Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2018-02-05T16:01:58Z No. of bitstreams: 1 Tese Alexander P. Segovia.pdf: 9903800 bytes, checksum: a5bb996555083e7690e2fd8dc051dcc0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-05T16:01:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Alexander P. Segovia.pdf: 9903800 bytes, checksum: a5bb996555083e7690e2fd8dc051dcc0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / presente estudo quantificou a importância dos ecossistemas de manguezais como sumidouros de carbono, avaliando o efeito de distintos fatores ambientais e antrópicos que podem influenciar significativamente na acumulação de carbono nos sedimentos de manguezais da Nova Zelândia, do Brasil e do Peru. No estudo, a expansão natural dos ecossistemas de manguezais e a presença ou ausência natural de cobertura vegetal foram considerados como fatores naturais, enquanto que o desmatamento, a eutrofização por desenvolvimento urbano e de cultivo de camarão foram considerados como fatores antrópicos. Os efeitos destes fatores sobre a acumulação de carbono sedimentar em termos de estocagens e fluxos foram estudados mediante o uso de indicadores elementares (carbono orgânico, nitrogênio e fósforo), isotópicos (13C e 15N) e o cálculo das taxas de sedimentação mediante a medição das atividades de 210Pb e 239+240Pu em sedimentos. No estuário Moanaanuanu (Nova Zelândia) foram quantificados os efeitos da expansão natural dos ecossistemas de manguezais e do desmatamento antrópico, observando-se que após da expansão dos ecossistemas de manguezais, o acumulo de carbono em sedimentos aumentou em até três vezes (~66 g m-2 a-1) em comparação com o período prévio à dominância de vegetação de manguezal no estuário (~24 g m-2 a-1). Também se observou que após desmatamento, a acumulação de carbono nos sedimentos diminuiu em até duas vezes (~26 g m-2 a-1) em comparação com o período prévio ao desmatamento (~44 g m-2 a-1). Na área de manguezais da baia de Sepetiba (Brasil) foram quantificadas as mudanças temporais nas taxas de sedimentação e acumulação do carbono, observando-se um aumento de até três vezes na acumulação de carbono após 1950s (~1100 vs. ~344 g m-2 a-1), associado à transposição das aguas do Rio Paraíba do Sul para a Baia. Também, a assinatura isotópica do carbono e nitrogênio revelou que a alta acumulação de nutrientes durante as ultimas décadas, derivaria dos esgotos urbanos que foram depositados na baia desde 1990s. Isto teria potencializando a fertilização do sistema e consequente maior acumulação de carbono orgânico nos sedimentos. Além disso, dentro de uma área degradada e eutrófica de manguezais na baia de Guanabara (Brasil) foram quantificados os efeitos do desmatamento acontecido décadas atrás, observando-se que a acumulação de carbono após desmatamento (~65 g m-2 a-1) não mudou significativamente em comparação com aquele observado antes do desmatamento (~58 g m-2 a-1). Enquanto que os estoques de carbono foram ligeiramente mais baixos após do período de desmatamento (~1989 vs. ~2321 g m-2), quando se evidenciou uma maior deposição de matéria orgânica de origem marinha que não conseguiu compensar as perdas de carbono produzidas pelo desmatamento. Finalmente, no ecossistema de manguezais de Tumbes (Peru) foram quantificados os efeitos das atividades de cultivo de camarão sobre a acumulação de carbono nos sedimentos de manguezais, observando-se que a maior acumulação de carbono esteve associada com as maiores proporções de matéria orgânica de origem terrestre. Além disso, a acumulação de carbono no sistema aumentou até em duas vezes após estabelecimento das atividades de cultivo de camarão em 1970s (~73 vs. ~143 g m- 2 a-1). Os resultados destes estudos sugerem que os fatores naturais e antrópicos podem influenciar negativa ou positivamente sobre a capacidade de estocagem de carbono nos sedimentos de manguezais, contribuindo significativamente com a regulação da exportação ou retenção de carbono dentro destes ecossistemas. / This study quantified the importance of mangrove ecosystems as carbon sinks by assessing the effect of environmental and anthropogenic factors that may influence on carbon accumulation within mangrove sediments of New Zealand, Brazil and Peru. The natural expansion of mangrove ecosystems as well as the presence and absence of mangrove vegetation cover were considered as environmental factors, while deforestation and eutrophication due to urban development and