A crescente importância da questão do uso sustentável da água e a conseqüente necessidade de se diminuir a poluição e o desperdício desse reservatório terrestre, impulsionaram esse estudo. O objetivo principal do trabalho é avaliar a aplicação de indicadores isotópicos ambientais, como Sr, Pb, O e D, para estudos da origem e qualidade da água de recarga de um aqüífero, bem como do impacto da impermeabilização da superfície da cidade sobre esses indicadores. Para isso foram escolhidas duas áreas na Bacia do Alto Tietê, na Cidade de São Paulo, uma na Zona Oeste (área 1 - USP) e outra na Zona Leste (área 2 - VE), onde foram coletadas amostras de água da SABESP, de água de chuva e de poços de monitoramento, por um ano, além de sedimentos. Foram realizadas análises químicas em 390 amostras de água e 62 de solos, além de 413 análises isotópicas de H e O e 122 de Sr e Pb em água, além de 34 de Sr e Pb em sedimento. A determinação de procedimentos químicoanalíticos, para análises isotópicas de Pb e Sr em águas com baixas concentrações destes elementos, foi o primeiro resultado deste trabalho e definiu que as amostras devem ser filtradas e acidificadas, antes da evaporação, e seus resíduos devem ser dissolvidos com HCl, HNO3 e HF, para depois a amostra ser purificadas por resina de troca iônica. Todas as amostras de água subterrânea apresentaram alguma contaminação antrópica. Os poços da VE apresentaram contaminação caracterizada por altas concentrações de cloreto, sulfato e nitrato e a USP de cloreto, sulfato, amônio, sódio e fluoreto, além de elevada alcalinidade. Os lixiviados de Pb em sedimentos mostraram que há pouca interação destes com a água subterrânea e esses não foram utilizados como membros finais da mistura. As análises isotópicas (H e O) das chuvas indicaram que as precipitações da Cidade de São Paulo sofrem influência tanto do efeito quantidade, quanto das diferentes origens de massas de ar em diferentes períodos do ano. A estimativa de recarga utilizando os isótopos mostrou que a VE, mais impermeável, apresentou uma contribuição antrópica 10% (H e O) a 20% (Pb) maior do que a USP. Na USP, a recarga natural calculada por isótopos de H e O possui uma média de 70%, enquanto na VE esse valor cai para 59%. Os isótopos de Pb forneceram médias de 53% e 35%, respectivamente para USP e VE, de recarga natural. Diante dos cálculos efetuados e análises (químicas e isotópicas) concluiu-se que os isótopos de Sr não são indicados para traçar a recarga de áreas contaminadas, já que mostram pouca interação entre a rocha e a água. Os isótopos estáveis não apresentaram muita diferença entre as assinaturas de água da SABESP e das amostras mais contaminadas por esgoto e não são bons diferenciadores dessas duas fontes. Já os isótopos de Pb são bons indicadores de recarga para áreas contaminadas, porque conseguem discriminar as águas oriundas de fugas da rede da SABESP e do esgoto. / The importance of a sustainable use of water and its resultant necessity of reducing groundwater pollution and waste is the driving force of this study. The main subject is to evaluate the application of environmental isotopes, as H, O, Sr and Pb, for studying the groundwater recharge sources and its quality, as well as the impact of the surface sealing on these indicators, due to urbanization. Two areas with different occupation in São Paulo City, within the Upper Tietê Watershed, one in west zone (area 1) and other in the east zone (area 2) were chosen to do this study. In both areas, water samples were collected for a year from: monitoring wells, supply agency and rain. Sediments were also sampled during drilling. Chemical analyses were carried out in 390 water samples and 62 sediments, whereas H and O isotopic analyses were performed on 413 water samples and Pb and Sr isotopic analyses on 122 water samples and 34 sediments. This work also determined that analytical procedures for Pb and Sr isotopic analyses of groundwater samples with low Sr and Pb concentration should filter and acidify water samples prior to evaporate it, their residue should be dissolved with HCl, HNO3 and HF, before purification by ionic exchange resin. All groundwater samples showed some anthropogenic contamination. Groundwater contamination in VE is characterized by high concentrations of Cl-, SO42- and NO3-, whereas in USP of Cl-, SO42-, NO3-, Na+ and F- besides high alkalinity. The Pb leaching isotopic technique applied on sediments showed that there is low water-rock interaction and they were not used as end members for the mixing calculation. The H and O isotopic analyses indicated that precipitation in São Paulo are dependent of the amount effect and the different sources of air masses in different climate periods. The isotopic estimate of recharge indicated that VE, which has a more impermeable surface, has approximately 10% (H e O) to 20% (Pb) more anthropogenic recharge than USP. At USP the natural recharge calculated by H and O isotopes has mean value of 70%, whereas in VE this value drops to 59%. The Pb isotopes indicated a natural recharge of 53% and 35% for USP and VE, respectively. The conclusions made with the isotopic and chemical results are that: Sr isotopes are not good recharge tracers for contaminated areas with low residence time; O and H isotopes do not present significant differences between isotopic signatures from water distributed by the public supply company and most contaminated samples by sewage; Pb isotopes are good indicators of recharge tracers for contaminated areas, as they can discriminate waters from sewer leakage and public supply company waters.

