O objetivo deste trabalho foi desenvolver e aplicar um modelo de Análise de Risco Ecológico (ARE) com vistas a classificar os riscos associados às emissões atmosféricas em áreas industriais a partir da utilização do bioindicador vegetal Lolium multiflorum e da aplicação dos princípios de análise de risco ecológico utilizado em ambientes aquáticos e solos contaminados. O trabalho foi desenvolvido no período de janeiro de 2005 a abril de 2008 no entorno da refinaria de petróleo, Alberto Pasqualini, através de duas estações amostrais situadas nos municípios de Canoas (29°55'07" S 51°10'54" O) e Esteio (29°49'16" S 51°08'09" O), Rio Grande do Sul, Brasil que possuem redes de monitoramento químico e biológico das emissões de SO2. O modelo utilizado associou as informações provenientes do efeito dos estressores, oriundos das emissões atmosféricas de compostos de enxofre, nos receptores, ou seja, o tecido do bioindicador vegetal que tende a acumular poluentes, como o enxofre, na sua parte aérea. Foram avaliados os seguintes parâmetros nos bioindicadores vegetais: concentração de enxofre acumulado nas plantas, teor de clorofila α e ganho de biomassa, classificados neste estudo como variáveis respostas. Estas foram integradas aos dados de concentração de SO2 da atmosfera, que deram origem as variáveis explicativas, unidade de potencial tóxico (UPT), unidade tóxica de exposição (UTE) e taxa de sulfatação. A partir dos dados de qualidade ambiental "guidelines" e dos histogramas de freqüência foram definidas as seguintes classes de risco: baixo, médio ou alto. A integração dos resultados obtidos das variáveis explicativas e de resposta foi realizada através de análise estatística multivariada de correspondência que demonstrou indícios de risco à vegetação do entorno da refinaria, quando estas foram submetidas a UPT maiores do que a unidade. Dos 39 meses de monitoramento, verificou-se que a estação amostral de Esteio apresentou 13% destes com valores de UPT situados na classe 3, classificação de risco alto. Na estação amostral de Canoas, 26% das UPT foram classificadas como de indícios de risco alto. Nas duas estações amostrais estudadas, foi possível medir o efeito da UPT nas variáveis biológicas, tais como aumento do acúmulo de enxofre na parte aérea das plantas, redução do teor de clorofila α e redução de ganho de biomassa. A partir do desenvolvimento deste modelo torna-se possível interpretar a significância dos riscos ecológicos associados a emissões atmosféricas industriais para toda a biota do entorno da área industrial. Este modelo servirá de base para a avaliação dos efeitos danosos da poluição atmosférica sobre a vegetação de localidades industriais com características semelhantes. / The objective of this work was to develop and apply a model Ecological Risk Analysis (ERA) to classify the risks related to the atmospheric emissions in industrial areas using the vegetable bioindicator Lolium multiflorum and the application of ecological risks analysis principles in aquatic atmospheres and contaminated soils. This work was starting from January, 2005 to March, 2008 around of Petroleum Refinery area, the name Alberto Pasqualini, in two fixed samples stations localized in Canoas (29°55'07" S 51°10'54" 0) and Esteio (29°49'16" S 51°08'09") cities, Rio Grande do Sul state, Brazil. These stations have chemical and biological SO2 emissions monitoring system. The proposed model for the ecologic risk evaluation associates the information from stressors' effects, which come from sulfur compounded gases emissions, at the receptors, that is, the vegetable bioindicator tissue accumulates pollutants (as sulfur) in the plants aerial parts. It was evaluated the following vegetable bioindicators parameters; sulfur concentration accumulated in the plants, chlorophyll a and biomass increased, classified in the study as "answers data". These "answers data" were linked to the SO2 atmosphere concentration, which generate the "consequence data"; Toxic Potential Unit (TPU), Exposure Toxic Unit (ETU) and total sulfation. Based on the environmental quality data "guidelines" and the histograms of frequency it was possible to define the following risks categories: low, medium or high. The integration between the "consequence data" and "answers data" was made using the statistics correspondence multiple variable analysis that demonstrate indications of risks for the vegetation localized around the refinery, when it was exposed an TPU higher than the unit. During the 39 months of monitoring, the Esteio sample station presented 13% of TPU values in the category 3 or high risk. In the Canoas sample station, 26% of the TPU were classified as the high risk. In these two fixed samples stations it was possible measure of TPU effects in the biological variable, as sulfur accumulation in the plants aerial parts, chlorophyll "a" reduction and biomass reduction. Based of this model analysis it will be possible to evaluate the ecological risks significance linked with industrial atmospheric emissions for all biota around the industrial area of study. This model will support others studies on dangerous effects over vegetable around industrial plants that are in similar conditions.

