Los estudios de calidad de las cuencas hidrográficas han adquirido gran interés en las últimas décadas, dado el incremento de población en sus riberas, el creciente grado de industrialización y los aportes del sector primario. En este trabajo se ha evaluado el grado de contaminación por metales pesados de las aguas y de los sedimentos de la cuenca del Llobregat. El análisis de los metales pesados tiene un interés especial al tratarse de una cuenca altamente aprovechada para el consumo en el área metropolitana de Barcelona que conjuntamente con la procedente del río Ter abastecen a una población de más de cuatro millones de habitantes. Por otro lado, este estudio supone un aporte de información valioso sobre la distribución de Sb, As, Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb y Zn en aguas y sedimentos de la cuenca del Llobregat, así como de la biodisponibilidad de estos elementos en el medio acuático a partir del estudio de especiación. Para llevar a cabo este estudio se establecieron diecisiete puntos de muestreo, ocho de ellos situados en el río Llobregat, cuatro en su afluente principal el río Cardener y cinco en el río Anoia. Las muestras de las aguas y los sedimentos se recogieron durante un año con una frecuencia trimestral. Los sedimentos se han secado a 105ºC para la determinación de los elementos Sb, Cd, Cu, Cr, Ni, Pb y Zn durante 24 horas y, a 60ºC para los metales volátiles (As y Hg) por un periodo de 16 horas y todos ellos tamizados a 63 mm de luz de malla. Esta fracción contiene la práctica totalidad de la materia orgánica y los metales pesados al mismo tiempo supone una homogeneización del material objeto de análisis.La extracción de los metales en sedimentos se llevo acabo mediante digestión ácida: con ácido nítrico y clorhídrico concentrado, utilizando recipientes de Pyrex cerrado durante 3 horas a 150ºC en baño de arena. Los contenidos metálicos en las aguas y los sedimentos se analizaron por Espectrometría de Masas con fuente de Plasma Acoplada Inductivamente (ICP-MS) ELAN 6000. También se han determinado los parámetros físico-químicos y componentes mayoritarios en las aguas y también los contenidos de carbonatos, materia orgánica y silicatos en los sedimentos, para tratar de establecer posibles correlaciones entres sus contenidos y los de metales pesados en sedimentos y para realizar una caracterización litogénica de estos materiales.Según los resultados obtenidos, las aguas de la cuenca del Llobregat presentan una elevada salinidad con altos valores de conductividad, cloruros y residuo seco. Estos valores destacan especialmente después de las explotaciones mineras. De los tres ríos estudiados el río que está más afectado es el Anoia, por los parámetros de salinidad.En lo que respecta a la concentración de los metales pesados en las aguas, cabe destacar en toda la cuenca del Llobregat sólo tres puntos de muestreo están sensiblemente contaminados, en el río Llobregat en Sant Joan Despí por el Ni y en el Anoia en Vilanova del Camí y en Capellades por el metal Cr.Teniendo en cuenta la legislación Holandesa, se ha constatado que los sedimentos están sensiblemente contaminados por Cu en el río Llobregat a partir de Martorell-L hasta Sant Joan Despí y en el río Anoia los puntos de muestreo de Vilanova del Camí, Sant Sadurní d'Anoia y Martorell-A. Por el metal Cr el punto de Vilanova del Camí en el río Anoia. En cambio el metal Ni supera los máximos valores estipulados en los tres ríos, en la mayoría de los puntos de muestreo.Finalmente, se ha realizado el análisis de especiación iónica de los metales pesados en los sedimentos por el método BCR. Se han determinado las concentraciones de metales ligadas a cada fracción. Este método recoge cuatro fracciones de metal: iones intercambiables y carbonatos (f-1), óxidos de Fe-Mn (f-2), materia orgánica (f-3) y fase residual (f-4). Este estudio nos ha permitido establecer