the year 2,000, adding up to five surveys. In each mangrove site sediment samples were collected in depth profiles in order to analyze the aliphatic hydrocarbons, PAH, hopanes and steranes. Besides these parameters, the following accessory data were also analyzed: umidity content, organic carbon, grain size, pH and Eh. Only in one sampling (fourth) the acid volatile sulfides (AVS) and sulfide associated metals were analyzed (SEM). The extraction of organic compounds (aliphatic, PAHs, hopanes and steranes) was done in Soxhlet (EPA 3540C), the extract was concentrated, fractionated in column chromatography and analyzed bt CG-DIC (aliphatic) CG-EM (PAHs, hopanes and steranes) (EPA-8270D). The AVS were analyzed by colorimetric method and in the extract resulted from the sample acidification were determined the associated metals to the AVS. The Zn and Al wre read by atomic absorption spectrophotometry with flame detector and the other metals (Ni, Cu, Cd and Pb) were analyzed by atomic absorption spectrophotometry with graphite oven. The results demonstrated that after four years since the accident, occurred a decrease of approximately 70% of the initial concentration of aliphatic hydrocarbons and PAH in the impacted mangroves. Even though the observed decrease, it is still detected the presence of HPAs in high levels of concentration in Surui Site (28 ug g-1). In Piedade Site however, it was not observed variations in the concentration of PAHs in the samplings, showing approximate values of 600 ng g-1. The kinetic degradation of the PAHs presented higher values in the lower molecular weight compounds and with lower alquilation grades. The hopanes and steranes data attested the existence of the spilled oil in the Surui and Nova Orleans mangroves, however in Piedade, the presence of oil was not detected. Based in the interpretation of the mass spectra and comparison with literature data it was possible to suggest the presence of diagenetic PAHs from different tetra and penta cyclic compounds. Also the distribution of higher molecular weight n-alkanes in the sediments highlighted the presence of plant products. The results obtained for the relation SEM/AVS shows that the deeper samples in Piedade and Nova Orleans sites and in the superficial samples at Surui site, present values higher than 1, indicating the occurrence of bioavailable metals. The metal content values for Guanabara Bay was expected to be higher. However, as the analyzed sites are located near the Guapimirim Preservation Area, these mangroves are not directly subjected to the industrial region.

[pt] Modelos ambientais são ferramentas importantes para a avaliação de impactos, para o controle da poluição e para medidas de remediação e de segurança em um Sistema de Gerenciamento Ambiental. Esses modelos fornecem uma estimativa do comportamento de algumas substâncias químicas (contaminantes) nos compartimentos ambientais (água, ar, solo e sedimento) em função das características físico- químicas e de transporte dessas substâncias e de dados ambientais. O estudo da transferência de substâncias químicas entre os compartimentos ambientais e as concentrações resultantes nesses compartimentos é um pré- requisito indispensável para a avaliação da provável exposição, de processos de acumulação e da toxicidade para os organismos vivos, incluindo o homem. Nesse trabalho, o contaminante de interesse é o urânio usado no ciclo do combustível nuclear. Nesse caso, as águas superficiais representam um importante caminho pelo qual o material radioativo pode ser dispersado de uma instalação nuclear para o meio ambiente e daí para o homem. O transporte do urânio em uma lagoa artificial, que recebe os efluentes tratados das Unidades de Fabricação de Pó e Pastilhas de UO2 (Indústrias Nucleares do Brasil S.A. em Resende/RJ) foi estudado. A partir de análises do urânio total no sedimento da lagoa, por fluorimetria, de julho a dezembro de 2002, o coeficiente de distribuição (KD) foi calculado. O valor encontrado para KD confirma o caminho principal de transporte do urânio para o sedimento. Com o auxílio de dados meteorológicos, verificou-se que as menores concentrações de urânio total no sedimento ocorreram durante os meses de chuva. / [en] Environmental models are important tools for impact evaluation, pollution control and remediation and safety measures in an Environment Management System. These models provide an estimate of the behavior of some chemicals (contaminants) in the environmental compartments (water, air, soil and sediment) as a function of the physical chemical and transport characteristics of these substances and of environmental data. The study of the contaminant transfer among the environmental compartments and the resulting concentrations in these compartments is an essential prerequisite for assessing the likely exposition, the accumulation processes and the toxicity for the living organisms, including man. In this work, the contaminant of interest is the uranium used in the nuclear fuel cycle. In this case, the surface waters represent an important pathway by which the radioactive material can be dispersed from a nuclear installation to the environment and from there to man. The uranium transport in an artificial pond, that receives the treated effluents from the uranium dioxide (UO2) powder and pellets plants (Indústrias Nucleares do Brasil S.A. em Resende/RJ), was studied. From the analyses of total uranium in the pond sediment, by fluorimetry, from July to December of 2002, the distribution coefficient (KD) was calculated. The value found for KD confirms the main pathway for uranium transport to the sediment. With the aid of meteorological data, it was observed that the lower concentrations of total uranium in the sediment occurred during the rainy months.

