Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-09-23T14:00:48Z No. of bitstreams: 2 Rios, Kelly Cristine Rodrigues Constantino.pdf: 7821139 bytes, checksum: 7f6ebb2d901ea1265f44a18153befab1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-09-23T15:20:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Rios, Kelly Cristine Rodrigues Constantino.pdf: 7821139 bytes, checksum: 7f6ebb2d901ea1265f44a18153befab1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-23T15:20:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Rios, Kelly Cristine Rodrigues Constantino.pdf: 7821139 bytes, checksum: 7f6ebb2d901ea1265f44a18153befab1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-06-28 / The aquatic environmental quality monitoring is the way to detect changes in their essential features to life. The Ribeirão João Leite, located in the State of Goiás, it highlights the need for constant monitoring, seen its socio-economic importance, the accelerated and disordered growth that plagues the region, land use focused mostly to agriculture and livestock and especially its use to the water bus intended for public supply. Searches for the water column are often conducted developed to the site. However reviews focused on the quality of sediment in this environment are nonexistent, despite the importance of such compartment. The sediment has been shown as an important indicator of the health of aquatic ecosystems, since most contaminants of a basin river system are washed down into the aquatic systems and can be deposited in this compartment. In this way, based on the importance of sediment to the water quality, the main objective of this work was to evaluate the quality of the sediment of the River João Leite, upstream and downstream of a dam public supply, through ecotoxicological of sediments compared to the physical-chemical parameters in two seasons (dry and rainy season). The work presented here addresses important aspects when assessing sediment quality, through four articles divided into chapters. The first chapter is the characterization of the space-exploratory study area considering its features and the relationship between the type of soil, polluting sources and composition of the sediment. The second chapter corresponds to a physical-chemical characterization of the sampled site as well as the lifting of a possible contaminant (metals), and its potential for bioavailability. The third and fourth chapters are focused on ecotoxicological assessment, where the organisms-test Ceriodaphnia dubia were used in the third chapter and Branchiura sowerbyi in the fourth chapter. The results of this study point to the need to deploy evaluations focused on the sediments of the River João Leite as everyday monitoring, since the site has problems of degradation, with high degree of anthropization, together with the lack of soil management and conservation. To the metals contaminants, the environment revealed toxicity unlikely to uncertain. And toxicity tests with the test organisms, Ceriodaphnia dubia and Branchiura sowerbyi, revealed in some cases acute effect, but mostly chronic effect and possible effect hormetc, which are evidence of an environment that is suffering disruptions, whether from metals or is by the performance of other contaminants as non-ionic organic compounds, such as pesticides, widely used in the region. Thus, this category of work being pioneered in the region is evident the need for further research aimed at this type of compartment (sediment) and especially that such studies become part of regular monitoring aimed to ensure water quality of the River João Leite. / O monitoramento da qualidade ambiental aquática é o modo de detectar alterações em suas características essenciais à vida. O Ribeirão João Leite, situado no estado de Goiás, evidencia bem a necessidade de constante monitoramento, visto sua importância socioeconômica, o crescimento acelerado e desordenado que assola a região, a utilização do solo voltada na sua maior parte para agricultura e pecuária e principalmente devido ao barramento de água destinada ao abastecimento público. Pesquisas voltadas para coluna d’água são desenvolvidas de forma corriqueira para o local. Entretanto avaliações voltadas para a qualidade dos sedimentos nesse ambiente são inexistentes, apesar da importância de tal compartimento. Os sedimentos têm se mostrado como um importante indicador da saúde dos ecossistemas aquáticos, visto que a maioria dos contaminantes de uma bacia hidrográfica são carreados para dentro dos sistemas aquáticos e podem ser depositados neste compartimento. Dessa forma, baseado na importância do sedimento para a qualidade da água, o objetivo principal desse trabalho foi avaliar a qualidade do sedimento do Ribeirão João Leite, a montante e a jusante de uma barragem de abastecimento público, por meio de ensaios ecotoxicológicos de sedimento em comparação com os parâmetros físicos-químicos em duas épocas do ano (estação chuvosa e seca). O trabalho aqui apresentado aborda aspectos importantes quando se trata de avaliar a qualidade de sedimentos, por meio de quatro artigos divididos em capítulos. O primeiro capítulo corresponde à caracterização exploratória-espacial da área de estudo considerando suas características e as relações entre o tipo de solo, fontes poluidoras e a composição dos sedimentos. O segundo capítulo corresponde à caracterização físico-química do local amostrado bem como o levantamento de um possível contaminante (metais), e o seu potencial para biodisponibilidade. O terceiro e quarto capítulos estão voltados à avaliação ecotoxicológica, onde foram utilizados os organismos-teste Ceriodaphnia dubia no terceiro capítulo, e Branchiura sowerbyi no quarto capítulo. Os resultados desse estudo apontam para necessidade de implantar avaliações voltadas para os sedimentos do Ribeirão João Leite como monitoramento corriqueiro, visto que o local possui problemas de degradação, com elevado grau de antropização aliado à falta de manejo e conservação dos solos. Para os contaminantes metais o ambiente revelou toxicidade de improvável à incerta. Os testes de toxicidade com os organismos-teste, Ceriodaphnia dubia e Branchiura sowerbyi, revelaram em alguns casos efeito agudo, mas principalmente efeito crônico e possível efeito hormético, que são evidências de um ambiente que está sofrendo perturbações, seja por metais, seja pela atuação de outros contaminantes como compostos orgânicos não iônicos, como pesticidas, muito utilizados na região. Desta forma, sendo esta categoria de trabalho pioneira na região é evidente a necessidade de que se realizem mais estudos voltados para esse tipo de compartimento (sedimentos) e principalmente que tais estudos se tornem parte integrante dos monitoramentos periódicos voltados para garantir a qualidade da água do Ribeirão João Leite.

