Esta pesquisa enfoca o uso do processo eletrolítico, como alternativa para tratamento de efluentes líquidos na Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF), considerando as limitações ambientais locais e aspectos de consumo de energia. Este processo, classificado como não convencional, vem sendo estudado pela comunidade científica nacional e internacional para tratamento de diversos efluentes, inclusive esgotos domésticos, apresentando várias vantagens que estimularam a verificação de sua aplicabilidade para as condições peculiares da EACF. Foram realizados ensaios, em escala de laboratório, com esgotos domésticos coletados em um condomínio no Rio de Janeiro, usando reatores eletrolíticos com capacidade de 4 L, com eletrodos de desgaste de alumínio (Al) e de ferro (Fe), distância entre as placas de 0,9 cm e 1,8 cm, temperaturas na faixa de 7C a 22C, e ensaios para verificação da sua eficiência, por meio de parâmetros como DQO, DBO5, SST, turbidez e volume de lodo gerado. Sob temperatura de 15C e condições de condutividade da ordem de 900 S/cm, estimada para os esgotos da EACF, aplicando densidade de corrente de 22,9 A/m2, 4,5 V, tempo de retenção de 25 min, os resultados apresentaram valores de DQO no efluente tratado de 65 mg/L(redução de 89%), DBO de 56 mg/L (redução de 64 %), SST de 8 mg/L, com turbidez de 11,3 uT e, após filtração, turbidez de 3,2 uT, consumo de energia de 0,8 Wh/L. O aspecto é límpido e a qualidade final obtida é compatível para ser submetida a tratamento de desinfecção. A partir dos dados obtidos, foram avaliadas por meio de pré-projeto: a viabilidade de sua implantação em container, a estimativa de consumo de energia e de lodo gerado, requisitos de manutenção, operação, além da sugestão de monitoramentos e de medidas de mitigação de impactos ambientais associados à respectiva instalação. / This research focuses on the use of the electrolytical process as alternative for treatment of wastewater in Ferraz Station, considering the local environmental limitations, and aspects of consumption of energy. This process, classified as unconventional, has been studied by the national and international scientific community to treat several effluents, besides domestic sewage, presenting several advantages which stimulated the verification of its applicability in the peculiar conditions of Ferraz Station. Laboratory experiments, with domestic sewage collected in a condominium in Rio de Janeiro were accomplished using electrolytical reactors of 4 L, with electrodes of aluminum (Al) and of iron (Fe), distance between the plates of 0,9 cm and 1,8 cm, temperatures, in the strip from 7C to 22C, and analyses laboratories for verification of its efficiency through COD, BOD5, Suspended Solids, turbidity and generated sludge. Under temperature of 15C and conditions of conductivity of 900 S/cm, estimated for the station sewage, applying density of current of 22,9 A/m2, 4,5 V, time of retention of 25 min, the results presented values of COD in the treated effluent of 65 mg/L (reduction of 89%), BOD of 56 mg/L (reduction of 64%), Suspended Solids of 8 mg/L, with turbidity of 11,3 Tu and after filtration 3,2 Tu, consumption of energy of 0,8 Wh/L. Its appearance is very clean and the final result is compatible to be submitted to disinfection treatment. Based on the obtained data, the viability of its implantation in container, the estimate of consumption of energy and generated sludge and maintenance requirements, operation, besides the monitoring suggestion, and mitigating measures of environmental impacts were evaluated in a preliminary project.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-10-04T15:44:46Z No. of bitstreams: 1 tese_renata_maria_completa.pdf: 1532064 bytes, checksum: db3c7a043c5eecc779b264a3e956dea2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-04T15:44:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_renata_maria_completa.pdf: 1532064 bytes, checksum: db3c7a043c5eecc779b264a3e956dea2 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / Nos últimos anos observa-se um aumento crescente das atividades humanas, tanto científicas quanto turísticas, no ambiente antártico, sendo motivo de preocupação considerando-se que a Antártica é um ambiente de lenta recuperação. Ainda são escassos os estudos sobre o estabelecimento de relações entre a presença de contaminantes e seus efeitos na biota antártica. A contaminação pode ocorrer por processos antrópicos ou naturais e os efeitos destes impactos podem ser detectados e monitorados através da análise das alterações nas comunidades bentônicas. Estas comunidades podem ser consideradas boas indicadoras de impactos ambientais, já que possuem uma relação direta com a origem dos contaminantes acumulados nos sedimentos. Este trabalho avaliou os níveis de metais-traço encontrados no sedimento e em duas espécies circumpolares da megafauna bentônica antártica, a estrela-domar Odontaster validus e o molusco bivalve Laternula elliptica, com a finalidade de determinar se as mesmas podem ser utilizadas como indicadoras de impacto ambiental. Durante o verão austral de 2005/2006 foram realizadas coletas através de diferentes procedimentos, entre 15 e 40m de profundidade, em cinco estações dentro da Área Antártica Especialmente Gerenciada da Baía do Almirantado, Ilha Rei George: 1) Estação Antártica Comandante Ferraz; 2) Botany Point; 3) Punta Ullman; 4) Punta Plaza e 5) Refúgio II. Os seguintes metais foram quantificados tanto para o sedimento quanto para os organismos: Al, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Cd, Ba, Pb e Zn. A concentração de metais variou entre os diferentes compartimentos corpóreos analisados. Para a espécie O. validus, as maiores concentrações de metais-traço (Mn, Ni, Cd, Ba, Pb) e do macronutriente