[pt] A avaliação do aporte continental de hidrocarbonetos para a zona costeira pelos corpos hídricos é de grande importância para melhor compreensão das características regionais quanto à ocupação do solo e do impacto que a urbanização exerce sobre um estuário. As distribuições de hidrocarbonetos alifáticos (n-C12 a n-C40) e hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (46 HPAs) foram investigadas no material particulado em suspensão (MPS) e sedimentos ao longo de onze meses em seis dos principais rios e dois canais da bacia da Baía de Guanabara. O ΣHPAs variou de 27,59 a 11.514 ng L-1 no MPS e de 14,60 a 64.961 ng g-1 para as amostras de sedimento. Foram determinadas a taxa de exportação média dos rios dos rios e canais, indo de 0,03 t ano-1 observada para o rio Suruí a 1,87 t ano-1 observada para o rio Iguaçu; a contribuição de HPAs para o sedimento parte norte da baía na e as principais fontes de hidrocarbonetos. Avaliações de tipologia e estatísticas permitiram demonstrar a proporção da contribuição de fontes petrogênicas e pirolíticas nas diferentes regiões e quantificar estas contribuições. A taxa de exportação de HPAs dos cinco principais rios ao norte da baía equivale a 3 t ano-1, representando 30 porcento do aporte total anual de HPAs nesta área da Baía de Guanabara. O estudo geocronológico mostra a evolução histórica do aporte de HPAs apontando para a transição da predominância das fontes de combustão no passado para fontes petrogênicas nos anos recente e mostrou que dentre os NHPAs avaliados, apenas os compostos 2-nitrofluoranteno, 3-nitrofluoranteno e 7-nitrobenzo(a)antraceno foram observados na região noroeste enquanto 2-nitronaftaleno, 5-nitroacenafteno e 2-nitrofluoreno foram observados ao sul da baía, sugerindo a deposição preferencial de subprodutos de reações atmosféricas. Pela primeira vez foi estimada a massa de HPAs depositada ao longo do tempo no sedimento da Baía de Guanabara e realizado o estudo de NHPAs servindo como base para estudos futuros. / [en] The evaluation of the hydrocarbons continental input by end members is of great importance for a better understanding the regional characteristics in terms of land use and the impact that urbanization has on an estuary. Aliphatic (n-C12 to n-C40) and polycyclic aromatic hydrocarbons (46 PAH) were investigated in suspended particulate matter (SPM) and sediments for eleven months in six major rivers and two canals in the basin of Guanabara Bay. The ΣPAH ranged 27.59 to 11,514 ng L-1 for SPM and of 14.60 to 64,961 ng g-1 for the sediment samples. PAH flow rates of the most contaminated rivers and channels ranging of 0,03 t year-1 for Suruí river to 1,87 t year-1 to Iguaçu river; the contribution to the PAH sediment load of the receiving bay, and the main sources of hydrocarbons were determined. Typology and statistical evaluation demonstrated contribution of distinct sources in different regions and allowed quantification of these contributions. Total flow rate for the five major rivers to the bay north amounts to 3 tons year-1 and responds for 30 percent of the total PAH annual input into the northern area of the Guanabara Bay. Geochronological study shows the historical evolution of the PAH contribution pointing to the transition from the predominance of combustion sources in the past to petrogenic sources in recent years and showed that among the nitrated polycyclic aromatic hydrocarbons (NPAHs) evaluated only, 2-nitrofluoranthene, 3-nitrofluoranthene and 7-nitrobenzo(a)anthracene compounds were observed in the region NW while 2-nitronaphthalene, 5-nitroacenaphthene and 2-fluoranthene were observed south of the bay, suggesting preferential deposition of atmospheric reactions byproducts. For the first time PAH mass deposited in the bay sediments has been estimated and conducted the study about NPAHs shall serve as base for future studies.