Os reservatórios são utilizados pelo homem há milhares de anos e são fundamentais em países que apresentam uma matriz energética predominantemente hidrelétrica como o Brasil. Desta forma, há uma preocupação relacionada à vida útil de um reservatório que é influenciada diretamente pelo transporte e deposição de sedimentos. No entanto, a maioria dos reservatórios nacionais não apresenta atualmente estudos hidrossedimentológicos consistentes para auxiliar seus gestores no planejamento e gerenciamento dos mesmos. Uma das principais justificativas apresentadas para a ausência destes estudos se refere à dificuldade na aplicação de metodologias relacionadas à sedimentologia nos recursos hídricos. Neste contexto, a tese apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta computacional (NH Sediment) de livre acesso que poderá auxiliar os gestores de reservatórios no monitoramento e análise dos parâmetros hidrossedimentológicos. A ferramenta computacional é fundamentada em metodologias consolidadas na literatura técnica e acadêmica. Ela permite que o usuário estime parâmetros hidrossedimentólogicos, como a descarga sólida total, o peso específico aparente, a eficiência de retenção, além do volume assoreado e do tempo de vida útil de reservatórios. A ferramenta foi aplicada no Reservatório da Pequena Central Hidrelétrica de Mogi-Guaçu (SP) e foi possível observar que os resultados estavam condizentes com os parâmetros obtidos no levantamento de campo (dados primários) e com os dados fornecidos pela empresa que administra a PCH. Desse modo, a ferramenta computacional é mais uma alternativa para auxiliar o acompanhamento do processo de assoreamento em reservatórios, principalmente das pequenas centrais hidrelétricas onde este problema tende a ser maior. Além disso, ela também poderá ajudar na escolha das melhores medidas para prevenção ou minimização de parte dos problemas causados pelos sedimentos nos reservatórios. / Reservoirs have been used by people for thousands of years and are essential in countries with a predominantly hydroelectric energy matrix, such as Brazil. Although, there is a concern about the life of a reservoir, which is directly influenced by transport and deposition of sediments, most national reservoirs have not conducted consistent hydrosedimentological studies to assist their managers in their planning and managing. One of the main justifications for such a lack is the difficulty of application of methodologies related to sedimentology in water resources. This thesis addresses the development of a computational tool (NH Sediment) of free access that can assist reservoir managers in monitoring and analyzing hydrosedimentological parameters. The tool is based on methodologies consolidated in the technical and academic literature and enables users to estimate hydrosedimentological parameters, such as total solid discharge, apparent specific weight, retention efficiency, silting volume and lifetime of reservoirs. It was applied to the reservoir of the Small Hydropower Plant (SHP) of Mogi-Guaçu (SP) and the results were consistent with the parameters obtained in a field survey conducted and data provided by the company that manages SHP. It has proven an alternative to help users in monitoring the silting process in reservoirs, especially in small hydropower plants, where this problem tends to be more serious. It can also be employed for the choice of best measures for the prevention or minimization of problems caused by sediments in reservoirs.