que en los sedimentos fluviales estudiados la fracción más abundante de los metales Sb, As, Cu, Ni, Pb y Zn, es la fase residual. Por el contrario, los elementos Cd y Cr se hallan en las fases extraíbles. / The study of the quality in hydrographic river basins have generated substantial interest in the last decades, because of an increase in population, the industrialization process and the contributions of the primary sector. The main objective of this work is to evaluate the contamination by heavy metals in waters and sediments from Llobregat river basin. The determination of the heavy metals in Llobregat basin has a special interest because this basin is highly made use of for the consumption in metropolitan area from Barcelona that together Ter river supplies more than four million of inhabitants. On the other hand, this study contributes an interesting information on the distribution of Sb, As, Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb and Zn elements in waters and sediments from Llobregat river basin, as well as the study of these elements in aquatic systems by means of speciation study. In order to carry out this study seventeen points were studied, eight of them situated in Llobregat river, four in their main affluent (Cardener river) and five in Anoia river. Waters and sediments samples took during a year with a quarterly frequency. Sediments have been dried to 105ºC for the determination of Sb, Cd, Cu, Cr, Ni, Pb and Zn elements during 24 hours and, to 60ºC for the determination of volatile metals (As and Hg) by a period of 16 hours and all of them sifted to 63 µm mesh light. This fraction make up the major part of organic matter and the heavy metals, at the same time suppose a material homogenization. The extraction of heavy metals in sediments was performed by means of a mixture of acid digestion: with HCl and HNO3 concentrated, using Pyrex vessels closed for 3 hours to 150ºC in sand bath. The metallic elements contents in waters and sediments were analyzed by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) ELAN 6000. Also the physico-chemical parameters have been determined as well the majority components in waters and carbonates content, organic matter and silicates in sediments, in order to establish the correlations between its contents and heavy metals content in sediments and to characterize these materials. According to the obtained results, the waters from Llobregat river basin present a high salinity with high conductivity values, chlorides and dry remainder. These values emphasize specially after the mining operations. Among three rivers studied the most affected is Anoia river, by the salinity parameters. In reference to the heavy metals concentration in waters, it is worthwhile emphasizing that only three points from Llobregat basin are sensibly contaminated: in Sant Joan Despí by Ni metal (Llobregat river) and in Vilanova of the Camí and Capellades by the Cr metal (Anoia river). According to the Dutch legislation, Martorell-A point corresponding to Llobregat river, are contaminated by Cu metal from Martorell-L to Sant Joan Despí and the points from Vilanova of the Camí, Sant Sadurní d'Anoia and Martorell-A in Anoia river. The point from Vilanova of the Camí in Anoia river is contaminated by Cr metal. However, Ni metal surpasses the maximum values stipulated in the three rivers. Finally, the analysis of ionic speciation of heavy metals has been made in sediments by BCR method by determining metal concentrations related to each fraction. This method studies four fractions of metal: interchangeable ions and carbonates (f1), Fe-Mn oxides (f2), organic matter (f-3) and residual phase (f-4). This study allow us to establish that the most abundant fraction of metals as Sb, As, Cu, Ni, Pb and Zn in fluvial sediments, exist in the residual phase. On the contrary, Cd and Cr elements are in the extracted phase.