Al, foram encontradas na parede do corpo. Cu, Cr, V e Zn apresentaram maior concentração no estômago, enquanto o macronutriente Fe concentrou-se preferencialmente nos cecos pilóricos. Para a espécie L. elliptica, as maiores concentrações de metais-traço (Mn, V, Ba, Cu) e dos macronutrientes Fe e Al, foram encontradas no sifão. Cd, Ni, Pb e Zn apresentaram maior concentração no rim enquanto o Cr foi mais concentrado no compartimento restos. A concentração de elementostraço nos compartimentos corpóreos de O. validus e L. elliptica não foi influenciada pelo tamanho do organismo (peso total do indivíduo). / Once the Antarctic environment has low recovery rates, the recent growth in the touristic and scientific activities is a serious issue for the scientific community. Few studies have tried to establish the links between the presence of contaminants and the antarctic biota. The contamination may be related to human or natural processes, and be monitored trough the benthic communities. These communities have a direct relation with the contaminants sources in the sediment. The present work analyzed the trace-metals levels found in the sediment and two circumpolar benthic megafauna species in Antarctica, the starfish Odontaster validus and the Antarctic clam Laternula elliptica. The objective was to establish if these species can be used as environmental indicators. Five stations was occupied during the austral summer of 2005/2006, between 15 and 40m deep, in the Antarctic Special Management Area of Admiralty Bay, George King Island: 1) Comandante Ferraz Antarctic Base; 2) Botany Point; 3) Punta Ullman; 4) Punta Plaza and 5) Refúgio II. Analyzes were conducted to quantify the presence of Al, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Cd, Ba, Pb and Zn, both in the sediment and organisms. The metals concentrations vary in the different body compartments. Larger concentrations of (Mn, Ni, Cd, Ba, Pb) trace metals and Al macronutrient were found in the body walls of O. validus. Cu, Cr, V and Zn showed larger concentrations in the stomach and the Fe macronutrient in the caeca pyloric. For L. elliptica, larger trace metals (Mn, V, Ba, Cu) and macronutrients (Fe and Al) concentrations were found in the sifon, while Cd, Ni, Pb and Zn showed larger concentrations in the kidney. Cr presented larger concentrations in the remains compartment. The concentrations of trace elements in both O. validus and L. elliptica were not influenced by the body size (total individual weight).

A região antártica é foco de constante observação por ser uma região de importante monitoramento climático global. Ao sedimento de fundo marinho está associada uma biota que responde aos processos de alterações ambientais e dentre seus representantes os foraminíferos são considerados bons indicadores marinhos. O objetivo do presente estudo é avaliar a fauna de foraminíferos recentes na Baía do Almirantado durante três verões austral consecutivos (2002/2003, 2003/2004 e 2004/2005) e, através da determinação de algumas variáveis ambientais, compreender melhor a ecologia e a distribuição desses organismos na região. Foram coletadas 56 amostras de sedimento de fundo marinho ao longo da Baía do Almirantado para análise e identificação da fauna de foraminíferos e de variáveis abióticas amostradas na água de fundo e no sedimento. Foram encontradas 66 espécies de foraminíferos bentônicos, sendo 36 espécies aglutinantes e 30 espécies calcárias. As espécies mais freqüentes foram as calcárias Bolivina pseudopunctata, Cassidulinoides parkerianus e Globocassidulina biora, e as aglutinantes Portatrochammina antarctica, Pseudobolivina antarctica e Spiroplectammina biformis. As espécies Portatrochammina antarctica e Pseudobolivina antarctica foram as mais abundantes na porção central e em algumas estações das três enseadas da baía. As regiões mais internas das enseadas apresentaram predominância de espécies hialinas principalmente do gênero Globocassidulina e Cassidulinoides. A predominância de espécies hialinas também foi observada nas estações próximas a desembocadura da Baía do Almirantado com as espécies Bolivina pseudopunctata e Fursenkoina fusiformis. / The Antarctic region is focus of constant scientific surveys because of its importance as global climate changing area. The marine bottom sediment has an associated biota that indicates some environmental changes and among them Foraminifera could be considered as one of the best marine biomarkers. The aim of the present study is describe the recent benthic foraminifera fauna from Admiralty Bay collected during three consecutive austral summers (2002/2003, 2003/2004 and 2004/2005) and better understand its ecology and distribution patterns throughout the bay and its relations with some environmental factors. Fifty-six bottom sediment samples were collected along the Admiralty Bay for analysis and identification of the forams fauna and abiotic factors from sediment and bottom water. We found 66 species of benthic foraminifera, 36 agglutinated and 30 calcareous. The most frequent species were the calcareous Bolivina pseudopunctata, Cassidulinoides parkerianus and Globocassidulina biora, and the agglutinated Portatrochammina antarctica, Pseudobolivina antarctica and Spiroplectammina biformis. The species Portatrochammina antarctica and Pseudobolivina antarctica were the most abundant in the central portion of the bay and in some samples of the three inlets of the bay. The inner parts of the inlets there was a predominance of calcareous such as Globocassidulina spp. and Cassidulinoides spp.. The predominance of calcareous species, such as Bolivina pseudopunctata and Fursenkoina fusiformis was also observed at samples near the connection between the Admiralty Bay and the Bransfield Strait.