[pt] O crescimento populacional vem acarretando um incremento no consumo de combustíveis fósseis e na queima de biomassa e, como conseqüência, um aumento na fonte de partículas de carbono negro (ou black carbon - BC) em ambientes costeiros e estuarinos. Este material orgânico refratário vem sendo estudado nos últimos 30 anos e é considerado um importante reservatório geoquímico. Todavia, sua função no ciclo do carbono ainda não é totalmente caracterizada. O BC desempenha um papel de causador de problemas ambientais (como aquecimento global) e também de atenuador dos riscos representados pelos contaminantes orgânicos devido ao seu efetivo poder sorvente. Este trabalho apresenta de forma inédita a distribuição de BC em sedimentos e sua relação com compostos HPAs de uma região estuarina do Estado do Rio de Janeiro - Baía de Guanabara (ambiente conhecidamente afetado por poluição crônica de diversos compostos). Para realização da pesquisa, foi realizado primeiramente uma validação e escolha metodológica entre 2 protocolos de determinação de BC encontrados na literatura: oxidação química com dicromato/ácido sulfúrico e oxidação térmica a 375 oC, em que este último apresentou maiores vantagens e foi selecionado para determinar BC nas amostras de sedimento. Os teores de BC foram determinados por um analisador elementar Carlo Erba EA1110. Os teores de BC nos sedimentos superficiais (0-2 cm) de 25 estações da região interna da baía foram de 0,19 %p.s. . +- 0,07 %p.s. ., variando entre 0,03 %p.s. . e 0,31 %p.s. . A distribuição na baía de Guanabara sugere a presença de um gradiente decrescente de partículas pirogênicas da região de fundo da baía em direção à zona costeira. Determinações de carbono orgânico total (TOC), razões molares C/N e distribuições BC:TOC (5,35 % +- 2,45 %, n = 25) foram dados adicionais avaliados. Testemunhos de sedimento de 90 cm de comprimento de 3 manguezais da região norte foram estudados: Suruí, Nova Orleans e Piedade, que exibiram teores de BC de 0,11 %p.s. . +- 0,08 %p.s. . e BC:TOC de 1,99 % +- 1,59 % (n = 62). A relação entre o material BC e HPAs (determinados em estudo anterior) nas camadas sedimentares pôde ser analisada através de correlações e da análise de componentes principais e revelaram uma tendência de sorção destes compostos contaminantes com BC nos bosques de Nova Orleans e Suruí. Em Piedade, as razões de compostos HPAs alquilados (1,7-dimetilfenantreno e 2,6- dimetilfenantreno) apontaram para um domínio de produtos de combustão de madeira, que não pode ser isolado pela metodologia aplicada. Adicionalmente, a sorção de HPAs no material BC foi confirmada pela realização de um experimento de fortificação de pireno (concentrações monitoradas por análise de fluorescência - espectrofluorímetro de luminescência Perkin Elmer LS55B). Os resultados discutidos aumentaram o conhecimento sobre as diferentes frações da matéria orgânica nos sedimentos da Baía de Guanabara e apontam para a importância da fração carbono negro (ainda pobremente pesquisada no Brasil) no carbono orgânico total e na regulação da liberação de contaminantes hidrofóbicos para o ambiente e biota. / [en] Black carbon (BC) is a term used to represent the continuum of charred materials produced during incomplete combustion of fossil fuel and biomass. Since the emission rates of BC are increasing in the last decades due to energy requirements from modern human population, there is great interest in the distribution of BC in the environment (atmosphere, water and sediment) because their role in the biogeochemical cycle of carbon is not fully understood and, also, because the high adsorption capacity of BC particles may decrease the bioavailability of organic contaminants (PAH, for example). In the present work it was determined the distribution, for the first time ever, of BC in superficial sediments from Guanabara Bay and it was evaluated the relation between BC (quantified in the present work) and known concentration of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in sediment cores from 3 mangrove regions in the bay (Suruí, Nova Orleans and Piedade). Two analytical protocols for BC quantification were compared (chemical oxidation with dichromate/sulphuric acid and thermal oxidation at 375 ºC), and the second one was chosen for routine analysis. After treatment, the BC content was measured by a dry-oxidation method in a Carlo