El ecosistema fluvial integra la biota, interacciones biológicas y procesos físicos y químicos que determinan cómo funcionan dichos sistemas. En los arroyos pampeanos tanto el biofilm como las macrófitas acuáticas constituyen recursos basales importantes para las comunidades acuáticas de macroinvertebrados. Dichos recursos también proporcionan energía acumulada en forma de materia orgánica. Además en estos ambientes los valores de nutrientes son eleva¬dos. El análisis del complejo biológico resulta de sumo interés para interpretar tanto el balance energético fluvial como la calidad del agua. En este contexto los macroinvertebrados tienen un papel relevante en el procesamiento del material fino y de los sedimentos ya que son los principales consumidores de materia orgánica particulada y representan una biomasa impor¬tante en los sistemas lóticos. El objetivo general de este estudio fue determinar y comparar la dieta de los principales macroinvertebrados de ambientes lóticos de la llanura pampeana que presentan diferentes grados de disturbio con el fin de establecer su ubicación dentro de los grupos funcionales alimentarios (GFA) y sus relaciones tróficas, para ello fueron empleadas las técnicas de análisis de contenido intestinal, isótopos estables y estequiometría ecológica. Los arroyos pampeanos seleccionados para este estudio fueron el arroyo Rodríguez y el arroyo Carnaval ambos afluentes del Río de La Plata en los cuales se seleccionaron tres sitios, dos ubicados en el arroyo Rodríguez (R1: Latitud S: 340 53´59.89”; Longitud O: 580 3´44.26”) y R2: Latitud S: 340 52´42.95”; Longitud O: 580 2´7.79”) los cuales se hallan aguas abajo de la des-carga de un frigorífico y de un dique de contención localizado en un barrio privado. El sitio del arroyo Carnaval (C: Latitud S 340 53´8.67”; Longitud O 580 5´23.43”) presenta como principal impacto observable, el dragado de su cauce y fue tomado como “referencia” por sus mejores condiciones fisicoquímicas del agua. Fueron realizadas 5 campañas de muestreo durante noviembre del 2009 hasta diciembre del 2010. Se tomaron datos fisicoquímicos: oxígeno disuelto (OD), conductividad, pH, turbidez, Tº, demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), demanda química de oxígeno (DQO), nitritos (N-NO2-), nitratos (N-NO3-), amonio (N-NH4+) y fosfato (P-PO43-) e hidrogeomorfológicos: velocidad de corriente, ancho mojado, profundidad media, caudal, sólidos suspendidos totales (SST), porcentajeorgánico de SST, materia orgánica particulada fina (MOPF), materia orgánica particulada gruesa (MOPG), granulometría del sedimento; así como muestras de biofilm (epipelon, epifiton) y de macroinvertebrados presentes en el sedimento y la vegetación. Todas las muestras fueron obtenidas por triplicado. En una campaña adicional realizada en noviembre del 2011 se analizó la concentración de metales pesados, pesticidas e hidrocarburos en el sedimento (analizados mediante métodos estándar) así como también se determinaron los valores de δ15N y δ13C y contenido de C:N:P de los SST, vegetación acuática, biofilm (epipelon y epifiton) y de los macroinvertebrados bentónicos. Los resultados de las variables fisicoquímicas, el índice biótico de calidad de agua (IBPAMP) y la taxocenosis de la comunidad demuestran un fuerte impacto antropogénico en el arroyo Rodríguez con contaminación principalmente de origen orgánico, aunque también se detectó la presencia de metales pesados por debajo de los valores permitidos. El arroyo Carnaval pre-sentó mejores condiciones de calidad de agua evidenciada por el elevado oxígeno disuelto, la baja conductividad, y los bajos valores de nutrientes, de DBO5 y de DQO que posee este sitio. En ambos sitios del arroyo Rodríguez los valores de OD fueron bajos y el resto de los paráme-tros mencionados fueron más elevados. La mayoría de los organismos analizados en este estudio formaron parte del grupo funcional de colectores recolectores. Esto destaca la afinidad que poseen los taxa por el detrito indi-cando la importancia de este recurso para estos ecosistemas lóticos pampeanos. Se observó una coincidencia elevada entre los GFA asignado para los taxa de los arroyos pampeanos y los de sus congéneres de América del Norte. La principal diferencia estuvo dada por la ausencia de organismos netamente