O reservatório de Itupararanga foi construído pela LIGHT para gerar energia elétrica, iniciando suas operações em 1912. É formado pela barragem das águas do rio Sorocaba, o qual possui como afluentes os rios Sorocamirim, Sorocabuçu e Una. O reservatório localiza-se em uma área de fortes pressões ambientais devido à poluição difusa da produção agrícola, à carga orgânica e uso e ocupação do solo com atividades antrópicas. Desde 2003 vem recebendo alertas da CETESB, devido à presença de grande quantidade de cianobactérias que têm se mantido até os dias atuais. Em decorrência dos problemas observados nesse reservatório, o presente estudo teve por objetivo, avaliar a concentração, dos micro e macroconstituintes em amostras de perfil sedimentar de quatro pontos distintos do reservatório. Para estas análises foram utilizadas as seguintes técnicas analíticas e os respectivos elementos analisados: Análise por Ativação com Nêutrons Instrumental (INAA): As, Ba, Br, Ca, Ce, Co, Cr, Cs, Eu, Fe, Hf, K, La, Lu, Na, Nd, Rb, Sb, Sc, Sm, Ta, Tb, Th, U, Yb e Zn; Espectrometria de Emissão Ótica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP OES): Ag, Al, Ba, Be, Co, Cr, Cu, Fe, Li, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Sn, Sr, Ti, V e Zn; Espectrometria de Absorção Atômica com Forno de Grafite (FG AAS) As, Cd e Pb e Analisador Direto de Mercúrio: Hg total. A validação das metodologias utilizadas foi realizada por meio das análises de materiais de referencia certificados. Os resultados obtidos foram comparados aos valores de referência NASC (North American Shale Comosite) e UCC (Upper Continental Crust). Foram calculados o fator de enriquecimento (FE) e o índice de geoacumulação (Igeo), ferramentas usadas para avaliação da presença de fontes de poluição antrópicas. As concentrações dos metais obtidos por ICP OES e FG AAS foram comparadas aos valores orientadores TEL e PEL do Conselho Canadense de Ministros do Meio Ambiente (CCME) e adotado pela CETESB. A partir desse estudo, foi possível realizar um diagnóstico da qualidade e a carga de fósforo contida nos sedimentos do reservatório, direcionando para ações corretivas que antecipem um dano maior a qualidade do reservatório. / The Itupararanga reservoir was constructed by LIGHT for generating electrical energy, starting its operations 1912. It is formed by the barrage of the waters of the Sorocaba river, formed by the rivers Sorocamirim, Sorocabuçu and Una. The reservoir finds itself in an area of strong environmental pressures due to the diffuse pollution from the agricultural production and the organic load and the use and the occupation of the soil with anthropic activities. Since 2003 it keeps receiving alerts from CETESB due to the presence of cyanobacteria that continues today. In its waters there is the presence of a toxicity which did not correlate with the results of chemical analyzes performed. Due to the problems observed in this reservoir, the present study aimed to evaluate the concentration of micro and macro constituents in samples of sedimentary profile of four different reservoir points. For these analyzes the following analytical techniques were used, with the respective elements analyzed: Analysis by Instrumental Neutron Activation (INAA): As, Ba, Br, Ca, Ce, Co, Cr, Cs, Eu, Fe, Hf, K, La, Lu, Na, Nd, Rb, Sb, Sc, Sm, Ta, Tb, Th, U, Yb and Zn; Optical Emission Spectrometry with Inductively Coupled Plasma (ICP OES): Ag, Al, Ba, Be, Co, Cr, Cu, Fe, Li, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Sn, Sr, Ti, V and Zn; Atomic Absorption Spectrometry with Graphite Furnace (FG AAS) As, Cd and Pb and Direct Mercury Analyzer: total Hg. The validation of used methodologies was performed by the analysis of certified reference materials. The results obtained were compared to reference values NASC (North American Shale Comosite), UCC (Upper Continental Crust). The enrichment factors (EF) and the geoaccumulation index (Igeo), were calculated; they are tools used to evaluate the presence of anthropic pollution sources. The metal concentrations obtained by ICP OES and FG AAS were compared to the guiding values TEL and PEL from the Canadian Council of Ministers of the Environment (CCME) and adopted by CETESB. From this study, it was possible to make a diagnosis of the quality and load of phosphorus in the reservoir sediments, directing to corrective actions that prevent greater harm to the quality of the reservoir.

As macrófitas desempenham um papel de extrema relevância em ambientes aquáticos, pois acumulam elementos metálicos e podem ser utilizadas para biomonitoramento desses ecossistemas, principalmente quando se trata de um importante reservatório para abastecimento público de água, assim como o Reservatório Guarapiranga. Neste estudo, foram avaliados os teores dos elementos potencialmente tóxicos As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb e Zn e outros elementos de interesse, em amostras de quatro espécies de macrófitas flutuantes (E. crassipes, P. stratiotes, S. herzogii e S. molesta), e nos compartimentos ambientais sedimentos e água. Foram coletadas amostras de macrófitas, sedimentos e água, em três pontos ao longo do Reservatório Guarapiranga em duas campanhas de coleta realizadas nas épocas chuvosa (março) e seca (setembro), em três semanas consecutivas para cada época de coleta, com o objetivo de avaliar a extensão da contaminação por elementos metálicos neste ecossistema. Para tal, foram aplicadas as seguintes técnicas analíticas: INAA, GF AAS, Análise Direta de Mercúrio, ICP OES e ICP MS para as análises das macrófitas e as técnicas ICP OES e CV AAS para as análises de água e sedimentos. Os resultados dos elementos tóxicos determinados nas macrófitas apresentaram valores acima dos valores de referência para plantas vasculares aquáticas para a maioria dos elementos, especialmente para o Cu, que apresentou teores extremamente elevados (10 a 802 mg kg-1), em especial no ponto P-03, onde foram encontradas as concentrações mais elevadas deste metal. A ANOVA mostrou diferenças estatisticamente significativas entre as concentrações nos locais de coleta, para a maioria dos elementos, porém não indicou diferenças estatisticamente significativas em relação ao acúmulo desses elementos entre as espécies de macrófitas flutuantes, em ambas as épocas (chuvosa e seca). Os teores dos elementos tóxicos determinados nas amostras de água mostraram-se abaixo dos limites de quantificação das técnicas analíticas aplicadas. No entanto, a avaliação das concentrações desses elementos nas amostras de sedimentos revelou valores que ultrapassaram os valores de TEL (Threshold Effect Level) para a maioria dos elementos analisados e os altos teores de Cu (32 a 4567 mg kg-1) ultrapassaram o valor de PEL (Probable Effect Level), especialmente no ponto P-03. O índice de geoacumulação demonstrou sedimentos de moderadamente a muito poluídos por Zn e de moderadamente a altamente poluídos por Cu. A contaminação de cobre no reservatório é explicada pela frequente aplicação