Os setores sul e norte do complexo estuarino lagunar de Cananéia-Iguape, sujeitos a diferentes pressões antrópicas, foram estudados quanto às características hidrológicas e hidroquímicas das águas de superfície e fundo, com ênfase às concentrações de zinco, cádmio e chumbo dissolvidos. A amostragem contou com coletas espaciais e temporais, em dois períodos sazonais (outono e primavera) de 2007. Os metais estudados foram: o zinco, devido ação tóxica ou como micronutriente, dependendo de sua concentração, o cádmio e o chumbo, considerados sem função biológica positiva conhecida e com alto grau de toxicidade para a biota. A metodologia utilizada na determinação da concentração dos metais traço foi a voltametria por redissolução anódica. No setor sul, a variação da salinidade foi característica de um sistema estuarino não impactado. Os teores dos metais traço encontrados sofreram variação entre 0,040 e 0,509 ?g L-1 para o zinco, 0,001 e 0,024 ?g L-1 para o cádmio e entre 0, 030 e 0,175 ?g L-1 para o chumbo. No setor norte, a variação salinidade mostrou forte influência de água doce. O zinco sofreu variação entre 0,097 e 0,257 ?g L-1, o cádmio entre 0,004 e 0,024 ?g L-1 e o chumbo 0,033 e 0,259 ?g L-1. Nos dois setores, as concentrações dos metais traço estiveram sempre abaixo dos limites propostos pela legislação ambiental brasileira (CONAMA) e norte-americana (EPAUSA). O presente estudo mostrou um maior do impacto antrópico na região norte, com potencial de exportação para o setor sul e plataforma. As maiores concentrações dos metais traço estudados ocorreram nas águas de fundo, mais próximas à interface com o sedimento. O setor sul, sujeito a uma variação da salinidade mais definida, mostrou maior potencial para a remobilização dos metais traço para a coluna de água com o movimento de maré. O estudo dos ciclos biogeoquímicos dos metais traço deve ser incentivado no monitoramento ambiental da região. / The south and north regions of Cananeia-Iguape estuarine-lagoon system submitted to different anthropic pressures were studied to evaluate their hydrological and hydrochemical characteristics mainly considering the concentrations of dissolved zinc, cadmium and lead. The sampling included spatial and temporal samples obtained in two seasons (autumn and spring) of 2007. The metals studied were zinc as a toxic agent and micronutrient depending on the concentration and cadmium and lead with no biological positive relevance and high toxicity to the biota. The methodology used in the trace metals determination was anodic stripping voltammetry. In the south portion the salinity variation was characteristic of non-impacted estuaries. The zinc concentrations ranged from 0,040 to 0,509 ?g L-1. The cadmium ranged from 0,001 to 0,024 ?g L-1. The lead content ranged from 0,030 to 0,175 ?g L-1. In the north portion, the salinity variation showed high influence of fresh water. The zinc concentrations ranged from 0,097 to 0,257 ?g L-1. The cadmium concentrations ranged from 0,004 to 0,024 ?g L-1. The lead values ranged from 0,033 to 0,259 ?g L-1. The concentration of trace metals on both portions were below the limits proposed by the Brazilian environmental law (CONAMA) and North American (EPAUSA) legislation. The present study revealed higher anthropic impact in the north region with exporting potential to the south and to the continental shelf. Higher trace metals concentrations were observed in the bottom waters near to the sediment interface. The south region, submitted to most defined tide movements, showed an important potential for trace metals remobilization to the water column. The trace metals biogeochemistry cycles study should be enhanced for better environmental monitoring.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2018-02-20T15:41:21Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Tatiana.pdf: 566030 bytes, checksum: 62e1cb6cc4c14e38f8541ff8477ed25c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-20T15:41:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Tatiana.pdf: 566030 bytes, checksum: 62e1cb6cc4c14e38f8541ff8477ed25c (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / Com o desenvolvimento industriais de regiões costeiras, tornou-se necessário o estudo de metais em áreas não impactadas, como a Baía de Ilha Grande, devido a carência de estudos nestes sistemas por serem comparados as áreas impactadas. No presente estudo dois testemunhos foram coletados; um a enseada de Abrão em Ilha Grande e o outro na porção Leste na Baía de Sepetiba, Rio de Janeiro. / With the industrial development of coastal regions, it became necessary to study metals in non-impacted areas, such as Ilha Grande Bay, due to the lack of studies in these systems because the impacted areas were compared. In the present study, two samples were collected; one the Abrão cove in Ilha Grande and the other in the eastern portion in Sepetiba Bay, Rio de Janeiro.