O Maciço Granítico Sorocaba (SG), aflora aproximadamente a 80 km a oeste da cidade de São Paulo, no Sudeste do estado de São Paulo, por uma área aproximada de 180 km2, junto aos limites orientais da Bacia do Paraná, no domínio geomorfológico da Depressão Periférica, encaixado em rochas de baixo grau metamórfico do Grupo São Roque. O maciço é constituído por rochas de afinidades cálcio-alcalinas de alto K de afinidades ferroanas, as quais podem ser reunidas em quatro grupos maiores: biotita granitos, biotita granitos com hornblenda, biotita granodioritos com hornblenda e biotita granitos híbridos. Os biotita granitos representam a fácies de maior abrangência espacial, dominando a parte ocidental do maciço. São sieno- a monzogranitos com granulação média a grossa, textura variável de porfirítica a porfiróide, com índices de cor entre 8 e 25, com biotita annítica como máfico principal e apatita, zircão, ilmenita e rutilo como principais acessórios. Estas rochas contêm frequentemente enclaves, principalmente xenólitos de rochas metapelíticas encaixantes. Caracterizam-se por uma ampla variação no conteúdo de \'SiO IND.2\' (entre ca. 60 e 74 % em peso) e no ASI (índice de saturação de Alumina, entre 0.98 e 1.05. O segundo grupo, os biotita granitos com hornblenda, afloram na porção centro-oriental e oriental do maciço. Composicionalmente mais homogêneos, as principais variações observadas são texturais, de granulação e de proporção de megacristais. Correspondem a sieno- e monzogranitos de granulação grossa, porfiróides, com índices de cor entre 13 e 25. A biotita annítica também é o máfico principal, sempre acompanhada por quantidades menores de anfibólio cálcico (ferro-tshermakita e ferro-hornblenda) os acessórios incluem zircão, apatita, allanita, titanita, ilmenita, rutilo e menos frequentemente magnetita. São rochas metaluminosas a moderadamente peraluminosas, quimicamente homogêneas, que apresentam teores de \'SiO IND.2\' variando entre ca. 66 e 67 % em peso, e ASI entre 0.98-1.00. O terceiro grupo, dos granodioritos, aflora na porção oriental do maciço. As rochas deste grupo são porfiríticas, de matriz fina que apresentam megacristais feldspato potássico, plagioclásio e raramente quartzo; o índice de cor é sempre superior a 15. Contêm entre 5 e 20 % de biotita e hornblenda entre 2 e 10%, acompanhadas por zircão, apatita, titanita, ilmenita, magnetita, além de alguma pirita e allanita ocasional. São rochas metaluminosas, com \'SiO IND.2\' variando em um intervalo amplo (ca. 59 - 68 % em peso), com valores ASI entre 0,72 e 0,84. As rochas graníticas híbridas são típicas de algumas zonas de contato intrusivo. Apresentam biotita annítica, com marcado componente siderofilítico, como máfico principal, acompanhada por zircão, apatita, turmalina, monazita, cordierita, granada e muscovita e índices de cor da entre 4 e 26. São rochas fortemente peraluminosas, com quantidades de \'SiO IND.2\' entre ca. 55 e 68 % em peso e ASI entre 1,25 e 1,97. Datações U-Pb (SRHIMP) in situ em zircão revelaram idades de cristalização de ca. 586 ± 10 Ma para os biotita granitos, ca. 592 ± 8 Ma para os biotita granitos com hornblenda, ca. 608 ± 9 Ma para os granodioritos e ca. 603 ± 7 Ma para os granitos híbridos. As idades obtidas indicam que as rochas do maciço se colocaram durante os estágios tardi- a pós-colisionais no final do Ciclo Brasiliano/Pan-Africano. Embora alguns valores se superponham dentro da margem de erro, podem sugerir uma formação incremental para o maciço. A presença de heranças variáveis (e.g. idades \'ANTPOT.206 U\'/\'ANTPOT.238 Pb\' de ca. 1.9 Ga; ca. 629 Ma) sugere também contribuições crustais diversas para os magmas. Estimativas de parâmetros intensivos sugerem que a cristalização dos magmas do maciço deve ter ocorrido sob pressões litostáticas ao redor de 3.0 kbar, sob temperaturas entre ca. 700° e 800° C e condições relativamente oxidantes os granodioritos (\'? IND.QFM\'\'QUASE IGUAL A\' +2 ) e mais redutoras para as rochas graníticas (\'? IND.QFM\'\'QUASE IGUAL A\' +1). Informações estruturais e texturais aliadas à geoquímica elemental e isotópica sugerem que as rochas estudadas contêm contribuições significativas devidas à processos de assimilação e/ou mistura de componentes. Determinações isotópicas em rocha total e minerais indicam que as rochas estudadas são isotopicamente bem evoluídas: os biotita granitos apresentam \'ANTPOT.86 Sr\'/\'ANTPOT.87 \'Sr IND.i\' entre 0.714350 e 0.707590, \'épsilon\'Nd IND.i\'=-12 e -16, \'épsilon\'\'Hf\'IND.iZ\'r= -3 a -11; os biotita granitos com hornblenda apresentam \'ANTPOT.86 Sr\'/\'ANTPOT.87 Sr IND.i\' =0.714284, \'épsilon\'Nd INd.i\'=-15 \'épsilon\'Hf IND.izr\'=-4 a -13 os granodioritos apresentam \'ANTPOT.86 Sr\'/\'ANTPOT.87 Sr IND.i\' entre 0.708594 e 0.709123. \'épsilon\'Nd IND.i\'= -10 e -12, \'épsilon\'Hf IND.iZr= -1 a -10; e os biotita granitos híbridos apresentam 86Sr/87Sri entre 0.710657 e 0.736992 , \'épsilon\'Nd IND.i\'=-10 e -11, \'épsilon\'Hf IND.iZr=-7 a -12. Estas assinaturas isotópicas indicam contribuições marcadamente crustais. As idades modelo TDM obtidas a partir das sistemáticas Sm-Nd e Lu-Hf variam entre 1,4 e 3,4 Ga, sugerindo que as rochas fontes passaram por períodos variáveis, relativamente longos, de residência crustal. A assinatura isotópica de Pb em feldspatos potássicos é consistente com das demais sistemáticas e sugere processos de mistura, com contribuições da crostas continentais inferior e superior, no caso das rochas graníticas, e sugere alguma participação do manto no caso das rochas granotioríticas. Dados de isótopos de oxigênio em zircão, com valores de \'delta\'\' POT.18 O\' inusitadamente altos sugerem igualmente materiais fonte predominantemente crustais ou, alternativamente, interação com fluídos ortomagmáticos sob altas temperaturas. / The Sorocaba Granitic Massif (SG) outcrops at 80 Km west from São Paulo City, South East São Paulo State covering nearly 180 Km2, near the eastern limits of the Paraná Basin in the Peripheral Depression geomorphological domain. It is hosted by low-grade metamorphic rocks from the São Roque Group. It is a calc-alkaline, high K granite. It can be classified in biotite Granites, hornblende-bearing biotite granites, hornblende-bearing biotite granodiorites and hybrid granites. The biotite granites represent the most spatially extended unit, covering the western part of the massif. They are rocks with medium to coarse grain size, that vary from porphyritic to porphyroid, with Color Indexes in between 8-25% with biotite as its main mafic mineral. These rocks display frequent enclaves, mostly xenoliths from the host rocks. They have zircon, apatite, monazite, ilmenite, tourmaline, garnet, cordierite and rutile. They are characterized by a wide variation in the \'SiO IND.2\' content (between ca 60-74%) in the Alumina Saturation Index (ASI, 0.98-1.05). The second group of rocks, the hornblende-bearing biotite granites outcrop to the center-east and eastern part of the massif. They are compositionally more homogeneous, with some textural variation, in its grain size and megacryst proportion. Rocks from this group can be classified as syeno and monzogranites; they are coarse-grain sized rocks, porphyroids with Color Indexes ranging in 13-25. It also displays biotite (annita) as main mafic, with calcic amphibole (ferro-tshermakite and ferrohornblende). Its acsesory mineralogy comprehends zircon, apatite, allanite, titanite, ilmenite, rutile and rarely magnetite. These rocks are metaluminous to lightly pereluminous, chemically homogeneous, with \'SiO IND.2\' varying between 66-67%, ASI between 0.98-1.00. The third group of rocks