Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-12-05T17:29:13Z No. of bitstreams: 1 TESE_CaracterizaçãoBaciaRio.pdf: 11190546 bytes, checksum: c784af136d92ebb74e698931be2df30c (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-12-11T16:34:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_CaracterizaçãoBaciaRio.pdf: 11190546 bytes, checksum: c784af136d92ebb74e698931be2df30c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-11T16:34:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_CaracterizaçãoBaciaRio.pdf: 11190546 bytes, checksum: c784af136d92ebb74e698931be2df30c (MD5) Previous issue date: 2012 / Este trabalho objetivou realizar uma caracterização da bacia do rio Gualaxo do Norte, Leste Sudeste do Quadrilãtero Ferrífero (QF), MG, Brasil. Inicialmente foi realizada uma avaliação das condições ambientais do rio principal da bacia, por meio de um Protocolo de Avaliação Rápida de Rios (PAR), a fim de conhecer a área e demarcar os sítios amostrais, bem como possibilitar associações entre a condição física atual da bacia e possíveis níveis de contaminação por elementos químicos. Em seguida, foi realizado o levantamento estratigráfico de 16 perfis sedimentares ao longo da bacia, sendo coletadas 119 amostras de sedimentos em fácies desses perfis. Após isso, procedeu-se análises mineralógicas, granulométricas, químicas, bem como a descrição e interpretações faciológicas. Em dois dos perfis foram coletadas amostras de material carbonoso para datação via C14 e em amostras de quatro desses perfis foi realizada análise da composição geoquímica dos sedimentos via extração sequencial. Após isso, foi realizada uma avaliação do potencial risco de contaminação da área e a proposição de valores de background locais para os elementos Fe, As, Pb, Mn, Ba, Zn e Ni. Em seguida, foram coletadas 51 amostras de sedimentos ativos de drenagem nas margens do rio principal da bacia e nas margens de alguns de seus afluentes. A avaliação das condições ambientais do rio principal da bacia evidenciou a presença de muitos focos de degradação ao longo de toda sua extensão. As análises químicas realizadas nos sedimentos dos perfis levantados, em associação com as análises mineralógicas, granulométricas e das interpretações faciológicas, permitiram o agrupamento dos perfis em três conjuntos distintos interpretados como: aqueles cujas concentrações químicas são influenciadas pela mineração de ferro e garimpo de ouro; aqueles influenciados pela mineração de ferro e aqueles sem influência de atividades antropogênicas. Em relação à extração sequencial, os resultados demonstraram a presença de Ba, Mn, S e Cu associados a frações mais lábeis e a presença de As, Fe, Zn e Al associados a frações mais estáveis. Contudo, em relação ao As, a associação dos dados de estratigrafia obtidos neste estudo – os quais evidenciam concentrações anômalas de As em fácies interpretada como depósito de canal com interferência direta ou indireta de atividades como garimpo ou draga (fácies Ct) – com as observações in situ da presença de garimpo recente na região onde os perfis com as maiores concentrações de As foram levantados (especialmente em perfis do alto curso da bacia), bem como a hipótese de associação do As a frações biodisponíveis, evidenciam contribuição antropogênica do As para o ambiente superficial. Em relação à avaliação por meio do RAC, observou-se um potencial risco de contaminação, principalmente para os elementos Ba, Cu e Mn. Quanto à proposição dos valores de background, os resultados evidenciaram concentrações relativamente elevadas para os elementos As, Pb, Mn, Ba, Zn e Ni, possivelmente relacionadas com fontes geogênicas. Por outro lado, para o Fe o valor de background estabelecido é inferior às concentrações identificadas na maioria dos perfis analisados. Nesse caso, há forte evidência de enriquecimento do elemento pela mineração de ferro na cabeceira da bacia investigada. Por fim, os mapas geoquímicos da distribuição atual das concentrações dos elementos químicos reforçam alguns achados do estudo, sobretudo, aqueles que evidenciam contribuições antropogênicas no enriquecimento de metais tais como Mn, Ba e Fe; mostram que as atividades atuais de exploração aurífera na bacia, possivelmente não estejam disponibilizando concentrações elevadas de As e Pb, ambos metais altamente tóxicos, bem como revelam baixo risco de contaminação ambiental em relação aos elementos Zn e Ni, estando as poucas concentrações elevadas dos elementos, possivelmente relacionadas a anomalias geoquímicas naturais. De um modo geral, conclui-se que as atividades antropogênicas evidenciadas na bacia estudada acabam influenciando não apenas a distribuição química de elementos importantes do ponto de vista ambiental e de saúde pública, como também proporcionou, ao longo da história de exploração, um incremento considerável na concentração de alguns elementos como Ba, Fe, As e Pb. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: This work aimed to carry out a characterization of Gualaxo do Norte River basin, East/Southeast of Iron Quadrangle, MG, Brazil. Initially an evaluation of the environmental conditions of the main river of the basin was carried out, by means of a Rapid Assessment Protocol for Rivers in order to know the area and to limit the sample sites, as well as to enable associations between the current physical condition of the basin and possible levels of contamination by chemical elements. Next, the stratigraphic study of 16 profiles was performed throughout the basin, collecting 119 sediment samples in facies of these profiles. After that, mineralogical, granulometric, and chemical analyses were made as well as faciologic description and interpretation. Two profiles had samples of carbonous material collected for 14C dating and four of these profiles had samples analyzed for the geochemical composition of the sediments via sequential extraction. Then, an evaluation of the potential contamination risk of the area was performed and the proposition of local background values for the elements Fe, As, Pb, Mn, Ba, Zn, and Ni. After that, 51 samples of drainage active sediments were collected on the banks of the main river of the basin and on the banks of some tributaries. The evaluation of the environmental conditions of the main river of the basin showed the presence of several points of degradation throughout its extension. The chemical analyses carried out on the sediments of the profiles studied, associated with mineralogical and granulometric analyses and faciologic interpretations, enabled the grouping of the profiles in three distinct sets: those whose chemical concentrations are influenced by iron mining and gold prospection; those influenced by iron mining and those not influenced by anthropogenic activities. Concerning sequential extraction, the studies showed the presence of Ba, Mn, S, and Cu associated to the more labile portions and the presence of As, Fe, Zn and Al associated to the more stable portions. However, regarding As, the association of data from stratigraphy obtained in this study – which show anomalous As concentrations at facies interpreted as channel deposit with direct or indirect interference from prospection or dredging activities (facies Ct) – with the in situ observations of the presence of recent prospection in the region where the profiles with the highest As concentrations were found (especially in profiles from the high course of the basin), as well as the hypothesis of As association to bio-available fractions, show anthropogenic contribution for As in the superficial environment. Concerning the evaluation by RAC, a potential risk of contamination was observed, mainly for the elements Ba, Cu and Mn. As for the proposition for background values, the results showed fairly high concentrations for the elements As, Pb, Mn, Ba, Zn and Ni, possibly related to geogenic sources. On the other hand, for Fe the background value established is inferior to the concentrations identified in most of the profiles analyzed. In this case, there is strong evidence of enrichment of the element by the iron mining at the headwaters of the basin studied. Finally, the geochemical maps of the current distribution of the chemical elements concentrations reinforce some findings of the study, mainly those which highlight anthropogenic contributions to the enrichment of metals such as Mn, Ba and Fe, show that the current activities of gold prospection in the basin may not yield high concentrations of As and Pb, both highly toxic metals, as well as reveal low risk of environmental contamination concerning the elements Zn and Ni, with the few high concentrations of the elements possibly related to natural geochemical anomalies. In general, it could be seen that the anthropogenic activities found in the studied basin have some influence not only on the chemical distribution of important elements from the environmental and public health points of view, but also provided, throughout the history of exploitation, a considerable increase in the concentration of some elements such as Ba, Fe, As and Pb.

Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-01-28T18:51:59Z No. of bitstreams: 1 TESE_EstudoEcológicoMetania.pdf: 8171788 bytes, checksum: 2734555191983adcc907e668ec9ce865 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2016-02-02T12:58:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_EstudoEcológicoMetania.pdf: 8171788 bytes, checksum: 2734555191983adcc907e668ec9ce865 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-02T12:58:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_EstudoEcológicoMetania.pdf: 8171788 bytes, checksum: 2734555191983adcc907e668ec9ce865 (MD5) Previous issue date: 2015 / Esponjas de água doce (Porifera, Demospongiae) são produtoras de estruturas de biosílica denominadas espículas, com extraordinário valor taxonômico, e que podem apresentar-se em mais de uma categoria, conforme a espécie, tendo reconhecida utilização como marcadores ambientais. As populações dessas esponjas vivem em condições ambientais específicas e mudanças nestes ambientes provocam respostas que se traduzem na produção das diferentes categorias de espículas. As espículas são depositadas e preservam-se no sedimento de ambiente límnico após a morte da esponja. Quando há grandes concentrações de espículas no sedimento, estes constituem espongilitos. Os depósitos de espongilitos no noroeste de Minas Gerais (Brasil) são extensos, ocorrendo em aproximadamente 80 lagoas circulares ou semicirculares, e ocupam uma área de cerca de 45 Km2. Os espongilitos representam recurso mineral importante na indústria cerâmica. O processo de formação dos espongilitos dessa região ocorre há pelo menos 28 mil anos, havendo ainda hoje populações de esponjas que continuamente contribuem para os depósitos de espículas. Para compreender a formação dos depósitos, é necessário estudar o ciclo de vida dos organismos que os formam. O conhecimento ecológico relacionado às esponjas, bem como a caracterização das diferentes espículas e a sua relação com o ambiente em que se formaram, trazem informações fundamentais sobre as condições paleoambientais de deposição dos sedimentos formadores de espongilitos. Tais informações podem indicar se havia disponibilidade constante de água, ou se ocorriam eventos de estiagem. Biosílicas de diatomáceas e fitólitos têm sido intensamente estudadas através de técnicas de análises de isótopos de oxigênio, que mostram uma relação termodependente com o valor de sua composição isotópica menos o valor da composição isotópica da água em que se formou. Estas técnicas permitem determinar as condições térmicas durante a formação dos depósitos no passado através das biosílicas sedimentadas. Neste sentido, testar a técnica de análise de isótopos de oxigênio em sílica biogênica de esponjas visa à sua validação como marcadora da paleotemperatura se o fracionamento isotópico em espículas ocorre em equilíbrio com a água da sua formação. A Lagoa Verde, no noroeste de Minas Gerais onde a espécie Metania spinata (Carter, 1881) ocorre atualmente em abundância, foi selecionada para este trabalho, sendo esta espécie a que mais contribuiu para a formação dos depósitos de espongilitos. Tanto os estudos ecológicos da esponja nesta região, como as técnicas de isótopos de oxigênio, tiveram por objetivo contribuir para a interpretação paleoambiental durante a formação dos espongilitos. O estudo ecológico de M. spinata, que produz quatro categorias de espículas ao longo do seu ciclo biológico (megascleras alfa e beta, microscleras e gemoscleras) determinou a época de eclosão das gêmulas, o desenvolvimento dos espécimes, a formação das gêmulas e a morte sazonal das esponjas. À partir de um dado momento do ciclo de vida, as esponjas amostradas apresentaram uma sequencia temporal de síntese de diferentes categorias de espículas, relacionadas com a precipitação de chuvas, concentração de silício, nível d’água da lagoa, temperatura d’água e balanço entre a entrada e saída de água no sistema calculada de forma indireta (precipitação – evapotranspiração). As diferentes funções de cada espícula colaboram com as paleointerpretações onde há sedimentos com diferentes composições espiculares. Os testes de análise isotópica de oxigênio nas espículas das esponjas apresentaram resultado inverso (+0,3‰/ºC) aos estabelecidos para diatomáceas e fitólitos (-0,2 a - 0,4‰/ºC). O resultado sugere um fracionamento cinético, de causa biológica. Entretanto, a relação entre a composição isotópica das espículas com a composição isotópica da água do momento da amostragem é diretamente proporcional e incita atenção (R2=0,8, p<0,01). Novos testes se fazem necessários para compreender se após a morte da esponja e consequente depósito das espículas, estas