A Plataforma Oeste da Península Antártica (POPA) é uma região onde a produtividade primária na superfície do oceano apresenta padrões altamente sazonais e considerável variabilidade interanual. A dinâmica do gelo marinho é o principal fator condicionante da produtividade e, por consequência, dos fluxos de matéria orgânica da superfície para o leito marinho. A matéria orgânica particulada depositada, chamada de fitodetrito, forma densas camadas de alimento lábil disponível para os organismos bênticos. Essa relação estreita entre os processos da coluna de água e aqueles que ocorrem no bentos é chamada de acoplamento bento-pelágico. Com o objetivo de avaliar as respostas da macrofauna bêntica aos fluxos e deposição de alimento, foi realizada uma série temporal sazonal de amostragens (novembro/1999 a março/2001) na POPA em três estações de coleta perpendiculares à costa. Cerca de 25.000 indivíduos pertencentes a 22 táxons foram coletados em 15 amostras de box corer (0,25 m2 cada). Mesmo com alguma variação ao largo da plataforma (de 10.886 ind.m-2 (estação A) a 2.326 ind.m-2 (B)), atribuída a diferenças na topografia, a macrofauna apresentou pouca variabilidade em termos de composição e abundância ao longo do período estudado. Além disso, diferenças na composição e abundância entre estratos sedimentares também foram notáveis, sendo que 90% dos indivíduos foram encontrados entre 0 e 5 cm. Dentre as 185 espécies identificadas, Aurospio foodbancsia (Polychaeta, Spionidae), uma espécie típica de regiões de plataforma na Antártica, mas muito próxima da espécie de mar profundo A. dibranchiata, foi a espécie dominante em todos os períodos e estações (2.087 ind.m-2). Além de Polychaeta, outros grupos abundantes na POPA foram Bivalvia, Tanaidacea e Oligochaeta. Picos de abundância foram observados para algumas espécies, provavelmente associados a eventos sazonais de recrutamento, porém nem sempre associados à chegada do alimento ao fundo marinho da região. Os grupo funcionais de Polychaeta também não variaram ao longo do período estudado, o que indicou que animais depositívoros de superfície e subsuperfície se alimentam ao longo de todo o ano, aproveitando o alimento que permanece lábil e disponível, mesmo no inverno, quando o fluxo de matéria orgânica para o bentos é mínimo. Os resultados encontrados neste trabalho confirmam os resultados já encontrados dentro do projeto FOODBANCS, que a macrofauna da POPA age como um filtro, respondendo menos às flutuações sazonais. / The West Antarctic Peninsula shelf (WAP shelf) experiences a high seasonal and interannual variability in surface primary production. Sea ice dynamics is the principal factor controlling productivity and, therefore, the downward particulate organic matter (POM) fluxes. The deposited POM, also called phytodetritus, forms dense layers of available labile food for benthic organisms. This straight relationship between water column and benthic processes is called benthic-pelagic coupling. A seasonal time-series study was conducted between November 1999 through March 2001 in tree sites on WAP shelf, to determine this relationship, specially the benthic macrofauna (> 300 µm) response to the POM flux and its posterior deposition. From a total of 15 box-corer samples (0.25 m2 each), approximately 25,000 macrofaunal individuals were collected, belonging to 22 taxa. Even with some variation along the shelf, ranging from 10,886 ind.m-2 (site A) to 2,326 ind.m-2 (B), the abundance and composition of macrofauna showed only modest seasonal changes. Differences in these parameters were clear between the inner and outer shelves, probably owing to the topography, which was composed of a basin in the innermost region and a flat region, in the offshore area. Differences in abundance and composition between sediment layers were also notable, with 90% of all individuals belonging to the 0-5 cm layer. Among the 185 identified species, Aurospio foodbancsia (Polychaeta, Spionidae), a typical species of Antarctic shelf regions and closely related to the deep-sea species A. dibranchiata, was dominant in all seasons and sites (2,087 ind.m-2). Besides polychaetes, bivalves, tanaids and oligochaetes were also abundant in WAP shelf. Peaks in abundance were observed for some species and this is believed to be related to seasonal recruitment, however not always associated with the availability of food. Polychaete functional groups did not vary along seasons, indicating that surface and subsurface deposit feeders were subsisting on the labile POM along the year, even during the winter, when POM flux to the benthos is extremely low. The results are similar to those obtained in other FOODBANCS works, and indicate that the WAP shelf macrofauna act as a low-pass filter, muting the seasonal water column processes.