is the granodiorites, which outcrop towards the eastern part of the granitic unit. Rocks from this group are porphyritic, with fine matrix displaying K-feldspar, plagioclase and quartz megacrysts, all with Color Indexes over 15. They have between 5-20% of biotite and between 2 and 10% of hornblende, with zircon, apatite, titanite, magnetite, rutile, pyrite and seldom allanite. These rocks are metaluminous, with \'SiO IND.2\' varies in a wide range (ca 59-68%) and ASI varying in between 0.72-0.84. The last group, hybrid granites typical from some intrusive contact zones, display biotite annite with a marked siderophyllitic component as a main mafic mineral, also with zircon, apatite, tourmaline, monazite, cordierite, garnet and muscovite and color index between 4 and 6. They are strongly peraluminous rocks, with \'SiO IND.2\' content from 55-68%, ASI between 1.25-1.97. U-Pb dating (SHRIMP) in zircon revealed emplacement ages ca. 586 ± 10 Ma for the biotite granites; ca. 592 ± 8 Ma for the hornblende bearing biotite granites, ca. ca. 608 ± 9 Ma for the granodiorites and ca. 603 ± 7 Ma for the hybrid granites. These ages suggest that the rocks of SG formed during late to post orogenic stages at the end of the Brasiliano/Pan-African Cycle. Although some values are superimposed within the error, these ages can suggest an incremental formation for the massif. The presence of vary inherited zircon grains (e.g. \'ANTPOT.206 U\'/\'ANTPOT.238 Pb\' ages of ca. 1.9 Ga; ca. 629 Ma) suggest diverse crustal contributions for the magmas. Intensive parameters estimation suggest that magma crystallization in the massif must have occurred at lithostatic pressures around 3 Kbar under relatively oxidizing conditions for the granodiorites (\'? IND.QFM\'\'QUASE IGUAL\' +2) and more reductive for the granites (\'? IND.QFM\'\'QUASE IGUAL A\' +1) at temperatures varying between 700-800oC. Textural, chemical and isotopes information of the studied rocks reflect significant contributions from assimilation/mixing processes. The isotopic determinations in whole rock and in minerals show that the studied rocks evolved isotopic signatures: the biotite granites display \'ANTPOT.86 Sr\'/\'ANTPOT.87 Sr IND.i\' between 0.714350 and 0.707590, \'épsilon\'Nd INS.i\'=-12 and -16, \'épsilon\'Hf IND.iZr\'=-3 and -11; hornblende-bearing biotite granites display \'ANTPOT.86 Sr\'/\'ANTPOT.87 Sr IND.i\' =0.714284, \'épsilon\'Nd IND.i\'=-15 \'épsilon\'Hf IND.izr\'=-4 to -13; hornblende-bearing granodiorites display \'ANTPOT.86 Sr\'/\'ANTPOT.87Sr IND.i\' between 0.708594 and 0.709123. \'épsilon\'Nd IND.i\'= -10 and -12, \'épsilon\'Hf IND.iZr\'=-1 to -10; and hybrid granites display 86Sr/87Sri between 0.710657 and 0.736992, \'épsilon\'Nd IND.i\'=-10 and 11, \'ésilon\'Hf IND.iZr\'=-7 and -12. These isotopic signatures indicate typically crustal signatures. TDM ages from Sm-Nd and Lu-Hf systems vary from 1.4 to 3.4 Ga, suggesting that the sources have gone through variable time periods, relatively long, of crustal residence. Pb isotopic signatures in k-feldspar are consistent with the other systematic and suggest mixing process with upper crust and lower crust contributions, and for the granodiorites they suggest a possible role of the mantle. Oxygen isotopes with very high \'delta\' POT.18 O\' values suggest that source materials are predominantly crustal or alternatively interaction with high temperature orthomagmatic fluids.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Ecologia, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-04-28T15:58:35Z No. of bitstreams: 1 2016_ViniciusTirelliPompermaier.pdf: 3892824 bytes, checksum: 9b5436653099bb71a7fd16cb581dab0e (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2016-04-29T13:45:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_ViniciusTirelliPompermaier.pdf: 3892824 bytes, checksum: 9b5436653099bb71a7fd16cb581dab0e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-29T13:45:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_ViniciusTirelliPompermaier.pdf: 3892824 bytes, checksum: 9b5436653099bb71a7fd16cb581dab0e (MD5) / A manutenção dos ecossistemas terrestres e agroecossistemas está diretamente ligada aos solos e suas características, incluindo sua biota associada, que representa um componente essencial para a manutenção de uma série de processos ecossistêmicos. Levando em conta que o manejo de pastagens ainda é o principal uso da terra no bioma Cerrado, o presente estudo avaliou se o uso de pastagens, manejadas com gramíneas africanas e implementadas sobre latossolos de cerrado sentido restrito, afeta a comunidade de artrópodes ativos da superfície do solo (epígeos). O estudo foi conduzido durante a estação chuvosa de 2015 em três propriedades rurais no Distrito Federal. Os artrópodes epígeos foram capturados com armadilhas de queda (pitfalls) em três fragmentos de cerrado sentido restrito (controle), três pastagens e nas interfaces entre esses ambientes (tratamentos). Foram analisados um total de 27.656 artrópodes, distribuídos em 25 ordens entre as classes Insecta, Collembola, Arachnida, Diplopoda e Chilopoda. As classes Insecta e Collembola representaram juntas 92,3% dos artrópodes epígeos. No total 382 taxa foram identificados, sendo 95 morfoespécies de Araneae, 138 de Coleoptera e 111 de Formicidae. Desse total, 225 taxa/morfoespécies foram encontrados em fragmentos de cerrado, 236 em interfaces e 185 em pastagens. Os fragmentos de cerrado apresentaram o maior número de taxa exclusivos e compartilharam mais taxa com a interface. A família Formicidae foi predominante nos três ambientes, seguida de Isoptera no cerrado e Symphypleona na interface e pastagem. Os resultados indicam que a atividade-densidade média de artrópodes epígeos em pastagens não difere dos outros ambientes devido a um balanço entre o aumento da atividade de populações de Collembola e a diminuição da atividade de outros taxa, principalmente predadores. A riqueza e diversidade de artrópodes epígeos foi menor em pastagens, que diferiram dos fragmentos de cerrado quanto a composição e estrutura da comunidade, revelando taxa potencialmente sensíveis a esse sistema (Ptiliidae; Nitidulidae; Erythraeoidea adultos; Zodariidae). Cerca de 40% da dieta de artrópodes epígeos capturados no cerrado foi proveniente de fontes de carbono C4 enquanto nas pastagens 80% da dieta foi proveniente de fontes C4. Os resultados evidenciam que o estrato herbáceo é um importante componente para a manutenção da estrutura trófica de artrópodes epígeos de cerrado, mas não garante a manutenção da riqueza de artrópodes sobre o uso de pastagens manejadas, que alteram a composição e estrutura dessa comunidade. ____________________________________________________________________________ ABSTRACT / The maintenance of terrestrial ecosystems and agro-ecosystems is directly linked to soil characteristics, including its associated biota, which is an essential component for a range of ecosystem processes. Considering that cultivated are still the main land use in the Cerrado biome, this study evaluated the effect that cultivated pastures with African grasses on cerrado sensu stricto Oxisols have on the epigeic arthropods community. The study was conducted during the rainy season in 2015 at three private farms of Federal District, Brazil. Epigeic arthropods were caught with pitfall traps in three cerrado stricto sensu fragments, three cultivated pastures and between these areas, considered here as “interfaces”. Were analyzed 27.656 arthropods, divided in 25 orders between Insecta, Collembola, Arachnida, Diplopoda and Chilopoda classes. Overall, the Insecta and Collembola classes