Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-03-14T18:31:18Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_MarinaAlves.pdf: 2711910 bytes, checksum: 2be4e3e9354ac9d7fcc36ea36bfd6cee (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-14T18:31:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_MarinaAlves.pdf: 2711910 bytes, checksum: 2be4e3e9354ac9d7fcc36ea36bfd6cee (MD5) / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências- Geoquímica, Niterói, RJ / O Complexo Estuarino-Lagunar Mundaú-Manguaba (CELMM), situado no litoral nordeste do Brasil, vem sofrendo um processo contínuo de degradação ambiental, relacionado principalmente aos efluentes da agroindústria canavieira e ao crescimento urbano desordenado. Traçadores geoquímicos têm sido uma eficiente ferramenta na determinação da origem da matéria orgânica em sedimentos, se alóctone ou autóctone, podendo ser utilizados para identificar possíveis fontes de poluição produzidas por atividades antrópicas, bem como mudanças naturais no ambiente. Nesse contexto, esse trabalho teve como objetivo identificar a origem, transformação e acumulação recente da matéria orgânica nos sedimentos do CELMM. Para tal, cinco testemunhos, dois representando cada laguna, e um fluvial (Rio Mundaú), foram analisados quanto à distribuição vertical dos teores de argila, silte e areia, de carbono orgânico, da razão C/N, do 13C e de ligninas. A distribuição dos parâmetros analisados mostrou que a matéria orgânica sedimentar das lagunas tem origem predominantemente da sua própria produção primária fitoplanctônica. No entanto, a presença de ligninas, mesmo em baixas concentrações, indica a presença de material vegetal alóctone. No Rio Mundaú verificou-se a presença de material proveniente de angiospermas lenhosas, enquanto nas lagunas há grande mistura de angiospermas lenhosas e não lenhosas, sem um padrão claro de distribuição ao longo dos perfis. As razões (Ad/Al)v demonstraram que as ligninas encontradas possuem certo grau de degradação, contribuindo para uma possível redução na concentração total das mesmas, além de alterações nas razões S/V e C/V. A aplicação do índice LPVI (Lignin-Phenol Vegetation Index) para os lignino-fenóis permitiu obter maior clareza a cerca da evolução das fontes de material terrestre para o sistema, de forma que ficou evidente a transição de angiospermas lenhosas, vegetação anteriormente natural na bacia de drenagem, para angiospermas não lenhosas, a partir da expansão da atividade canavieira na região. Além disso, os resultados de acumulação de matéria orgânica nos sedimentos das lagunas demonstram um aumento de produtividade nas camadas mais recentes, como provável conseqüência dos efeitos da expansão agrícola e urbana no CELMM. / The Mundaú-Manguaba Estuarine-Lagoon System (MMELS), located in northeastern Brazil, has been undergoing a continuous process of environmental degradation, mainly related to the input of effluents from the sugar-cane industry and uncontrolled demographic expansion. Geochemical tracers have been an effective tool in determining allochthonous and autochtonous sources of organic matter in sediments. They have been applied to identify possible sources of pollution produced by human activities and natural changes in the environment. In this context, this study aimed to identify the origin, transformations and recent accumulation of organic matter in the sediments of MMELS. Five short cores, two representing each lagoon and one the fluvial end-member (Mundaú River), were analyzed for the vertical distribution of clay, silt and sand, organic carbon, the C/N ratio, 13C and lignins. The parameters showed that the sedimentary organic matter in the lagoons originated largely from its own phytoplanktonic primary production. However, the presence of lignin, albeit at low concentrations, indicated the presence of allochthonous plant material. In Mundaú River the presence of material derived from woody angiosperms was evident, while the lagoons exhibited a mixture of woody and non-woody materials, without a clear distributional pattern along the vertical profiles. The (Ad/Al)v ratios showed that the lignins were subject to a certain degree of degradation, contributing to a possible reduction in their total concentration and changes in the lignin-phenol S/V and C/V ratios. The application of the LPVI index (Lignin-Phenol Vegetation Index) for lignin-phenols allowed for a better understanding on the evolution of terrestrial material sources to the system, with a clear transition from woody angiosperms, representing the original vegetation in the drainage basin, to non-woody angiosperms, corroborating the expansion of sugar cane cultivation in the region. In addition, the results of organic matter accumulation in the lagoon’s sediments showed an increase of primary productivity in the more recent layers at the top of the cores, likely reflecting the effects of agricultural and urban expansion in MMELS

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-02-01T18:17:45Z No. of bitstreams: 1 dissertação Mariana.pdf: 2676586 bytes, checksum: f84c5dd984b98dd78c0816e6a516bacc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-01T18:17:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação Mariana.pdf: 2676586 bytes, checksum: f84c5dd984b98dd78c0816e6a516bacc (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências- Geoquímica, Niterói, RJ. / Este trabalho teve como objetivo avaliar as condições atuais do impacto da cana-de-açúcar nos sedimentos superficiais do Sistema Lagunar Mundaú- Manguaba, estado de Alagoas, litoral nordeste do Brasil. Nas ultimas três décadas, aproximadamente metade das bacias de drenagem no entorno do sistema estiveram cobertas por lavouras de cana. A utilização de marcadores geoquímicos orgânicos na determinação da origem da matéria orgânica tem-se mostrado