Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Essa dissertação apresenta um estudo sobre o acúmulo de matéria orgânica nos sedimentos do complexo estuarino lagunar Mundaú Manguaba (CELMM) utilizando lipídios (ácidos graxos, esteróis e alcoóis lineares) como marcadores moleculares , com o objetivo de avaliar as fontes (naturais e antrópicas) e a variação espacial e temporal na composição da matéria orgânica sedimentar, assim como a influência dos processos diagenéticos sobre a qualidade e a preservação da mesma. O CELMM é caracterizado por um alto potencial de reciclagem e retenção de materiais e está sujeito a diversas atividades antropogênicas, incluindo a urbanização e as práticas de monocultura de cana-de-açúcar, além de sofrer um processo acelerado de degradação ambiental. Através de análise estatística multivariada foi possível discenir as fontes dos lipídios e, a partir disto, identificar as contribuições de matéria orgânica planctônica (fitoplâncton e zooplâcton), terrígena e bacteriana para os diferentes compartimentos do CELMM. Foi possível identificar um incremento no acúmulo de matéria orgânica de origem autóctona nas lagoas nos últimos anos. Este efeito foi mais significativo em Mundaú, reflexo do maior nível de alteração antrópica nessa lagoa. O nível de contaminação fecal avaliado através de esteróis fecais pode ser considerado de médio a baixo, quando comparados com outros locais que também apresentam influência antrópica significativa. A transformação diagenética da matéria orgânica, avaliada através das razões estanol/esterol, mostrou que a atividade bacteriana no CELMM é significativa ainda na coluna dágua ou na interface água-sedimento, mas que após o soterramento a matéria orgânica fica preservada. / This thesis presents a study on the accumulation of organic matter in the sediments of the complex estuarine lagoon Mundaú Manguaba (CELMM) using lipids (fatty acids, sterols and linear alcohols) as molecular markers to evaluate the sources (natural and anthropogenic) and spatial and temporal variation in the composition of sedimentary organic matter, as well as the influence of diagenetic processes on the quality and preservation of it. The CELMM is characterized by a high potential for recycling and storage of materials and is subject to various anthropogenic activities, including urbanization and practice of monoculture of cane sugar, in addition to suffering an accelerated process of environmental degradation. By multivariate analysis was possible to discern sources of lipids, and from this, identify the contributions of organic matter - plankton (phytoplankton and zooplankton), terrigenous and bacterial - for different sectors CELMM. It was possible to identify an increase in the accumulation of organic matter of autochthonous origin in the lagoons in recent years. This effect was more significant in Mundaú, reflecting the higher level of anthropogenic disturbance at the pool. The level of fecal contamination - assessed through fecal sterols - may be considered medium to low compared with other sites that also have significant human influence. The diagenetic transformation of organic matter as measured by the reasons stanol / sterol, showed that bacterial activity in CELMM is significant even in the water column or sediment-water interface, but that after the burial of organic matter is preserved.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Essa dissertação apresenta um estudo sobre o acúmulo de matéria orgânica nos sedimentos do complexo estuarino lagunar Mundaú Manguaba (CELMM) utilizando lipídios (ácidos graxos, esteróis e alcoóis lineares) como marcadores moleculares , com o objetivo de avaliar as fontes (naturais e antrópicas) e a variação espacial e temporal na composição da matéria orgânica sedimentar, assim como a influência dos processos diagenéticos sobre a qualidade e a preservação da mesma. O CELMM é caracterizado por um alto potencial de reciclagem e retenção de materiais e está sujeito a diversas atividades antropogênicas, incluindo a urbanização e as práticas de monocultura de cana-de-açúcar, além de sofrer um processo acelerado de degradação ambiental. Através de análise estatística multivariada foi possível discenir as fontes dos lipídios e, a partir disto, identificar as contribuições de matéria orgânica planctônica (fitoplâncton e zooplâcton), terrígena e bacteriana para os diferentes compartimentos do CELMM. Foi possível identificar um incremento no acúmulo de matéria orgânica de origem autóctona nas lagoas nos últimos anos. Este efeito foi mais significativo em Mundaú, reflexo do maior nível de alteração antrópica nessa lagoa. O nível de contaminação fecal avaliado através de esteróis fecais pode ser considerado de médio a baixo, quando comparados com outros locais que também apresentam influência antrópica significativa. A transformação diagenética da matéria orgânica, avaliada através das razões estanol/esterol, mostrou que a atividade bacteriana no CELMM é significativa ainda na coluna dágua ou na interface água-sedimento, mas que após o soterramento a matéria orgânica fica preservada. / This thesis presents a study on the accumulation of organic matter in the sediments of the complex estuarine lagoon Mundaú Manguaba (CELMM) using lipids (fatty acids, sterols and linear alcohols) as molecular markers to evaluate the sources (natural and anthropogenic) and spatial and temporal variation in the composition of sedimentary organic matter, as well as the influence of diagenetic processes on the quality and preservation of it. The CELMM is characterized by a high potential for recycling and storage of materials and is subject to various anthropogenic activities, including urbanization and practice of monoculture of cane sugar, in addition to suffering an accelerated process of environmental degradation. By multivariate analysis was possible to discern sources of lipids, and from this, identify the contributions of organic matter - plankton (phytoplankton and zooplankton), terrigenous and bacterial - for different sectors CELMM. It was possible to identify an increase in the accumulation of organic matter of autochthonous origin in the lagoons in recent years. This effect was more significant in Mundaú, reflecting the higher level of anthropogenic disturbance at the pool. The level of fecal contamination - assessed through fecal sterols - may be considered medium to low compared with other sites that also have significant human influence. The diagenetic transformation of organic matter as measured by the reasons stanol / sterol, showed that bacterial activity in CELMM is significant even in the water column or sediment-water interface, but that after the burial of organic matter is preserved.