accounted together 92.3% of epigeic arthropods. Altogether, 382 taxa were identified, on which 95 were Araneae, 138 Coleoptera and 111 Formicidae morphospecies. In the cerrado fragments 225 taxa/morphospecies were found, 236 in interfaces and 185 in the cultivated pastures. The cerrado fragments had the highest number of unique taxa and shared more taxa with the interface area. The Formicidae family was predominant both in cerrado, interface and pasture areas, followed by Isoptera in cerrado and Symphypleona in interface and pasture areas. The results indicate the average activity-density of epigeic arthropods in pastures does not differ from other systens due to a balance between the increased activity of Collembola populations and decreased activity of other taxa, especially predators. The richness and diversity of epigeic arthropods was lower in pastures, which differed from cerrado fragments concerning their composition and community structure, revealing potentially sensitive taxa to this managed system (Ptiliidae; Nitidulidae; Erythraeoidea adults; Zodariidae). About 40% of epigeic arthropod diet caught in the cerrado fragments was from C4 carbon sources while this source has predominated in arthropod diet on managed pastures. The understory is an important component for maintaining trophic structure of cerrado epigeic arthropods, but does not guarantee the maintenance of arthropods richness on managed pastures, which had effect on the composition and structure of this community.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-05-03T13:52:40Z No. of bitstreams: 1 2015_CarolineSiqueiraGomide_Parcial.pdf: 13249272 bytes, checksum: 1b883b2ff0a831babb3f8611885d4973 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-05-04T13:04:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_CarolineSiqueiraGomide_Parcial.pdf: 13249272 bytes, checksum: 1b883b2ff0a831babb3f8611885d4973 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-04T13:04:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_CarolineSiqueiraGomide_Parcial.pdf: 13249272 bytes, checksum: 1b883b2ff0a831babb3f8611885d4973 (MD5) / A Província Ígnea do Alto Paranaíba (APIP), resultado de intenso magmatismo alcalino que gerou corpos intrusivos e extrusivos de afinidade kamafugítica, é uma das maiores províncias ultramáficas-ultrapotássicas mundiais. Os complexos carbonatíticos presentes na APIP são intrusões multifásicas formadas por rochas das séries bebedourítica, carbonatítica e foscorítica. Esta tese aborda a composição isotópica de carbonatos e sulfetos presentes em carbonatitos da província e inclui, além das análises isotópicas, a obtenção de novos dados petrográficos, imagens de microscopia eletrônica, análises de química mineral e geoquímica de rocha total. No trabalho investiga-se a relação entre a geoquímica de rocha total e composição de isótopos estáveis de carbonatitos pertencentes aos complexos Tapira, Araxá, Salitre, Serra Negra, Catalão I e Catalão II da APIP e, para efeito de comparação, do Complexo Jacupiranga (afiliação sódica), na província Grossa Ponta. Os dados de litogeoquímica aliados a critérios mineralógicos permitiram classificar os carbonatitos em cinco grupos (C1 a C5) e definir um índice de evolução (BaO/(BaO+SrO)) para rochas carbonatíticas. Os carbonatitos evoluem de calciocarbonatitos enriquecidos em apatita para magnesiocarbonatitos enriquecidos em Ba, Sr e REE. Esta evolução é marcada principalmente pelo fracionamento de apatita, flogopita, dolomita, calcita e enriquecimento em monazita, norsethita, e estroncianita. Os dados de isótopos estáveis registram uma ampla variação nos complexos da APIP, em comparação com Jacupiranga, tendo em vista que as intrusões da APIP se estabeleceram em níveis mais rasos, permitindo a atuação de uma diversidade muito maior de processos petrogenéticos, incluindo cristalização fracionada, imiscibilidade de líquidos, desgaseificação e interação com sistemas hidrotermais e carbohidrotermais. Uma diversidade de carbonatos foi encontrada na provincia incluindo, além de calcita e dolomita (os dois carbonatos mais comuns), estroncianita, olekminskita, burbankita, ancylita, norsethita, baritocalcita, basnaesita, parisita e benstonita. Calciocarbonatitos e magnesiocarbonatitos pouco evoluídos são tipicamente compostos de calcita e dolomita de alta temperatura, com exsoluções de burbankita, olekminskita e ancylita, e com microinclusões de nyerereita e gregoryita/zemkorita tipos de carbonato descritos pela primeira vez na Província. Carbonatitos intermediários apresentam estrontianita, norsethita e baritocalcita como fases liquidus, além de calcita e dolomita. Carbonatitos tardios podem apresentar, além desses, carbonatos de terras raras (ancylita, bastnaesita e parisita). Estudos texturais, mineralógicos e de composição ajudaram a entender processos como evolução magmática por cristalização fracionada, desgaseificação e processos fluidos tardios. / The Alto Parnaíba Igneous Province (APIP) results from an intense alkaline magmatism that generated intrusive and extrusive bodies of kamafugitic affinity, and it is one of the largest ultramaficultrapotassic provinces in the world. Carbonatite complexes present in the APIP are multiphase intrusions formed by rocks derived from the bebedourite, carbonatite and foscorite series. This thesis discusses the APIP carbonatites on the basis of the stable isotope composition of their carbonates and sulphides, petrographic data, high-resolution electron images, mineral chemistry and whole rock geochemistry. The relationship between whole rock geochemistry and stable isotope composition of carbonatites belonging to the Tapira, Araxá, Salitre, Serra Negra, Catalão I and Catalão II complexes of APIP is investigated, and compared with the Jacupiranga Complex, an example of sodic complex from the Ponta Grossa Province. The geochemical and mineralogical criteria were used to divide the carbonatites into five groups (C1 to C5), and to propose a chemical index (BaO/(BaO+SrO) to gauge the evolution of the carbonatite carbonatite magma. The APIP carbonatites evolve from apatite-rich calciocarbonatite to magnesiocarbonatite enriched in Ba, Sr and REE, mostly as a result of the fractionation of apatite, phlogopite, dolomite, calcite and enrichment in monazite, norsethite, strontianite. Data from stable isotopes record a wide variety of evolution processes in the APIP magmas, fractional crystallization, such as liquid immiscibility, degassing and interaction with hydrothermal and carbohydrothermal systems, resulting from their emplacement at shallower depths than Jacupiranga. A variety of carbonates is reported from the APIP carbonatites in addition to the essential calcite and dolomite, including strontianite, olekminskite, burbankite, ancylite, norsethite, barytocalcite, basnaesite, parisite and benstonite. Early-stage calciocarbonatites and magnesiocarbonatites are typically composed of high temperature calcite and dolomite which contain exsolutions of burbankite, olekminskite and ancylite, as well as microinclusions of nyerereite and gregoryite/zemkorite a type of carbonate identified for the first time in the Province. Intermediate carbonatites have strontianite, norsethite and barytocalcite as liquidus phases, in addition to calcite and dolomite. In late-stage carbonatites REE carbonates (ancylite, bastnaesite and parisite) also crystallize as liquidus phases. Textural, mineralogical and compositional evidence helped to understand processes such as magma evolution by fractional crystallization, degassing processes and interaction with late-stage fluids in the studied complexes.

