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

Submitted by Morgana Andrade (morgana.andrade@ufes.br) on 2016-06-15T21:09:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Eduardo Tese - Finalizada e corrigida 180514 (1).pdf: 4918963 bytes, checksum: 4861d29d80d80658886fa54e65d42d1a (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-08-16T15:52:53Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Eduardo Tese - Finalizada e corrigida 180514 (1).pdf: 4918963 bytes, checksum: 4861d29d80d80658886fa54e65d42d1a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-16T15:52:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Eduardo Tese - Finalizada e corrigida 180514 (1).pdf: 4918963 bytes, checksum: 4861d29d80d80658886fa54e65d42d1a (MD5) / Agência Nacional do Petróleo (ANP) / O estudo de testemunhos de sedimentos pode fornecer um registro histórico de várias influências no sistema aquático para a deposição de poluentes. Como forma de avaliar a deposição natural ou antrópica de metais e hidrocarbonetos em dois importantes estuários do Espírito Santo, o presente trabalho analisou os teores destes em três testemunhos (P1, P2 e P3) do estuário do Canal da Passagem e três testemunhos (PA05, 9bnorte e PM01) do Sistema Estuarino do Piraquê-Açú e Piraquê-Mirim (SEPAPM). Marcadores geoquímicos (isótopos estáveis δ 13C e δ 15N e razão Corg./Ntotal), granulometria, teor de carbonato e taxa de sedimentação (somente para o estuário Canal da Passagem) também foram analisados. Os resultados evidenciaram contribuição antrópica para os metais (Zn, Cd, Cu e Pb) e hidrocarbonetos petrogênicos no Canal da Passagem, o que não aparenta estar ocorrendo no SEPAPM, mesmo este apresentando maiores concentrações de metais. Essa concentração mais alta deve-se, possivelmente, ao elevado aporte desses elementos da Formação Barreiras para o SEPAPM. O arsênio no SEPAPM apresenta uma elevada concentração comparada a outros estuários, possivelmente devido ao aporte da Formação Barreiras e a deposição associada ao carbonato de cálcio e oxihidróxidos de Fe/Mn. O conteúdo orgânico também apresenta diferentes funções entre os estuários, sendo que no Canal da Passagem este está diretamente relacionado a deposição dos elementos metálicos, principalmente quando associados a compostos petrogênicos e derivados de efluentes domésticos. Esse padrão não ocorre no SEPAPM, onde o conteúdo orgânico não está diretamente associado aos metais. Essas contaminações por metais e hidrocarbonetos no Canal da Passagem são derivadas possivelmente de atividades que usam óleo e seus derivados, como atracagem de pequenas embarcações, além do escoamento de água pluvial contendo resíduos de pneus, combustíveis, lubrificantes e pastilhas de freio. O aumento do despejo de efluentes domésticos proveniente do elevado crescimento demográfico na região de Vitória também é um importante fator. O Sistema Estuarino do Piraquê-Açú e Piraquê-Mirim não apresentou qualquer indicação de um enriquecimento antrópico para os metais e contaminação por hidrocarbonetos petrogênicos. / The sediment cores study can provide a historical record of several influences for deposition of pollutants on the aquatic system. As a way to evaluate the natural or anthropogenic deposition of metals and hydrocarbons in two important estuaries of the Espírito Santo, this study examined the levels of these in three sediment cores (P1 , P2 and P3) of the Passagem Channel estuary and three sediment cores (PA05 , 9bnorte and PM01) of the Piraquê-Açú and Piraquê-Mirim Estuarine System (PAPMES). Geochemical markers (δ 13C e δ 15N stale isotopes and Corg./Ntotal ratio), grain size, carbonate content and sedimentation rate (Passage Channel estuary only) were also analyzed. The results showed an anthropogenic contribution to metals (Zn, Cd, Cu and Pb), which does not happen in the PAPMES, even with higher concentrations of these metals. This difference is possibly due to high input of these elements from Barreiras Formation to the PAPMES. Arsenic in SEPAPM has a high concentration compared with others estuaries, possibly due to an input from the Barreiras Formation and to the deposition associated with the calcium carbonate and Fe/Mn oxyhydroxides. The organic content also presents different rules between the estuaries, being directly relate with metallic elements deposition, especially when associated with petrogenic compounds and domestic effluents derivatives. This pattern does not occur in PAPMES, where the organic content is not directly associated with metals. These contaminations by metals and hydrocarbons in the Passagem Channel are possibly associated to activities that use oil or its derivatives (mooring small boats) and runoff containing waste tires, fuels, lubricants and brake pads. In addition, there is also the increase of the disposal of domestic sewage related to the high population growth in the region of the Great Vitoria. The Piraquê-Açú and Piraquê-Mirim Estuarine System showed no indication of anthropogenic enrichment of metals and petrogenic hydrocarbons contamination.