126 f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-08-26T15:03:19Z No. of bitstreams: 1 Tese doutorado Gilmara - versao final.pdf: 18224828 bytes, checksum: 1f3f2af3ca28cc20aa72bad42c59c0f2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-08-26T15:05:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese doutorado Gilmara - versao final.pdf: 18224828 bytes, checksum: 1f3f2af3ca28cc20aa72bad42c59c0f2 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-26T15:05:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese doutorado Gilmara - versao final.pdf: 18224828 bytes, checksum: 1f3f2af3ca28cc20aa72bad42c59c0f2 (MD5) Previous issue date: 2013 / CNPq / Contaminantes traços ocorrem naturalmente nos diversos compartimentos do ambiente marinho. Entretanto, as atividades antrópicas proporcionam um aporte elevado de elementos traços e maiores para o ambiente, o qual pode impactar negativamente nos compartimentos abióticos, bem como na biota, comprometendo os serviços ambientais e a ecologia dos diversos ambientes costeiros. Neste contexto, este estudo teve dois objetivos. O primeiro visou otimizar métodos para a determinação de elementos traços e maiores em tecidos de poliqueta e esqueletos de coral. O segundo propôs identificar candidatos potenciais (poliqueta - Chaetopterus variopedatus e caranguejo simbionte Polyonyx gibbesi; moluscos bivalves - Crassostrea rhizophorae, Anomalocardia brasiliana, Mytella guyanensis, Lucina pectinata e Braquidontes exustus) a organismos biomonitores de contaminação por elementos traço e maiores para a Baía de Todos os Santos (BTS). Amostras de bivalves foram coletadas na BTS e Baía de Camamu em 2010 e 2011. As amostras de poliquetas foram coletadas na BTS, entre 2010 e 2012. Amostras de sedimento foram coletadas para análise química e granulométrica. Na BTS, tubo de poliquetas e caranguejo simbionte (P. gibbesi) foram coletados juntamente com poliqueta. Amostras para a análise química foram secas, moídas e submetidas à digestão ou extração com solução ácida para solubilização dos analitos. Em laboratório foram feitos testes de otimização para a digestão ácida das amostras de esqueleto de coral e tecido de poliqueta. Para poliqueta, o método otimizado para digestão por microondas com cavidade, com o uso de mistura ácida de 8,1 mol L-1, forneceu bons resultados e foi aplicado às amostras coletadas na BTS. O método otimizado para digestão de esqueleto de coral, usando solução ácida de 6 mol L-1, forneceu bons resultados para um maior número de elementos traço e pode ser aplicado em pesquisa futura com amostras de esqueletos de corais, para monitorar a contaminação de recifes por Cr, Cd, Co, Cu, Mn e Sn. As concentrações de elementos traço das amostras foram determinadas por espectrometria de massa (ICP-MS) e/ou emissão (ICP OES) com plasma indutivamente acoplado. Os resultados mostraram que cada organismo estudado respondeu de modo diferenciado ao nível de contaminação do ambiente em que vive, incorporando elementos traço e/ou maiores nos tecidos. A incorporação foi influenciada por vários fatores, tais como o tipo de contaminante e a biodisponibilidade no ambiente, nível de contaminação, habitat, hábito alimentar e a fisiologia. Esses fatores foram avaliados em conjunto e considerados na escolha dos melhores candidatos a biomonitores de uma área. Como os níveis de contaminação variam ao longo da BTS, devido às inúmeras fontes de contaminantes, é importante utilizar mais de um grupo de organismo para representar a contaminação de toda a área amostrada. Dentre as espécies estudadas, a ostra C. rhizophorae armazenou concentrações bem mais altas de Cu, Cd e Zn, devido à própria fisiologia. Porém, considerando a distribuição geográfica dos organismos estudados na BTS, as espécies de bivalves M. guyanensis e A. brasiliana, e o poliqueta C. variopedatus, por apresentarem concentrações similares para um maior número de elementos (Al, Ba, Co, Cr, Mn, e Zn), são as mais indicadas a biomonitoras destes contaminantes para a BTS, podendo ser utilizadas no monitoramento de outras regiões costeiras tropicais. / Salvador

Dois estudos envolvendo processos ecológicos de decomposição foliar e colonização por macroinvertebrados foram realizados em três nascentes do bioma Pampa. O primeiro deles questionou se as folhas podem ter processos diferenciados quando estão misturadas, ou seja, se há efeito aditivo de uma folha sobre as outras e se a fauna decompositora seleciona recursos na forma desse composto heterogêneo. Para tanto, quatro espécies mais comuns da mata de galeria desses riachos foram coletadas e incubadas em bolsas-de-folhiço. A taxa de decomposição das folhas quando misturadas não é diferente da média de todas as espécies isoladas, indicando que não existe efeito de uma espécie sobre as outras. A colonização de macroinvertebrados não respondeu a diferenças dos detritos, tanto para abundância quanto para composição da fauna, indicando que as morfoespécies não têm preferência por tipos de folhas. Em relação aos grupos tróficos funcionais, não existe seleção entre os diferentes detritos - mesmo quando misturados - mas sim um forte padrão de sucessão no tempo. Herbívoros e omnívoros possuem maior freqüência nas primeiras etapas do processo, seguidos de detritívoros e carnívoros mais nas etapas finais. Já o segundo estudo se propõe a investigar se a presença de folhas de Eucalyptus saligna (exótica) junto às de nativas tem efeito na taxa de decomposição total da mistura em resposta as suas diferentes pressões de seleção, como por exemplo, seus metabólitos secundários. A taxa de decomposição tanto de E. saligna, quanto dessas folhas misturadas às nativas, é considerada lenta, sendo que folhas de E. saligna isoladas foi a mais rápida, ficando no limite ente lenta a intermediária. A taxa de decomposição do tratamento nativas + E. saligna foi diferente daquela esperada pela média de todas as espécies isoladas (nativas + exótica). A densidade de macroinvertebrados foi diferente entre folhas de E. saligna e desta misturada às nativas, sendo a maior riqueza de morfoespécies associada às folhas da espécie exótica. Não há padrões quanto à estrutura da assembléia de macroinvertebrados associados às diferentes folhas, e nem entre os tempos. A mesma falta de agrupamento ocorre para os grupos funcionais. E. saligna obteve uma taxa de decomposição mais acelerada provavelmente por apresentar baixo teor de lignina e, ainda, pela rapidez com que geralmente os polifenóis são lixiviados. O esperado para a decomposição do tratamento nativas + E. saligna foi uma taxa maior daquela observada, possivelmente porque as folhas nativas apresentam uma estrutura tecidual mais íntegra, providenciando uma desaceleração da taxa de decomposição das folhas de eucalipto na mistura. Portanto, tanto