SOARES, Francisca Robênia Ferreira. Estudo Isotópico dos Arenitos da Formação Ipú e Serrote Santana, noroeste do Ceará. 2017. 133 f. Dissertação (Mestrado em Geologia)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by JOÃO CAVALCANTI JUNIOR (jbeniciojunior@yahoo.com.br) on 2017-06-19T16:00:03Z No. of bitstreams: 1 Dissertaçao Final.pdf: 41468471 bytes, checksum: 33c3cd2f9c3aa26a24f4477b323e19e8 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-07-11T18:19:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertaçao Final.pdf: 41468471 bytes, checksum: 33c3cd2f9c3aa26a24f4477b323e19e8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-11T18:19:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertaçao Final.pdf: 41468471 bytes, checksum: 33c3cd2f9c3aa26a24f4477b323e19e8 (MD5) Previous issue date: 2017 / The Ipú Formation composes the basal portion of the Serra Grande Group, Parnaíba Basin, and consists of sandstones and conglomerates deposited by interlaced fluvial systems during the Silurian. In the state of Ceará, these rocks appear in the Serra da Ibiapaba, presenting great expositions, forming hills and plateaus, on the northeast and east edges of the basin. The Morrote de Santana has an extension of approximately 30 km, is elongated in the NE-SW direction and consists of conglomeratic sandstones and sandstones. This silicystic sequence is aligned in the same direction as the rocks of the Ipú Formation. Although it is frequently correlated with the Ipú Formation, the rocks that make up the Morrote Santana are separated from the same in about 70 km, by expositions of epochal rocks (Jaibaras Group) and pre- Cambrian. In this context, the objective of the present study is to test the hypothesis that the Santana de Acaraú mound represents a testimonial hill of the Ipú Formation. The methodology used in the research involved geological reconnaissance techniques for the description of lithotypes and sample collection and Sm-Nd petrographic and isotopic analysis. The selected areas are located in the vicinity of Santana de Acaraú and Guaraciaba do Norte municipalities, north-west of Ceará, in the transition between the Middle Coreaú and Ceará Central Domains along the Sobral-Pedro II Line. These regions are bordered by rocks of the basement (Ceará Group) and lithotypes of the Jaibaras Basin, in addition to a siliciclastic sequence consisting of conglomerates, sandstone conglomerates, both with polymetallic characteristics, conglomerate sandstones with criss-cross and icnofossils, and medium sandstones Thick with ribbed cross laminations. The collected samples are representative of the more homogeneous portions of the sedimentary rocks recognized in the field, which were analyzed microscopically and isotopically, to determine their isotopic signatures. The petrographic study verified mature rocks and sub - sills, with a framework consisting of quartz grains and matrix occurring in a small amount (between 3-6%), of arenitic and sometimes clayey composition. These characteristics allow to classify these rocks as quatzo-sandstones. The isotopic signatures obtained showed little variation in the amounts of εNd (18.41 - 20.15) and TDM model ages varying between 3.21-2 Ga and 3.43-1.73 Ga, for the sediments present in the regions near Santana de Acaraú and Guaraciaba do North, respectively. The TDM ages indicate paleoproterozoic sources and archives for both areas and the low variation in εNd values reinforce the idea of the same source, evidencing evidence that the arenitic body of Santana de Acaraú represents a testimonial hill of the Ipú Formation. Key Words: Isotopic Geology, Sm-Nd Isotopes, Parnaíba Basin, Serrote Santana, Ipu Formation / A Formação Ipú compõe a porção basal do Grupo Serra Grande, Bacia do Parnaíba, e é constituída por arenitos e conglomerados depositados por sistemas fluviais entrelaçados, durante o Siluriano. No estado do Ceará, essas rochas afloram na Serra da Ibiapaba, apresentando grandes exposições, formando serras e chapadas, nas bordas nordeste e leste da bacia. O Morrote de Santana possui extensão de, aproximadamente, 30 km, encontra-se alongado na direção NE-SW e está constituído por arenitos e arenitos conglomeráticos. Essa sequência siliclástica encontra-se alinhada na mesma direção que as rochas da Formação Ipú, Apesar de ser frequentemente correlacionado a Formação Ipú, as rochas que compõe o Morrote Santana encontram-se separadas da mesma em cerca de 70 km, por exposições de rochas eopaleozóicas (Grupo Jaibaras) e pré-cambrianas. Dentro desse contexto, o objetivo do presente estudo consiste em testar a hipótese de que o morrote de Santana de Acaraú representa um morro testemunho da Formação Ipú. A metodologia utilizada na pesquisa, envolveu técnicas de reconhecimento geológico, para descrição dos litotipos e coleta de amostras e análise petrográfica e isotópica Sm-Nd. As áreas selecionadas localizam-se nas proximidades dos municípios de Santana de Acaraú e Guaraciaba do Norte, noroeste do Ceará, na transição entre os Domínios Médio Coreaú e Ceará Central, ao longo do Lineamento Sobral-Pedro II. Essas regiões encontram-se bordejadas por rochas do embasamento (Grupo Ceará) e litotipos da Bacia do Jaibaras, além de uma sequência siliciclástica constituída por conglomerados, conglomerados areníticos, ambos com características polimiticas, arenitos conglomerados com estratificação cruzada acanalada e icnofósseis e arenitos médios a grossos com estratificações cruzadas acanaladas. As amostras coletadas são representativas das porções mais homogêneas das rochas sedimentares reconhecidas em campo, as quais foram analisadas microscopicamente e isotopicamente, para determinação de suas assinaturas isotópicas. O estudo petrográfico constatou rochas maduras e submaduras, com arcabouço constituído por grãos de quartzo e matriz ocorrendo em pouca quantidade (entre 3-6 %), de composição arenítica e, por vezes, argilosa. Tais características permitem classificar essas rochas como quatzo-arenitos. As assinaturas isotópicas obtidas apresentaram pouca variação nas quantidades de εNd (18,41- 20,15) e idades modelo TDM variando entre 3.21 - 2 Ga e 3.43-1.73 Ga, para os sedimentos presentes nas regiões próximas a Santana de Acaraú e Guaraciaba do Norte, respectivamente. As idades TDM indicam fontes paleoproterozóicas e arquenas para ambas as áreas e a baixa variação nos valores de εNd, reforçam a ideia de mesma fonte, constatando indícios de que o corpo arenítico de Santana de Acaraú representa um morro testemunho da Formação Ipú. Palavras

Submitted by Flasleandro Oliveira (flasleandro.oliveira@cprm.gov.br) on 2014-01-29T18:09:05Z No. of bitstreams: 1 diss_antonia_railine.pdf: 3577433 bytes, checksum: e4bbf1c0a3052410021560a67f0cddb9 (MD5) / Approved for entry into archive by Flasleandro Oliveira (flasleandro.oliveira@cprm.gov.br) on 2014-01-29T18:09:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 diss_antonia_railine.pdf: 3577433 bytes, checksum: e4bbf1c0a3052410021560a67f0cddb9 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-29T18:09:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 diss_antonia_railine.pdf: 3577433 bytes, checksum: e4bbf1c0a3052410021560a67f0cddb9 (MD5) Previous issue date: 2013

Submitted by Teresa Cristina Rosenhayme (teresa.rosenhayme@cprm.gov.br) on 2017-04-05T18:17:49Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Priscila Silva.pdf: 16182348 bytes, checksum: ff914ddfac0af182ef23bf1dbb942c63 (MD5) / Approved for entry into archive by Flasleandro Oliveira (flasleandro.oliveira@cprm.gov.br) on 2017-04-06T13:34:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Priscila Silva.pdf: 16182348 bytes, checksum: ff914ddfac0af182ef23bf1dbb942c63 (MD5) / Approved for entry into archive by Flasleandro Oliveira (flasleandro.oliveira@cprm.gov.br) on 2017-04-06T13:37:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Priscila Silva.pdf: 16182348 bytes, checksum: ff914ddfac0af182ef23bf1dbb942c63 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-06T13:37:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Priscila Silva.pdf: 16182348 bytes, checksum: ff914ddfac0af182ef23bf1dbb942c63 (MD5) Previous issue date: 2016-09