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As concentrações de mercúrio (Hg), cobre (Cu), zinco (Zn), cromo (Cr), níquel (Ni), ferro (Fe) e manganês (Mn) foram determinadas em sedimentos superficiais e em moluscos bivalves das espécies Anomalocardia brasiliana e Mytella guyanensis em dois ecossistemas de manguezal da Baía de Sepetiba, em Coroa Grande e na Enseada das Garças, Estado do Rio de Janeiro, Brasil. As concentrações de metais fracamente ligados (extraídos em HCl 1 M) e a as concentrações de metais pseudo-totais (soma das frações fracamente ligadas e fortemente ligadas, extraída em água régia 50%) nos sedimentos foram comparadas com as concentrações de metais pesados encontrados em cada uma das espécies de moluscos, nas localidades estudadas. As concentrações de metais pesados nos moluscos foram comparadas com o tamanho do organismo para avaliar possíveis diferenças nas concentrações de metais relacionadas ao tamanho do organismo. Além disso, foi discutido o uso desses organismos como monitores biológicos em programas de monitoramento ambiental. Os resultados mostram que as concentrações de metais pesados, tanto na fração fracamente ligada quanto as concentrações de metais pseudo-totais, foram mais altas nos sedimentos de Coroa Grande, provavelmente pela proximidade com as principais fontes de contaminação. Além disso, a circulação das águas da Baía de Sepetiba mostra que a região de Coroa Grande acumula mais rapidamente as partículas em suspensão transportadas por essas águas quando comparadas com a região da Enseada das Garças. As concentrações de metais pesados não apresentaram correlação significativa com o tamanho para a espécie Anomalocardia brasiliana enquanto que, para a espécie Mytella guyanensis, foram observadas correlações negativas com o tamanho dos indivíduos. Os resultados mostram diferenças significativas nas concentrações de metais pesados nas espécies estudadas entre as duas áreas. Comparando as concentrações de metais pesados encontrados nos sedimentos com as dos organismos, observa-se que essas espécies podem ser usadas em programas de monitoramento ambiental. Entretanto, fatores como diferenças na assimilação para cada tipo de metal pesado em diferentes espécies, tamanho do organismo e as características do sedimento devem ser levados em consideração. / The concentrations of mercury (Hg), copper (Cu), zinc (Zn), chromium (Cr), nickel (Ni), iron (Fe) and manganese (Mn) were determined in superficial sediments and in the bivalve mollusks Anomalocardia brasiliana and Mytella guyanensis in two mangroves ecosystems in Sepetiba Bay, in Coroa Grande and in Enseada das Garças, State of Rio de Janeiro, Brazil. The concentrations of metals weakly-bound to the sediment (extractable in 1M HCl) and the pseudo-totals concentrations (sum of weakly-bound and strongly-bound,50% aqua regia-extractable fractions) in sediments were compared with the concentrations of heavy metals found in each species of mollusks in the studied sites. Metal concentrations in mollusks were compared with the size of the organism to evaluate possible differences in the concentrations of metals related to the size of the organism. The use of these organisms as biological monitors in environmental monitoring programs was discussed. Results show that the concentrations of heavy metals in both the weakly-bound and pseudo-totals concentrations were higher in the sediments of Coroa Grande, probably because the proximity with the main sources of contamination. Moreover, the circulation of Sepetiba Bay waters shows that the Coroa Grande area accumulates the particulate matter transported by bay waters more quickly than Enseada das Garças area. The concentrations of heavy metals did not present significant orrelation with the size of Anomalocardia brasiliana, while there were negative correlations between metals and Mytella guyanensis size. Significant differences in the metal concentrations in the species studied occurred among the two sites. Comparing the concentrations of heavy metals found in the sediments and in the organisms, it is observed that these species can be used in environmental monitoring programs. However, factors as differences in the assimilation for each type of heavy metal in different species, size of the organism and characteristics of the sediment should be taken into account.