fragmentadores. Se pudo observar un fuerte consumo de detritos, restos vegetales y algas en los taxa no depredadores. En cambio en los taxa depredadores los restos animales estuvieron constituidos por quironómidos, oligoquetos y microcrustáceos, todas estas presas forman parte del GFA de los colectores. Esto afirma la idea de que los colec¬tores, debido a su prevalencia y modo de alimentación, jugarían un rol importante en las redes tróficas de los ecosistemas acuáticos en el reciclado de la materia entre los recursos basales y los niveles tróficos superiores. El estudio de la alimentación permitió representar las interacciones entre las especies en dia¬gramas denominados redes tróficas los cuales representan la estructura a partir de la cual las comunidades se organizan según la transferencia de materia y a lo largo de un flujo de energía y son fundamentales para describir la dinámica de poblaciones y comunidades. El método empleado para su estudio fue el análisis de los contenidos intestinales, el cual representa el tipo de alimento disponible y consumido. Para crear los diagramas tróficos fueron considera¬dos todos los macroinvertebrados registrados, excluyendo a aquellos ejemplares con el tubo digestivo vacío o aquellos con hábito alimentario suctorial. Los resultados indicaron que en el arroyo Carnaval el número de relaciones en los gráficos de conexiones tróficas fueron mayores y más complejas que en el arroyo Rodríguez donde la trama se ve simplificada. A su vez se observó una disminución de las conexiones sobre todo durante los meses donde la temperatura fue más baja. Un método complementario al estudio de los contenidos intestinales aplicado en este trabajo fue el análisis de los isótopos estables los cuales constituyen una herramienta útil para esti¬mar la posición de los organismos en la trama trófica así como los recursos de materia orgánica dentro del ecosistema. También son de gran utilidad para detectar fuentes contaminantes o diferentes procesos que ocurren en el ambiente. Los resultados de isótopos estables indicaron que el rango de valores de δ15N en el arroyo Rodríguez fue bajo probablemente por el aporte de fertilizantes provenientes de las huertas aledañas, evidenciado por el valor bajo del material sestónico (sólidos suspendidos) a su vez los valores para la MO fueron elevados por lo cual los mismos provendrían de desechos cloa-cales. En el arroyo Carnaval el rango elevado podría corresponder a una condición natural de los arroyos pampeanos en donde debido a las condiciones anóxicas de los sedimentos los mismos se encuentran enriquecidos con δ15N respecto a otros ambientes. El δ13C indicaría que las fuentes de carbono para los taxa en el arroyo Rodríguez serían el seston, epipelon, epifiton y Alternanthera filoxeroides. En el arroyo Carnaval los taxa obtendrían el carbono proveniente de la materia orgánica particulada y el epipelon. Las relaciones de carbono, nitrógeno y fósforo (C:N:P) de los taxa no mostraron diferencias muy marcadas entre los sitios estudiados. Esto podría indicar un fuerte mecanismo de re¬gulación en los organismos tolerantes para mantener la homeostasis estequiométrica en un ambiente con elevado contenido de nutrientes. Por lo cual la teoría estequiométrica sería una herramienta útil para estudiar el balance de energía en las interacciones ecológicas de las co¬munidades bentónicas fluviales.

El extenso litoral marítimo argentino presenta, como en diversos sitios costeros del mundo, numerosos ejemplos de áreas afectadas por procesos erosivos. En el presente Trabajo de Tesis se estudia una alternativa de obra a las tradicionalmente utilizadas para las defensas de costas, las cuales no siempre han tenido resultados favorables. Asimismo, con el estudio se busca profundizar el conocimiento de los procesos hidrodinámicos y morfológicos involucrados en las defensas de costas, lo cual tiene significativa importancia para la sustentabilidad del sistema. El presente estudio se realizó mediante la implementación de tres modelos matemáticos, calibrados y validados con un estudio real de dinámica costera y con la ejecución de un modelo físico. Las simulaciones numéricas se llevaron a cabo tanto para esquemas simplificados, como para sistemas reales combinados, y con simulaciones a corto y mediano plazo.

Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs), algunos de ellos tóxicos y mutagénicos, son compuestos hidrofóbicos altamente persistentes en el ambiente. Estudios previos realizados en la región Costera Patagónica, particularmente en un sitio crónicamente contaminado con hidrocarburos en Bahía Ushuaia, demostraron un alto potencial para la degradación microbiana de estos compuestos. Sin embargo, estos estudios sólo se orientaron al análisis de fragmentos de genes codificantes para enzimas oxigenasas de anillos aromáticos involucradas en el primer paso de la degración de HAPs. Con el objetivo de conocer la relevancia ecológica de los microorganismos con capacidad de degradar HAPs en este ambiente y revelar los mecanismos que utilizan para ello, en el presente trabajo se emplearon diferentes técnicas independientes del cultivo de microorganismos. La construcción y análisis de una biblioteca metagenómica en fósmidos permitió identificar fragmentos de ADN pertenecientes a microorganismos del phylum Proteobacteria, dos de los cuales podrían provenir de miembros estables de la comunidad microbiana altamente especializados en la degradación de compuestos aromáticos. Asimismo, se detectaron genes completos codificantes para enzimas de la vía alta de degradación de HAPs y de la vía baja de degradación por gentisato y catecol, sugiriendo que las poblaciones degradadoras de los sedimentos intermareales de Bahía Ushuaia utilizan diferentes rutas degradativas para el metabolismo de estos compuestos. Entre estos genes, aquellos codificantes para enzimas oxigenasas de clase A y extradiol dioxigenasas representan potenciales marcadores funcionales para el estudio de la abundancia y dinámica de los microorganismos degradadores de hidrocarburos aromáticos.

Doutor -- Escola Nacional de Saude Publica, Rio de Janeiro, 2003.

Metais pesados são subprodutos de atividades industriais, porém nos últimos anos os estudos têm demonstrado que mesmo em áreas não industriais, tem-se encontrado altas concentrações desses elementos. Neste estudo, mediu-se as concentrações de Zn, Ni, Cd e Pb em 20 amostras compostas de sedimentos urbanos coletadas em uma bacia hidrográfica urbana de 4,85 km² com três tipos de uso do solo (comercial/residencial, comercial e industrial), na cidade de Porto Alegre – RS. As concentrações foram determinadas por digestão ácida (EPA 3050) das frações 209, 150, 90, 63 e 45 μm seguida de espectrofotometria de emissão atômica com plasma acoplado indutivamente. As concentrações dos metais estudados foram interpoladas e representadas geograficamente utilizando Idrisi© Andes e os resultados mostram que as maiores concentrações estão localizadas na parte comercial e comercial/residencial da área de estudo, caracterizada por apresentar alto fluxo veicular na maior parte do dia, sendo considerada uma fonte potencial destes metais. Todas as concentrações estiveram acima dos valores tomados como background local e o uso do solo de cada área não representou nenhuma diferença estatística significativa (Test de Kruskall-Wallis, α = 0.05) em relação às concentrações encontradas. As concentrações foram ajustadas mediante modelos matemáticos com o diâmetro da partícula (μm), determinando que o melhor modelo para o Zn, Pb e Ni foi o exponencial e para o Cd foi o potencial. Análises mineralógicas mostraram a predominância de minerais como quartzo e feldspatos, além de minerais carbonatados, argilominerais e óxidos de ferro e manganês; o qual pode explicar a afinidade dos metais pesados pelas partículas de sedimentos urbanos. As amostras de sedimentos analisadas apresentam uma alta porcentagem de fração < 63 μm, na qual se encontram, na sua maior parte, adsorvidos os metais pesados, independentemente do local de origem da amostra; confirmando a forte correlação existente entre o tamanho da partícula e a concentração do metal. Estes resultados confirmam a presença de uma carga de poluição difusa associada ao transporte de metais pesados em sedimentos depositados em áreas urbanas impermeáveis na cidade de Porto Alegre, a qual pode impactar negativamente a saúde humana e os ecossistemas aquáticos do lago Guaíba, devido a que estes sedimentos são arrastados pelos sistemas de drenagem a este importante corpo de água da cidade. / Heavy metals are subproducts of industrial activities; however, in recent years, studies have shown that even in non-industrial areas, elevated concentrations of these elements have been