Neste trabalho foram analisados sedimentos marinhos de três praias da Baía de Guanabara (praia de São Bento e praia da Bica, na Ilha do Governador, e praia de São Francisco, em Niterói), Rio de Janeiro, para avaliar a presença de microplásticos (fragmentos plásticos com tamanho ≤ 5 mm) nestes ambientes. Os detritos plásticos visíveis (macroplástico) foram separados dos sedimentos manualmente e pesados. Os detritos plásticos não visíveis foram separados por densidade com solução saturada de cloreto de sódio. Os fragmentos plásticos obtidos com a separação por densidade foram caracterizados por microscopia óptica para avaliar forma e superfície, e foram classificados e quantificados em função de seu tamanho. Os fragmentos microplásticos foram separados e caracterizados por espectrometria de absorção na região do infravermelho por reflexão atenuada (ATR FT IR). Os espectros obtidos foram comparados com espectros padrão de polímeros. As três praias se apresentam contaminadas com lixo macroplástico e com lixo microplástico. Na praia da Bica, foram coletados 173 fragmentos, dos quais 73% são microplásticos. Na praia de São Bento foram 81 fragmentos e na praia de São Francisco foram 73 fragmentos, dos quais 70% e 86%, respectivamente, são microplásticos. Nas três praias foram encontrados fragmentos microplásticos de poliestireno expandido. Nas praias da Bica e de São Bento foram encontrados fragmentos de polietileno; nas praias de São Bento e São Francisco foram encontrados fragmentos microplásticos de polipropileno. O descarte irregular de lixo e atividades industriais e comerciais no entorno da baía podem ser apontados como possíveis fontes contaminantes / In this study samples of sediment of three beaches of Guanabara Bay, Rio de Janeiro, (São Bento beach and Bica beach, in Ilha do Governador and São Francisco beach, in Niterói) were analyzed to investigate the contamination with microplastics (plastic fragments ≤ 5 mm). Samples of sediment were examined by naked eye to sort items of plastic debris from other materials. After separation plastic items were weighted. Non visible plastic debris were separated from sediments by density difference applying a concentrated saline NaCℓ solution. Plastic fragments picked up from supernatant were characterized by optical microscopy to analyze morphology and classified in size fractions. From sediments of Bica beach were collected 173 plastic fragments and 73% of them were microplastic. In São Bento beach were collected 81 fragments and in São Francisco beach were collected 73 fragments, from which 70% and 86%, respectively, were microplastic. The three beaches are contaminated with both microplastic and macroplastic. Microplastic fragments were characterized by ATR FT IR. Expanded polystyrene microplastic fragments were found in sediments of the three beaches. Polyethylene microplastic fragments were found in sediments of Bica and São Bento beaches and polypropylene microplastic fragments were found in sediments of São Bento and São Francisco beaches. Littering, illegal-dumping and industrial activities are possible sources of microplastic contamination of Guanabara Bay

[pt] As bifenilas policloradas (PCBs) foram durante muitos anos usadas, principalmente, como fluidos refrigerantes e lubrificantes, em transformadores, capacitores e outros equipamentos elétricos. Os éteres difenílicos polibromados (PBDEs) ainda são amplamente utilizados como retardadores de chamas. Ambos são considerados poluentes orgânicos de extrema toxicidade e reportados como potentes interferentes endócrinos. Existem trabalhos anteriores que já detectaram PCBs na baía de Guanabara, porém, a pesquisa sobre PBDEs é pioneira. Foi desenvolvida e validada uma metodologia para extração, simultânea dos PCBs e PBDEs. Todas as amostras foram coletadas, extraídas, limpas e analisadas por GC-MS. Os PCBs foram os poluentes predominantes; entre eles o PCB-153 (bifenila-2, 2’, 4, 4’, 5, 5’-hexaclorada) provou ser o poluente mais disseminado, apresentando teor máximo de 261 ng.g-1 de peso seco no fígado de tainha. A ocorrência dos PBDEs foi significativamente menor; o PBDE-47 (éter difenílico- 2, 2’, 4, 4’-tetrabromado) foi o mais freqüente, apresentando um teor máximo de 46 ng.g-1 de peso seco no músculo de corvina. Comparando-se com outros ecossistemas, as concentrações de PCBs são maiores e as de PBDEs menores. / [en] Polychlorinated biphenyls (PCBs) have been used mainly as coolants and lubricants in transformers, capacitors, and other electrical equipments. Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) are still widely used as additive flame retardants. Both are among the most toxic environmental pollutants and reported as powerful endocrine disruptor. In Guanabara Bay previous studies have already detected PCBs, but the PBDE investigation is pioneer. A procedure for extracting simultaneously PCBs and PBDEs was developed and validated. Samples were collected, extracted, cleaned and analyzed by GC-MS. PCBs were the predominant pollutants, among them PCB-153 (2, 2’, 4, 4’, 5, 5’- hexachlorobiphenyl) proved to be the most disseminated one, with the highest content of 261 ng.g-1 dry weight (dw) in fish liver. PBDE occurrences were significantly lower, being the PBDE-47 (2, 2’, 4, 4’-tetrabromodiphenyl ether the most frequent, with the highest content of 46 ng.g-1 dry weight (dw) in fish tissue. In comparison to other ecosystems PCBs showed higher contents and PBDEs the lower ones.

[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] Partículas de plásticos com tamanho inferior a 5 milímetros, denominadas microplásticos, estão entre os contaminantes que ameaçam o ambiente marinho. A presença de microplásticos em suspensão na coluna d água é motivo de grande preocupação, devido à sua ampla distribuição, capacidade de adsorção e dispersão de contaminantes orgânicos e potencial de ingestão por organismos na base da cadeia trófica. Nesse contexto, o objetivo central deste estudo foi avaliar a ocorrência desses resíduos nas águas superficiais na porção oeste da Baía de Guanabara, através da determinação de sua composição qualitativa e quantitativa. Amostras de microplásticos foram coletadas em três campanhas no verão de 2016, através do arrasto horizontal com rede de 330 micrômetros em três diferentes áreas potencialmente afetadas por plásticos. As partículas menores que 5 milímetros foram isoladas por peneiramento via úmida, triadas com o auxílio de uma lupa binocular e classificadas de acordo com a sua forma, cor e tamanho. A quantidade de microplásticos foi determinada por gravimetria, contagem manual e processamento digital de imagens, obtidas por microscopia óptica. O tipo de polímero em cada categoria foi determinado por espectroscopia de absorção no infravermelho médio (FT-IR) com refletância total atenuada (ATR). Os resultados obtidos, considerando-se as três campanhas, indicam que os polímeros mais representativos foram polietileno e polipropileno correspondendo, respectivamente, a 71,5 mais ou menos 8,1 por cento e 23,8 mais ou menos 5,8 por cento do total analisado. Partículas inferiores a 1 milímetro foram as mais abundantes com média de 34,0 mais ou menos 9,6 por cento. Os plásticos classificados como fragmentos e filmes foram os mais encontrados representando, respectivamente, os valores médios de 44,3 mais ou menos 9,3 por cento e 33,7 mais ou menos 10,1 por cento. Microplásticos coloridos foram os predominantes, apresentando valores acima de 40,0 por cento. Os resultados obtidos comprovam a ocorrência de microplásticos nas águas superficiais da Baía de Guanabara, indicando que a falta de manejo de resíduos sólidos em sua bacia de drenagem contribui com esse panorama, sendo esse, portanto mais um problema ambiental a ser investigado. / [en] Plastics particles smaller than 5 millimeter, known collectively as microplastics, are among the hazardous contaminants that threaten the marine environment. Microplastics suspended in the water column are of concern because of its widespread distribution and potential to carry on adsorbed contaminants in a global scale as well the and potential ingestion by organisms at the base of the trophic chain. In this context, the main objective of this study was to evaluate the occurrence of such wastes on surface waters of the western portion of Guanabara Bay, by determining their qualitative and quantitative composition. Microplastics samples were collected in three campaigns in the summer of 2016, through horizontal drag with 330 micrometers net in three different areas potentially affected by plastics. Particles smaller than 5 millimeter were isolated by wet sieving, screened with the aid of an