Orientadora : Profa. Drª. Eunice da Costa Machado / Co-orientadora : Profa. Drª. Jeselene de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceânicos. Defesa: Pontal do Paraná, 26/03/2014 / Inclui referências / Resumo: Quatro isótopos de rádio ocorrem naturalmente no ambiente marinho, sendo eles, 223Ra, 224Ra, 226Ra e 228Ra. A determinação destes isótopos na área de oceanografia é uma ferramenta importante para evidenciar o transporte costa afora de águas superficiais e subterrâneas que, por sua vez subsidiam informações às determinações de balanços de massas e fluxos biogeoquímicos nos oceanos. Nesse estudo, investigou-se a distribuição das atividades dos isótopos de 223Ra, 224Ra e 226Ra nas aguas superficiais do Complexo Estuarino de Paranaguá (CEP), em alguns dos principais rios que desaguam na região e em um poço artesiano localizado no entorno do estuário. Foram coletadas também amostras de sedimentos em todo o estuário, onde foram determinadas as atividades de 226Ra, 224Ra e 228Ra. As analises na agua superficial foram feitas com o sistema de coincidências atrasadas (RADECCSys) e nos sedimentos por espectrometria gama. As maiores atividades dos isótopos analisados na água superficial foram encontradas na parte interna do estuário, onde há influência de aporte fluvial e presença de atividades portuárias. Nos sedimentos, o aumento das atividades de Ra foi proporcional a granulometria da região, onde em locais com predominância de sedimentos finos a atividade foi maior do que nos locais com sedimentos grossos. Por fim, as idades aparentes foram calculadas e indicaram que no eixo leste-oeste do CEP a massa d' água demora cerca de 8 dias para percorrer uma distância de 47 Km, no eixo norte-sul uma distância de 21 Km é percorrida em aproximadamente 2 dias. / Abstract: Four radio isotopes occur naturally in the marine environment , namely , 223Ra , 224Ra , 226Ra and 228Ra . The determination of these isotopes in the field of oceanography is important to highlight the coast apart from surface and groundwater, which in turn subsidize information to the determinations of mass balances and biogeochemical fluxes in the ocean transportation tool. In this study, we investigated the distribution of activities of the isotopes 223 Ra, 224 Ra and 226 Ra in surface waters of Paranaguá Estuarine Complex (CEP), in some of the major rivers that flow into the region and an artesian well located around of the estuary. Sediment samples throughout the estuary, where they determined the activities of 226Ra, 228Ra and 224 Ra were also collected. The analysis in surface water were made with the system of delayed coincidences (RADECCSys) and sediments by gamma spectrometry. The major activities of the isotopes analyzed in surface water were found in the inner part of the estuary, where there is influence of river inflow and presence of port activities. Sediments, the increase in Ra activity was proportional to the particle size of the region, where in places with predominantly fine sediments activity was higher than in places with coarse sediments. Finally, the apparent ages were calculated and indicated that the east-west axis of the CEP body of water takes about 8 days to travel a distance of 47 km in the north-south axis a distance of 21 Km is covered in approximately 2 days.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-05-03T19:08:46Z No. of bitstreams: 1 2016_DanielFerreiraAraújo.pdf: 9114670 bytes, checksum: d2b790cb6c651862ed0f42dd07505f65 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-08T16:58:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_DanielFerreiraAraújo.pdf: 9114670 bytes, checksum: d2b790cb6c651862ed0f42dd07505f65 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-08T16:58:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_DanielFerreiraAraújo.pdf: 9114670 bytes, checksum: d2b790cb6c651862ed0f42dd07505f65 (MD5) Previous issue date: 2017-05-08 / Zonas costeiras do mundo afora estão sob forte pressão da contaminação antrópica, uma vez que a população global e as atividades econômicas concentram-se ao longo das costas e dos estuários. A ameaça de contaminantes nestes ecossistemas torna imperativo o desenvolvimento de ferramentas capazes de detectar mudanças biogeoquímicas no intuito de auxiliar a prevenção, o monitoramento e a predição de riscos em estudos ambientais. Assim, esta tese investiga a geoquímica isotópica do Zinco (Zn) de forma a desenvolver uma ferramenta capaz de traçar fontes naturais e antrópicas, identificar processos biogeoquímicos e possibilitar o biomonitoramento de contaminação metálica em áreas costeiras e mangues. Para este fim, composições isotópicas de Zn foram determinadas em várias amostras naturais coletadas na baía de Sepetiba (sudeste do Brasil), um estuário lagunar impactado por uma costa industrializada próximo à cidade do Rio de Janeiro. Esta baía constitui um laboratório natural ideal para avaliação do sistema isotópico de Zn para questões ambientais, pois apresenta importantes ecossistemas de interesse comercial e ecológico – estuários, mangues e planícies de maré – ameaçados pela contaminação de uma antiga atividade galvânica e outras fontes difusas. As amostras coletadas incluem testemunhos de sedimento, sedimentos superficiais de mangue, folhas de árvores de mangue, tecido mole de moluscos bivalves (ostras e mexilhões) e rochas. Minérios do depósito de Vazante (Minas Gerais, Brasil), também foram coletadas para representar a matéria-prima utilizada na antiga atividade galvânica. Primeiramente, um trabalho laboratorial inicial estabeleceu um método acurado e preciso para determinações isotópicas de Zn em amostras naturais por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado e multi-coletor (MC-ICP-MS). Análises espaciais e temporais dos resultados das composições isotópicas de Zn de amostras de sedimento e rocha se ajustam à um modelo de mistura entre três membros finais: i) materiais continentais carreados pelos rios; ii) fontes marinhas; e iii) uma fonte antropogênica principal associada a antigos rejeitos de galvanoplastia lançados na baía. Testemunhos de sedimento coletados na planície lamosa mostraram altas correlações entre as composições isotópicas de Zn e fator de enriquecimento de Zn, sugerindo (i) uma boa preservação dos registros isotópicos de fontes naturais e antrópicas, e (ii) ausência de fracionamento isotópicos significativos durante o transporte de sedimentos ou em reações diagenéticas pós-deposição no sistema estuarino. O testemunho de sedimento coletado em um mangue localizado na zona impactada pelos antiga atividade galvânica apresentou níveis de Zn acima de 4% (peso seco) e preservou as assinaturas isotópicas dos rejeitos da galvanoplastia. Entretanto, há evidências de que processos biogeoquímicos promovidos por processos hidrodinâmicos, biotubarção e rizosfera podem alterar sutilmente as assinaturas isotópicas em algumas camadas do perfil. Cálculos baseados neste modelo de mistura quantificaram contribuições da principal fonte antropogênica variando de valores desprezíveis em períodos pré-industriais até 80% durante períodos da atividade eletrogalvânica entre as décadas de 60 e 90. A sistemática dos isótopos de Zn de bivalves não foi associada a processos de mistura de fonte. Em vez disso, suas assinaturas bioisotópicas parecem estar relacionadas às diferentes rotas de bioacumulação, i.e, via incorporação da fase dissolvida ou particulada. A hipótese é que na zonas severamente impactadas pelos antigos rejeitos da galvanoplastia, os bivalves incorporam altas concentrações de Zn na fase dissolvida através das brâquias, enquanto fora desta zona, estes organismos incorporam o Zn lábil ligado ao material partículado durante a digestão. Assinaturas isotópicas de Zn de folhas também não permitiram a identificação de fontes por causa do significativo fracionamento isotópico durante a incorporação do Zn pelas raízes. Folhas de ambientes contaminados apresentaram