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnológico / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente estudo utilizou radiotraçador para acompanhar a especiação do iodo em amostras de água de manguezal durante experimentos de incubação, em laboratório, onde o efeito da filtração, utilizando filtro de porosidade 0,22 mm, sobre a conversão entre iodeto e iodato foi verificado. Após 61 dias de incubação, os resultados indicaram não haver diferença significativa na conversão de iodato a iodeto entre as amostras filtradas e não filtradas (44,6 9,7%). Foi observada pequena retenção do iodato nos filtros (2% nas amostras não filtradas e 0,5% nas amostras esterilizadas). Não houve, também, diferença na oxidação do iodeto entre as amostras. Contudo, observou-se maior retenção do radiotraçador no material particulado que chegou a reter 7% do iodeto nas amostras não filtradas. Estudou-se ainda, a cinética de remoção de iodeto e iodato da coluna d`água pelo sedimento e o enriquecimento deste elemento no sedimento em diferentes condições de óxi-redução na interface água-sedimento. A remoção de iodeto e iodato da coluna d`água obedeceu a uma cinética de 1 ordem e seu enriquecimento na camada superficial do sedimento ocorreu tanto em condições óxicas quanto em condições anóxicas, porém, em condições óxicas, esta remoção foi mais rápida e houve maior acúmulo do radiotraçador na camada superficial do sedimento, indicando assim, que os processos de remoção e acúmulo do iodo são dependentes do Eh. Observou-se, ainda, desprendimento de até 9 vezes mais iodo retido no sedimento em condições anóxicas do que em condições óxicas. Em condições anóxicas, retornou até 27% do iodo retido no sedimento para a coluna d`água, enquanto, em condições óxicas, este retorno chegou apenas a 3%. Isso demonstra que o sedimento, em condições anóxicas, pode agir como fonte deste elemento para a coluna d`água. Testemunhos com remoção da matéria orgânica e dos microorganismos mostraram pequena diferença na cinética de remoção e no acúmulo de iodato comparados aqueles que não sofreram tratamento, sugerindo, um papel secundário da matéria orgânica e dos microorganismos nos processos de enriquecimento de iodo pelos sedimentos. / This study used radiotracers to investigate the iodine speciation in mangrove waters in incubation experiments in laboratory, on which the role of biological and chemical processes were evaluated. After 61 days of incubation, results did not indicate a significant difference between filtered and unfiltered samples for iodate convertion to iodide (44.6 9.7%). It was observed a low retention of iodate in the filters (2% in unfiltered samples and 0.5% in sterilized samples). However, it was observed a greater radiotracer retention by particulate matter (up to 7% of iodide in unfiltered samples). The kinetics of iodide and iodate removal from the water column by sediments and the enrichment of iodine within sediments under different redox conditions near the water-sediment interface was also investigated. Iodide and iodate removal from water followed a first-order kinetics and their enrichment in surface sediment layers occurred in oxic and ano xic conditions. This the removal was faster and the sediment enrichment was greater in oxic conditions, indicating that both are redox-dependent. After iodine removal from the water column, it was observed an iodine release 9 times greater from sediments in anoxic conditions than in oxic conditions. In anoxic conditions there was a iodine return to the water column up to 27%, whereas in oxic conditions this return was up to 3%. This demonstrates that anoxic sediments be a source of iodine to the water column. Organic matter- free, sterilized sediments showed a low difference for the kinetics of iodate removal, suggesting an secondary role of organic matter and microorganisms in the process of iodine enrichment by sediments.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnológico / The mercury use in the garimpos in the Amazônia suffered a considerable reduction when compartive with the emissions from the decades of 80 and 90. However, the mercury levels in fish, and for consequence, in the riverine population remain high. / O uso de mercúrio nos garimpos na Amazônia sofreu uma diminuição considerável quando comparado às emissões das décadas de 80 e 90. Contudo, os níveis de mercúrio em peixes, e por conseqüência, na população ribeirinha permanecem altos.