found. In this study, Pb, Cd, Ni and Zn concentrations were measured in 20 composite samples of urban sediments collected in an urban hydrographic watershed of 4.85 km² with three types of soil use (commercial/residential, commercial and industrial) in the city of Porto Alegre, RS, Brazil. Concentrations were determined by acid digestion (EPA 3050) of the 209 μm, 150 μm, 90 μm, 63 μm and 45 μm fractions followed by atomic emission spectrophotometry with inductively coupled plasma. Concentrations of the metals studied were interpolated and represented geographically using Idrisi© Andes. Results show that the greatest concentrations are located in the commercial and commercial/residential part of the study area, characterized as presenting high vehicle flow most of the day, with this being considered a potential source of all theses metals. All concentrations were above that of the local background and the soil´s use not represented any statistical difference (Kruskall – Wallis Test, α = 0.05) with the founded concentrations. Metals concentrations were correlated with the particle diameters (μm), the best models were exponential for Zn, Pb and Ni, and potential model for Cd. Mineralogical analysis showed presence of quartz and feldspar, carbonated minerals, clay minerals and iron and manganese; which can explain the affinity of heavy metals by particles of urban sediments. The analyzed samples of sediments showed high percentage of the fraction < 63μm, in which, is sorved the most quantity of heavy metals, independently of the monitoring sample point, confirming the high correlation between the particle size and metal´s concentrations. These results prove the presence of a load of associated diffuse pollution to the heavy metals transport in sediments deposited in impervious urban areas in the city of Porto Alegre, which could be harmful to the human health and to the aquatic ecosystems of the Guaíba lake, due these sediments are dragged by the draining systems to this important freshwater body´s city.

Os sedimentos aquáticos podem fornecer importantes subsídios na avaliação dos ecossistemas aquáticos lênticos, uma vez que grande parte dos nutrientes se encontra no estado sólido. A ocorrência de uma floração de cianobactérias tóxicas originada no Blang, segundo de três reservatórios em cascata do Sistema Salto de Hidrelétricas, localizado no município de São Francisco de Paula (RS), motivou a investigação das possíveis fontes de nutrientes, especialmente de fósforo (P) que foi identificado como limitante para a eutrofização. Foram investigadas fontes de origens difusas (solos, águas e sedimentos dos tributários) e pontuais (uso urbano e a carga interna representada pelo sedimento do leito dos reservatórios). Os resultados mostraram características oligotróficas nas fontes externas e a presença de P disponível em excesso no sedimento do leito, indicando que a carga interna poderia ser uma fonte significativa de nutrientes. A possibilidade de circulação da água hipolimnética foi investigada através de números adimensionais e características físicas do corpo de água, demonstrando que dificilmente ocorreria, uma vez que somente eventos climáticos extremos poderiam provocar a inversão da massa líquida. Excluídas as fontes externas, os resultados sugerem que a fertilização do reservatório Blang tenha sido causada pela abertura da comporta de fundo do reservatório Divisa, localizado imediatamente à montante, durante uma estiagem. O segundo objetivo desta pesquisa foi avaliar a importância dos agregados de partículas e da seleção granulométrica para a análise química de nutrientes em sedimentos aquáticos. Resultados obtidos em sedimentos de ambientes lóticos e lênticos (Sistema Salto, RS), demonstraram que os agregados maiores (465 - 63 μm) concentram nitrogênio nos ambientes lênticos, por isso a análise deve ser realizada, preferencialmente, na fração ≤ 465 μm em sedimentos de ambientes lênticos e na fração ≤ 63 μm dos ambientes lóticos. O último objetivo deste estudo foi testar os efeitos da oxidação sobre a capacidade e a velocidade da sorção de fosfato em sedimentos aquáticos orgânicos, identificando as melhores condições para retenção. Foram utilizados sedimentos aquáticos siliciclásticos de origens distintas, principalmente no que se refere ao clima e à origem do conteúdo orgânico, alóctone e autóctone, representados pelos tipos Dy (Reservatório Divisa, RS) e Sapropel (Reservatório de Tapacurá, São Lourenço