padrões isotópicos de Zn diferentes dos padrões encontrados em folhas de áreas pouco ou não contaminadas. Estes padrões podem estar associados à ativação de mecanismos de tolerância pelas árvores do mangue onde as concentrações de Zn atingem concentrações tóxicas. Em conclusão, as composições isotópicas de Zn de amostras abióticas como sedimentos são efetivas para detectar mudanças biogeoquímicas desencadeadas por atividades antrópicas e, portanto, podem ser úteis para dar suporte à prevenção, ao monitoramento e à predição de riscos em áreas impactadas pela contaminação metálica. Amostras biológicas de moluscos bivalves e folhas de árvores de mangue não são adequadas para traçar fontes, porém, os distintos padrões isotópicos de Zn encontrados para amostras de ambientes altamente contaminados são promissores para aplicar isótopos de Zn como biomarcadores de reações metabólicas e efeitos fisiológicos associados à contaminação metálica. Futuras investigações são necessárias para compreender as relações entre a especiação de Zn, mecanismos de incorporação e as assinaturas bioisotópicas de tecidos de bivalves e folhas. / Coastal areas worldwide are under strong pressure from anthropogenic contamination, as most of the global population and of economic activities are concentrated along the coasts and estuaries. The threaten of contaminant releasing into these ecosystems makes imperative the development of tools capable of detecting biogeochemical changes in order to help prevention, monitoring and prediction of risks in environmental studies. In this way, this thesis investigates the isotope biogeochemistry of Zinc (Zn) in order to develop a tool capable of tracing natural and anthropogenic sources, identifying biogeochemical processes and enabling the biomonitoring of metal contamination in coastal areas and mangroves. To this end, Zn isotopes compositions were determined in several natural samples collected from Sepetiba bay (southeastern Brazil), an estuarine-lagoon impacted by an industrialized coastal area near Rio de Janeiro. This bay constitutes an ideal natural laboratory for evaluating the Zn isotopic system to environmental issues, since it hosts important ecosystems of commercial and ecological interest – estuaries, mangroves and tidal flats – threaten by the metal contamination resultant of old electroplating activity and other anthropogenic diffuse sources. The collected samples include sediment cores, surface mangrove sediments, suspended particulate matter (SPM), leaves of mangrove’s trees, tissues of bivalve mollusks (oysters and mussels) and rocks. Ores from Vazante deposit, Brazil were collected to represent the raw material used in the old electroplating industry. Firstly, an initial laboratory work established a method for accurate and precise determinations of Zn isotope compositions in natural samples by multi-collector inductively coupled plasma-mass spectrometry (MC-ICP-MS). Spatial and temporal analysis of Zn isotope compositions of sediment and rock samples fits well in a model of mixing between three main end-members: i) continental materials brought via rivers; ii) marine sources; and iii) a major anthropogenic source associated to the old electroplating wastes released into the bay. Sediment cores collected in the mud flat showed high correlation between Zn isotope compositions and Zn enrichment factors, suggesting (i) good preservation of isotopic records of natural and anthropogenic sources and (ii) no significant isotopic fractionation during sediment transport or as a result of diagenetic reactions post-deposition in the estuarine system. The sediment core sampled from a mangrove located in the zone impacted by the old electroplating activity presented levels of Zn up to 4% (dry weight) and preserved the isotopic signatures of electroplating wastes. However, there is evidence that biogeochemical processes triggered by hydrodynamics, bioturbation or rhizosphere processes slightly changed the isotopic signatures in some layers. Calculations based in this mixing model quantified contributions of the major anthropogenic source of Zn, ranging from negligible values in the pre-industrial period to nearly 80% during periods of electroplating activities between the 60’s and 90’s. The Zn isotope systematics of mollusc bivalves were not associated to mixing process of sources. Instead, these bioisotopic signature seems related to different routes of bioaccumulation, i.e. uptake via dissolved or particulate phase. It is hypothesized that in the zone heavily impacted zone by old electroplating wastes, the bivalves incorporate the high levels of Zn in the dissolved phase though the bivalve gills, while outside this zone, these organisms incorporate the labile Zn bound to particulate matter during the gut digestion. Zinc isotopic signatures of leaves did not also allowed identification of sources due to the significant isotopic fractionation during Zn uptake by the roots. Leaves of sites highly contaminated presented different Zn isotopic patterns of those of low or no contaminated sites. These patterns may be associated to activation of tolerance mechanisms of mangrove’s trees where Zn reach toxic levels. To conclude, Zn isotopes compositions of abiotic samples such as sediments are effective to detect biogeochemical changes triggered by anthropogenic activities and, therefore, can be useful to support prevention, monitoring and prediction of risks in coastal sites impacted by metal contamination. Biological samples of mollusc bivalves and leaves of mangrove’s trees are not suitable to sources tracing, but the distinct isotopic patterns of Zn found for those samples from sites highly contaminated are promising as biomarkers of metabolic pathways and physiological effects associated to metal contamination. Future investigations are required to constrain the relationships among Zn speciation, uptake mechanisms and the Zn bioisotopic of leaves and bivalve tissues. / Les zones côtières du monde entier sont sous fort pression de contamination anthropique comme conséquence de la concentration de la plupart de la population mondiale et des activités économiques le long des côtes et des estuaires. La menace de contaminant sur les écosystèmes rend primordial le développement d’outils capable de détecter les modifications biogéochimiques en vue d’aider dans la prévention, la gestion, et la prédiction de risques dans les études environnementales. Dans ce but, cette thèse étudie la biogéochimie des isotopes du Zinc (Zn) en vue de développer un outil capable de tracer les sources naturelles et anthropiques, d’identifier les processus biogéochimiques et de permettre à la biosurveillance de la contamination par les métaux dans les zones côtières et les mangroves. A cette fin, les compositions isotopiques du Zn ont été déterminées à plusieurs échantillons naturels prélevés dans la baie de Sepetiba (au sud-est du Brésil), un estuaire lagunaire affecté par une côte industrialisée située près de Rio de Janeiro. Cette baie constitue un laboratoire naturel idéal pour valider le système isotopique du Zn. En effet, cette zone héberge des écosystèmes d’intérêt commercial et écologique –estuaire, mangrove, estran- menacés par la contamination d’une ancienne activité de galvanoplastie, et d’autres sources diffuses. Les échantillons collectés comprennent des carottes de sédiments, des sédiments de la superficie des mangroves, des matériaux particulaires en suspension (SPM), des feuilles provenant d’arbres de mangrove, des tissus de mollusques bivalves (huîtres et moules) et des roches. Minéraux de dépôt de Vazante (Brésil) ont été collecté pour representé matière première utilisée par l’industrie de la galvanoplastie. Tout d’abord, un travail initial de laboratoire a établi une méthode exacte et précise pour les déterminations isotopiques Zn en échantillons naturelles par spectrométrie de masse avec plasma couplé par induction et multicollecteur (MC-ICP-MS). Des analyses spatiales et temporelles des compositions isotopiques du Zn des échantillons de sédiments et de