o processo de decomposição quanto a colonização de macroinvertebrados do tratamento de nativas sob influência da exótica se deu mais em função das espécies nativas ali presentes. / Two studies involving ecological processes of leaf decomposition and macroinvertebrate colonization were performed on three headwater streams of the Pampa biome. The first verified if the leaves may have different decomposition process when they are mixed, in other words, if there is additive effect of a film on the other, and if the fauna selects resources in the form of this heterogeneous compound. To achieve that, the four most common species of the gallery forest of these streams were collected and placed in litter-bags. The leaf breakdown rate when mixed is not different from the average of all species isolated, indicating that there is no effect of one species over the others. The colonization of macroinvertebrates did not respond to differences of detritus, both to the abundance and for fauna composition, indicating that the morphospecies have no preference for the leaves kind. Regarding the functional feed groups, there is no selection among the different debris - even when mixed - but a strong pattern of temporal succession. Herbivores and omnivores have higher frequency in the early stages of the decomposition followed by detritivores and carnivores in the final stages. The second study aims to investigate whether the presence of Eucalyptus saligna (exotic) plus native leaves affect the decomposition rate of the mixture since these leaves have experienced different selection pressures and therefore have different mechanisms of decomposition, for example, have developed different secondary metabolites. The decomposition rate of both E. saligna, and these leaves mixed with native, were considered slow, but the E. saligna leaves alone had the fastest decomposition rate, being in the limit between slow and intermediate. The leaf breakdown rate of native + E. saligna was different from that expected by the average of the isolated species (native + exotic). The density of macroinvertebrates was different between of E. saligna and native plus eucalypt leaves, with the greatest richness of morphospecies associated with the leaves of the exotic one. There were no standards in the assembly of macroinvertebrates associated with the different leaves, or between times. The same lack of clustering occurs for the functional feed groups. E. saligna obtained a faster decay rate probably because of its low lignin content, and also the speed with which the polyphenols are generally leached. The expected for the decomposition rate of native + E. saligna was higher than the observed, possibly because the leaves have a native tissue structure more fully, providing a deceleration in the decomposition rate of eucalyptus leaves in the mix. Therefore, both the process of decomposition and colonization by macroinvertebrates under the influence of the exotic, were more associated with the presence of the native species.

As emissões veiculares e as atividades industriais, além de outras relacionadas ao crescimento da população humana, têm gerado uma grande variedade de compostos genotóxicos e/ou carcinogênicos, que podem ser liberados no ar e causar danos à saúde. Os níveis e os tipos de poluentes podem variar de acordo com a região. Entre os indicadores de poluição, as partículas finas inaláveis (MP2,5) podem atingir os alvéolos pulmonares e causar problemas respiratórios, especialmente em crianças, grupo mais sensível a substâncias tóxicas do que adultos. Nesse sentido, o objetivo deste estudo foi caracterizar área de referência para material particulado inalável (MP2,5), através de biomarcadores genéticos e dosagens de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), associados ao biomonitoramento genético de crianças. O trabalho foi realizado no município de Santo Antônio da Patrulha, RS, Brasil, área livre da pluma de dispersão de contaminantes industriais, classificada em estudos anteriores como área de referência. Os extratos orgânicos obtidos em nove pools de amostras foram avaliados quanto à mutagenicidade através do ensaio Salmonella/microssoma, método de microssuspensão, com as linhagens TA98, TA100, YG1024 (em presença e ausência de metabolização) e YG1021 (sem metabolização). Os pools de amostras de ar foram quantificados quanto aos HPAs considerados poluentes prioritários. Para o biomonitoramento das 45 crianças avaliadas, foram utilizados os ensaios cometa em sangue periférico e micronúcleo (MN) em mucosa oral para medir lesões genômicas precoces. A concentração de MP2,5 no período, apresentou 9% (entre 25,89 e 64,71 μg/m3) de eventos acima do recomendado pela Organização Mundial de Saúde (25 μg/m3). Foram obtidos resultados, em revertentes/m3, para a mutagênese, de negativos no período da primavera a 8,3±0,69 no outono (-S9) e de negativos na primavera a 5,4±0,36 no inverno (+S9) para a linhagem TA98. Os resultados com as linhagens YG mostraram a presença de compostos nitrogenados com prevalência de mononitroarenos e aminas aromáticas. Entre os HPAs, o benzo(g,h,i)perileno apresentou a maior concentração em todas as amostras na área de estudo, seguido do indeno(1,2,3-cd)pireno (1,73 ng/m³ e 1,17 ng/m³, respectivamente). Em relação ao biomonitoramento das 45 crianças avaliadas, não houve correlação entre os parâmetros do ensaio cometa (momento, intensidade e comprimento da cauda) e os do teste do micronúcleo. Os valores observados para crianças em relação a estes biomarcadores foram: 0,27±0,407 para indução de MN em células bucais e 0,56±0,727 para brotos nucleares, 0,51±0,694 para células binucleadas, 46,37±16,330 para cromatina condensada, 6,97±5,746 para picnose, 6,60±5,540 para cariólise e 57,55±24,920 para cariorréxe, suas variantes celulares (‰); para respostas ao ensaio cometa em relação ao comprimento da cauda (23,07±12,442), intensidade da cauda (7,28±11,657) e momento da cauda (0,95±2,30). A análise tanto para o teste do MN quanto para o ensaio cometa relacionada ao sexo e à idade não foi significativa. Entre os fatores de confusão, foram observadas diferenças significativas entre o fumo passivo e indução de MN. A presença de HPAs e a resposta mutagênica podem estar relacionadas às emissões veiculares locais. Estes resultados evidenciam a importância de se estudar áreas de referência para poluição atmosférica, estabelecendo níveis basais, principalmente em populações de crianças. / Vehicular emissions and industrial activities and others involving the growth of the human population have caused a great variety of genotoxic and/or carcinogenic compounds, which may be released into the air and be harmful to health. The levels and types of pollutants may vary according to the region. Among the indicators of