ocular magnifier and classified according to their shape, color and size. The amount of microplastics was determined by gravimetry, manual counting and digital images processing, obtained by light microscopy. The type of polymer in each category was determined by absorption spectroscopy of mid infrared (FT-IR) with attenuated total reflectance (ATR). The results obtained, considering the three campaigns, indicate that the most representative polymers were polyethylene and polypropylene corresponding, respectively, to the mean values of 71.5 more or less 8.1 per cent and 23.8 more or less 5.8 per cent. Particles smaller than 1 mm were the most abundant indicating the mean of 34.0 more or less 9.6 per cent. Plastics classified as fragments and films were the most found representing, respectively, the mean values of 44.3 more or less 9.3 per cent e 33.7 more or less 10.1 per cent. Colored microplastics were the predominant, ones presenting values above 40.0 per cent. The results obtained confirm the occurrence of microplastics in the surface waters of Guanabara Bay, indicating that the lack of solid waste management in its drainage basin contributes to this scenario, which is therefore an environmental problem to be investigated.

[pt] O presente trabalho tem como objetivo investigar a contaminação por esgotos domésticos do sistema estuarino formado pelo rio Iguaçu e canal de Sarapuí, localizados na porção noroeste da Baía de Guanabara, através da determinação de esteróis e composição elementar (C e N) da matéria orgânica em amostras de material particulado em suspensão e sedimentos, e da caracterização físico-química e química da água e sedimento. As amostragens foram realizadas em março/2004 e setembro/2004, em 7 estações de água e 10 de sedimento, distribuídas entre 6 km a montante do rio Iguaçu e 4 km dentro da baía. Também foi coletada uma amostra composta de esgoto bruto na Estação de Tratamento da Ilha do Governador (ETIG). Na determinação dos parâmetros foram utilizados métodos analíticos já estabelecidos, tais como cromatografia a gás/espectrometria de massa (esteróis) e oxidação a seco (C e N), após otimização para as condições específicas de campo e de laboratório. As concentrações dos principais esteróis variam em escala temporal e espacial, em função de fatores climáticos e da localização de fontes difusas de esgoto. Há gradientes decrescentes de concentração de esteróis entre rio e a baía, com predomínio de esteróis fecais sobre fitoesteróis. Coprostanona (5b-colestan-3b-ona) atingindo concentrações de até 21 mg gC-1, epicolestanol (5a-colestan-5a-ol) e coprostanol (5b-colestan-3b- ol) foram os mais abundantes. A detecção de epicolestanol (inédita para a baía de Guanabara) em concentrações elevadas no material particulado e sedimento (assim como no esgoto bruto), as diferenças na composição entre esteróis no esgoto bruto em comparação com o material particulado e sedimento, e os resultados das razões entre determinados esteróis, são resultados que refletem a importância dos processos bacterianos em alterar a composição original da matéria orgânica e dos esteróis associados. O conjunto de informações levantadas confirma o elevado nível de degradação ambiental da região estudada. Por outro lado, a dinâmica do sistema e processos pré- e pós- deposicionais influenciam na geoquímica dos esteróis e, portanto, seus efeitos devem ser levados em consideração em estudos sobre marcadores moleculares em estuários com características semelhantes ao do presente trabalho. / [en] The contamination by domestic sewage of the Iguaçu River and Sarapuí channel, located in the north-western sector of Guanabara Bay, was investigated by the determination of sterols and elemental composition (C and N) of organic matter in suspended matter and superficial sediments. Physico-chemical and chemical characterization of water and sediments were considered as well. Conventional analytical methods, like gas chromatography/mass spectrometry (sterols) and dry chemical oxidation (C and N), were employed after optimization for specific field and laboratory conditions. In March and September/2004 water/suspended particles (7 sample stations) and sediment (10 stations) were collected in a transect from 6 km up the river until 4 km off the river, in the bay. An additional sample of bulk sewage was also