Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-03-24T17:02:56Z No. of bitstreams: 1 dissertacao mestrado.pdf: 2715734 bytes, checksum: f14542bfbb505b150814a53922bc4aac (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-24T17:02:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao mestrado.pdf: 2715734 bytes, checksum: f14542bfbb505b150814a53922bc4aac (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências- Geoquímica Ambiental. Niterói, RJ / O estudo da mineralização da matéria orgânica em sedimentos marinhos tem sido investigado em vários locais do mundo a décadas, principalmente devido a grande influência deste processo na mudança das concentrações de nutrientes e metais (Fe, Mn, V, Cd, Cu, Ni, Zn, Ba) dissolvidos na água intersticial nestes ambientes. Assim, a liberação de espécies dissolvidas na água intersticial pode favorecer a disponibilidade das mesmas para a coluna d’água. No entanto, poucos são os estudos que quantificaram as concentrações destas espécies dissolvidas na água intersticial de sedimentos marinhos da costa brasileira. As determinações de COT, TA, C/N, δ13C e perfil granulométrico foram realizadas em testemunhos (curtos e longos) em 3 pontos (P01, P09 e P15) da região de Cabo Frio a fim de caracterizar o sedimento presente na área de estudo. Os resultados mostraram uma predominância de material de origem marinha em todos os pontos e uma semelhança entre os perfis encontrados no P01 e P15. As determinações de Mn e Fe dissolvidos na água intersticial mostraram a presença de zonas de degradação da matéria orgânica dentro da coluna sedimentar por processos de redução de Mn(IV) e Fe(III), respectivamente, em todos os pontos. No entanto, apenas no testemunho longo do ponto P09 (onde foram encontrados os maiores valores de COT, silte e teor de água) foi identificado processo de redução de SO42-, evidenciado por altas concentrações de S2- dissolvido. A redução das concentrações de Fe bem como as concentrações de Cu abaixo do limite de detecção neste perfil indica precipitação de sulfetos estáveis. As concentrações de Ni abaixo do limite de detecção também neste perfil sugerem que este metal pode estar co-precipitando com sulfetos de Fe. As baixas concentrações de Ba dissolvido nesta zona de redução do SO42- indicam que este não ocorre dissolução de barita durante este processo, sugerindo que a atividade sulfato redutora não é muito intensa. De uma forma geral, foram identificados aumentos nas concentrações de PO43-, Cd, Cu, Ni e Zn nas zonas de redução do Fe, indicando processos de desorção de óxidos e hidróxidos de Fe e mineralização da matéria orgânica. O aumento das concentrações de V nestas zonas de degradação em todos os pontos mostraram relação deste metal com mineralização da matéria orgânica. / The study of mineralization of organic matter in marine sediments has been investigated in several locations around the world for decades, mainly due to the great influence of this process of the change concentrations both nutrients and metals (Fe, Mn, V, Cd, Cu, Ni, Zn , Ba) dissolved in pore water of these environments. Thus, the release of dissolved species in the interstitial water can favor the availability for water column. However, few studies have quantified the concentrations of these dissolved species in interstitial water of marine sediments of the brazilian coast. Measurements of TOC, TA, C/N, δ13C and grain size were done on cores (short and long) in 3 points (P01, P09 and P15) in the region of Cabo Frio to characterize the sediment present in the study area. The results showed a predominance of material of marine origin at all points and similarity between the profiles found at P01 and P15. The determinations of Mn and Fe dissolved in the pore water showed the presence of zones of organic matter degradation within the sedimentary column by reduction processes of Mn (IV) and Fe (III), respectively, at all points. However, only the long core of point P09 (where were found the highest values of TOC, silt and TA) was identified process of reduction of SO42-, as evidenced by high concentrations of S2- dissolved. The reduction of Fe concentration, as the concentrations of Cu below of the detection limit in this profile indicates precipitation of sulfides stable. The concentration of Ni below the limit of the detection, also in this profile, suggest that this metal can be co-precipitating with sulfides Fe. The low concentrations of Ba dissolved in reduction zone of SO42-indicate that this does not occur dissolution of barite during this process of organic matter oxidation, suggesting that the activity sulfate reductive is not intense. The increases in concentrations of PO43-, Cd, Cu, Ni and Zn were identified in zones reduction of Fe, indicating processes desorption of oxides and hydroxides of Fe and mineralization of organic matter. The increases concentrations of V in zones of degradation at all points showed relationship of this metal with mineralization of organic matter.