pollution fine inhalable particles (PM2.5) can reach the pulmonary alveoli and cause respiratory problems, especially in children, a group that is more sensitive to toxic substances than adults. In this sense, the purpose of this study was to characterize an area of reference for inhalable particulate material (PM2.5), through genetic biomarkers and polycyclic aromatic hydrocarbon (PAHs) dosages, associated with the genetic biomonitoring of children. It was performed in the city of Santo Antônio da Patrulha, RS, Brazil, an area that is free from the industrial pollutant contamination plume, classified in previous studies as an area of reference. The organic extracts obtained in nine pools of samples were evaluated for mutagenicity through the Salmonella/microsome assay, microsuspension method, with TA98, TA100, YG1024 (in the presence and absence of metabolization) and YG1021 (without metabolization). The pools of air samples were quantified as to the PAHs considered priority pollutants. In order to bio monitor the 45 children evaluated, the Comet assays in peripheral blood and mincronucleus (MN) in oral mucosa were used to measure early genomic lesions. The concentration of PM2.5 during the period, obtained 9% (between 25.89 and 64.71 μg/m3) of the values above that recommended by the World Health Organization (25 μg/m3). Results were obtained in revertants/m3, for the mutagenesis, of negatives during the spring to 8.3±0.69 in autumn (-S9) and of negative in spring to 5.4±0.36 in winter (+S9) for strain TA98. The results with strains YG showed the presence of nitrogenated compounds with a prevalence of mononitroarenes and aromatic amines. Among the PAHs , benzo(g,h,i)perylene presented the highest concentration in all samples in the area of study followed by indeno(1,2,3-cd) pyrene (1.73 ng/m³ and 1.17 ng/m³, respectively). As to the biomonitoring of the 45 children evaluated there was no correlation between the parameters of the comet assay (moment, intensity and tail length) and the micronucleus test. The values reported for children concerning these biomarkers were: 0.27±0.407 for induction of MN in buccal cells and 0.56±0.727 for nuclear buds, 0.51±0.697 for binucleated cells, 46.37±16.330 for condensed chromatin, 6.97±5.746 for picnosis, 6.60±5.540 for caryolysis and 57.55±24.920 for caryorrhexis, its cellular variants (‰), and for responses to the Comet assay in relation to the tail length (23.07±12.442), intensity of the tail (7.28±11.657) and moment of the tail (0.95±2,30). The analysis both for the MN test and for the Comet assay regarding sex and age was not significant. Among the counfounding factors, significant differences were observed for the passive smoking and induction of MN. The presence of PAHs and the mutagen response may be related to the local vehicular emissions. These results show the importance of studying areas of reference for atmospheric pollution, establishing baseline levels, especially in populations of children.

Processos industriais utilizam e geram uma variedade de compostos que são liberados e dispersados no ambiente. Sobre a maioria dessas substâncias, muitas sendo recentemente sintetizadas, não se tem o devido conhecimento e controle, o que pode causar diversos prejuízos ao ambiente e à saúde humana, sendo as populações do entorno das fontes emissoras as primeiras a se exporem. Nesse contexto, uma avaliação que estime o potencial efeito de uma mistura de substâncias à determinada população requer um trabalho extenso e multidisciplinar. O presente estudo teve como objetivo avaliar, através de marcadores genéticos, a presença de atividade mutagênica no material particulado atmosférico como marcador de exposição e diagnóstico ambiental em áreas sob influência industrial petroquímica, associando o biomonitoramento humano em população urbana exposta à atividade industrial. Foram avaliadas amostras de material particulado atmosférico, através do ensaio Salmonella/microssoma, de áreas que recebem as emissões atmosféricas do complexo petroquímico do sul, Triunfo (RS), e de uma refinaria de petróleo em Esteio (RS) e, para comparação, uma área urbana em Porto Alegre (RS) também foi avaliada. Todos os locais estudados apresentaram respostas positivas para mutagenicidade e indicaram a presença de mutágenos diretos e indiretos, e de nitrocompostos, como nitroarenos, aminas aoromáticas e nitro-PAHs. Amostras de sangue e mucosa oral de homens residentes e/ou trabalhadores na área influenciada pela refinaria de petróleo foram avaliadas quanto ao dano no DNA através do ensaio cometa e micronúcleo, respectivamente. Este grupo de indivíduos foi comparado a um grupo de referência similar entre os habitantes do município de Santo Antônio da Patrulha (RS), caracterizado como fora das principais áreas industriais do Estado. Não houve diferença entre a freqüência de células micronucleadas entre os grupos. No entanto, o ensaio cometa se mostrou sensível na detecção de dano ao DNA em indivíduos do grupo exposto. Nenhum dos fatores com possibilidade de interferência no parâmetro avaliado (fumo, idade e radiação) mostraram associação com aumento de dano detectado pelo ensaio cometa. Os ensaios biológicos utilizados no diagnóstico ambiental e no biomonitoramento da população foram ferramentas úteis na avaliação de áreas influenciadas por atividades humanas. Assim, o ensaio Salmonella/microssoma além de fornecer informações sobre os efeitos biológicos resultantes das misturas presentes no ambiente, também indicou as classes dos compostos e sua contribuição ao efeito observado. Já o ensaio do cometa foi indicativo importante no biomonitoramento da exposição humana à mistura de agentes genotóxicos ambientais. Esses resultados indicam que os atuais parâmetros de qualidade do ar não são suficientes para evitar efeitos adversos ao ambiente e à saúde humana. / Industrial processes use and generate a variety of compounds that are liberated and dispersed in the environment. Most of those substances, many recently synthesized, still do not have the understanding and control they deserve, which can cause several damages to the environment and human health, and the populations surrounding the emission sources are the first to be exposed. In this way, any evaluation estimating the potential effect of a mixture of substances to a particular population require an extensive multi-disciplinary approach. The present study had as objective to evaluate, through genetic biomarkers, the presence of mutagenic activity in the airborne particulate matter as an exposure marker and environmental diagnosis in areas under influence of petrochemical industry, associating the human biomonitoring in urban population exposed to industrial activities. Airborne particulate matter samples were evaluated through