collected at a sewage treatment plant close to the studied area. The faecal sterols predominate over phyto sterols in suspended matter and sediments. Among the 14 sterols quantified, higher concentrations (up to 21 mg gC-1) were measured for coprostanone (5b-cholestan- 3b-one), epicholestanol (5a-cholestan-3a-ol) and coprostanol (5b-cholestan-3b- ol). In general, there is a river-bay decreasing gradient in sterol concentration, associated with the location of diffuse sources of sewage. Seasonal variation in climatic factor also influenced in the sterols distribution. The presence of epicholestanol (reported here for the first time in Guanabara Bay) in relatively high concentrations in suspended matter and sediments (as well as in raw sewage), the differences in sterol composition between raw sewage and suspended matter/sediments, and the values obtained for selected sterols source-diagnostic ratios, suggested the occurrence of significant microbial alteration of organic matter, with implications on the geochemistry of sterols. The elevated degradation

[pt] Neste estudo foram determinadas as concentrações de selênio total (TSe) no músculo, fígado e gônada de três espécies de peixe (Mugil liza - tainha, peixe planctívoro; Bagre spp. - bagre, peixe onívoro e Micropogoni as furnieri - corvina, peixe carnívoro) e também, nos tecidos moles de uma espécie de mexilhão (Perna perna) coletados na Baía de Guanabara. TSe foi determinado por GF-AAS equipado com corretor Zeeman. O modificador químico foi o Pd. A metodologia analítica apresentou ótima precisão e exatidão quando comparada com amostras certificadas, DORM-2 e NIST 2976 e também, através de uma intercalibração laboratorial com amostras de peixe realizada entre dois laboratórios: Radioisótopos na UFRJ e um de referência na Finlândia. Dentre todos os tecidos, o fígado foi o que apresentou as maiores TSe em todas as espécies de peixe. Os peixes carnívoros e planctívoros apresentaram concentrações similares no fígado. O peixe carnívoro foi a espécie que apresentou as maiores TSe no músculo. O músculo parece ser o único tecido que sofreu influência direta do hábito alimentar. Nos peixes, TSe no músculo apresentou uma correlação significativa e positiva com o comprimento total, idade e conseqüentemente, com o tempo de exposição ao meio ambiente. Os mexilhões apresentaram uma correlação significativa entre TSe nos tecidos moles e o índice de condição (IC). Segundo a literatura científica, este trabalho é o segundo do gênero a ser realizado no Brasil. Sendo que este correspondeu ao primeiro trabalho em que se comparou TSe entre os diversos órgãos e tecidos da biota aquática com diferentes hábitos alimentares. / [en] This study assessed total selenium concentrations (TSe) in the muscle tissues, liver and gonads samples of three fish species (Mugil liza - mullet, planktivorous fish; Bagre spp. - catfish, omnivorous fish and Micropogonias furnieri - Atlantic croaker, carnivorous fish) and also in the soft tissues of a mussel (Perna perna) from Guanabara Bay. TSe in the digested samples was analyzed by GF-AAS using Zeeman background correction. Pd was the chemical modifier. The analytical methodology presented high precision and accuracy when tested with certified reference materials, DORM-2 and NIST 2976, and also through intercomparison between two laboratories, Laboratório de Radioisótopos (UFRJ) and a reference laboratory from a Finish National Public Health Institute, using fish samples. The liver samples of all studied fish species presented the highest TSe. Carnivorous and planktivorous fishes presented similar TSe in their liver. Carnivorous fish showed the highest TSe in the muscle. The muscle was the only tissue that presented a direct influence of the feeding habits. Carnivorous and planktivorous fishes showed high positive correlations between TSe in the muscle and their total length, age and consequently, with the exposure time at environment. A significant correlation was observed between the selenium concentration in the mussel soft tissues and the condition index (IC). We verified in the scientific literature that our study was the second one conducted in Brazil. Furthermore it was the first one that compared the total selenium concentrations in organs and tissues of several aquatic organisms with different feeding habits.