deste metal na forma de sulfato de cobre, como algicida, em especial no ponto de coleta (P-03) que está localizado próximo ao local onde a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP) realiza a captação de água no reservatório. A comparação entre os teores dos elementos As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb e Zn analisados nas amostras de sedimentos e macrófitas apresentou uma correlação positiva, indicando a bioacumulação desses elementos pelas macrófitas. Os resultados podem indicar potencial risco da qualidade da água no reservatório. / Macrophytes play a relevant role in aquatic environments since they may accumulate metallic elements and can be an important tool for bioaccumulation studies, especially concerning an important and strategic water supply as Guarapiranga Reservoir. In this study, the contents of the potentially toxic elements As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn, and other elements of interest, were determined in samples of four species of macrophytes (E. crassipes, P. stratiotes, S. herzogii e S. molesta), sediments and water samples, aiming to assess metallic elements contamination. Samples were collected at three sites of the Guarapiranga Reservoir, in two sampling campaigns on wet (March) and dry (September) seasons, in three consecutive weeks for each season. The analytical techniques employed were: INAA, GF AAS, Mercury Direct Analysis, ICP OES and ICP MS, for macrophyte analysis, and ICP OES and CV AAS for sediment and water analysis. Toxic element concentration results in macrophytes presented higher values than reference values for aquatic plants for most elements, mainly for Cu, which presented extremely high values (10 to 802 mg kg-1), especially at site P-03, where the highest contents were observed. ANOVA showed significant differences among sampling sites. However, there were no significant statistical differences in the accumulation of the analyzed elements among the macrophyte species for both season campaigns (wet and dry). The toxic elements content in water samples were below the quantification limits of the analytical techniques applied. Nevertheless, the level of the toxic elements analyzed in sediment samples exceeded TEL values (Threshold Effect Level) for most elements. Besides, Cu presented high concentrations (32 a 4567 mg kg-1) that surpassed PEL value (Probable Effect Level), especially at site P-03. The geoaccumulation index indicated sediments moderate to highly polluted by Zn and moderate to extremely polluted by Cu. The contamination by Cu in the reservoir is explained by the frequent use of this metal as algicide (copper sulphate), especially at the site (P-03) located near the State Company of Water Supply (SABESP) catchment point. The results obtained for As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb and Zn in the sediment samples were compared to the results obtained for the macrophyte samples, and a positive correlation was obtained, indicating bioaccumulation of these elements in aquatic macrophytes. These results may indicate potential risk of the reservoir water quality.

O presente estudo consistiu em caracterizar quimicamente amostras de sedimentos da represa Billings, braço Rio Grande, na região Metropolitana de São Paulo, por meio da determinação da concentração de metais e outros elementos de interesse. Os parâmetros químicos escolhidos para esta caracterização, foram as concentrações de Alumínio, Arsênio, Bário, Cádmio, Chumbo, Cobre, Cromo, Ferro, Manganês, Mercúrio, Níquel, Selênio e Zinco. Esses parâmetros são também utilizados na determinação do Índice de Qualidade das Águas (com exceção do Selênio). As determinações foram efetuadas pelas técnicas analíticas de espectrometria de absorção atômica (FAAS, GFAAS e CVAAS), espectrometria de emissão ótica (ICP OES) e análise por ativação neutrônica (AAN). Essas metodologias analíticas foram avaliadas quanto à precisão, exatidão e limite de detecção e/ou quantificação para os elementos determinados, nas amostras de sedimentos. Foram discutidas também as vantagens e desvantagens de cada técnica utilizada, para cada elemento, dependendo de sua concentração. A partir dessa análise, selecionou-se a técnica mais apropriada para a determinação de cada elemento, para a implementação em análise de rotina de amostras de sedimentos. Dessa forma verificou-se que a digestão efetuada assistida por microondas em sistema fechado com ácido nítrico é eficiente para a quantificação da concentração de metais extraíveis de interesse ambiental. Verificou-se também que as técnicas escolhidas para as determinações dos metais eram igualmente eficientes. No caso dos metais Cd e Pb, com a técnica de FAAS obteve-se resultados melhores do que a técnica de ICP OES, por não apresentar interferência de matriz. Os valores de concentração para os metais As, Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb e Zn nas amostras de sedimentos foram comparados com os valores orientadores (TEL e PEL) do Canadian Council of Minister of the Environment (CCME). Esse projeto definiu as técnicas analíticas e parâmetros, para um melhor monitoramento dos níveis de contaminação de sedimentos por metais, fornecendo dados que possam ser utilizados para direcionar atitudes e manejos de sistemas aquáticos. / The present study chemically characterized sediment samples from the Billings reservoir, Rio Grande tributary, in the Metropolitan region of São Paulo, by determining metal concentration and other elements of interest. The chosen chemical parameters for this characterization were Aluminum, Arsenic, Barium, Cadmium, Copper, Chromium, Iron, Lead, Manganese, Mercury, Nickel, Selenium and Zinc. These parameters are also used in the water quality index, with the exception of Selenium. The concentrations were determined through different analytical techniques such as atomic absorption spectrometry (FAAS, GFAAS and CVAAS), optical emission spectrometry (ICP OES) and neutron activation analysis. These analytical methodologies were assessed for precision, accuracy and detection and/or quantification limits for the sediment elements in question. Advantages and disadvantages of each technique for each element and its concentration were also discussed. From these assessment the most adequate technique was selected for the routine analysis of sediment samples for each element concentration determination. This assessment verified also that digestion in a closed microwave system with nitric acid is efficient for the evaluation of extracted metals of environmental interest. The analytical techniques chosen were equally efficient for metals determination. In the case of Cd and Pb, the FAAS technique was selected due to better results than ICP OES, as it does not present matrix interference. The concentration values obtained for metals As, Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb and Zn in the sediment samples were compared to Canadian Council of Minister of the Environment (CCME) TEL and PEL values.