Salmonella/microsome assay. Samples from areas receiving atmospheric emissions from a petrochemical complex (Triunfo, RS), an oil refinery (Esteio, RS) and an urban area (Porto Alegre, RS) were evaluated. All studied areas showed positive responses for mutagenicity, indicating that direct and indirect-acting mutagens were present in airborne particulate matter. Also, the mutagenic responses indicate the participation of nitrocompounds, like nitroarenes, hydroxylamines, nitro-PAHs and aromatic amines in the total mutagenicity. Samples of blood and buccal mucosa, from males residing and/or working downwind from an oil refinery, were evaluated in singlecell gel electrophoresis assay (comet assay) and micronucleus (MN) assay, respectively. This studied group was compared to males from another town (Santo Antônio da Patrulha, RS, Brazil) situated in an urban area with restricted traffic and industrial influence, constituting the reference group. No difference in micronucleated cells frequencies was observed between groups. Comet assay was sensitive to detect DNA damage in subjects from exposed group. No association was found between possible confounding factors (tobacco smoking, age and radiation exposure) and increased DNA damage. Biological tests in monitoring and environmental diagnosis studies, in areas under influence of anthropogenic activities, were useful tools to screen which chemical genotoxic compound classes are present. It also indicates that the current air quality standards are not sufficient to avoid damage to the environment and human health.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver e aplicar um modelo de Análise de Risco Ecológico (ARE) com vistas a classificar os riscos associados às emissões atmosféricas em áreas industriais a partir da utilização do bioindicador vegetal Lolium multiflorum e da aplicação dos princípios de análise de risco ecológico utilizado em ambientes aquáticos e solos contaminados. O trabalho foi desenvolvido no período de janeiro de 2005 a abril de 2008 no entorno da refinaria de petróleo, Alberto Pasqualini, através de duas estações amostrais situadas nos municípios de Canoas (29°55'07" S 51°10'54" O) e Esteio (29°49'16" S 51°08'09" O), Rio Grande do Sul, Brasil que possuem redes de monitoramento químico e biológico das emissões de SO2. O modelo utilizado associou as informações provenientes do efeito dos estressores, oriundos das emissões atmosféricas de compostos de enxofre, nos receptores, ou seja, o tecido do bioindicador vegetal que tende a acumular poluentes, como o enxofre, na sua parte aérea. Foram avaliados os seguintes parâmetros nos bioindicadores vegetais: concentração de enxofre acumulado nas plantas, teor de clorofila α e ganho de biomassa, classificados neste estudo como variáveis respostas. Estas foram integradas aos dados de concentração de SO2 da atmosfera, que deram origem as variáveis explicativas, unidade de potencial tóxico (UPT), unidade tóxica de exposição (UTE) e taxa de sulfatação. A partir dos dados de qualidade ambiental "guidelines" e dos histogramas de freqüência foram definidas as seguintes classes de risco: baixo, médio ou alto. A integração dos resultados obtidos das variáveis explicativas e de resposta foi realizada através de análise estatística multivariada de correspondência que demonstrou indícios de risco à vegetação do entorno da refinaria, quando estas foram submetidas a UPT maiores do que a unidade. Dos 39 meses de monitoramento, verificou-se que a estação amostral de Esteio apresentou 13% destes com valores de UPT situados na classe 3, classificação de risco alto. Na estação amostral de Canoas, 26% das UPT foram classificadas como de indícios de risco alto. Nas duas estações amostrais estudadas, foi possível medir o efeito da UPT nas variáveis biológicas, tais como aumento do acúmulo de enxofre na parte aérea das plantas, redução do teor de clorofila α e redução de ganho de biomassa. A partir do desenvolvimento deste modelo torna-se possível interpretar a significância dos riscos ecológicos associados a emissões atmosféricas industriais para toda a biota do entorno da área industrial. Este modelo servirá de base para a avaliação dos efeitos danosos da poluição atmosférica sobre a vegetação de localidades industriais com características semelhantes. / The objective of this work was to develop and apply a model Ecological Risk Analysis (ERA) to classify the risks related to the atmospheric emissions in industrial areas using the vegetable bioindicator Lolium multiflorum and the application of ecological risks analysis principles in aquatic atmospheres and contaminated soils. This work was starting from January, 2005 to March, 2008 around of Petroleum Refinery area, the name Alberto Pasqualini, in two fixed samples stations localized in Canoas (29°55'07" S 51°10'54" 0) and Esteio (29°49'16" S 51°08'09") cities, Rio Grande do Sul state, Brazil. These stations have chemical and biological SO2 emissions monitoring system. The proposed model for the ecologic risk evaluation associates the information from stressors' effects, which come from sulfur compounded gases emissions, at the receptors, that is, the vegetable bioindicator tissue accumulates pollutants (as sulfur) in the plants aerial parts. It was evaluated the following vegetable bioindicators parameters; sulfur concentration accumulated in the plants, chlorophyll a and biomass increased, classified in the study as "answers data". These "answers data" were linked to the SO2 atmosphere concentration, which generate the "consequence data"; Toxic Potential Unit (TPU), Exposure Toxic Unit (ETU) and total sulfation. Based on the environmental quality data "guidelines" and the histograms of frequency it was possible to define the following risks categories: low, medium or high. The integration between the "consequence data" and "answers data" was made using the statistics correspondence multiple variable analysis that demonstrate indications of risks for the vegetation localized around the refinery, when it was exposed an TPU higher than the unit. During the 39 months of monitoring, the Esteio sample station presented 13% of TPU values in the category 3 or high risk. In the Canoas sample station, 26% of the TPU were classified as the high risk. In these two fixed samples stations it was possible measure of TPU effects in the biological variable, as sulfur accumulation in the plants aerial parts, chlorophyll "a" reduction and biomass reduction. Based of this model analysis it will be possible to evaluate the ecological risks significance linked with industrial atmospheric emissions for all biota around the industrial area of study. This model will support others studies on dangerous effects over vegetable around industrial plants that are in similar conditions.