Submitted by Diego Santos (diegosantos@unipampa.edu.br) on 2015-04-10T11:49:39Z No. of bitstreams: 1 111010003.pdf: 1306168 bytes, checksum: 65e96979f53ded7b91f629af13358a87 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-10T11:49:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 111010003.pdf: 1306168 bytes, checksum: 65e96979f53ded7b91f629af13358a87 (MD5) Previous issue date: 2012-08-20 / O metilmercúrio (MeHg) é um agente tóxico que causa importantes prejuízos à saúde humana e ambiental. Parte desses efeitos está relacionado a sua capacidade de induzir estresse oxidativo. Os mecanismos precisos pelos quais o MeHg leva ao estresse oxidativo ainda não estão bem esclarecidos. Dados na literatura apontam para a participação de selenoproteínas como a glutationa peroxidase e a tioredoxina redutase neste processo. Neste estudo, buscou-se investigar o papel de isoformas de glutationa peroxidase (GPx1 e GPx4) e da tioredoxina redutase (TrxR1) na neurotoxicidade induzida por MeHg em camundongos, focando na atividade e expressão destas proteínas. Nossos resultados mostraram, que o tratamento de camundongos Swiss machos adultos com MeHg (40 mg/L na água de beber) durante 21 dias causa uma diminuição significativa na atividade das enzimas GPx e TrxR no córtex e cerebelo dos animais tratados, em comparação com os controles. Observou-se também uma significativa redução na expressão de GPx1, GPx4 e TrxR1 no cerebelo dos animais tratados, enquanto que no córtex apenas GPx4 e TrxR1 foram afetadas. Concomitantemente a estes resultados, observou-se um aumento significativo na atividade das enzimas antioxidantes SOD, CAT, GR e GST no cerebelo e da CAT no cortex. A expressão de HSP70 foi significativamente aumentada no cerebelo dos animais tratados. Estes dados denotam uma clara resposta celular antioxidante frente aos efeitos tóxicos do MeHg em nosso modelo, reforçando dados da literatura que indicam o estresse oxidativo como um importante mecanismos na neurotoxicidade induzida por este organometal. Além disso, nossos resultados apontam para isoformas de glutationa peroxidase e tioredoxina redutase como importantes alvos moleculares do MeHg e, ao menos, em nosso conhecimento, este é o primeiro estudo demonstrando o papel da GPx4 na neurotoxicidade induzida por este agente tóxico ambiental. Outro objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos biológicos do extrato da alga Prasiola crispa(PcE), oriunda do continente Antártico, nos modelos de Drosophila melanogaster e Nauphoeta cinérea. Organismos adaptados a ambientes extremos como a Antártica tendem a apresentarem uma constituição única em termos de metabólitos secundários. Desta forma, estudos que visem à elucidação de efeitos biológicos de organismos oriundos destas regiões tendem a apresentarem relevância do ponto de vista biotecnológico. Nossos dados apontam para um potencial biocida de PcE nos modelos de mosca-da-fruta (Drosophila melanogaster) e barata cinerea (Nauphoeta cinerea), visto que a administração do extrato induziu toxicidade nos dois modelos. A toxicidade em D. melanogaster foi avaliada como percentagem de mortalidade, atividade locomotora (geotaxia negativa) e alterações bioquímicas incluindo atividade acetilcolinesterase (AChE) e marcadores de estresse oxidativo.Também foi investigada a ação cardiotóxica do extrato no modelo de coração semi-isolado de barata cinerea. A administração do extrato(2mg/ml) foi feita por 24 horas e, nas moscas, causou um aumento massivo na mortalidade (aumento de 7,6 vezes em relação ao controle). Também foi observado um aumento significativo na atividade locomotora, indicando uma ação neurotóxica do extrato. A atividade AChE, os níveis de glutationa e formação de hidroperóxido manteve-se inalterada. A atividade da glutationa S-transferase aumentou significativamente após a administração de PcE, já a atividade da catalase diminuiu significativamente em moscas que receberam o extrato. No modelo de coração semi-isolado de barata, foi observado uma diminuição da freqüência cardíaca. A incubação do extrato com DTNB, um forte agente oxidante, bloqueou significativamente o efeito cardiotóxico do extrato, sugerindo que compostos redutores podem ser responsáveis pelo efeito observado. Desta forma, este estudo demonstrou os efeitos tóxicos de PcE, em dois modelos de inseto, sugerindo seu potencial como bioinseticida. Os mecanismos precisos relacionados a este efeito ainda necessitam de esclarecimentos, entretanto, alterações em sistemas antioxidantes vitais podem estar envolvidos. / Methylmercury (MeHg) is a toxic agent that causes severe damage to human health and the environment. These effects are related to its ability to induce oxidative stress. The precise mechanisms by which MeHg leads to oxidative stress are not well understood. Data from literature point to the involvement of selenoproteins such as glutathione peroxidase and thioredoxin reductase in this process. In this study, we sought to investigate the role of isoforms of glutathione peroxidase (GPx4 and GPx1) and thioredoxin reductase (TrxR1) in MeHg-induced neurotoxicity in mice, focusing on activity and expression of these proteins. Our results showed that treatment of adult male mice Swiss with MeHg (40 mg / L in drinking water) for 21 days causes a significant decrease in GPx and TrxR enzyme activity in the cerebral cortex and cerebellum of treated animals when compared to controls. We also observed a significant reduction in the expression of GPx1, GPx4 and TrxR1 in the cerebellum of the treated animals, whereas in the cortex only GPx4 and TrxR1 are affected..In parallel, we observed a significant increase in antioxidant enzymes SOD, CAT, GR and GST in the cerebellum and CAT in cortex. HSP70 expression was significantly increased in the cerebellum of the treated animals. These results show a clear antioxidant cell response against the toxic effects of MeHg in our model, reinforcing the literature data indicating oxidative stress as an important mechanism in the neurotoxicity induced by this organometal. Furthermore, our results point to isoforms of glutathione peroxidase and thioredoxin reductase as important molecular targets of MeHg and, at least, to our knowledge, this is the first study demonstrating the role of GPx4 in the neurotoxicity induced by this toxic environmental agent. Another objective of this study was to investigate the biological effects of the extract of the alga Prasiola crispa (PcE), from the Antarctic continent, in the insect models Drosophila melanogaster and Nauphoeta cinerea. Organisms adapted to extreme environments such as Antarctica tend to present a unique composition in terms of secondary metabolites. Thus, studies aimed at elucidating the biological effects of organisms from these areas tend to be relevant in a biotechnological point of view. Our data demonstrates a potential biocide PcE effect in the fruit fly (Drosophila melanogaster) and lobster cockroach (Nauphoeta cinerea), since the administration of the extract induced toxicity in both models. Toxicity in D. melanogaster was assessed as percentage of mortality, locomotor activity (negative geotaxis) and biochemical measurements including acetylcholinesterase (AChE) and markers of oxidative stress. We also investigated the cardiotoxic action of the extract in a cockroach semi-isolated heart model. The administration of the extract (2 mg / ml) for 24 hours toflies, caused a massive increase in mortality (7.6-fold increase compared to control). We also observed a significant increase in locomotor activity, indicating a neurotoxic action of the extract. AChE activity, glutathione levels and the formation of hydroperoxide remained unchanged. The activity of glutathione S-transferase significantly increased after administration of PcE while catalase activity was significantly decreased in flies that received the extract. A significant decrease in heart rate in the cockroach semi-isolated heart model was observed after PcE administration. The incubation of the extract with DTNB, a strong oxidizing agent, significantly blocked the cardiotoxic effect of the extract, suggesting that reducing compounds may be responsible for the observed effect. Thus, this study demonstrated, for the first time, the toxic effects of PcE, in two insect models, suggesting its potential as a bioinsecticide. The precise mechanisms related to this effect still need clarification, however, changes in vital antioxidant systems may be involved.