Uma vez introduzidos no ambiente aquático os resíduos podem ser adsorvidos por partículas orgânicas em suspensão. Dependendo da morfologia do rio e das condições hidrológicas, essas partículas são depositadas ao longo de seu curso, tornando-se parte dos sedimentos de fundo, tornando-os, muitas vezes, fonte de contaminação para a coluna dágua e para os organismos bentônicos. Na avaliação de recursos hídricos, os sedimentos têm sido um dos mais importantes indicadores do nível de contaminação de ecossistemas aquáticos, representando a deposição de contaminantes no ambiente ocorrida durante décadas. O rio Tietê corta o estado de São Paulo, porém é na região metropolitana que este sofre piores impactos. Na região de Salesópolis as águas do rio Tietê são utilizadas para abastecimento público, porém, ao atravessar a cidade de Mogi das Cruzes, a qualidade de suas águas diminui de maneira expressiva. Dada a importância do rio Tietê e dos sedimentos à biota aquática, este trabalho teve por objetivo avaliar a toxicidade do sedimento em cinco pontos ao longo do rio Tietê, entre os municípios de Salesópolis e Suzano, São Paulo. Foram realizadas quatro coletas: duas no verão e duas no inverno. O sedimento integral foi avaliado por ensaios de toxicidade aguda e crônica com Hyalella azteca e Ceriodaphnia dubia respectivamente; o elutriato por ensaios de toxicidade crônica com C. dubia; e a água intersticial foi submetida à Vibrio fischeri. Amostras de água do rio também foram avaliadas para efeitos crônicos com C. dubia. As amostras de sedimento também foram caracterizadas quanto a presença de metais e hidrocarbonetos, buscando correlacionar os efeitos biológicos à contaminação química. Os resultados obtidos nos ensaios com sedimento integral apontam os pontos localizados nas cidades de Mogi das Cruzes (P3) e Suzano (P4) como os mais tóxicos, além de apresentarem concentrações mais elevadas de metais pesados. Os ensaios em fases aquosas do sedimento (elutriato e água intersticial) apontaram Biritiba-Mirim (P1) como um local com elevada freqüência de efeitos tóxicos e importante presença de hidrocarbonetos. O ponto P2, em Biritiba-Mirim também apresentou hidrocarbonetos. No reservatório Ponte Nova (P0) a toxicidade foi o segundo local menos freqüente. Os resultados evidenciaram um gradiente de toxicidade e contaminação que aumenta de acordo com o distanciamento do reservatório da Ponte Nova (P0) e aproximação da metrópole. / Once introduced into the aquatic environment, many substances can bind or be adsorbed by organic particles in suspension. Depending on the river morphology and hydrological conditions, these particles in suspension containing the contaminants can be deposited along its course, becoming part of the bottom sediments, making them actual sinks and often a source of contamination for the water column and benthic organisms. In the assessment of water, sediment has been one of the most important indicators of the contamination levels in aquatic ecosystems, representing the deposition of contaminants in the environment that occurred over the years and even decades. The Tietê River cross the São Paulo state, however, in the metropolitan region of São Paulo, the river shows the most severe degradation. In the region of Salesópolis, the waters of the Tietê River are used for public supply, but across the city of Mogi das Cruzes the water quality decreases significantly. Considering the importance of the Tietê river and the sediment for the aquatic biota, this study aimed to evaluate the toxicity of the sediment at five points along the Tietê river, between the cities of Salesópolis and Suzano, São Paulo. Four sampling were carried out: two in the summer (rainy season) and two in winter (dry season). The whole sediment was assessed by acute and chronic toxicity tests with Hyalella azteca and Ceriodaphnia dubia, respectively, the elutriate was assessed by chronic toxicity test using C. dubia, while the porewater was evaluated by acute toxicity test with Vibrio fischeri. Samples of river water were also evaluated for chronic toxicity tests with C. dubia. The quantification of metals and hydrocarbons in sediment samples was also carried out in order to correlate the biological effects with the chemical contamination. The obtained results with the whole sediment test indicate Mogi das Cruzes (P3) and Suzano (P4) cities as the most toxic sites and also as the sites with the highest concentrations of heavy metals. The tests with aqueous phases (elutriate and porewater) indicated the site located in Biritiba-Mirim (P1) as the most problematic. High concentrations of hydrocarbons were also found in this site, as well as in another site located in Biritiba-Mirim (P2). The Ponte Nova reservoir site (P0) showed toxicity in a few occasions, and it is the only site where high concentrations of contaminants was observed. The results showed a gradient of toxicity and contamination that increases according to the distance from the reservoir (P0) and with the proximity of populated and industrialized cities (P3 and P4).

