A toxicidade dos metais em ambientes aquáticos está relacionada à sua biodisponibilidade e esta, por sua vez, pode ser influenciada por diversos fatores. As características do sedimento fazem dele um importante compartimento para avaliação do nível de contaminação no ambiente aquático. A presente pesquisa teve por objetivo quantificar e avaliar a biodisponibilidade de metais em sedimentos da baía da Ribeira. Nessa região, encontram-se os bairros mais populosos de Angra dos Reis RJ. Essa baía está localizada na parte nordeste da baía da Ilha Grande, que consiste de um espaço pesqueiro, turístico e de importante valor econômico e industrial. Foram coletados 12 sedimentos na baía da Ribeira e determinados os teores dos metais Al, Cu, Cd , Cr, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn, através da extração com água régia (protocolo BCR-701), e o potencial de toxicidade dos metais Cd, Cu, Ni, Pb e Zn pelo método de extração dos sulfetos voláteis em meio ácido e quantificação dos metais extraídos simultaneamente (em inglês Acid Volatile Sulfide and Simultaneously Extracted Metal, AVS/SEM). Também foram efetuadas medidas de pH, potencial redox (Eh), carbono orgânico, fósforo total e granulometria. Através desses dados, foi possível estudar correlações entre essas variáveis. As concentrações de cada metal são similares nas diferentes localizações dos sedimentos e não apresentam significativas diferenças com relação a estudos reportados para a área, com exceção do Pb que apresentou a mais alta concentração já reportada. Os valores de SEM/AVS (entre 0,02 e 0,2) menores que 1, indicam que há quantidade de sulfetos suficiente para o aprisionamento dos metais investigados. As correlações obtidas através da Análise dos Componentes Principais demonstram relação direta entre as concentrações da maioria dos metais extraídos por água-régia (Ni, Fe, Cr, Cu, Zn); entre os metais Mn, Pb, Al e o fósforo total; entre os teores de matéria orgânica, carbono orgânico total, fósforo total com as frações finas de silte e argila com o Eh. Os resultados sugerem que a região não sofre influência significativa de fontes antrópicas em relação a metais e que, segundo o AVS/SEM, esses se encontram pouco disponíveis para o ambiente e, portanto, apresentam baixo potencial tóxico / The toxicity of metals in aquatic environments is related to their bioavailability, and this can be influenced by several factors. The sediment characteristics make it an important compartment for assessment of the level of contamination in the aquatic environment. This study aimed to quantify and assess the bioavailability of metals in sediments from the Ribeira Bay. In this region, are the most populous districts of Angra dos Reis - RJ. This bay is located in the northeast part of the Ilha Grande Bay, which consists of a fishery, tourist space and important economic and industrial value. 12 sediments were collected in the Ribeira Bay and determined the levels of the metals Al, Cu, Cd, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn by aqua regia extraction protocol (BCR -701) and the potential toxicity of metals Cd, Cu , Ni , Pb and Zn by extraction of Acid Volatile Sulfide and Simultaneously Extracted Metal (AVS/SEM). Measurements of pH, redox potential (Eh), organic carbon , total phosphorus and particle size were also made. Through these data it was possible to study correlations between these variables. The concentrations of each metal are similar in the different locations of sediment and no significant differences with compared to published studies in the area. The values of ΣSEM/AVS (0.02 to 0.2) smaller than 1 indicate that there is amount of sulfides sufficient for trapping of the metals investigated. The correlations obtained by Principal Components Analysis show a direct relationship between the concentrations of most metals extracted by aqua regia (Ni, Fe, Cr, Cu, Zn); between the metals Mn, Pb, Al and total phosphorus; between organic matter content, total organic carbon, total phosphorus with the fractions fine silt and clay and the Eh. The results suggest that the region no suffer significant influence of anthropogenic sources in relation to metals and, according to the AVS/SEM, these are not readily available to the environment and therefore have low toxic potential