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Enquanto a exportação de macro-particulados dos manguezais para as águas costeiras é um fato comprovado em diferentes manguezais a nível mundial e de consenso entre os pesquisadores, o que não ocorre quando se trata de micro-particulados e de nutrientes dissolvidos. Poucos estudos têm sido realizados, nesse último caso, em virtude de dificuldades metodológicas existentes nos cálculos de fluxos. A seleção da área-piloto para este estudo foi o manguezal do canal maré-igarapé Nunca Mais, situado ao norte da ilha de São Luis, com uma área de 1,22 km2, deveu-se ao fato de que a mesma se constitui de um ecossistema onde ocorrem trocas diretas com as águas costeiras do golfo do Maranhão e ausência de esgotos domésticos. Esse canal constitui a único meio de transporte de material entre o manguezal e as águas costeiras e, durante a enchente das marés de sizígia, o primeiro é completamente inundado. O objetivo central deste trabalho é o de quantificação, caracterização e estudo da dinâmica dos nutrientes inorgânico dissolvidos e da matéria orgânica associada a micro-particulados. Utilizou-se, neste estudo, cálculos de fluxos de nutrientes inorgânico dissolvido e da matéria orgânica pelo método do "Euleriano", durante um período de 13 meses, de abril de 2000 a abril de 2001, nas marés de quadratura e sizígia, em 52 ciclos de maré. Os fluxos instantâneos e líquidos foram calculados para os nutrientes inorgânicos dissolvidos (amônio, nitrito, nitrato, fosfato e silicato) e da matéria orgânica (carbono orgânico, nitrogênio orgânico e fósforo orgânico). Os dados, para a caracterização da matéria orgânica, foram oriundos da determinação razão elementar C/N e das razões isotópicas do carbono (13C) e do nitrogênio (15N) e da identificação de substâncias húmicas dissolvidas como traçadores das fontes de matéria orgânica. As diferenças entre dia e noite dos valores médios mostraram uma variação próxima de 0% para o p1-1 e salinidade, positivas com valores de 5, 6, 8 e 11%, respectivamente, para nitrato, fosfato, amônio e silicato e negativas para oxigênio (-10%) e de -1 a -6% para a matéria orgânica dissolvida e particulada. Os nutrientes dissolvida e a MOD variaram de forma semelhante com o nível d'água mostrando valores mais elevados na baixa-mar indicando o fluxo da água intersticial do manguezal para o canal de maré, enquanto que a MOP os valores variaram em função da velocidade da corrente mostrando a ressuspensão e o transporte do sedimento. Isso comprova que os processos biológicos de consumo de nutrientes e decomposição da matéria, no canal de maré, e a dinâmica da maré constituíram os fatores nas variações nictemerais. Os resultados obtidos mostraram uma variação sazonal com valores baixos no período seco, exceto para o silicato e elevados no período chuvoso comprovando que a precipitação pluviométrica influenciou no transporte do manguezal para a região costeira. Além disso, no período seco, ocorreu um maior consumo de nutrientes pelo fitoplâncton em consonância como o aumento da produção primária obtida. Foi, também, evidenciada uma diminuição na concentração do material particulado em suspensão e da MOP durante esse último período devido a diminuição do fluxo do manguezal. A exportação de nutrientes inorgânicos e matéria orgânica do manguezal, na área-piloto do igarapé Nunca Mais, é evidenciada, neste estudo, pela interpretação de cálculos de fluxos e de valores obtidos para a razão CÍN e as razões isotópicas δ13C e δ15N. Essas razões utilizadas como traçadores naturais levaram á identificação das principais fontes de matéria orgânica no canal de maré, quais sejam, as oriundas do manguezal em torno de 75%, das águas costeiras e a resultante da produção alóctone de 25%. Durante o período chuvoso, há predominância da MOP e MOD proveniente do manguezal, enquanto que no período seco as fontes marinhas e autóctone são mais expressivas; os processos fotossintéticos relacionados com o fitoplâncton, no canal de maré, justificam a produção autóctone. Observou-se que a exportação da MOD (-14mM.m-2.d-1) para as águas costeiras é inferior á da MOP (-20mM.m-2.d-1); essa diferença foi associada aos processos hidrodinâmicos de ressuspensão e transporte de sedimentos. Essa matéria orgânica dissolvida é constituída, predominantemente, de substâncias húmicas, que são mais resistente ao ataque bacteriano e, conseqüentemente sujeitas ao transporte, pelas correntes de maré, a longas distâncias até a plataforma. É plenamente justificável que a amplitude de maré e precipitação pluviométrica sejam fatores relevantes nesses processos de exportação. Pelo exposto, ratifica-se, neste estudo, que o manguezal desempenha importante papel na fertilização das águas costeiras do golfo do maranhão. / It is well known that the State of Maranhão has more than fourty percent of the Brazilian mangroves covering an área with almost 4800km2 and along of 640km of coastline. These mangrove swamps border a