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cristiany Fosquiani.pdf: 1334289 bytes, checksum: 9235d563e3a64368c95f17fc02f96891 (MD5) Previous issue date: 2007-07-13 / The goal of this research was to quantify the amount of liquid, the drop of sediments, nutrients and micro-organisms from Portuguesa river hydrografical basin, Piquiri tributary in Ubiratã/PR. The river basin has an area of 40,819 km2, and from this total 6% is inside the urban area and 94% in the rural area. It was analyzed the physical-chemical parameters, microbiologicals the amount of sediments and quantify of flow. Every datas was about the flow, the use and the soil occupied. The evaluated of water quality from the Portuguesa river trough the analysis of parameters physical-chemical and biologics; the dissolved oxygen, electrical conductivity, pH, water temperature, turbidity, color, total kjeldahl nitrogen, nitrate, nitrite, total phosphorus, total coliforms and thermotolerant coliforms and solids in suspension. There were chosen 3 points at Portuguesa river called P1, P2 and P3 to the realization of the cross-section. The collection was done between a couple of weeks, or with the meaning increase of the amount of liquid. The parameters physical-chemical were analyzed in agreement of metodology described by Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA-AWWA-WEF, 1995) and the bacteriologicals parameters were studied trough the subtract method COLILERT (cellophanes). The results show us the water temperature had a fluctuation, could have being associated with the time and the period of the year when sample was done such as the soil accupation. There were relations between electric conduction and dissolved oxygen. The parameter pH was closed to the neutrality in the whole studied points. The electric conduction, color and turbidity had the relation with flow such as increase or decrease of it. The variable dissolved oxygen showed the degrees less than 5mg.L-1 in all points between 08/03/2007 and 03/04/2007, having a relation to the temperature and flow. In relation of variability from nutrients (total phosphorus, nitrite and nitrate) exception to total kjeldahl nitrogen, that doesn t have relation to the flow, the smaller values found were associated with smaller flow. About the total coliforms, the P1 showed the biggest concentration associated to the increase of flow. Thermotolerant coliforms, P2 and P3 showed the biggest concentration, these points are localized next to the urban area. The key-curve of solid flush in suspension and flow, bring up good correlation among the three monitored points, shows up the worth of flow and sediments obtained are about the flush of basic flow by inecessability to the control stages of rain. About the production of sediments trough the analysis of the solids values in suspension and the bigger flows. To help the future use of water from Portuguesa river, was compared the parameters analyzeds to the stabilished limits from resolution CONAMA 357/2005, to put them in the class and use. Some parameters set the Portuguesa river in class 2 and others in class 3. / O presente trabalho teve como objetivo quantificar a vazão líquida, o aporte de sedimentos, de nutrientes e de microorganismos da bacia hidrográfica do rio Portuguesa, tributário do Piquiri, no município de Ubiratã/PR. A bacia possui uma área de 40,819 km2, sendo que deste total, 6% está inserido na área urbana e 94% na área rural. Foram realizadas análises referentes a parâmetros físico-químicos, microbiológicos, carga de sedimentos quantificação de vazão. Todos os dados foram correlacionados com a vazão e com o uso e ocupação do solo. Avaliou-se a qualidade das águas do rio Portuguesa através da análise de parâmetros físico-químicos e biológicos: oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, pH, temperatura da água, turbidez, cor, nitrato, nitrito, nitrogênio total kjeldahl, fósforo total, coliformes totais e termotolerantes e sólidos em suspensão. Foram escolhidos para realização da amostragem, 3 pontos localizados no rio Portuguesa, denominados P1, P2 e P3. As coletas foram realizadas com periodicidade de 15 dias, ou com aumento significativo da vazão. Os parâmetros físico-químicos foram analisados de acordo com as metodologias descritas no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA-AWWA-WEF, 1995) e os parâmetros bacteriológicos foram analisados através do método substrato COLILERT (Cartelas). Os resultados obtidos demonstraram que a temperatura da água apresentou uma oscilação, podendo estar associado com o horário, a época do ano que foi realizada amostragem e o uso e ocupação do solo. Houve ainda uma relação com a condutividade elétrica e oxigênio dissolvido. O parâmetro pH manteve-se próximo a neutralidade em todos os pontos estudados. Condutividade elétrica, cor e turbidez tiveram relação com a vazão, tanto com o aumento quanto com diminuição da mesma. A variável oxigênio dissolvido apresentou valores abaixo de 5 mg. L-1 em todos os pontos nos dias 08/03/2007 e 03/04/2007, havendo uma relação com temperatura e vazão. Em relação as variáveis nutrientes (fósforo total, nitrito e nitrato) com exceção do nitrogênio total kjeldhal, que não teve relação com a vazão, os menores valores encontradas estiveram associados com baixas vazões. Em relação a coliformes totais, o P1 apresentou maiores concentrações associados ao aumento da vazão. Coliformes termotolerantes, P2 e P3 apresentaram maiores concentrações, estes pontos localizam-se próximos a área urbana. A curva-chave de descarga sólida em suspensão e vazão, apresentou boa correlação nos três pontos monitorados, destaca-se que os valores de vazão e sedimentos obtidos referem-se ao fluxo de vazão básica, pela inacessibilidade às secções de controle durante a chuva. Em relação à produção de sedimentos, através das análises de sólidos em suspensão pode-se observar que P1 apresentou os maiores valores de sólidos em suspensão e maiores vazões. Como auxílio no uso futuro das águas do rio Portuguesa, comparou-se os parâmetros analisados aos limites estabelecidos pela Resolução CONAMA 357/2005, a fim de enquadra-lo na classe de uso. Alguns parâmetros enquadraram o rio Portuguesa em classe 2 e outros em classe 3.