A Plataforma Oeste da Península Antártica (POPA) é uma região onde a produtividade primária na superfície do oceano apresenta padrões altamente sazonais e considerável variabilidade interanual. A dinâmica do gelo marinho é o principal fator condicionante da produtividade e, por consequência, dos fluxos de matéria orgânica da superfície para o leito marinho. A matéria orgânica particulada depositada, chamada de fitodetrito, forma densas camadas de alimento lábil disponível para os organismos bênticos. Essa relação estreita entre os processos da coluna de água e aqueles que ocorrem no bentos é chamada de acoplamento bento-pelágico. Com o objetivo de avaliar as respostas da macrofauna bêntica aos fluxos e deposição de alimento, foi realizada uma série temporal sazonal de amostragens (novembro/1999 a março/2001) na POPA em três estações de coleta perpendiculares à costa. Cerca de 25.000 indivíduos pertencentes a 22 táxons foram coletados em 15 amostras de box corer (0,25 m2 cada). Mesmo com alguma variação ao largo da plataforma (de 10.886 ind.m-2 (estação A) a 2.326 ind.m-2 (B)), atribuída a diferenças na topografia, a macrofauna apresentou pouca variabilidade em termos de composição e abundância ao longo do período estudado. Além disso, diferenças na composição e abundância entre estratos sedimentares também foram notáveis, sendo que 90% dos indivíduos foram encontrados entre 0 e 5 cm. Dentre as 185 espécies identificadas, Aurospio foodbancsia (Polychaeta, Spionidae), uma espécie típica de regiões de plataforma na Antártica, mas muito próxima da espécie de mar profundo A. dibranchiata, foi a espécie dominante em todos os períodos e estações (2.087 ind.m-2). Além de Polychaeta, outros grupos abundantes na POPA foram Bivalvia, Tanaidacea e Oligochaeta. Picos de abundância foram observados para algumas espécies, provavelmente associados a eventos sazonais de recrutamento, porém nem sempre associados à chegada do alimento ao fundo marinho da região. Os grupo funcionais de Polychaeta também não variaram ao longo do período estudado, o que indicou que animais depositívoros de superfície e subsuperfície se alimentam ao longo de todo o ano, aproveitando o alimento que permanece lábil e disponível, mesmo no inverno, quando o fluxo de matéria orgânica para o bentos é mínimo. Os resultados encontrados neste trabalho confirmam os resultados já encontrados dentro do projeto FOODBANCS, que a macrofauna da POPA age como um filtro, respondendo menos às flutuações sazonais. / The West Antarctic Peninsula shelf (WAP shelf) experiences a high seasonal and interannual variability in surface primary production. Sea ice dynamics is the principal factor controlling productivity and, therefore, the downward particulate organic matter (POM) fluxes. The deposited POM, also called phytodetritus, forms dense layers of available labile food for benthic organisms. This straight relationship between water column and benthic processes is called benthic-pelagic coupling. A seasonal time-series study was conducted between November 1999 through March 2001 in tree sites on WAP shelf, to determine this relationship, specially the benthic macrofauna (> 300 µm) response to the POM flux and its posterior deposition. From a total of 15 box-corer samples (0.25 m2 each), approximately 25,000 macrofaunal individuals were collected, belonging to 22 taxa. Even with some variation along the shelf, ranging from 10,886 ind.m-2 (site A) to 2,326 ind.m-2 (B), the abundance and composition of macrofauna showed only modest seasonal changes. Differences in these parameters were clear between the inner and outer shelves, probably owing to the topography, which was composed of a basin in the innermost region and a flat region, in the offshore area. Differences in abundance and composition between sediment layers were also notable, with 90% of all individuals belonging to the 0-5 cm layer. Among the 185 identified species, Aurospio foodbancsia (Polychaeta, Spionidae), a typical species of Antarctic shelf regions and closely related to the deep-sea species A. dibranchiata, was dominant in all seasons and sites (2,087 ind.m-2). Besides polychaetes, bivalves, tanaids and oligochaetes were also abundant in WAP shelf. Peaks in abundance were observed for some species and this is believed to be related to seasonal recruitment, however not always associated with the availability of food. Polychaete functional groups did not vary along seasons, indicating that surface and subsurface deposit feeders were subsisting on the labile POM along the year, even during the winter, when POM flux to the benthos is extremely low. The results are similar to those obtained in other FOODBANCS works, and indicate that the WAP shelf macrofauna act as a low-pass filter, muting the seasonal water column processes.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:50:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2950242 bytes, checksum: 87a3fed7b278be1081be57b42f6f0be6 (MD5) Previous issue date: 2013-07-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The Earth s climate system is influenced by the topography configuration, whose importance is based on the characterization of the dynamic and thermodynamic aspects of the atmosphere and ocean. In this sense, the study aims to investigate the oceanic and atmospheric processes associated with the western Antarctic ice sheet collapse, which occurred 1.080 million years (ka) ago. Thus, two simulations were performed with the coupled climate model SPEEDO: a) the control simulation (CTRL) under current conditions and, b) forced simulation (1080ka), inserting the topography of 1.080 ka ago. Both simulations are conducted in the 2 CO atmospheric