A toxicidade dos metais em ambientes aquáticos está relacionada à sua biodisponibilidade e esta, por sua vez, pode ser influenciada por diversos fatores. As características do sedimento fazem dele um importante compartimento para avaliação do nível de contaminação no ambiente aquático. A presente pesquisa teve por objetivo quantificar e avaliar a biodisponibilidade de metais em sedimentos da baía da Ribeira. Nessa região, encontram-se os bairros mais populosos de Angra dos Reis RJ. Essa baía está localizada na parte nordeste da baía da Ilha Grande, que consiste de um espaço pesqueiro, turístico e de importante valor econômico e industrial. Foram coletados 12 sedimentos na baía da Ribeira e determinados os teores dos metais Al, Cu, Cd , Cr, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn, através da extração com água régia (protocolo BCR-701), e o potencial de toxicidade dos metais Cd, Cu, Ni, Pb e Zn pelo método de extração dos sulfetos voláteis em meio ácido e quantificação dos metais extraídos simultaneamente (em inglês Acid Volatile Sulfide and Simultaneously Extracted Metal, AVS/SEM). Também foram efetuadas medidas de pH, potencial redox (Eh), carbono orgânico, fósforo total e granulometria. Através desses dados, foi possível estudar correlações entre essas variáveis. As concentrações de cada metal são similares nas diferentes localizações dos sedimentos e não apresentam significativas diferenças com relação a estudos reportados para a área, com exceção do Pb que apresentou a mais alta concentração já reportada. Os valores de SEM/AVS (entre 0,02 e 0,2) menores que 1, indicam que há quantidade de sulfetos suficiente para o aprisionamento dos metais investigados. As correlações obtidas através da Análise dos Componentes Principais demonstram relação direta entre as concentrações da maioria dos metais extraídos por água-régia (Ni, Fe, Cr, Cu, Zn); entre os metais Mn, Pb, Al e o fósforo total; entre os teores de matéria orgânica, carbono orgânico total, fósforo total com as frações finas de silte e argila com o Eh. Os resultados sugerem que a região não sofre influência significativa de fontes antrópicas em relação a metais e que, segundo o AVS/SEM, esses se encontram pouco disponíveis para o ambiente e, portanto, apresentam baixo potencial tóxico / The toxicity of metals in aquatic environments is related to their bioavailability, and this can be influenced by several factors. The sediment characteristics make it an important compartment for assessment of the level of contamination in the aquatic environment. This study aimed to quantify and assess the bioavailability of metals in sediments from the Ribeira Bay. In this region, are the most populous districts of Angra dos Reis - RJ. This bay is located in the northeast part of the Ilha Grande Bay, which consists of a fishery, tourist space and important economic and industrial value. 12 sediments were collected in the Ribeira Bay and determined the levels of the metals Al, Cu, Cd, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn by aqua regia extraction protocol (BCR -701) and the potential toxicity of metals Cd, Cu , Ni , Pb and Zn by extraction of Acid Volatile Sulfide and Simultaneously Extracted Metal (AVS/SEM). Measurements of pH, redox potential (Eh), organic carbon , total phosphorus and particle size were also made. Through these data it was possible to study correlations between these variables. The concentrations of each metal are similar in the different locations of sediment and no significant differences with compared to published studies in the area. The values of ΣSEM/AVS (0.02 to 0.2) smaller than 1 indicate that there is amount of sulfides sufficient for trapping of the metals investigated. The correlations obtained by Principal Components Analysis show a direct relationship between the concentrations of most metals extracted by aqua regia (Ni, Fe, Cr, Cu, Zn); between the metals Mn, Pb, Al and total phosphorus; between organic matter content, total organic carbon, total phosphorus with the fractions fine silt and clay and the Eh. The results suggest that the region no suffer significant influence of anthropogenic sources in relation to metals and, according to the AVS/SEM, these are not readily available to the environment and therefore have low toxic potential

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-09-18T16:41:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Rodrigues FINAL.pdf: 2975696 bytes, checksum: 736f3b42dc7bdb93bad2ee6e4d04be72 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-18T16:41:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Rodrigues FINAL.pdf: 2975696 bytes, checksum: 736f3b42dc7bdb93bad2ee6e4d04be72 (MD5) / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / A avaliação de risco ecológico é uma ferramenta utilizada como auxílio a tomada de decisão para o gerenciamento de ecossistemas. No estado do Rio de Janeiro, estuários como o da Baía de Guanabara vem sendo altamente impactado por atividades antrópicas como o lançamento indiscriminado de metais tóxicos, inclusive de mercúrio. Em ecossistemas aquáticos, o mercúrio participa de múltiplas reações, sendo a metilação responsável pela formação do metilmercúrio, que entra na cadeia alimentar, atingindo peixes e outros organismos do topo cadeia. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o risco ecológico devido à exposição mercurial na Baía de Guanabara, utilizando biomarcadores de exposição (Hg Total em músculo, sangue, hemácias e plasma) e efeito (acetilcolinesterase, micronúcleo, hemograma e fator de condição) em espécies de peixes. Como referência, foram utilizados os valores encontrados para peixes coletados na Baía da Ribeira, área reportada na literatura como não-impactada por fontes difusas e/ou pontuais. Na Baía da Ribeira foram coletados um total de 200 peixes de 4 espécies: 96 espécimes de Genidens genidens, 31 espécimes de Aspistor luniscutis, 33 espécimes de Haemulon steindachneri e 40 espécimes de Micropogonias furnieri. Na Baía de Guanabara foram coletados um total de 84 peixes de 2 espécies: 70 espécimes de Genidens genidens e 14 espécimes de Micropogonias furnieri. Os níveis de Hg total em músculo tanto para a Baía da Ribeira quanto para a Baía de Guanabara estão abaixo do valor considerado de referência (200 ng/g). As concentrações no músculo, sangue e hemácias dos espécimes menores de 200 mm de Genidens genidens são significativamente mais altas na área contaminada. As relações entre Hg total no sangue / hemácias e no músculo encontradas para todas as espécies estudadas (exceto M. furnieri) indicam o sangue como matriz confiável para avaliação da contaminação mercurial. Observou-se uma relação para HgM:HgSt de 8:1 e uma relação de HgM:HgHe de 4:1. Os fatores de bioacumulação calculados podem ser utilizados para prever o quanto um peixe acumulará através do tempo. Os fatores de bioconcentração sedimento:peixe calculados demonstraram que a Baía da Ribeira disponibiliza mais rapidamente o Hg para a cadeia trófica. Dos biomarcadores de efeito utilizados, os parâmetros hematológicos obtiveram melhores resultados, especialmente o hematócrito e o volume globular médio. / Ecological risk assessment is an important tool used in order to facilitate government decisions in environmental management. In Rio de Janeiro state, estuaries as Guanabara Bay have been highly disturbed by anthropogenic activities since 60th decade. One of its problems is the indiscriminate release of toxic metals, such as mercury. In aquatic environments, mercury suffers multiple reactions, been metilation process responsible for the methylmercury formation, which one enters in food chain, reaching fish and other organisms in the top of the chain. The present work had as objective to assess the ecological risk due mercury exposure in Guanabara Bay, using exposition (total Hg in muscles, blood, erythrocytes and plasm) and effect (acetylcholinesterase, micronucleus assays, hematological parameters and condition factor) biomarkers in fish species. As reference, values found in fish from Ribeira Bay were used, since this area is known as non-impacted by any kind of source. In Ribeira bay, were collected a total of 200 fishes of 4 species: 96 specimens of Genidens genidens, 31 specimens of Aspistor luniscutis, 33 specimens of Haemulon steindachneri and 40 specimens of Micropogonias furnieri. In Guanabara bay, were collected a total of 84 fishes of 2 species: 70 specimens of Genidens genidens and 14 specimens of Micropogonias furnieri. The total mercury levels in muscle in both areas were below of the considered reference value (200 ng/g), except to H. steindachneri species, that showed median concentration above 300 ng/g. Mercury levels in muscle, blood and erythrocytes of Genidens genidens specimens smaller than 200 mm are significantly higher in the contaminated area. Were found correlations between Hg levels in blood / erythrocytes and Hg levels in muscle for all studies species (except M. furnieri), what indicates the blood as satisfactory matrix for mercury contamination assessmetn It was observed a relationship of 8:1 for Hg levels in muscle: Hg levels in blood and a relationship of 4:1 between Hg in muscle and Hg in erythrocytes. The calculated bioaccumulation factors may be used to predict how much the fish will accumulate through the time. The bioconcentration factors calculated for the relationship sediment:fish indicated that in Ribeira Bay mercury is more bioavailable and incorporated in food chain faster than in Guanabara Bay. Of all biomarkers that were analyzed, hematological parameters showed the best results, especially the haematocrit and the mean cell volume