O objetivo principal deste estudo é a análise do balanço de sedimentos arenosos na enseada de Balneário Camboriú, localizada no litoral centro-norte do Estado de Santa Catarina. Para alcançar os objetivos deste trabalho a enseada foi compartimentada em células e utilizadas diferentes metodologias que envolveram a análise de diversos parâmetros, tais como: sedimentologia e morfologia da praia e antepraia; estabilidade da praia em planta e perfil; perfil de equilíbrio da enseada; transporte de sedimentos por ondas e correntes e perda de sedimentos para fora da praia através dos banhistas. A praia de Balneário Camboriú é composta de areia fina a muito fina, de composição quartzosa, bem a moderadamente classificados. A distribuição das fácies sedimentares da enseada de Balneário Camboriú demonstra a inexistência de trocas de sedimentos arenosos da praia com a região da antepraia, sendo esta dominada principalmente por sedimentos finos (silte e argila). A estabilidade da praia em planta encontra-se em equilíbrio dinâmico na porção norte e sul da enseada. A morfologia praial em valores de variação de volume e largura demonstrou que os perfis localizados na porção norte, que corresponde a região mais exposta da praia, apresentam maiores variações do que os demais perfis localizados nas porções mais protegidas. Verificou-se um processo de rotação praial entre os perfis, havendo acresção em alguns enquanto ocorre erosão em outros, mostrando uma troca de sedimentos entre eles. O volume de sedimentos ganho pela praia entre 1994 e 2005 foi de aproximadamente 49.000 m3 que foram adicionados artificialmente por uma obra de alimentação executada pela prefeitura municipal. A profundidade de fechamento apresenta um comportamento gradacional, com diminuição dos valores de norte para o sul da enseada, em acordo com os padrões de distribuição do fluxo de energia das ondas e correntes. Os valores definidos para a profundidade de fechamento variam entre 4 m e 1,7 m. Este limite de profundidade é também demonstrado na variação faciológica entre a praia e antepraia. Os cenários de refração, difração de ondas e transporte de sedimentos associado demonstrou que a praia se comporta como uma célula fechada, não havendo troca significativa de sedimentos entre esta e a região de antepraia. Portanto, gerando um balanço arenoso nulo entre estes dois ambientes. Verificou-se, que o volume sedimentar removido da praia pelos banhistas não causou grande impacto no balanço de sedimentos durante o período amostral. Por outro lado, sugere-se que em longo prazo, esta retirada de areia possa representar um déficit mais significativo, da ordem de 970m³. O cálculo do balanço de sedimentos arenosos para a praia e enseada de Balneário Camboriú apresentou um valor negativo de 152 m3/ano. Este valor pode ser considerado mínimo quando comparado ao volume total de sedimentos da praia, e corresponde a metade do valor calculado para a perda anual de sedimentos causadas pelos banhistas Com isso pode-se concluir que a enseada de Balneário Camboriú está em equilíbrio quanto ao balanço sedimentar, sem perdas e ganhos de sedimentos consideráveis. / The overall goal of this study is the sandy sediment budget analysis in the Balneário Camboriú bay, located in central-northern coast of Santa Catarina State. To achieve the objectives of this work the bay was compartments in cells and used different methodologies that involved the analysis of various parameters such as: the beach and bay sedimentology and morphology; planform and profile beach stability; equilibrium beach profile; sediment transport by waves and currents and loss of sediment through the beach users. The Balneário Camboriú beach is composed of the fine and very fine sand, quartz and to moderately classified. The sedimentary facies distribution shows there are no exchanges of sediment from the sandy beach with the bay, dominated mainly by fine-grained sediments (silt and clay). The planform beach stability is in dynamic equilibrium in the north and south beach portion. The beach morphology change in volume and width values showed that the profiles located in the northern portion, more exposed to the beach, have more variations than the other profiles located in portions more protected. There was a process of beach rotation between the profiles, there was accretion in some profiles and erosion in others, showing an exchange of sediment between them. The sediment volume gain the beach between 1994 and 2005 was approximately 49,000 m3 which were artificially added to the beach for nourishment implemented by Municipality. The depth of closure presents a gradational behavior, with declining values of north to the south of the bay, in accordance with the waves and currents flow of energy distribution patterns. The values defined for the depth of closure ranging from 4 m to 1.7 m. This limit of depth is also shown in facies variation between the beach and shoreface. The waves refraction and diffraction scenarios and sediment transport showed that the beach is behaving like a closed cell, with no exchange between beach and shoreface. Therefore, generating a null balance between