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-03-21T18:33:58Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Alexandre Paoliello Lemos.pdf: 1789781 bytes, checksum: b9e2ff253c7580263be0baac75c0fd47 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-21T18:33:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Alexandre Paoliello Lemos.pdf: 1789781 bytes, checksum: b9e2ff253c7580263be0baac75c0fd47 (MD5) / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências- Geoquímica Ambiental. Niterói, RJ / A Baía de Sepetiba (RJ) possui histórico de contaminação industrial e atualmente há uma intensificação de atividades de dragagem devido à ampliação da área portuária. Embora seja comum a avaliação de amostras superficiais de sedimentos submetidos à dragagem, a qualidade do material a ser dragado pode ser melhor avaliada por meio do estudo da variabilidade vertical na coluna de sedimento. O presente trabalho tem o objetivo de avaliar a variabilidade espacial da biodisponibilidade de metais (Cd, Ni, Fe e Mn) e as possíveis alterações desta biodisponibilidade em função da ressuspensão de sedimentos costeiros da ilha da Madeira (baía de Sepetiba - RJ). Foram comparados os efeitos da ressuspensão sobre amostras de diferentes profundidades de três perfis sedimentares (T1, T2 e T3) coletados em distâncias crescentes do Saco do Engenho (a principal fonte contaminação de Cd). A biodisponibilidade potencial dos metais foi avaliada através da proporção entre as concentrações fracamente ligadas (extraídas em HCl 1M, após agitação por 16h) e fortemente ligadas aos sedimentos (extraídas em HNO3 concentrado), investigandose também possíveis relações entre o comportamento dos metais-traço e as características físicas e químicas nos perfis sedimentares. As concentrações de metais foram ordens de grandeza superiores aos limites estabelecidos pela Resolução CONAMA 454/2012, em especial para o Cd. O Ni apresentou concentrações geralmente abaixo ou similares ao background e mostrou baixa biodisponibilidade. O contaminante analisado, Cd, esteve quase que 100% na fase fracamente ligada aos sedimentos, o que foi preocupante devido aos altos níveis de contaminação. Observou-se um gradiente de concentração do Cd com o distanciamento da fonte principal de contaminação (T1>T2>T3). As diferenças observadas na biodisponibilidade potencial dos metais estudados, após os ensaios de ressuspensão foram pequenas. Isto foi atribuído ao fato de que os contaminantes analisados já estavam essencialmente associados à fase fracamente ligada aos sedimentos antes do experimento. O Mn foi o único metal que apresentou variações relevantes após a ressuspensão. Porém, devido às altas concentrações de metais, uma pequena alteração na biodisponibilidade relativa pode representar um aumento significativo na fração biodisponível do metal / Sepetiba bay has a history of industrial contamination and intensification of dredging activities. Although evaluation of surface sediment samples is common in areas submitted to dredging, the quality of the dredged material can be better evaluated by studying the vertical variability in the sediment column. This study aimed to evaluate the spatial variability and possible changes on metals bioavailability (Cd, Ni, Fe and Mn) due to resuspension of coastal sediments from Madeira Island (Sepetiba bay). The effects of resuspension were compared for samples of different depths in three sedimentary profiles (T1, T2 and T3) collected in increasing distances from the Saco do Engenho, the major source of Cd. The potential bioavailability of metals was evaluated by the ratio between the weakly-bound concentrations (extracted in 1M HCl, and after stirring for 16h) and concentrations strongly-bound to sediments (extracted in concentrated HNO3 according to the EPA method 3051a). Possible relationships between the behavior of trace metals and the chemical and physical characteristics of the sedimentary profiles were also investigated. Concentrations were orders of magnitude higher than the limits established by CONAMA Resolution 454/2012, mainly for Cd. Ni showed concentrations generally below or similar to the background, showing low bioavailability. Cd concentrations were nearly 100% in the weakly-bound phase, which is very important considering the high levels of contamination of this area. There was a Cd concentration gradient with the distance from the main source of contamination (T1> T2> T3). The differences in potential bioavailability of studied metals after resuspension assays were small. This was attributed to the fact that the contaminants were mainly associated with the weaklybound phase even before the experiment. Mn was the only metal that showed relevant variations after resuspension. However, because of high metal concentrations, a small change in relative bioavailability can represent a large amount of contaminants being concentrated in bioavailable forms.