shrimp farming activities were considered as anthropogenic factors. The effect of these factors on sedimentary organic carbon accumulation in terms of stocks and fluxes were studied by using element analysis (organic carbon, phosphorus and nitrogen), isotopes values (13C e 15N) and the determination of sediment accumulation rates in sediments (210Pb e 239+240 Pu). In Moanaanuanu estuary (New Zealand) the effects of mangrove vegetation dominance and anthropogenic deforestation were quantified. In this research it was observed that after the mangrove expansion occurs, the carbon accumulation in sediments increased up to threefold (~66 g m-2 yr-1) in comparison to that before mangrove expansion within the estuary (~24 g m-2 yr-1). Also, it was observed that after the deforestation, the carbon accumulation in sediments decreased up to twofold (~26 g m-2 yr-1) in comparison to those values before mangrove deforestation (~44 g m-2 yr-1). In a mangrove-bound area in Sepetiba Bay (Brazil) temporal changes in sediment accumulation rates and carbon accumulation were quantified. In this research it was observed an increase of up to threefold in carbon accumulation after 1950s (~1100 vs. ~344 g m-2 yr-1), associated to the water diversion Paraiba do Sul River into the Bay. Furthermore, the carbon and nitrogen isotopic values revealed that the high nutrient accumulation observed in the last decades resulted from the urban sewage influx released into the Bay since 1990s. This would have triggered the system fertilization and the consequent higher organic carbon accumulation in sediments. In Guanabara Bay (Brazil) the effects of the deforestation occurred three decades ago within a degraded and eutrophic mangrove area were quantified. It was evidenced that carbon accumulation after deforestation (~65 g m-2 yr-1) was similar to that observed before mangrove deforestation (~58 g m-2 yr-1). Also, the carbon stocks were slightly lower after the deforestation period (~1989 vs. ~2321 g m-2), when higher marine organic matter deposition in sediments were observed. Nevertheless, this organic matter deposition was not able to compensate the losses of carbon due to deforestation process within the study area. In the mangrove forest of Tumbes (Peru) the effect of the shrimp farming activities on carbon accumulation in sediments were quantified. It was observed that the higher carbon accumulation was linked to higher terrestrial organic matter. Finally, the carbon accumulation increased up to twofold after the establishment of shrimp farming activities in 1970s (~73 vs. ~143 g m-2 yr-1). The results of this study suggest that environmental and anthropogenic factors may positively or negatively influence on the carbon storage capacity of mangrove sediments, contributing to the carbon dynamics within these ecosystems

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-05-29T17:53:20Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Ester Ceschini.pdf: 1250748 bytes, checksum: 9594b56261da9429314abdc4fcd0d813 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-29T17:53:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Ester Ceschini.pdf: 1250748 bytes, checksum: 9594b56261da9429314abdc4fcd0d813 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / O estudo da geoquímica de contaminantes (como os metais de origem antropogênica) no ecossistema de manguezal pode contribuir para uma melhor compreensão das funções e d os serviços ambientais prestados por este ecossistema. Este conhecimento dev e ser traduzido pa ra a sociedade, para fins de conservação e manutenção dos recursos naturais dos manguezais para as gerações futuras. Neste estudo, a distribuição de metais de interesse ambiental (Fe, Mn, Zn, Cu e Pb) entre o sedimento e os compartimentos vegetais (raízes, troncos, galhos e folhas de Rhizophora mangle ) foi avaliada numa área recuperada de manguezal no Aterro Sanitário de Gramacho, Baía de Guanabara, Duque de Caxias ( RJ). Além disto, foram realizadas atividades junto a alu nos do sistema de ensino formal em prol da conscientização para a preservação ambiental, baseada no conhecimento da importância dos manguezais para a dinâmica de contaminantes em áreas costeiras. No estudo da biogeoquímica de metais, foram realizadas análi ses do material vegetal, das placas - de - ferro (depósitos de óxidos sobre as raízes ) e do sedimento (extrações em HCl 1 mol/L). A distribuição das concentrações médias dos elementos nos