da Mata, PE) respectivamente. O experimento foi realizado em suspensões de sedimentos mantidos sob níveis de potencial redox compreendidos entre - 200 mV e + 400 mV. Resultados demonstram que a sorção de fosfato é maior no sedimento tipo Dy em condições reduzidas e no Sapropel em condições oxidadas. / Water-borne sediments can provide important information for evaluating lentic aquatic ecosystems because a large proportion of their nutrients are found in the solid phase. A toxic algal bloom in the Blang Reservoir, the second of three in the Salto System chain of hydroelectric dams located in Sao Francisco de Paula in Rio Grande do Sul, Brazil, motivated the investigation of possible nutrient sources, especially phosphorus, which was identified as the limiting nutrient for eutrophization. Non-point sources, including soil, water and sediment carried by tributaries, and point sources, including urban areas and the internal load from the reservoir bottom, were examined. Results showed oligotrophic characteristics in the external sources and excess P availability in bottom sediments, indicating that the internal load may be a significant source of nutrients. The possible circulation of hypolimnic water was investigated using adimensional numbers and physical characteristics of the body of water, demonstrating that this is unlikely to occur, since only extreme climatic events could cause inversion of the liquid mass. By excluding external sources, results suggest that the fertilization of the Blang Reservoir was most likely caused by the opening of the floodgates from the Divisa Reservoir immediately upstream during a drought period. The second goal of this study was to evaluate the importance of particle aggregates and particle size selection for chemical analyses of nutrients and water-borne sediments. Results from sediments in lentic and lotic environments from the Salto System show that the larger aggregates (465 - 63 μm) concentrate nitrogen under lentic conditions and that, therefore, analyses should be performed on the fraction smaller than 465 μm in lentic environments and in the fraction ≤ 63 μm in lotic environments. The final objective of this study was to test the effects of oxidation on the phosphate sorption capacity and rate in organic aquatic sediments, identifying the best conditions for retention. Silicate aquatic sediments from different origins in terms of climate and source of organic content (allochtonous or autochtonous) were used, and were represented by the types Dy (Divisa Reservoir, RS) and Sapropel (Tapacurá Reservoir, São Lourenço da Mata, PE), respectively. The experiment was carried out in suspended sediment maintained under levels of redox potential between –200mV and +400mV. Results demonstrated that phosphate sorption is greatest in sediment type Dy under reduced conditions and in Sapropel under oxidized conditions.

Esta dissertação trata do estudo da assembléia de minerais pesados para a determinação da proveniência dos depósitos de areia inconsolidados do Rio Jacuí e seus principais afluentes, congregando principalmente as bacias hidrográficas do Baixo Jacuí e do Vacacaí-Vacacaí Mirim. O Rio Jacuí é o maior rio do estado do Rio Grande do Sul e, apesar da sua importância para o mercado de mineração de areia, pouco se sabe a respeito das áreas-fonte que contribuem para estes depósitos e das principais rotas de distribuição das mesmas. A análise de minerais pesados é uma importante ferramenta utilizada na investigação de sedimentos, pois a diversidade e ocorrência de paragêneses diagnósticas de rochas-fonte particulares tornam esta técnica a mais sensível e precisa, aplicada aos estudos de proveniência sedimentar. A amostragem de sedimentos ativos foi realizada em 19 pontos da bacia de drenagem. Separou-se a fração de areia fina e muito fina para a obtenção dos concentrados de minerais pesados. Os principais minerais pesados translúcidos identificados são: granada, turmalina, hornblenda, zircão, apatita, epidoto e estaurolita, e minoritariamente rutilo, piroxênio, cianita, silimanita, andaluzita, titanita, actinolita e tremolita. O principal piroxênio identificado foi o hiperstênio. Os minerais opacos principais identificados foram: magnetita, ilmenita, hematita e, ocasionalmente pirita. Os resultados demonstram que as principais áreas-fonte que contribuem na composição dos sedimentos do Rio Jacuí são o Escudo Sul- Riograndense, cujos sedimentos são trazidos através