concentration of 380 ppmV. In the ocean circulation, the 1080ka simulation results show variations of salinity and temperature in relation to CTRL, at all ocean levels. Forcing contributed to an increase of approximately 1.4 °C and 1.6 °C in the sea surface temperature of the Ross and eastern Antarctic seas, plus the intensification of oceanic heat flux in the South Atlantic Ocean. On the other hand, there was an increase of 20 TW heat flow towards the north Pacific Ocean. These oceanic variations lead to changes in atmospheric circulations. The air temperature in the 1080ka simulation was 6.5 °C higher than CTRL in the Ross Sea region, contrary to the eastern region of Antarctic, where there was a decrease of 4.5 °C. In the precipitation field, there were an increase of approximately 160 mm/year in the Antarctic Peninsula and a decrease near 80 mm/year in the South Atlantic Ocean. The wind, at low levels, intensified in the South Atlantic anticyclone, moving towards South America continent. At high levels, the westward fluxes were weakened by the lower thermal gradient in the extratropical region. Although an intermediate complexity climate model was used, it was able to represent the main mass conservation mechanisms of the atmosphere and oceans. / O sistema climático da Terra é influenciado pela configuração da topografia, cuja importância fundamenta-se na caracterização dos aspectos dinâmicos e termodinâmicos da atmosfera e do oceano. Neste sentido, o objetivo do estudo é investigar os processos oceânicos e atmosféricos associados ao colapso das geleiras continentais da região oeste da Antártica, referente ao período de 1,080 milhão de anos (ka) passados. Para tal fim, foram realizadas duas simulações com o modelo climático acoplado SPEEDO: a) simulação controle (CTRL), sob condições atuais e; b) simulação forçada (1080ka), inserindo a topografia de 1,080 ka passados. Ambas as simulações são conduzidas com a concentração atmosférica de 2 CO em 380 ppmV. Na circulação oceânica, os resultados da simulação 1080ka mostram variações de salinidade e temperatura em relação à CTRL, em todos os níveis oceânicos. A forçante contribuiu para um aumento de aproximadamente 1,4 °C e 1,6 °C na temperatura da superfície do mar dos mares de Ross e a leste da Antártica, somados a intensificação do fluxo de calor oceânico ao sul do oceano Atlântico. Por outro lado, houve um acréscimo de 20 TW no fluxo de calor em direção ao norte do oceano Pacífico. Estas variações oceânicas conduzem a mudanças na circulação atmosférica. A temperatura do ar na simulação 1080ka foi 6,5 °C maior a CTRL na região do mar de Ross, inversamente a região leste da Antártica, onde ocorreu um decréscimo de 4,5 °C. No campo de precipitação, houve um aumento de aproximadamente 160 mm/ano na Península Antártica e uma diminuição próxima a 80 mm/ano no sul do Oceano Atlântico. O vento, em baixos níveis, foi intensificado no Anticiclone do Atlântico Sul, deslocando-se em direção ao continente sul-americano. Em altos níveis, os fluxos de oeste foram enfraquecidos, devido ao menor gradiente térmico meridional na região extratropical. Embora se tenha utilizado um modelo climático de complexidade intermediária, o mesmo foi capaz de representar os principais mecanismos de conservação de massa da atmosfera e dos oceanos.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O manto polar antártico retêm informação paleoclimatologica por entres suas camadas de neve e gelo. O gelo antártico tem revelado a base de dados paleoclimática de maior resolução para os últimos 800 mil anos. Os padrões de transporte atmosférico refletem a composição e a fonte do particulado encontrado na neve e no gelo do continente Antártico. Estando relacionado a processos climáticos, as características desse transporte alteram em quantidade e qualidade as espécies químicas que se depositam sobre o manto de gelo. Dessa forma, o estudo dos depósitos de particulado ao longo das camadas de neve/gelo na Antártica pode sugerir mudanças nos padrões de transporte atmosférico. Atualmente a comunidade científica discute as diferenças de padrões climáticos entre o leste e o oeste antártico. Enquanto de forma geral observa-se instabilidade no setor oeste, o clima da antártica oriental demonstra relativa estabilidade climática. Neste estudo, analisamos dois testemunhos de gelo recente de duas regiões com características climáticas diferentes do continente Antártico. No Platô Detroit situado na Península Antártica (6410′S/0600′O), analisamos a variabilidade de Black Carbon (BC) ao longo de 20 metros de neve. O BC encontrado na Península Antártica apresentou baixas concentrações comparáveis as encontradas no gelo do Artico período pré-industrial. Nossos resultados sugerem que sua variabiliade corresponde à sazonalidade dos períodos de queimada nos continentes do Hemisfério Sul. No interior do continente Antártico, analisamos o particulado em geral por um processo de microanálise ao longo de um testemunho de 40 metros extraído em Mont Johns (79o55′S/09423′O). Encontramos uma tendência negativa na deposição de poeira mineral (AlSi) entre 1967 e 2007. Nossos resultados sugerem que esta tendência seja resultado de um crescente isolamento atmosférico da região central do continente antártico pelo aumento da intensidade dos ventos ao redor da Antártica. Este aumento na intensidade dos ventos reflete por sua vez o resfriamento da alta atmosfera no centro antártico causado pela depleção da camada de ozônio na região. Adicionalmente, amostras de diferentes microambientes de Patriot Hills (8018′S/08121′O) foram coletadas de maneira asséptica para análise microbiológica. As amostras foram cultivadas em meio R2 e paralelamente o DNA