Os sistemas de monitoramento utilizando diatomáceas foram desenvolvidos, em sua maioria, para monitorar os efeitos da poluição orgânica e da eutrofização, adotando como parâmetros de referência a demanda biológica de oxigênio após cinco dias e a concentração de fósforo total. Entretanto, vários fatores naturais têm sido apontados como causadores de variação na composição destas comunidades em rios. Por isso, grandes mudanças estruturais não provam necessariamente a hipótese de que tenha ocorrido algum evento poluidor. Neste contexto, a partir da relação entre a estrutura da comunidade de diatomáceas epilíticas da microbacia do arroio Schmidt, RS, Brasil, mudanças na qualidade da água e alterações físicas do meio, como fluxo, sombreamento ripário, largura e profundidade, objetivou-se colher subsídios para aplicação em programas de manejo e conservação de ecossistemas aquáticos. Durante os meses de janeiro e fevereiro de 2004, foram realizadas quatro excursões científicas a seis estações, totalizando 24 amostragens, para medição das seguintes variáveis: condutividade elétrica, oxigênio dissolvido em saturação, pH, turbidez, demanda biológica de oxigênio em cinco dias (DBO5), demanda química de oxigênio (DQO), fósforo total, nitrato, sólidos totais dissolvidos, sólidos suspensos, sílica, profundidade de submersão do substrato, velocidade da correnteza, diâmetro dos seixos, largura do rio e sombreamento em função da vegetação ripária. Para as análises qualitativas e quantitativas das diatomáceas epilíticas, uma área de 25 cm2 foi raspada de cinco replicatas O material foi oxidado com dicromato de potássio, ácido sulfúrico e clorídrico para confecção de lâminas permanentes. Padrões de distribuição e abundância das espécies foram explorados através da Análise de Espécies Indicadoras e os fatores ambientais responsáveis por esta distribuição foram evidenciados pela Análise de Correspondência Canônica. Os resultados confirmaram a preferência de Cymbella e Encyonema por águas lentas e elevada luminosidade, bem como a adaptabilidade de Cocconeis ao sombreamento. Nitzschia acicularis, Surirella tenera e Planothidium rupestoides revelaram-se indicadoras de ambientes meso-eutróficos. Encyonema perpusilum destacou-se no habitat oligo/β- mesossapróbico, e Sellaphora pupula no sítio de maior concentração de eletrólitos. Pelo cruzamento das respostas das espécies à saturação de oxigênio, DBO5, DQO, condutividade, fósforo total, sólidos totais dissolvidos e turbidez, foi possível estabelecer dois grupos sinalizadores de qualidade: Achnanthes sp. 3, Cocconeis fluviatilis, Navicula angusta, Nitzschia acicularis, Tryblionella victoriae, Pinnularia cf. obscura, Planothidium rupestoides, Sellaphora pupula, Stenopterobia sp. e Surirella tenera, relacionadas com maior impacto antropogênico, e Achnanthes sp. 2, Encyonema perpusilum, Geissleria aikenensis, Luticola goeppertiana, Navicula symmetrica e Nitzschia amphibia, referindo-se a ambientes mais oxigenados, pouco mineralizados e com reduzidos teores de compostos orgânicos. Estas informações também constituem subsídios para estudos paleolimnológicos envolvendo a reconstituição de paleoambientes (e.g. maior abundância de Cymbella indicando ambientes lênticos) e a concentração de paleonutrientes (e.g. Nitzschia acicularis designando períodos de maior eutrofização).

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:28:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseRMK.pdf: 7846530 bytes, checksum: 5f021e7cb9fc04d1e762db1edea1911e (MD5) Previous issue date: 2005-12-08 / Financiadora de Estudos e Projetos / This work aims to evaluate the impact and influence of the Luís Eduardo Magalhães hydroelectric power station (Lajeado Dam) in Tocantins River, which is located in the municipal district of Miracema of Tocantins TO, Brazil, through benthic macroinvertebrates community study in pre-flooding, reservoir filling and post-filling Phases. The samples have been collected with the help of a suction sampler in seven different points (at reservoir's upstream, downstream of the dam and five points in the reservoir), every other month totalling fifteen collections during a period of thirty months. The impact in the reservoir has been confirmed as due to environmental changes. These alterations are dynamic and vary in function of the dam proximity, seasonal changes and gate operations, causing modifications on density and richness of the organisms, reducing or enhancing them. The impact at the downstream of the dam has been noticed as well, probably due to the quality of the water released from the dam and the dam operation itself. Also at the control point on the reservoir's upstream, the impact with a prevalence of an invasive freshwater species in terms of density has been confirmed. With the construction of the dam, the invasive mollusks of the gên. Corbicula sp. prevail in density terms on the upstream point (Balsas) and in the beginning of the reservoir (Ipueiras point). In the reservoir, invertebrates like Ephemeroptera, Trichoptera, Plecoptera, Coleoptera, Diptera (Simuliidae and Empididae) has disappeared mainly in the dam s closest points (Graciosa and Todos os Santos) and the Diptera larvae (Chaoboridae and Chironomidae - Tribo Chironomini) has prevailed. In the downstream point (Gorgulho) some groups of invertebrates like Diptera larvae (Simuliidae) and Plecoptera has disappeared and Chaoboridae larvae of the reservoir appear mainly in the rainy period at this point. This work confirms that there have been alterations on the composition and structure of the benthic community due to environmental changes (mainly on the dissolved oxygen in water, depth of the dam, current speed and type of substratum) caused by the construction of a hydroelectric power station. A crescent longitudinal gradient of impact from the riverine zone to the lacustrine zone of reservoir has been confirmed. / Este trabalho tem como objetivo avaliar o impacto na área de influência da Usina Hidrelétrica Luís Eduardo Magalhães (UHE-Lajeado) no Rio Tocantins, localizada no município de Miracema do Tocantins - TO, Brasil, por meio do estudo da comunidade de macroinvertebrados bentônicos nas fases, pré-inundação, enchimento e represa, durante um período de trinta meses. As coletas foram realizadas com o amostrador de sucção, em sete pontos diferentes (um ponto a montante, cinco na represa e um ponto a jusante da barragem), a cada dois meses totalizando quinze coletas. No corpo do reservatório foi verificado o impacto devido à mudança do ambiente. Essas alterações são dinâmicas e variam em função da proximidade em relação à barragem, da