Erba EA110 elemental analyser. Total organic carbon (TOC) was also measured using the same instrument. In the superficial sediments (0-2 cm) from Guanabara Bay, the mean BC carbon content (n = 25) was 0.19 +- 0.07 % (dry-weight mass), ranging from 0.03 % to 0.31 %. The percentage of BC to TOC was 5,35 +- 2,45 (n = 25). The sediments in the northern sector of the bay had higher contents of BC, what is related to the input of pyrolitc materials from river and urban runoff and local restricted water circulation. In the mangrove sediments, the BC content was 0.11 +- 0.08 % (dry- weight mass) and the BC:TOC fraction was 1.99 +- 1.59 % (n = 62). Linear regression and principal components analysis revealed that the distribution of PAH is closed related to the BC contents in the sediment from Suruí and Nova Orleans, but not for Piedade sediments, probably due to uncertainties in the origin of PAHs in these sediments. An experiment with fortification of sediment with pyrene confirmed the importance of adsorption of PAH to the BC particles. In conclusion, the data obtained in the present work permitted a better understanding of the different fractions of organic matter in the sediments from Guanabara Bay and showed the importance of BC in the fate and possible effects of PAH in this coastal contaminated system.

[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] Foi estudada a otimização da digestão ácida de amostras de sedimento visando à determinação de metais (Al, Fe, Mn,Cr, Ni, V, Cu, Zn e Pb), usando-se microondas com frasco fechado. Para tal, verificou-se a recuperação destes utilizando materiais de referência certificados: MESS-3, sedimento marinho, do National Research Council of Canada (NRCC) e SRM 1645, sedimento de rio, do National Institute of Standards and Technology (NIST), sendo a determinação realizada por espectrometria de emissão óptica por plasma indutivamente acoplado (ICP-OES). O processo de digestão ácida com microondas em sistema fechado foi otimizado empregando- se planejamento fatorial com três variáveis e dois níveis. Como resultado, obteve-se as seguintes condições operacionais: potência máxima de 600W, o tempo total de digestão de 40 minutos e uma mistura ácida constituída de 2 mL HNO3 + 6 mL HCl para a digestão de 250 mg de amostra. Com base na metodologia desenvolvida, foi realizada a determinação destes elementos em 163 amostras de sedimento oriundas da região petrolífera da Bacia de Campos do Estado do Rio de Janeiro, Brasil. Os resultados obtidos foram avaliados empregando técnicas estatísticas univariadas e multivariadas como: regressão linear, regressão múltipla, análise de componente principal (PCA) e de agrupamento (CA). Foi feito também a comparação dos dados obtidos com os resultados do Diagnóstico ambiental das áreas de exploração e produção de petróleo da Bacia de Campos, Santos e Espírito Santo (2002) pelo laboratório contratado pela Petrobras. / [en] The optimization of acid digestion of sediment samples was studied with the purpose of determining the metals (Al, Fe, Mn, Cr, Ni, V, Cu, Zn and Pb) using closed microwaves sisteem. For that, the recovery of these metals was noticed using certified reference materials: MESS-3, marine sediment, from the National Research Council of Canada (NRCC) and SRM 1645, river sediment, from the National Institute of Standards and Technology (NIST), with the determination performed by inductively coupled plasma optic emission spectrometry (ICP-OES). The acid digestion process with closed microwave system was optimized using factorial planning with three variables and two levels. As a result, the following operational conditions were achieved: maximum power of 600W, total digestion time of 40 minutes, and an acid mixture of 2 mL HNO3 + 6 mL HCl for 250 mg of sample digestion. Determination of these elements in 163 sediment samples from in the oil region of Bacia de Campos in the state of Rio de Janeiro, Brazil, was based on the methodology developed. The results were evaluated employing univariate and multivariate statistical techniques such as: linear regression, multiple regressions, Principal Component Analysis (PCA) and Cluster Analysis (CA). The data were compared with the results from the environmental diagnosis of oil exploration and production areas in Bacia de Campos, Santos and Espírito Santo (2002) by laboratory contracting by Petrobras.