podem sofrer alterações isotópicas com o meio, ou se a assinatura isotópica das espículas é proporcionalmente fiel à composição isotópica da água enquanto houver atividade fisiológica da esponja e, portanto, dependente da ação de enzimas específicas da síntese (silicateína) e remodelamento (silicase) da biosílica. _____________________________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT : Freshwater sponges (Porifera, Demospongiae) are producers of biosilica structures called spicules, with extraordinary taxonomic value and can be presented in more than one category, depending on the species, having recognized use as environmental markers. Populations of sponges live in specific environmental conditions and changes in these environments provoke responses that result in the production of various categories of spicules. The spicules are deposited and preserved in the limnological sediment after the death of the sponge. Sediments with high concentrations of spicules form the spongilite deposits. Spongilite deposits in northwestern Minas Gerais (Brazil) are extensive, occurring in approximately 80 ponds circular or semicircular, and occupy an area of about 45 km2. The spongilite represent important mineral resource in the ceramic industry. The process of formation of spongilitein in this region occurs for at least 28,000 years and even now populations of sponges continually contribute to the deposits of spicules. To understand the formation of the spongillite deposits, it is necessary to study the life cycle of the sponges. The ecological knowledge related to sponges, as well as the characterization of different spicules and their relationship with the environment in which they were formed, bring fundamental information about the paleoenvironmental conditions of deposition of sediments that form the spongilite. Such information may indicate whether there was constant availability of water, or drought events occurred. Diatoms and phytoliths biosilicas have been intensively studied by techniques of analysis of oxygen isotopes, which show a thermal dependent relation to the value of their isotopic composition less the value of the isotopic composition of the water in which they were formed. These techniques allow to determine the thermal conditions during the formation of deposits in the past through the sedimented biosilicas. Analysis of oxygen isotopes technique in biogenic silica of sponges aims to validate paleothermal marker when the isotopic fractionation in spicules occurs in equilibrium with the water in which they are formed. The Green Lagoon in northwest of Minas Gerais where Metania spinata (Carter, 1881) species currently occurs in abundance, was selected for this work. The Metania spinata species contributed most to the spongilite deposits. Both ecological studies of sponge in this region as the techniques of oxygen isotopes, aimed to contribute to paleoenvironmental interpretation of spongillite deposits. The ecological study of M. spinata, which produces four spicules categories throughout its life cycle (megascleras alpha and beta, and microscleras gemoscleras) determined the time of hatching of gemmules, the development of the specimens, the formation of gemmules and death seasonal sponges. From a given point in the life cycle, the sponges sampled showed a temporal sequence of synthesis of different categories of spicules, related to precipitation, the concentration of silicon, water level, water temperature and balance between the input and water outlet in the system calculated indirectly (precipitation - evapotranspiration). The different functions of each spicules collaborate with paleointerpretations where there are sediments with different spicular compositions. Isotopic analysis of oxygen in the spicules of sponges showed an opposite result (+ 0.3 ‰/°C) to those for diatoms and phytoliths (-0.2 to -0.4 ‰/°C). The result suggests a kinetic fractionation of biological cause. However, the ratio between the isotopic composition of spicules with the isotopic composition of water of simultaneous sampling is directly proportional and calls attention (R2 = 0.8, p <0.01). Further tests are needed to understand if after the death of sponge and consequent deposit of their spicules, they can undergo isotopic changes with the environment, or if the isotopic signature of spicules is proportionally faithful to the isotopic composition of water while there is physiological activity of the sponge and thus, dependent on the action of specific enzymes in the synthesis (silicateína), and remodeling (silicase) of biosílica.