sazonalidade e da operação das comportas, ocorrendo modificações em termos de densidade e riqueza dos organismos, com redução ou aumento desses. Observou-se também, impacto no ponto a jusante da barragem, provavelmente devido à qualidade da água descarregada pela represa e operação da barragem, e impacto em um ponto de controle à montante do corpo do reservatório, com predomínio em termos de densidade de uma espécie invasora. Com a formação da represa, no ponto a montante (Balsas) e na cabeceira da represa (ponto Ipueiras) os moluscos invasores do gên. Corbicula sp. predominam em termos de densidade. No trecho represa ocorre o desaparecimento de invertebrados como Ephemeroptera, Trichoptera, Plecoptera, Coleoptera, Diptera (Simuliidae e Empididae) principalmente nos pontos mais próximos da barragem (Graciosa e Todos os Santos) e, o predomínio de larvas de Diptera (família Chaoboridae e Chironomidae - Tribo Chironomini). No ponto a jusante (Gorgulho) alguns grupos de invertebrados como larvas de Diptera (Simuliidae) e Plecoptera desaparecem e Chaoboridae, presentes no trecho represa, aparecem neste ponto principalmente no período chuvoso. Pode-se concluir neste trabalho que ocorrem alterações na composição e estrutura da comunidade bentônica devido à modificação do ambiente (principalmente no oxigênio dissolvido na água, profundidade, velocidade da corrente e tipo de substrato de fundo) em função da implantação de uma usina hidrelétrica, com um gradiente longitudinal crescente de impacto da zona fluvial para a zona lacustre do reservatório.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2217.pdf: 7677563 bytes, checksum: b640f33ae290f5d63fda801cc2953ed8 (MD5) Previous issue date: 2008-11-20 / Universidade Federal de Sao Carlos / The community of benthic macroinvertebrates from 21 pre-selected sample points, including rivers and reservoirs at the Tiete-Jacaré (SP) watershed, were sampled during periods of drought (jun/05) and rain (feb/08), using artificial substrates filled with expanded clay (1 month of colonization), as well as samples of natural substrate with Ekman-Birge dredger and core. The objective of this study was to analyze the richness and abundance of benthic macroinvertebrates (identified until the level of family, except for Chironomidae, which was identified until the level of gender) and it s relation to water quality, under two methods of sampling, artificial substrates and natural substrates, comparing also lotic and lentic systems. Several metrics were applied, such as BMWP (Biological Monitoring Working Party) and adaptations, the IBB (Belgian Biotic Index),% EPT and Shannon-Wiener diversity index, in order to verify it s relationship to water quality, analyzing physical, chemical and biological parameters of water and sediment. The artificial substrates were efficient in the colonization of the benthic macroinvertebrate both in rivers and reservoirs, providing greater richness and abundance than the samples with dredge or core. Most of the families collected with dredge or core were represented by Oligochaeta, Chironomidae and Mollusca, while in artificial substrates, a greater variety of orders of insects, crustaceans and other organisms were found. Greater richness and diversity of benthic macroinvertebrates, including groups that are sensitive to pollution as Ephemeroptera and Trichoptera, were found in more preserved places, with the presence of riparian vegetation and good water quality (low values of electrical conductivity, total phosphorus and fecal coliform). In places affected by sewage pollution, the greater abundance and dominance was found, especially from organisms that are tolerant to organic pollution, such as Oligochaeta, Chironomidae and Hirudinea. The genera of the family Chironomidae, Tanytarsus and Rheotanytarsus, were associated with better water quality, while the gender Chironomus gr. decorus occurred in great abundance in places impacted by domestic sewage. The application of biotic indices of water quality, BMWP and IBB, was satisfactory for both rivers and to the margins of reservoirs, although in the rainy season the results were not satisfactory, because of the loss of organisms. / A comunidade de macroinvertebrados bentônicos de 21 pontos, abrangendo rios e reservatórios, pertencentes à bacia hidrográfica Tietê-Jacaré (SP) foi amostrada nos períodos de estiagem (junho/05) e de chuva (fevereiro/08), utilizando-se de substratos artificiais preenchidos com argila expandida (1 mês de colonização), além de amostragens do substrato natural com draga de Ekman-Birge e core. O objetivo foi relacionar a riqueza e abundância dos macroinvertebrados bentônicos (identificados em nível de família, Chironomidae em nível de gênero) com a qualidade de água, sob duas metodologias de amostragem, substratos artificiais e substratos naturais, comparando também sistemas lóticos e lênticos. Diversas métricas foram aplicadas como o BMWP (Biological Monitoring Working Party) e adaptações, o IBB (Índice Biótico Belga), %EPT e o Índice de Diversidade de Shannon-Wiener, com intuito de verificar sua relação com a qualidade de água, analisada através de parâmetros físicos, químicos e biológicos da água e do sedimento. Os substratos artificiais se mostraram eficientes na colonização dos macroinvertebrados bentônicos tanto nos rios como nos reservatórios, apresentando maiores riquezas e abundâncias do que as amostragens com draga ou core. A maioria dos organismos coletados com draga ou core foram representados por Oligochaeta, Chironomidae e Mollusca, ao passo que nos substratos artificiais foi registrada maior variedade de ordens de Insecta, Crustacea e outros organismos. Maiores riquezas e diversidades de macroinvertebrados bentônicos, incluindo grupos sensíveis à poluição como Ephemeroptera e Trichoptera, foram registradas nos locais mais preservados, com presença de mata ciliar e boa qualidade de água (baixos valores de condutividade elétrica, fósforo total e coliformes fecais). Nos locais com poluição por esgoto maiores abundâncias e dominância foram registradas, especialmente de organismos tolerantes à poluição orgânica como Oligochaeta, Chironomidae e Hirudinea. Os gêneros da família Chironomidae, Tanytarsus e Rheotanytarsus, estiveram associados às melhores qualidades de água, enquanto que o gênero Chironomus gr. decorus ocorreu em grande abundância nos locais impactados por esgoto doméstico. A aplicação dos índices bióticos de qualidade de água, BMWP e IBB, foi satisfatória tanto para os rios como para as margens dos reservatórios, embora na época chuvosa os resultados não fossem satisfatórios pela perda de organismos.