[pt] A liberação de compostos butílicos de estanho, como o tributilestanho (TBT), presentes em tintas anti-incrustantes de embarcações marítimas, tem provocado efeitos nocivos sobre a reprodução e o crescimento das várias formas de vida marinha. Em resposta a estes riscos ambientais, vários países regulamentaram ou baniram o uso destes produtos anti-incrustantes. No Brasil, não existe ainda qualquer controle sobre o uso destes compostos em embarcações trafegando em território nacional. O presente trabalho visou estudar a presença de tributilestanho (TBT) e de seus produtos de degradação, dibutilestanho (DBT) e monobutilestanho (MBT), em sedimentos superficiais provenientes de 17 estações de coleta na Baía de Todos os Santos. A seleção das estações para o estudo proposto foi baseada no histórico do fluxo de navios cargueiros, presença de marinas e pólos industriais localizados próximos a cada estação. A especiação dos compostos orgânicos de estanho foi realizada por cromatografia em fase gasosa com detecção por fotometria de chama pulsante, após extração por solvente, derivação, limpeza dos extratos e eliminação de enxofre. As maiores concentrações detectadas (em ng g-1 sedimento, como Sn) para os diferentes compostos organoestânicos foram: TBT (15,9), DBT (28,8) e MBT (4). Os sedimentos superficiais analisados encontram-se levemente contaminados, segundo a classificação reportada por Waite e colaboradores (1991), mas mostram valores bem inferiores aos encontrados na Baía de Guanabara (Almeida et al., 2004), possivelmente devido a propriedades como transparência da água, que favorece a fotodegradação, e ambiente sedimentar oxidante. / [en] The organotin compounds such as tributyltin (TBT) present in anti-fouling paints applied to ships, pleasure boats and vessels are proved to have harmful effects on the reproduction and the growth of several forms of marine life. In response to this environmental threat many countries introduced restriction to their use or even banishment. In Brazil there are no such rules on the use of these compounds. The present work aimed at the speciation of organotin compounds (tributyltin (TBT) and its of degradation products, dibutyltin (DBT) and monobutyltin (MBT)) in surface layer of sediments collected from 15 stations in the Todos os Santos Bay. The selection of stations was based on information on ship traffic, presence of marinas and industries installation. Organotin speciation was carried out by gas chromatography with pulsed flame photometric detection after solvent extraction, derivatization, clean-up and sulfur elimination. The highest organotin concentrations (ng g -1 as tin) found were: TBT (15,9), DBT (28,8) e MBT (4). Sediments in the studied locations are slightly contaminated, according to the classification reported by Waite and collaborators (1991). Values are lower than those found in Guanabara Bay (Almeida et al., 2004) possibly due to the higher water transparence that favors photo degradation, and to the oxidizing sedimentary environment.