total extraído foi sequenciado pela técnica de pirosequenciamento. Os resultados preliminares desta analise mostram grande riqueza de espécies dos mais variados grupos. Os resultados deste trabalho caracterizam três diferentes parâmetros relacionados a deposição atmosférica em duas áreas pouco exploradas e de grande interesse científico do continente antártico. / The antarctic ice cap stores paleoclimatological information within layers of snow and ice. Antarctic ice has revealed the higher resolution paleoclimactic database for the last 800 kyr. Atmospheric transport plays a fundamental role on the composition and sources of particulate matter found in the Antarctic ice. It has been related to several climatic processes that changes the quantity and quality of exogenous aerosols reaching Antarctica. Therefore, studies of the particulate matter deposits along the snow/ice layers may suggest changes on atmospheric transport patterns. This work, analyze two recent ice cores from two climatic distinct regions of the Antarctic continent. One retrieved from Detroit Plateau/Antarctic Peninsula (6410′S/0600′W), in which we have analyze Black Carbon (BC) deposition and variability along 20 meters of snow. BC found in the Antarctic Peninsula showed low concentrations (varing between 0,014 and 3,733ppb), comparable to the concentrations found on Arctic ice dated from before the industrial revolution period. Our results suggest that peaks of BC detected correspond, mostly, to biomass burning seasons in the South Hemisphere, not speficically from South America. The second one, of 40 m, was retrieved from Central-West Antarctica, Mont Johns (79o55′S/094 23′W), in which we analyzed the mineral dust abundance thought M.E.V. E.D.X. technique. In this study we found negative trends in mineral dust (inferred from Fe, Ti and AlSi) deposition between 1967 and 2007, in contrast to similar works in Sub-antarctic regions. We demonstrate that this trend is a consequence of the persistent atmospheric isolation that encloses the Central and East Antarctic regions due to the increasing winds around Antarctica within this period. It has been documented that westerlies intensification reflect the upper atmosphere cooling above Central Antarctica caused by the stratospherical ozone layer depletion. As part of the polar site characterization, we additionally have performed sampling for microbiological purpose from distinct microenvironments at Patriot Hills (8018′S/08121′W). Samples were cultivated on R2 media and at the same time total DNA on samples was extracted and sent to a pyrosequencing analysis. Preliminary results show richness and diversity of bacterial species distributed on five phyla.

Esta pesquisa enfoca o uso do processo eletrolítico, como alternativa para tratamento de efluentes líquidos na Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF), considerando as limitações ambientais locais e aspectos de consumo de energia. Este processo, classificado como não convencional, vem sendo estudado pela comunidade científica nacional e internacional para tratamento de diversos efluentes, inclusive esgotos domésticos, apresentando várias vantagens que estimularam a verificação de sua aplicabilidade para as condições peculiares da EACF. Foram realizados ensaios, em escala de laboratório, com esgotos domésticos coletados em um condomínio no Rio de Janeiro, usando reatores eletrolíticos com capacidade de 4 L, com eletrodos de desgaste de alumínio (Al) e de ferro (Fe), distância entre as placas de 0,9 cm e 1,8 cm, temperaturas na faixa de 7C a 22C, e ensaios para verificação da sua eficiência, por meio de parâmetros como DQO, DBO5, SST, turbidez e volume de lodo gerado. Sob temperatura de 15C e condições de condutividade da ordem de 900 S/cm, estimada para os esgotos da EACF, aplicando densidade de corrente de 22,9 A/m2, 4,5 V, tempo de retenção de 25 min, os resultados apresentaram valores de DQO no efluente tratado de 65 mg/L(redução de 89%), DBO de 56 mg/L (redução de 64 %), SST de 8 mg/L, com turbidez de 11,3 uT e, após filtração, turbidez de 3,2 uT, consumo de energia de 0,8 Wh/L. O aspecto é límpido e a qualidade final obtida é compatível para ser submetida a tratamento de desinfecção. A partir dos dados obtidos, foram avaliadas por meio de pré-projeto: a viabilidade de sua implantação em container, a estimativa de consumo de energia e de lodo gerado, requisitos de manutenção, operação, além da sugestão de monitoramentos e de medidas de mitigação de impactos ambientais associados à respectiva instalação. / This research focuses on the use of the electrolytical process as alternative for treatment of wastewater in Ferraz Station, considering the local environmental limitations, and aspects of consumption of energy. This process, classified as unconventional, has been studied by the national and international scientific community to treat several effluents, besides domestic sewage, presenting several advantages which stimulated the verification of its applicability in the peculiar conditions of Ferraz Station. Laboratory experiments, with domestic sewage collected in a condominium in Rio de Janeiro were accomplished using electrolytical reactors of 4 L, with electrodes of aluminum (Al) and of iron (Fe), distance between the plates of 0,9 cm and 1,8 cm, temperatures, in the strip from 7C to 22C, and analyses laboratories for verification of its efficiency through COD, BOD5, Suspended Solids, turbidity and generated sludge. Under temperature of 15C and conditions of conductivity of 900 S/cm, estimated for the station sewage, applying density of current of 22,9 A/m2, 4,5 V, time of retention of 25 min, the results presented values of COD in the treated effluent of 65 mg/L (reduction of 89%), BOD of 56 mg/L (reduction of 64%), Suspended Solids of 8 mg/L, with turbidity of 11,3 Tu and after filtration 3,2 Tu, consumption of energy of 0,8 Wh/L. Its appearance is very clean and the final result is compatible to be submitted to disinfection treatment. Based on the obtained data, the viability of its implantation in container, the estimate of consumption of energy and generated sludge and maintenance requirements, operation, besides the monitoring suggestion, and mitigating measures of environmental impacts were evaluated in a preliminary project.