these two sandy environments. It was found that the sediment volume removed by users beach causes no major impact on the coastal sediment sampling during the period (summer 2003/2004). Moreover, it is suggested that a long-term Balneário Camboriú, the sand removal could present a more significant deficit in the coastal sediment, as this beach is mostly populated flow in twenty years where the sediment volume would be withdrawn from 970m³ . The beach and shoreface Balneário Camboriú sandy sediment balance calculation presented a negative value of 152 m3/year. This quantities can be considered minimal when compared to the total sediment volume from the beach. The estimated value is half the value calculated for the loss of sediment removed by users. This can be concluded that the inlet of Balneário Camboriú bay is totally balanced on the sediment, with no considerable sediment losses and gains.

Orientador: Adilson Pinheiro. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental.

O transporte de sedimento em suspensão em corpos hídricos é responsável pela diminuição da qualidade da água, pelo transporte de poluentes, pelo assoreamento de reservatórios, entre outros problemas. Por isso é importante o seu monitoramento para a gestão dos recursos hídricos. O sensor de turbidez tem sido usado como medida indireta para o monitoramento da concentração de sedimentos em suspensão (CSS). Porém para a devida calibração do sensor de turbidez deve-se considerar os fatores que influenciam sua medida. Dentre estes fatores estão as características do sedimento, do equipamento e do escoamento. As características do sedimento de maior influência na medida do sensor são a concentração e o tamanho do sedimento. Desta forma buscou-se verificar a influência da concentração e da granulometria do sedimento na estimativa da CSS com o uso do sensor de turbidez. Para isso foram realizados 3 experimentos que avaliaram a medida da turbidez em diferentes concentrações e granulometrias utilizando um canal artificial alimentado por água e sedimento. No primeiro experimento foi medida a concentração e a turbidez em 60 momentos com diferentes CSS. No segundo estes mesmos parâmetros foram medidos em 12 pontos experimentais, porém com sedimento em 4 granulometrias diferentes. No terceiro experimento além da variação da granulometria, variou-se também a descarga sólida de sedimento em suspensão com o controle da vazão de entrada de sedimento. Estabeleceu-se uma relação linear entre os resultados de turbidez e CSS para todos os experimentos, que forneceu a equação da reta e o R². No experimento 3 a relação entre turbidez e CSS foi estabelecida para cada ponto experimental. Com os resultados obtidos, concluiu-se que a relação entre a turbidez e a CSS é influenciada pela concentração e pela granulometria, sendo que com o aumento da concentração há uma diminuição do efeito da granulometria sobre a sensibilidade do sensor de turbidez. Por fim, conclui-se que em condição de baixa descarga sólida, a medida de turbidez diminui com o aumento da granulometria. / The transport of suspended sediment in water bodies is responsible for the reduction of water quality, the transport of pollutants, the silting of reservoirs, among other problems. That is why it is important to monitor the management of water resources. The turbidity sensor has been used as an indirect measure for the monitoring of suspended sediment concentration (SSC). However for the proper calibration of the turbidity sensor, the factors that influence its measurement must be considered. Among these factors are the sediment, equipment and flow characteristics. The characteristics of the sediment of greatest influence on the measurement of the sensor are the concentration and the size of the sediment. In this way, we aim to verify the influence of the sediment concentration and grain size on the CSS estimation with the use of the turbidity sensor. For this, three experiments were carried out to evaluate the turbidity measurement in different concentrations and granulometry using an artificial channel fed by water and sediment. In the first experiment, the concentration and turbidity were measured in 60 experimental points with different CSS. In the second, these same parameters were measured in 12 experimental points, but with sediment in 4 different granulometries. In the third experiment besides the granulometry variation, the solid discharge of sediment in suspension was also varied with the control of the inflow of sediment. A linear relationship between the turbidity and CSS results was established for all experiments, which provided the line equation and the R². In experiment 3 the relationship between turbidity and CSS was established for each experimental point. With the results obtained, it was concluded that the relationship between turbidity and SSC is influenced by concentration and grain size, and with increasing concentration there is a decrease in the effect of particle size on turbidity sensor sensitivity. Finally, it is concluded that in low solid discharge condition, the turbidity measurement decreases with increasing particle size.