[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.

Crustaceans, the most abundant group of organisms that make up zooplankton, form a critical link in the food web between primary-producing phytoplankton and planktivorous fish. Examining this link is essential in order to effectively estimate the amount of energy available to higher trophic levels. The most appropriate currency for tracking energy flow through these food webs is to measure production, or the amount of new biomass generated over a given period of time. Although measurements of primary productivity are routinely made in oceanographic studies, estimates of secondary productivity are rare due to their historical reliance on time-consuming methods. The overall objective of this thesis was to determine the factors influencing temporal variations in community-level crustacean productivity. A simplified lab experiment was used to establish a relationship between diet and chitobiase-based estimates of copepod productivity in response to single versus mixed species phytoplankton diets. In addition, the relationships between primary productivity and chitobiase-based productivity for the entire crustacean zooplankton community were examined over two years in Saanich Inlet, British Columbia, Canada. Lastly, this work determined the abiotic and biotic factors most strongly influencing crustacean productivity in the tropical Guanabara Bay, Rio de Janeiro, Brazil, dominated by the microbial loop. Results from this work show that: (i) copepod populations fed a poor food item take longer to develop through early stages, have lower daily growth rates, and exhibit lower productivity than those fed a good quality food item; (ii) important variations in crustacean productivity are missed when biomass estimates, alone, are used to represent food available to higher trophic levels; (iii) relationships between primary productivity and crustacean productivity can vary interannually and are not necessarily controlled by bottom-up processes; (iv) substantial interannual variations in trophic transfer efficiency (TTE) occur even if average TTE is the same across years; and (v) community-level crustacean productivity in tropical regions dominated by the microbial food loop can be as high as, if not higher than, productivity measured in temperate regions. Ultimately, this work provides insight into how accurate productivity estimates can improve our understanding of zooplankton dynamics in both laboratory and field settings in marine ecosystems worldwide. / Graduate

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2018-02-27T15:18:48Z No. of bitstreams: 1 Guimaraes GP 2005.pdf: 1398079 bytes, checksum: 2001454348415a2dbc540e659a2f4498 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-27T15:18:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guimaraes GP 2005.pdf: 1398079 bytes, checksum: 2001454348415a2dbc540e659a2f4498 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / Em ambientes marinhos, a química do nitrogênio é controlada por reações redox, mediadas pelo fitoplâncton e por bactérias, que produzem gases trocados com a atmosfera devido ao desequilíbrio entre as concentrações do ar e do mar. Os dois principais gases de nitrogênio envolvidos neste processo são a amônia (NH3) e o óxido nitroso (N2O). O NH3 é a base dominante na atmosfera, possuindo grande importância como neutralizador dos ácidos presentes no ar. O N2O é um importante gás traço na atmosfera e absorve radiação infravermelha contribuindo para o efeito estufa, além de estar associado a diminuição de O3 na estratosfera. Na Baía de Guanabara cerca de 7,8 milhões de habitantes geram esgotos domésticos, que são lançados diretamente nas suas águas gerando elevadas concentrações de nitrogênio inorgânico, levando a acreditar que esta é uma importante fonte de NH3 e N2O para a atmosfera. Neste trabalho foi realizada uma estimativa preliminar dos fluxos de NH3 e N2O na interface ar-mar da Baía de Guanabara em dois tipos de abordagem: espacial e