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O manto polar antártico retêm informação paleoclimatologica por entres suas camadas de neve e gelo. O gelo antártico tem revelado a base de dados paleoclimática de maior resolução para os últimos 800 mil anos. Os padrões de transporte atmosférico refletem a composição e a fonte do particulado encontrado na neve e no gelo do continente Antártico. Estando relacionado a processos climáticos, as características desse transporte alteram em quantidade e qualidade as espécies químicas que se depositam sobre o manto de gelo. Dessa forma, o estudo dos depósitos de particulado ao longo das camadas de neve/gelo na Antártica pode sugerir mudanças nos padrões de transporte atmosférico. Atualmente a comunidade científica discute as diferenças de padrões climáticos entre o leste e o oeste antártico. Enquanto de forma geral observa-se instabilidade no setor oeste, o clima da antártica oriental demonstra relativa estabilidade climática. Neste estudo, analisamos dois testemunhos de gelo recente de duas regiões com características climáticas diferentes do continente Antártico. No Platô Detroit situado na Península Antártica (6410′S/0600′O), analisamos a variabilidade de Black Carbon (BC) ao longo de 20 metros de neve. O BC encontrado na Península Antártica apresentou baixas concentrações comparáveis as encontradas no gelo do Artico período pré-industrial. Nossos resultados sugerem que sua variabiliade corresponde à sazonalidade dos períodos de queimada nos continentes do Hemisfério Sul. No interior do continente Antártico, analisamos o particulado em geral por um processo de microanálise ao longo de um testemunho de 40 metros extraído em Mont Johns (79o55′S/09423′O). Encontramos uma tendência negativa na deposição de poeira mineral (AlSi) entre 1967 e 2007. Nossos resultados sugerem que esta tendência seja resultado de um crescente isolamento atmosférico da região central do continente antártico pelo aumento da intensidade dos ventos ao redor da Antártica. Este aumento na intensidade dos ventos reflete por sua vez o resfriamento da alta atmosfera no centro antártico causado pela depleção da camada de ozônio na região. Adicionalmente, amostras de diferentes microambientes de Patriot Hills (8018′S/08121′O) foram coletadas de maneira asséptica para análise microbiológica. As amostras foram cultivadas em meio R2 e paralelamente o DNA total extraído foi sequenciado pela técnica de pirosequenciamento. Os resultados preliminares desta analise mostram grande riqueza de espécies dos mais variados grupos. Os resultados deste trabalho caracterizam três diferentes parâmetros relacionados a deposição atmosférica em duas áreas pouco exploradas e de grande interesse científico do continente antártico. / The antarctic ice cap stores paleoclimatological information within layers of snow and ice. Antarctic ice has revealed the higher resolution paleoclimactic database for the last 800 kyr. Atmospheric transport plays a fundamental role on the composition and sources of particulate matter found in the Antarctic ice. It has been related to several climatic processes that changes the quantity and quality of exogenous aerosols reaching Antarctica. Therefore, studies of the particulate matter deposits along the snow/ice layers may suggest changes on atmospheric transport patterns. This work, analyze two recent ice cores from two climatic distinct regions of the Antarctic continent. One retrieved from Detroit Plateau/Antarctic Peninsula (6410′S/0600′W), in which we have analyze Black Carbon (BC) deposition and variability along 20 meters of snow. BC found in the Antarctic Peninsula showed low concentrations (varing between 0,014 and 3,733ppb), comparable to the concentrations found on Arctic ice dated from before the industrial revolution period. Our results suggest that peaks of BC detected correspond, mostly, to biomass burning seasons in the South Hemisphere, not speficically from South America. The second one, of 40 m, was retrieved from Central-West Antarctica, Mont Johns (79o55′S/094 23′W), in which we analyzed the mineral dust abundance thought M.E.V. E.D.X. technique. In this study we found negative trends in mineral dust (inferred from Fe, Ti and AlSi) deposition between 1967 and 2007, in contrast to similar works in Sub-antarctic regions. We demonstrate that this trend is a consequence of the persistent atmospheric isolation that encloses the Central and East Antarctic regions due to the increasing winds around Antarctica within this period. It has been documented that westerlies intensification reflect the upper atmosphere cooling above Central Antarctica caused by the stratospherical ozone layer depletion. As part of the polar site characterization, we additionally have performed sampling for microbiological purpose from distinct microenvironments at Patriot Hills (8018′S/08121′W). Samples were cultivated on R2 media and at the same time total DNA on samples was extracted and sent to a pyrosequencing analysis. Preliminary results show richness and diversity of bacterial species distributed on five phyla.