[pt] A cidade de Atafona situada à foz do Rio Paraíba do Sul (RPS) vem sofrendo erosão em sua linha de costa por muitas décadas. Este estudo consiste em uma avaliação das taxas de sedimentação no estuário do Paraíba do Sul e suas correlações com a forte erosão que ocorre em Atafona, Rio de Janeiro. O trabalho foi baseado em quatro transetes ao longo do Estuário do rio Paraíba do Sul contendo 14 pontos de coleta. Cerca de 540 amostras de sedimentos foram obtidas em Janeiro de 2010 e Fevereiro de 2011. As taxas de sedimentação foram determinadas a partir do método da datação com 210Pb e os inventários de 210Pb foram determinados para todos os pontos de coleta. Foram aplicados dois modelos para a determinação das taxas de sedimentação: o modelo da Concentração Inicial Constante (modelo CIC) e o modelo da Razão de Suprimento Constante (modelo CRS). Os resultados da datação 210Pb foram validados com base na variação da concentração elementar ao longo de dois testemunhos. A determinação de elementos foi realizada utilizando a técnica de Espectrometria de Massa com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-MS). A análise multivariada de dados foi aplicada através da análise de fatores principais (AFP) e análise hierárquica de cluster (AHC) a fim de obter informações que traduzam quantitativamente a composição dos sedimentos descrevendo a região. Os inventários de 210Pb determinados nos pontos de coleta, localizados ao sul do rio Paraíba do Sul (RPS), foram maiores do que os determinados nos pontos de coleta localizados ao centro e ao norte da saída do rio. O valor médio do inventário obtido nos pontos de coleta ao sul da foz do RPS foi de 1,0 Bq cm-2, muito superior ao valor médio obtido nos pontos situados ao norte da foz do rio, com valor de 0,16 Bq cm-2, indicando que os sedimentos são transportados na direção sul da foz do RPS, ao longo da costa com as correntes de deriva existentes nesta direção. A taxa de acumulação estimada para as camadas mais profundas foi de 0,06 g cm-2 ano-1. Essa taxa representa um valor base para a taxa de acumulação de sedimentos para o período anterior a 1950. As taxas de acumulação obtidas para o período mais recente variaram de 0,2 g cm-2 ano-1 nos pontos situados ao norte e ao centro a 0,6 g cm-2 ano-1 nos pontos situados ao sul da foz do RPS. Observou-se que as concentrações de Cr, Cu, Cd e Zn aumentaram significativamente a partir dos anos oitenta que, coincide com a época do acidente ocorrido com a Cia. de Paraibuna Metais em 1982. Uma das consequências nas mudanças no uso da terra e do represamento de rios é a mudança na natureza dos sedimentos que chegam e se depositam no delta do RPS. A normalização da concentração dos metais pelo alumínio pode ajudar a traçar tais mudanças, principalmente com elementos de origem distinta, como Ca e Mg. Através da curva obtida entre razão a Mg/Al e as idades das camadas sedimentares pode-se observar uma forte mudança no período entre 1962 e 1988. Foram identificados quatro fatores através da AFP traduzindo quatro fases do sedimento: duas representando a matriz, uma representando os carbonatos e a outra representando os sulfetos. / [en] The city of Atafona, situated at Paraíba do Sul Estuary, has been suffering erosion in its coastline for decades. This study is an evaluation of sedimentation rates in the Paraíba do Sul estuary and its correlation with the strong erosion that occurs in Atafona city, Rio de Janeiro, Brazil. We performed four transects along Paraíba do Sul Estuary with 14 sampling points. About 540 sediment samples were collected in January 2010 and February 2011. Sedimentation rates were determined by 210Pb dating method and inventories of 210Pb were determined for all sampling points. Two models were applied for the sedimentation rates determination: the Constant Initial Concentration model (CIC-model) and the Constant Rate of Supply model (CRS-model). The 210Pb dating results were validated based on the elemental concentration variation throughout two of the sediment cores. The elements determination was performed using the mass spectrometry with inductively coupled plasma technique (ICP-MS). The multivariate analysis were applied trough the principal factor analysis (PFA) and hierarchical cluster analysis (HAC) in order to obtain factors that may traduce quantitatively the sample composition describing the region. At sampling points located at south of the Paraiba do Sul River (PSR) mouth, 210Pb inventories were higher than those at the northern and central sampling locations. The inventory average obtained at south was 1.0 Bq cm-2, much higher than those located at north of the river mouth, with a mean value 0.16 Bq cm-2, indicating that the sediments are transported southward by the alongshore current. The accumulation rate estimated for the deeper layers was 0.06 g cm-2 yr-1, which represents a reference value of sediment accumulation rate for the period prior to 1950. Accumulation rates obtained for the most recent period ranged from 0.2 g cm-2 yr-1 in the points situated at north and center to 0.6 g cm-2 yr-1 in points located at south of RPS mouth. It was observed that Cr, Cu, Cd and Zn concentrations increased significantly from the eighties that matches with the Cia Paraibuna Metals accident occurred in 1982. A consequence of changes in land use and the damming of the river is a change in the nature of the particulates reaching the PSR delta. The normalization of elemental concentrations to aluminum could help trace these changes, particularly for elements with a distinct origin, such as Ca and Mg. The Mg/Al versus ages plot showed a strong change between 1962 and 1988. There were four factors identified that traduce four sediment phases, two of them were related to the matrix, other was related to the carbonate phase and the other representing sulfides phase.