temporal. Para a abordagem espacial foram coletadas 37 amostras entre os dias 05 e 07 de abril de 2004. Para a abordagem temporal, foram coletadas amostras semanais em 10 praias da cidade do Rio de Janeiro, durante o período de julho de 2003 e fevereiro de 2004 (macrotemporal, n = 267), e amostras de 3 em 3 horas em um ponto central durante 9 a 12 de fevereiro de 2004 (microtemporal, n = 25). Em todas as análises a temperatura, salinidade e pH foram medidos in situ e o nitrogênio amoniacal analisado através do método do indofenol. Apenas na abordagem espacial foram analisados nitrito, nitrato (métodos espectrofotométricos) e N2O por cromatografia gasosa com ECD. Os fluxos foram calculados baseado no modelo de duas camadas (two-layer model) adotando concentrações atmosféricas de 1 e 5 μg m-3 para NH3 e de 325 ppb para N2O. Os fluxos de NH3 na interface ar-mar variaram de –31 a 3486 μg N m-2 h-1. Considerando as maiores concentrações na atmosfera (5 μg NH3 m-3), 92% dos fluxos na abordagem espacial, 68% na macrotemporal e 20% na microtemporal indicaram emissão de NH3 para a atmosfera. Os fluxos de N2O variaram entre -46 e 2123 ng N m-2 h-1 (média 306 ± 495 ng N m-2 h-1), dos quais 89% representaram emissão para a atmosfera. Foi verificada uma alta correlação do N2O com o nitrito (r=0,84) indicando que provavelmente o processo dominante de produção de N2O nas águas superficiais da Baía de Guanabara é a nitrificação. Todos os dados indicam uma maior contribuição orgânica no setor oeste da Baía de Gaunabara, contribuindo com altos fluxos de NH3 e N2O para a atmosfera. / In the marine environment, the chemistry of nitrogen is controlled by redox reactions, mediated by phytoplankton and bacteria, that produce gases exchanged with the atmosphere due to the desequilibrium between the concentrations of air and sea. The two main gases of nitrogen involved in this process are ammonia (NH3) and nitrous oxide (N2O). NH3 is the dominant base in the atmosphere and has great importance as neutralizer of the acids in the air. N2O is a trace gas that absorbs infrared radiation contributing to global warming and to ozone depletion in the stratosphere. Around Guanabara Bay about 7.8 million of habitants release domestic sewage directly in to the water elevating the concentrations of inorganic nitrogen, which leads us to believe that this is an important source of NH3 and N2O to atmosphere. A preliminary estimate of the fluxes of NH3 and N2O in the air-sea interface of Guanabara Bay were made using two approachs: spatial and temporal. For the spatial approach 37 samples were collected from 5 to 7 April 2004. For the temporal approach weekly samples were collected at 10 beaches of the city of Rio de Janeiro, during the period of July 2003 and February 2004 (macro temporal, n = 267), and samples in intervals of 3 hours in a central point from 9 to 12 February 2004 (micro temporal, n = 25). The temperature, salinity and pH were measured in situ and the ammoniacal nitrogen analyzed by the indophenol method. Only in the spatial approach were analyzed the nitrite, nitrate (spectrophotometer methods) and N2O by gaseous chromatography with ECD. The fluxes were calculated based on the two-lawyer model adopting atmospheric concentrations of 1 and 5 μg m-3 for NH3 and 325 ppb for N2O. The fluxes of NH3 in the air-sea interface varied from –31 to 3486 μg N m-2 h-1. Considering the greatest concentrations adopted in air (5 μg NH3 m-3), 92% of the fluxes in the spatial, 68% of macro temporal and 20% of micro temporal approaches indicated emission of NH3 to the atmosphere. The fluxes of N2O varied between –6 and 2123 ng N m-2 h-1, of which 89% indicated emission to the air. A high correlation of N2O with nitrite (r=0.84) was verified indicating that probably the dominant process of production of N2O in the surface waters of Guanabara Bay is nitrification. All data indicate a greater organic contribution in the West sector of Guanabara Bay, contributing with high fluxes of NH3 and N2O to the atmosphere.