number of tidal channels, bays, gulfs, and others estuarine systems, where the macro-tidal system gives a singular condition to this environment, that it is different from the others Brazilian áreas. The exportation of macro-particles from the mangroves to the coastal waters is well known. However, there is a discussion if the mangroves import or export micro-particles and dissolved nutrients to the coastal areas. Few studies have been developed in this subject due to the methodological complexities of the flow calculations. The choice of the pilot-area for this study is the igarapé Nunca Mais, a tidal channel surrounded by an area of 1.22km2 of mangrove ecosystem, situated in the Northeastern portion of the São Luís Island. This choice is due bay the fact that in this area occurs exchanges with the coastal waters from the Maranhão Gulf take place. This tidal channel is the main transport pathway between the mangrove and the coastal waters. During the spring tides this mangrove is completly flooded. The main aim of this study was to evaluate the role of a mangrove region — Maranhão Gulf — in a macro-tidal area in exchanging of materials with the coastal waters. The characterization and quantification of the dissolved inorganic nutrients and the organic matter were the main focuses of this study. For this purpose were utilized flows calculations from "Eulerian" method. During the period of 13 months (from April 2000 to April 2001), in the neap and spring fluxes of the dissolved inorganic nutrients (ammonium, nitrite, nitrate, phosphate, and silicate) and those of the organic matter (organic carbon, organic nitrogen, and organic phosphorus) were determined along 52 tidal cycles. For the characterization of organic matter were used elemental ratio C/N, isotopes 13C and 15N ratio, and by the identification of dissolved humic substances as tracers for organic matter sources. The differences on day clear and orvernight show average values from 0960 for the pH and salinity, positive values of 5, 6, 8 and 11%, respectively, for nitrate, phosphate, ammonium, and silicate, and negative values for the oxygen (-10%), and for the dissolved and particulate organic matter (-1% to -6%). The dissolved nutrients and organic matter varies such as tidal ranges showing maximum values in the low tile, indicating flow from intersticial water of the mangrove for the tidal channel. Particulate organic matter values show variations relationships with current velocity showing resuspension and sediment transport. This fact confirms that the biological processes, such as nutrient consumption and organic matter deposition, in the tidal channel, and the tidal dynamics were relevants in the lief variations. The results obtained in this study show a seasonal variation with minium values in the dry season, except for the silicate, and maximum values in the rainy season, showing the raro precipitation influence in the transport from mangrove for the coastal waters. In addition, in the dry period, occurs maximum consumption of nutrient by phytoplancton, as well as, observed on primary production. It was evidencied also lower values in the concentration of particulate organic matter during this dry season due the lower fluxes values from the mangrove. The net exportation of inorganic nutrients and the organic matter in the mangroves of the São Luís Island (Maranhão State, Brazil), in the tidal channel Igarapé Nunca Mais, is evidencied in this study by interpretation of the flows calculations and the values from C/N. rations, elemental and isotopic. The isotopes of C and N used here as tracers lead to the identification of the primary sources of the organic matter in the tidal channel, i.e., the originated from mangroves, the coastal waters, and the resulting from allochthonous production. During the rainy period there are dominance of the organic matter (dissolved and particulate) transported from the mangrove, while in the dry period the marine and autochthonous sources are more considerables. The photosynthesis of the phytoplancton, in the tidal channel, justifies the autochthonous production. The net exportation of the dissolved organic matter for the coastal waters is slightly superior to the particulate organic matter (DOM, 14mM-2.day-1; POM, 20mM.m.-2.day-1). Perhaps this difference is due a fast sedimentation in the intermediary zune of the tidal channel that have the biggest profundity; this fact leads a minor quantity of particulates exported for coastal waters. It infers that this organic matter is constititued, dominantly, by humic substances because they are more refractory to the bacterial activity and consequently they can be transported by tidal currents for the adjacent coastal waters. Of course, the tidal amplitude ranges and pluviometric precipitation are relevant factors in these exportation processes. By this exposition, this study confirms the important role of mangrove for the fertilization of the coastal waters of Maranhão Gulf.