uma ferramenta importante na avaliação da magnitude da poluição de sistemas lagunares por atividades agrícolas. Análises da composição elementar do carbono e nitrogênio orgânico (razão C:N) e isotópica do carbono (d13C), associadas à determinação de carboidratos e ligninas foram realizadas em 30 amostras de sedimentos totais ao longo das duas lagunas, canais e principais rios, bem como nas frações fina e grossa dos sedimentos. Além disso, foram analisadas 8 amostras de solo, procurando abranger todos os estágios de plantio da cana. A distribuição dos compostos analisados evidenciou a compartimentação do sistema em setores distintos, sugerindo que ocorram diferentes padrões de produção, introdução e degradação de matéria orgânica em cada região. De uma maneira geral, os valores de C:N e d13C indicam a presença de material autóctone nas partes centrais das lagunas e nos canais, a influência de fontes terrestres nos rios e uma mistura entre os dois tipos de material nas saídas dos rios. Nas amostras de solo foram verificadas o sinal característico de plantas C4, como a cana, com d13C próximo a -15‰ e razão C:N de 16, em média. A baixa razão C:N dos solos pode ser resultado, principalmente, da introdução de fertilizantes nitrogenados. As razões carboidrato:carbono foram mais elevadas nos solos e rios, indicando a presença de material vegetal. Da mesma forma, as maiores concentrações de ligninas (?) foram encontradas nas desembocaduras dos rios, evidenciando o aporte de material terrestre nesses locais. A distribuição das razões dos grupos fenólicos (S/V e C/V) não se mostrou muito distinta entre as estações, mas na maioria das amostras apresentou valores elevados da razão C/V, indicando a contribuição de angiospermas não lenhosas, tais como a cana, na composição de ligninas. Foi verificada a evidência de contribuição alóctone nas partes medianas das lagunas, mas os altos valores da relação entre as formas ácida e aldeídica do grupo vanilina [(Ad/Al)v] identificam o estágio avançado da degradação desse material, mascarando sinais específicos da cana. A entrada de matéria orgânica nas lagunas contribui para o aumento da produtividade primária, fato evidenciado pelas maiores concentrações de carboidratos nas regiões centrais. De uma maneira geral, as frações finas apresentaram-se enriquecidas em carbono e carboidratos, enquanto que valores elevados de ligninas e C:N, associados a valores de d13C mais leves, indicam que a fração grossa dos rios e região montante das lagunas é constituída principalmente por fragmentos vegetais. Os rios Paraíba do Meio e Mundaú apresentaram maior participação de cana em seus sedimentos, com 44% e 39%, respectivamente, enquanto que o rio Sumaúma apresenta aproximadamente 15% de cana em sua estação após a usina. O material lixiviado das bacias de drenagem provavelmente já é introduzido nos rios bastante processado, devido ao constante revolvimento e manejo dos solos. / This work aims to evaluate the actual conditions of sugar cane impact on the superficial sediments of Mundaú-Manguaba Lagoon System, State of Alagoas, Northeastern Brazil. During the last three decades, almost half of catchments areas around the system have been covered by sugar cane crops. Organic geochemistry tracers are currently used for the determination of organic matter origin as important tools for the pollution evaluation in lagoon systems affected by agricultural activities. Organic carbon and nitrogen analysis (ratio C:N), carbon isotopic analysis and carbohydrates and lignins determination were performed among 30 samples of course and fine fractions from two lagoons, channels and main rivers. Eight soil samples were also analyzed in order to represent all sugar cane cultivation stages. The compounds distribution showed the system partition to distinct sectors suggesting that different patterns of organic matter production, introduction and degradation occur in each regions. Overall, C:N e d13C values indicate presence of autochthonous material along central parts of lagoons and channels, influence of terrigenous source in rivers and a mixture of both materials at rivers outlets. The characteristic signal of C4 plants like sugar cane, were found in soil samples: d13C near to -15‰ and C:N ratio average 16. Lower C:N ratios may result, mainly, from the introduction of nitrogen fertilizers. Carbohydrate:carbon ratios were higher in soil and rivers, which indicate the presence of vegetal fragments. In the same way, higher lignin (?) concentrations were found at rivers outlets, showing the input of terrigenous sources at these locations. The distribution of phenoic groups ratios (S/V e C/V) were not significantly distinct between samples, but most of them had high values of C/V ratio, which indicates the contribution of non-woody angiosperms to lignins composition. There is an evidence of alochthonous contribution at median sectors, but high values of the acid:aldehyde ratios of vanillyl group [(Ad/Al)v] able the identification of advanced degradation stage of this material, hiding the specific signature of sugar cane. The input of organic matter in the lagoons improves the primary production, as showed by higher concentrations of carbohydrates in central sectors. In general, fine fractions had higher carbon and carbohydrate content. Meanwhile, higher values of lignins and C:N associated with lighter values of d13C indicate that the course fraction from rivers and month lagoons sector is constituted mainly by vegetal fragments. Paraíba do Meio and Mundaú rivers sediments presented higher sugar cane content, with 44% and 39% respectively, while sugar cane content was close to 15% in the station close to the plant in Sumaúma River. The leaching material from the cachtment area already reaches the rivers in a highlyprocessed form due to the constant mixture and management of the soils.