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Este estudo foi realizado na Bacia da Guanabara, localizada no Estado do Rio de Janeiro, cuja rede de drenagem apresenta cerca de 4800 Km² e é composta por 55 rios. Esta área engloba a Baía de Guanabara, um dos mais importantes estuários da Costa Brasileira. A metodologia do trabalho consistiu na amostragem em quatro rios da bacia, nos meses de inverno (junho, julho, agosto) e em três perfis na Baía de Guanabara, com medição in situ da salinidade, temperatura e condutividade. No laboratório, as amostras foram filtradas e separadas alíquotas para a análise da mineralogia do material em suspensão, quantificação de clorofila-a, material particulado, sílica dissolvida e particulada. Para analisar a influência do ambiente nas concentrações desses parâmetros, foram determinadas através de SIG as áreas espaciais dos parâmetros fisiográficos de geologia, uso do solo, vazão, declividade, pluviosidade e geomorfologia das bacias. A concentração do material particulado em suspensão nos rios apresentou uma média de 9 mg/L. O valor médio de sílica dissolvida foi mais elevado em rios (211 μM) do que nas amostras da Baía (10 μM). As concentrações de sílica litogênica em rios e na baía foram próximas, respectivamente 63 e 62 μM; evidenciando a origem fluvial das mesmas. As concentrações de sílica biogênica apresentaram média de 13 μM nos rios e 41 μM nas amostras de estuário. Em relação aos minerais encontrados, verificou-se que o quartzo e a caulinita foram os mais abundantes nas amostras de rio. No ponto BG05 a grande concentração de sílica litogênica está relacionada à presença de quartzo, feldspato, mica e caulinita. No outro extremo, o ponto BG09 com mineralogia dada apenas por quartzo e gibbsita apresenta as menores concentrações de sílica litogênica. Sugere-se que a grande quantidade de gibbsita que alcança a Baía de Guanabara está provavelmente sendo transformada em minerais secundários, como caulinita e argilo-minerais 2:1. / Silicon is the most abundant element of the crust. It comes from weathering of rocks. In river and coastal samples, it is found dissolved as silicic acid or as particle (lithogenic or biogenic silica). It’s an important nutrient because it takes part of siliceous skeletal material of plankton such as diatom which are usually responsible for a great part of the phytoplankton primary production. This study was done in Guanabara Basin located in Rio de Janeiro State, Its drainage network is about 4800 km2 and has 55 rivers. This area includes the Guanabara Bay, one of the most important estuaries of the Brazilian Coast. Four river were sampled during Brazilian winter months (June, July, August). Samples were also done along three profiles of the Guanabara Bay. During sampling salinity, temperature, and conductivity were measured in situ. In laboratory, the samples were filtered. Aliquots were decanted for mineralogical analysis of the suspended material. Quantification of chlorophyll-a, particulate material and particulate silica were done in the filter. Dissolved silica was also analyzed. To understand the control of physiographic characteristics in the concentrations of these parameters a GIS analysis was done. Geology, land use, discharge, slope, rainfall and geomorphology were spatially quantified. The concentration of the particulate material in suspension in the rivers showed an average of 9 mg/L. The average value of dissolved silica was higher in rivers (211 μM) than in the Bay (10 μM). Lithogenic silica concentrations in rivers were similar to the Bay, 63 and 62 μM respectively; highlighting the fluvial origin of LSi in the Bay. Average biogenic silica concentrations were 13 μM in rivers and 41 μM in estuary’s samples. Quartz and kaolinite were the most abundant minerals in river samples. In river sampling point BG05, the great lithogenic silica concentration is related to the presence of quartz, feldspar, mica and kaolinite. On the other side the sampling point BG09 showed the smallest lithogenic silica concentration due to a poor mineralogy assemblage made only of quartz and gibbsite. This study suggests that the great amount of gibbsite that reaches Guanabara Bay is probably being transformed into secondary minerals, as kaolinite and 2:1 clay.