roches s’ajustent bien à un modèle de mélange entre trois principales extrémités : i) les matériaux continentaux charriés par les rivières ; ii) les sources marines ; et iii) une source anthropique majeure associée aux anciens déchets de galvanoplastie jetés dans la baie. Les carottes de sédiment collectées dans la vasière ont montré une haute corrélation entre la composition isotopique du Zn et le facteur d’enrichissement du Zn. Ceci suggère : i) une bonne préservation du registre isotopique des sources naturelle et anthropique, ii) l’absence de fractionnement isotopique significatif durant le transport de sédiments ou durant les réactions diagénétiques pos-dépositions dans le système estuarien. La carotte de sédiments collectée dans la mangrove, située dans la zone impactée par l’ancienne activité galvanoplastique a présenté des concentrations de Zn au-dessus de 4% (pèse sec) et a préservé les signatures isotopiques des déchets de la galvanoplastie. Cependant, il est évident que les processus biogéochimiques déclenchés par les processus hydrodynamiques, par la bioturbation, et par la rhizosphère peuvent altérer les signatures isotopiques de certaines couches de sédiment. Les calculs basés sur ce modèle de mélange quantifient les contributions de la principale source anthropique variant de valeurs négligeables en périodes préindustrielles jusqu’aux 80% pendant les périodes d’activités de galvanoplastie entre les années 60 and 90. La systémique des isotopes du Zn des mollusques bivalves n’est pas associée au processus de mélange des sources. Au lieu de cela, ces signatures bioisotopiques semblent liées à différentes routes de bioaccumulations, i.e. par l’incorporation de phase dissoute ou de particules. L’hypothèse est que, dans les zones sévèrement impactées par les anciens rejets de galvanoplastie, les bivalves incorporent les hautes concentrations du Zn sous forme dissoute via les branchies. Cependant, hors de cette zone, ces organismes incorporent via la digestion le Zn labile. Les signatures isotopiques du Zn des feuilles également n’ont pas permis l’identification des sources en raison du fractionnement isotopique significatif au cours de l’incorporation du Zn par les racines. Les feuilles des sites hautement contaminé ont montré des standards isotopiques du Zn diffèrent des feuilles des sites peu ou non contaminé. Ces standards peuvent être associés à l’activation de mécanismes de tolérance par les arbres de la mangrove où le Zn atteint des niveaux toxiques. En conclusion, les compositions isotopiques du Zn des échantillons abiotiques, comme les sédiments, permettent de détecter les changements biogéochimiques déclenchés par des activités anthropiques. Ainsi, elles sont utiles pour donner des supports á la prévention, á la gestion, et á la prédiction de risques dans les zones impactées par la contamination métallique. Échantillons biologiques de mollusques bivalves et de feuilles provenant d’arbres de mangroves ne sont pas appropriés pour tracer les origines du Zn. Cependant, les distinctes compositions isotopiques du Zn des échantillons collecté aux sites hautement contaminé sont prometteurs pour l’application de ces isotopes comme marqueurs biologiques de réactions métaboliques et de réponse physiologiques. Toutefois, il faut plus de recherches afin de comprendre la relation entre la speciation du Zn, mécanismes de d’incorporation et les signatures bioisotopiques de cet élément dans les tissus de bivalves et feuilles.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-08-01T18:24:37Z No. of bitstreams: 1 2017_ElisaAraújoCunhaCarvalhoAlvim.pdf: 3783013 bytes, checksum: c6be42b7926f3045f0c8a4ff8d085ae2 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-08-24T18:55:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_ElisaAraújoCunhaCarvalhoAlvim.pdf: 3783013 bytes, checksum: c6be42b7926f3045f0c8a4ff8d085ae2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-24T18:55:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_ElisaAraújoCunhaCarvalhoAlvim.pdf: 3783013 bytes, checksum: c6be42b7926f3045f0c8a4ff8d085ae2 (MD5) Previous issue date: 2017-08-24 / O objetivo do estudo foi investigar a relação entre concentrações elementares em diferentes compartimentos de lagoas oligotróficas naturais do Cerrado e o papel dos produtores primários no fluxo de nutrientes e interações tróficas ao longo da cadeia alimentar. As lagoas do Henrique, Exército e Bonita pertencem à Bacia hidrográfica do Alto Rio Paraná, e as lagoas Cabocla e Grande pertencem à Bacia hidrográfica do São Francisco. A concentração de carbono e potássio foi maior nas macrófitas, enquanto que a concentração de nitrogênio, fósforo e cálcio foi maior no perifíton. As macrófitas apresentaram maiores valores para a razão molar C:N e C:P, já a razão N:P foi maior no sedimento. As razões molares indicaram limitação por fósforo em todos os compartimentos. As macrófitas podem ser consideradas uma fonte a longo prazo de nutrientes, enquanto o perifíton apresenta uma dinâmica mais lábil. As concentrações dos elementos Al, Pb, Ti, Cr e Fe apresentaram diferença significativa entre as lagoas das duas bacias hidrográficas estudadas, enquanto as concentrações de Mn, Cu e Zn variaram sazonalmente. Esses elementos apresentaram maiores concentrações na bacia do Paraná e as diferenças são mais evidentes entre macrófitas e perifíton. As comunidades de macrófitas apresentam pouca similaridade entre as duas bacias o que pode estar associado às diferenças nas concentrações de elementos-traço. Os valores de δ13C permitiram separar as macrófitas em função de seu hábito de vida. O perifíton predominou como principal fonte de alimento para a fauna associada, com contribuição média de 63%. A macrófita submersa apresentou maior abundância de fauna associada e biomassa de algas quando comparada a macrófita emergente, evidenciando o papel como abrigo e refúgio e contribuindo para a estrutura física do ecossistema. O presente estudo permitiu o aprofundamento do conhecimento acerca do funcionamento biogeoquímico desses ambientes e das relações entre diferentes componentes da cadeia trófica. / The objective of this study was to investigate the concentrations of elements within three compartiments of natural oligotrophic ponds of Cerrado. We also investigated the role of primary producers in the nutrient fluxes and trophic interactions along the food web. The Henrique, Exército and Bonita ponds belong to the Upper Paraná River Basin, and the Cabocla and Grande ponds belong to the São Francisco River Basin. Carbon and potassium concentrations were highest in the aquatic macrophytes, while nitrogen, phosphorus and calcium concentrations were highest in the periphyton. The aquatic macrophytes exhibited the highest values of C:N and C:P molar ratios, while N:P highest values were found in the sediment. The molar ratios indicated that all compartments are limited by phosphorus. Aquatic macrophytes can be considered a more recalcitrant source of nutrients, while the periphyton are more labile. The concentrations of the elements Al, Pb, Ti, Cr and Fe differed significantly between the ponds of the two hydrological basins; while concentrations of Mn, Cu and Zn varied seasonally. These elements showed the highest concentrations in the Paraná River Basin, and differences are more striking for aquatic macrophytes and periphyton. Macrophyte communities have little similarity between the two basins, which may be associated with differences in trace element concentrations. The δ13C values separated the macrophytes according to their life habits. Periphyton predominated as the main food source for the associated fauna, with an average contribution of 63%. Submerged macrophytes exhibited greater abundance of associated fauna and algal biomass when compared to emergent macrophytes. This macrophyte can play a role as a shelter and refuge contributing to the physical structure of the aquatic ecosystem. The present study indicated relevant aspects of biogeochemical functioning of these peculiar environmentsof Cerrado and trophic relations.