Dois estudos envolvendo processos ecológicos de decomposição foliar e colonização por macroinvertebrados foram realizados em três nascentes do bioma Pampa. O primeiro deles questionou se as folhas podem ter processos diferenciados quando estão misturadas, ou seja, se há efeito aditivo de uma folha sobre as outras e se a fauna decompositora seleciona recursos na forma desse composto heterogêneo. Para tanto, quatro espécies mais comuns da mata de galeria desses riachos foram coletadas e incubadas em bolsas-de-folhiço. A taxa de decomposição das folhas quando misturadas não é diferente da média de todas as espécies isoladas, indicando que não existe efeito de uma espécie sobre as outras. A colonização de macroinvertebrados não respondeu a diferenças dos detritos, tanto para abundância quanto para composição da fauna, indicando que as morfoespécies não têm preferência por tipos de folhas. Em relação aos grupos tróficos funcionais, não existe seleção entre os diferentes detritos - mesmo quando misturados - mas sim um forte padrão de sucessão no tempo. Herbívoros e omnívoros possuem maior freqüência nas primeiras etapas do processo, seguidos de detritívoros e carnívoros mais nas etapas finais. Já o segundo estudo se propõe a investigar se a presença de folhas de Eucalyptus saligna (exótica) junto às de nativas tem efeito na taxa de decomposição total da mistura em resposta as suas diferentes pressões de seleção, como por exemplo, seus metabólitos secundários. A taxa de decomposição tanto de E. saligna, quanto dessas folhas misturadas às nativas, é considerada lenta, sendo que folhas de E. saligna isoladas foi a mais rápida, ficando no limite ente lenta a intermediária. A taxa de decomposição do tratamento nativas + E. saligna foi diferente daquela esperada pela média de todas as espécies isoladas (nativas + exótica). A densidade de macroinvertebrados foi diferente entre folhas de E. saligna e desta misturada às nativas, sendo a maior riqueza de morfoespécies associada às folhas da espécie exótica. Não há padrões quanto à estrutura da assembléia de macroinvertebrados associados às diferentes folhas, e nem entre os tempos. A mesma falta de agrupamento ocorre para os grupos funcionais. E. saligna obteve uma taxa de decomposição mais acelerada provavelmente por apresentar baixo teor de lignina e, ainda, pela rapidez com que geralmente os polifenóis são lixiviados. O esperado para a decomposição do tratamento nativas + E. saligna foi uma taxa maior daquela observada, possivelmente porque as folhas nativas apresentam uma estrutura tecidual mais íntegra, providenciando uma desaceleração da taxa de decomposição das folhas de eucalipto na mistura. Portanto, tanto o processo de decomposição quanto a colonização de macroinvertebrados do tratamento de nativas sob influência da exótica se deu mais em função das espécies nativas ali presentes. / Two studies involving ecological processes of leaf decomposition and macroinvertebrate colonization were performed on three headwater streams of the Pampa biome. The first verified if the leaves may have different decomposition process when they are mixed, in other words, if there is additive effect of a film on the other, and if the fauna selects resources in the form of this heterogeneous compound. To achieve that, the four most common species of the gallery forest of these streams were collected and placed in litter-bags. The leaf breakdown rate when mixed is not different from the average of all species isolated, indicating that there is no effect of one species over the others. The colonization of macroinvertebrates did not respond to differences of detritus, both to the abundance and for fauna composition, indicating that the morphospecies have no preference for the leaves kind. Regarding the functional feed groups, there is no selection among the different debris - even when mixed - but a strong pattern of temporal succession. Herbivores and omnivores have higher frequency in the early stages of the decomposition followed by detritivores and carnivores in the final stages. The second study aims to investigate whether the presence of Eucalyptus saligna (exotic) plus native leaves affect the decomposition rate of the mixture since these leaves have experienced different selection pressures and therefore have different mechanisms of decomposition, for example, have developed different secondary metabolites. The decomposition rate of both E. saligna, and these leaves mixed with native, were considered slow, but the E. saligna leaves alone had the fastest decomposition rate, being in the limit between slow and intermediate. The leaf breakdown rate of native + E. saligna was different from that expected by the average of the isolated species (native + exotic). The density of macroinvertebrates was different between of E. saligna and native plus eucalypt leaves, with the greatest richness of morphospecies associated with the leaves of the exotic one. There were no standards in the assembly of macroinvertebrates associated with the different leaves, or between times. The same lack of clustering occurs for the functional feed groups. E. saligna obtained a faster decay rate probably because of its low lignin content, and also the speed with which the polyphenols are generally leached. The expected for the decomposition rate of native + E. saligna was higher than the observed, possibly because the leaves have a native tissue structure more fully, providing a deceleration in the decomposition rate of eucalyptus leaves in the mix. Therefore, both the process of decomposition and colonization by macroinvertebrates under the influence of the exotic, were more associated with the presence of the native species.