[pt] A Baía de Guanabara é um ecossistema costeiro cujas alterações na bacia de drenagem ao longo dos anos levaram a sua condição atual de degradação ambiental. As razões diagnósticas e abordagens para a diferenciação de fontes de hidrocarbonetos baseiam-se em dados da literatura e a aplicação destas ao ambiente de estudo é de difícil extrapolação. Este estudo objetiva uma avaliação crítica destas ferramentas através da análise de dois tipos de aportes, o material particulado atmosférico (PM2,5) da Região Metropolitana do Rio de Janeiro e amostras de petróleo e seus produtos de origem brasileira, interpretando os resultados separadamente e relacionando-os aos dados obtidos em amostras de sedimentos desta mesma baía. A concentração de hidrocarbonetos na atmosfera é considerada baixa, onde a precipitação mostrou-se o principal fenômeno atmosférico a influenciar na concentração de material particulado e de hidrocarbonetos. As emissões veiculares, principalmente derivadas de veículos a gasolina, são a principal fonte de hidrocarbonetos para a atmosfera. A concentração de hidrocarbonetos em sedimentos corrobora o forte aporte crônico ao qual a baía está sujeita, sendo a fonte antrópica a principal responsável pelos níveis encontrados. Muitas das razões diagnósticas e seus limites estabelecidos em literatura não correspondem aos valores encontrados nas diferentes matrizes analisadas, existindo também sobreposição de valores entre estas. Os sedimentos da Baía de Guanabara encontram-se em um estado elevado de degradação que interfere na quantificação de fontes e avaliação de aportes. A análise de componentes principais realizada com a proporção relativa dos HPAs em relação aos compostos de mesma massa mostrou-se a metodologia mais adequada para a avaliação de aportes. Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos normalmente não quantificados em estudos ambientais, especialmente os de massa 278 e 276, mostraram maior capacidade em discriminar e separar as amostras geograficamente em relação à origem da contaminação. / [en] Guanabara Bay is a coastal ecosystem where changes in the drainage basin over the years led to its current condition of environmental degradation. The diagnostic reasons and approaches for differentiating hydrocarbon sources are based on literature data and their application in the environment is difficult to extrapolate. This study aims a critical evaluation of these tools by analyzing two types of contributions, the atmospheric particulate matter (PM2,5) in the Metropolitan Region of Rio de Janeiro and samples of petroleum and their products of Brazilian origin, interpreting the results separately and linking them to data obtained in sediment samples from the same bay. The hydrocarbons concentration in the atmosphere is relatively low, where precipitation proved to be the main atmospheric phenomena to influence the concentration of particulate matter and hydrocarbons. The vehicular emissions, mainly derived from gasoline of vehicles, are the main source of hydrocarbons to the atmosphere. The concentration of hydrocarbons in sediments corroborates the intense chronic contribution which the bay is subject, presenting the anthropogenic source as the main cause of levels detected. Many of the diagnostic reasons and limits established in the literature do not correspond to the values found in different matrices analyzed, there is also overlap between these values. The sediments of Guanabara Bay are in a high state of degradation that interferes with the sources quantification and assessment of contributions. A principal component analysis performed with the PAHs relative proportion in relation to the compounds with the same molecular mass proved to be the most appropriate methodology for evaluating contributions. The polycyclic aromatic hydrocarbons not usually quantified in environmental studies, especially the ones with mass 278 and 276, demonstrated greater ability to discriminate and separate samples geographically regarding the contamination origin.