de afluentes, localizados a sul, e as rochas sedimentares da Bacia do Paraná. As rochas das formações Serra Geral e Tupanciretã contribuem minoritariamente como fonte de sedimentos arenosos nos pontos estudados. A redução pequena, mas consistente do índice ATi, nas amostras coletadas no Rio Jacuí, em direção à jusante do rio, indica a atuação do intemperismo ácido sobre os grãos de apatita. Um padrão semelhante é identificado no índice GZi indicando dissolução parcial da granada devido ao intemperismo. O índice ZTR baixo (< 12) mantém-se praticamente inalterado ao longo do curso principal do Jacuí, demonstrando uma forte contribuição de sedimentos trazidos pelos afluentes do rio. O índice de arredondamento da apatita, consistentemente baixo, também não possui grandes variações (6 – 12, exceto em uma amostra), corroborando esta hipótese. Desta forma, estes índices representam a assinatura de minerais pesados do Rio Jacui e podem ser utilizados para avaliar a contribuição dos sedimentos do rio no preenchimento da porção mais jovem da bacia de Pelotas. / This monography focus on heavy mineral analysis apply to provenance studies of unconsolidated sand deposits of Jacui River and his main afluents, evolving the hydrographic basins of Baixo Jacui and Vacacai-Vacacai Mirim. The Jacui River is the major river of Rio Grande do Sul state and despite his importance for the aggregate mineral industry, very low attention has been concentrated in knowledge of source-areas and the main routes of sand distribution. The heavy mineral analysis is an important tool used in sedimentologic investigations, because the diversity and diagnostic paragenesis found in specific source rocks make the analysis of heavy minerals the most sensitive and robust technique for provenance studies. Sampling of load sediments was done in 19 spots along the drainage basin. Fine to very fine sand fraction was split-out in order to obtain the heavy mineral portion. The main heavy mineral assemblage identified are: garnet, tourmaline, hornblende, zircon, apatite, staurolite, and minor rutile, pyroxene, kyanite, sillimanite, andaluzite, titanite, actinolite and tremolite. The principal pyroxene is hypersthene. The identified opaque minerals are magnetite, ilmenite, hematite and pyrite. Results indicate that the main source-area for unconsolidated sands of Jacui River is the Rio Grande do Sul Shield through his afluents coming from south Jacui river margin. Sedimentary rocks from Parana basin formations are also important source-area for unconsolidated river sands. Volcanic rocks from Serra Geral and sedimentary fluvial rocks from Tupanciretã formations source-areas show minor contribution. The low but consistent decreasing of ATi index, in samples from main course Jacui River, going to jusante direction, indicates acid weathering on apatite grains. Similar pattern is observed in the GZi index which indicates partial dissolution of garnet due to weathering action. The low ZTR index (< 12) is virtually conserved along the main course of Jacui River showing a strong contribution of sediments coming from the river afluents. The rounded apatite index, consistently low, also is almost constant (Ari = 6-12, except one sample) and agrees with that idea. Further, the heavy minerals signature of Jacui River would help to better understand the provenance and filling of young section of Pelotas marginal basin.

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.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T23:24:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T20:36:28Z : No. of bitstreams: 1 104403.pdf: 4166676 bytes, checksum: 353679a0341dd32a08577bb56c9c94c2 (MD5) / Os mecanismos de complexação por ligantes naturais e/ou artificiais ocupam uma situação importante no transporte e acumulação de metais e espécies orgânicas e inorgânicas nos meios aquosos. Técnicas de titulação potenciométrica e fluorimétrica foram utilizadas para avaliar o comportamento de ligantes naturais e/ou artificiais na complexação de íons metálicos e ânions orgânicos e inorgânicos. As constantes de protonação da selênio cistina e selênio metionina permitiram ajustar as condições experimentais para a especiação destes compostos. A determinação de metais por ICP-MS em mangues, lagoas e a baia sul na Ilha de Santa Catarina, seguida da análise estatística foi realizada e foram verificados os níveis de contaminação destes compartimentos ecológicos por estes metais.