sedimentos não esteve estatisticamente correlacionada com a variação da granulometria ou da matéria orgânica. O s resultados evidenciam que a matéria orgânica está fortemente associada à fração silte . O pH do sedimento está dentro da normalidade para florestas de manguezal , não sugerindo forte efeito de aportes de chorume do at erro sanitário. Os coeficientes de acumulação nos compartimentos da vegetação em relação ao sedimento mostraram que as raízes finas, sem placas - de - ferro, apresentaram o maior enriquecimento em Zn, Cu e Pb. As placas - de - ferro foram mecanismos eficientes de exclusão de Fe e Mn, mas não em relação aos outros metais. O Mn teve distribuição diferenciada, pois as folhas constituem o compartimento vegetal que apresentou as maiores concentrações. Foi evidenciada uma baixa incorporação e translocação dos contaminant es metálicos (Zn, Cu e Pb) na vegetação, favorecendo a manutenção destes elementos nos sedimentos e partes subterrâneas da vegetação, o que contribui para a capacidade de retenção de metais pelo ecossistema de manguezal. O desenvolvimento do estudo junto a os alunos do ensino básico mostrou que os alunos evoluíram de concepções prévias de senso comum, para respostas que demonstraram ganho de conhecimento a partir das atividades realizadas. Houve uma recomendação maior por parte dos alunos em relação à realiz ação de saída de campo, como forma de haver um maior aproveitamento. Neste cenário, a Educação Ambiental através do ensino da Geoquímica Ambiental no ensino básico pode ser um meio para favorecer a melhor percepção dos alunos em relação a um ecossistema fu ndamental para proporcionar uma melhor qualidade de vida ao homem. Desta forma, pode -se obter uma melhor construção do comportamento voltado para a valorização do ambiente / The study of contaminants geochemistry (such as anthropogenic metals) in mangrove ecosystems can contribute to a better comprehension on the functions and services of th ese ecosystems, which should be translated to the society. This knowledge should be applied for the mangrove resources conservation for future generations. In this study, the distribution of metals of environmental interest (Fe, Mn, Zn, Cu and Pb) between sediments and vegetation compartments (roots, stems, branches and leaves of Rhizophora mangle ) was evaluated in a restored mangrove area in the Gramacho Landfill, Guanabara Bay, Duque de Caxias (RJ). Moreover, activities with formal school education studen ts were carried out in order to improve their environmental preservation conscience, based on the knowledge on the mangrove importance for coastal areas. In the study of metal biogeochemistry, analysis of vegetation material, iron plaques (oxide deposits o n the roots) and sediment cores (extractions in 1 mol/L HCl) were carried out. Average metal concentrations in sediments cores were not correlated with sediment grain size and organic matter content. Zinc, Cu and Pb concentrations exceeded local background levels. Se diment pH was within the normal range for mangrove forests, suggesting no strong effect of landfill leachate input . Coefficients of accumulation in the vegetation compartments ( in relation to the sediment concentrations) showed that the fine roo ts, without iron plaques , showed the greatest enrichment in Zn, Cu and Pb . Iron plaques were efficient mechanisms of exclusion for Fe and Mn, but not in relation to other metals. The Mn showed a different distribution, because the leaves are the plant comp artment that had the highest concentrations. The results showed a low incorporation and translocation of metal contaminants (Zn, Cu and Pb) in the vegetation, favoring the maintenance of these elements in sediments and subterranean parts of the vegetation, which contributes to the metal retention capacity of mangrove ecosystem. The development of the study with school students showed an evolution from previous conceptions of common sense , show ing knowledge gain. There was a major recommendation from the stu dents regarding the field trip s as a way to improve this knowledge gain. In this scenario, environmental education through E nvironmental Geochemistry teaching in basic education can be a way to promote better understandi ng of students in relation to ecolog ically important ecosystems that provid es a better quality of life to human populations that use their resources . Th en , a better behavior toward environment valorization could be constructed