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-03-28T17:23:27Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Christiene_FINAL_.pdf: 2691556 bytes, checksum: 6c071c6fc087c647c3aae5c59f4526d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-28T17:23:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Christiene_FINAL_.pdf: 2691556 bytes, checksum: 6c071c6fc087c647c3aae5c59f4526d4 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ / A diagênese recente de metais-traço redox-sensitivos, nutrientes e produtos metabólicos (Mn, Fe, ΣNO3-, NH4+, PO43-, SO42-, ΣH2S, sílica dissolvida (SiD), e alcalinidade) nas águas intersticiais e os fluxos de ΣNO3-, NH4+, PO43- e SiD na interface água-sedimento (IAS) foram estudados em três ambientes que representam cenários diferentes de aportes antrópicos da zona costeira do estado do Rio de Janeiro, incluindo a Baía de Cabo Frio (CF), a Enseada de Jurujuba (JU) e a Baía de Sepetiba (SE). As razões C:N:P e as assinaturas isotópicas (13C e 15N) dos sedimentos indicaram que a MO é de origem marinha no testemunho CF e JU. Já em SE ocorre matéria orgânica (MO) de origem marinha e terrestre, havendo predominância de origem fitoplanctônica. As concentrações de COT demonstraram similaridades no acúmulo do material orgânico entre a BC e a SE, enquanto JU apresentou concentrações mais altas. Os padrões de distribuição das zonas redox dentro da coluna sedimentar, baseado nos perfis de água intersticial, nos ambientes estudados mostraram serem influenciados pela variabilidade do teor de COT e processos de bioturbação e/ou físicos. Na CF, sob condições subóxicas, as principais reações redox foram bem identificadas nos sedimentos superficiais e seguiu a sequência teórica do consumo oxidante: ΣNO3->MnO2>Fe(OH)3, a zona de redução de SO42- não foi evidenciada nesse perfil. Na JU, sob condições anóxicas, os perfis de água intersticial indicaram um zoneamento redox “comprimido”, favorecendo a contração das zonas óxica-subóxica e expansão da região sulfídrica. As altas concentrações de alcalinidade, amônio e sulfeto indicaram degradação intensiva de matéria orgânica no testemunho JU, dominado pela zona de redução de sulfato e uma influência menor pela das reduções de ΣNO3-, MnO2 e Fe(OH)3. Na SE, sob condições subóxicas e a presença de macrofauna observada no sedimento, duas sequências diagenéticas sobrepostas foram observadas. A primeira sequência envolveu a redução do NO3-, MnO2 e Fe(OH)3. A segunda sequência diagenética envolveu a redução do MnO2 e Fe(OH)3. A presença de duas sequências diagenéticas pode estar relacionada aos efeitos de bioturbação e/ou outras perturbações físicas, como eventos de dragagem em áreas adjacentes e atividades de embarcações que causam ressuspensão do sedimento. A ocorrência de variação da concentração de COT no topo do testemunho SE, ressalta a perturbação do sedimento. Foi evidenciado que os fluxos de NO3- e NH4+ em CF são influenciados pelos processos de desnitrificação, em JU pelo processo de desnitrificação e redução desassimilatória de nitrato para amônio, já em SE pelos processos de desnitrificação e nitrificação. O fluxo do PO43- foi afetado pela precipitação de mineral autigênico e bioturbação do sedimento. E o fluxo de SiD foi afetado pela gradual dissolução de sílica biogênica com o aumento da profundidade. Em JU foram observados os maiores fluxos de NO3-, NH4+ e SiD na IAS. No entanto, o fluxo de PO43- mais alto foi observado na IAS da Baía de Sepetiba, provavelmente devido às baixas concentrações de PO43- encontradas na água de fundo em relação às outras áreas de estudo / The early diagenesis of the redox-sensitive trace metals, nutrients, metabolic products (Mn, Fe, ΣNO3-, NH4+, PO43-, SiD, SO42-, H2S and alcalinity) in pore waters and the fluxes of the ΣNO3-, NH4+, PO43- and DSi at the sediment-water interface (SWI) were studied in three environments that represent different scenarios of anthropogenic inputs of the coastal zone of the state of Rio de Janeiro, including the Cabo Frio Bay (CF), Jurujuba Sound (JU) and Sepetiba Bay (SE). The C:N:P ratios and isotopic signatures (13C and 15N) of the sediments indicated that organic matter (OM) is of marine origin in CF and JU core. In SE occurs OM marine and terrestrial origin, with predominance of phytoplankton origin. The TOC concentrations have demonstrated similarities in the accumulation of organic material between BC and SE, while JU submitted higher concentrations. The distribution patterns of redox zones within the sedimentary column, based on pore water profiles, in the studied environments showed to be influenced by the variability of the TOC content and bioturbation and/or physical processes. In CF, under suboxic conditions, the main redox reactions have been identified in surface sediments and followed the theoretical result of oxidant consumption: ΣNO3-> MnO2> Fe (OH)3, the SO42- reduction zone was no evidence in this profile. In JU, under anoxic conditions, the pore water profiles indicated a redox zone ‘compressed’, favoring the contraction of the oxic-suboxic zones and expansion of sulfidic region. The high concentrations of alkalinity, ammonium and sulfide indicated intensive degradation of OM in JU core dominated by the sulfate reduction zone and a smaller influence by the ΣNO3-, MnO2 and Fe (OH)3 reductions. In SE, under suboxic conditions and with the observed presence of macrofauna in the sediment, two overlapped diagenetic sequences can be observed. The first sequence involved the reduction of ΣNO3-, MnO2 and Fe (OH)3. The second diagenetic sequence involved the reduction of MnO2 and Fe (OH)3. The presence of two diagenetic sequences may be related to effects bioturbation and/or other physical disturbances, such as dredging events in adjacent areas and craft activities that cause sediment resuspension. The occurrence of variation of TOC concentration at the top of the SE core, emphasizes the disturbance of sediment. It was evidenced that the fluxes of ΣNO3- and NH4+ in CF are influenced by denitrification processes, in the JU by process denitrification and nitrate dissimilatory reduction to ammonium, as in SE by nitrification and denitrification processes. The PO43- fluxes was affected by the precipitation of autigenic mineral and bioturbation of the sediment. And the SiD flux is affected by the gradual dissolution of biogenic silica with increasing depth. In JU were observed larger fluxes of ΣNO3-, NH4+ and DSi at the SWI were observed. However, the higher PO43- fluxes was observed at the SWI Sepetiba Bay, probably due to low concentrations of PO43- found in the overlying water in relation to other areas of study.