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós–Graduação em Oceanografia Biológica, Instituto de Oceanografia, 2012. / Submitted by Cristiane Gomides (cristiane_gomides@hotmail.com) on 2013-11-18T16:09:12Z No. of bitstreams: 1 BRNA.pdf: 776201 bytes, checksum: 2dd5a6dcf1118a798cbd5a740899215e (MD5) / Approved for entry into archive by Angelica Miranda (angelicacdm@gmail.com) on 2013-11-18T19:39:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 BRNA.pdf: 776201 bytes, checksum: 2dd5a6dcf1118a798cbd5a740899215e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-18T19:39:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BRNA.pdf: 776201 bytes, checksum: 2dd5a6dcf1118a798cbd5a740899215e (MD5) Previous issue date: 2012 / O presente trabalho é dividido em dois capítulos, os quais apresentam estudos realizados em três comunidades de pescadores do estuário da Lagoa dos Patos: a São Miguel, o Bosque e a Torotama. O primeiro capítulo trata da estrutura da frota da pesca artesanal na região e sua evolução ao longo do tempo. Foram entrevistados 20 pescadores de cada comunidade, que responderam perguntas com relação aos seus petrechos de pesca e sua visão com relação a mudanças ocorridas no setor. Observou-se uma tendência à diminuição do tamanho de malha das redes, assim como o aumento da potência dos motores, o que evidencia um aumento de esforço pesqueiro quando comparado a décadas passadas. Os pescadores têm consciência das alterações que a pescaria vem sofrendo. O segundo capítulo aborda um assunto pouco estudado no Brasil, o autoconsumo dos pescadores artesanais, ou seja, a quantidade e o tipo de pescado consumido pelos pescadores e seus familiares daquilo que é capturado por eles próprios. Foram entrevistados periodicamente 10 pescadores de cada comunidade, de setembro de 2010 a dezembro de 2011. Coletaram-se informações pessoais sobre a atividade pesqueira e autoconsumo de pescado. O consumo médio anual por pessoa foi de 38,57 kg. A primavera e o verão foram as estações de maior consumo, sendo a corvina e o camarão-rosa as espécies mais consumidas nessas estações, respectivamente. / This study is divided into two chapters which presents studies done in three fishing communities of Patos Lagoon’s estuary: São Miguel, Bosque and Torotama. The first chapter is about the artisanal fishery’s fleet structure in the region and its evolution in time. Twenty fishermen of each community were interviewed, they answered questions about their vessels and the fishing gears and their vision about the changes that occurred in the sector. It was observed reduction trend in mesh sizes as well an increase of the engine power indicating an increase of fishing effort. Fishermen are aware of the changes the fishery has being undergoing. The second chapter addresses a less investigated issue in Brazil, the artisanal fishery self-consumption, i.e., the amount and type of fish consumed by the fishermen and their family of what is captured by them. Ten fishermen of each community were periodically interviewed, from September 2010 to May 2011. Personal information about the fishing activity and fish selfconsumption was collected. The average annual consumption per person was of 38.57 kg. Higher consumption occurred in spring and summer, the white croaker and the pink shrimp are the most consumed species in these seasons, respectively.

A resposta metabólica do bagre Genidens genidens de três estuários (rios Grande, Indaiá e Escuro) do município de Ubatuba SP foi estudada comparativamente em relação ao impacto da atividade humana na região. Encéfalo, fígado e músculo epaxial foram utilizados para determinar a atividade específica das enzimas lactato desidrogenase (LDH), malato desidrogenase (MDH) e arginase, como prováveis marcadoras desse impacto. As diferenças entre os níveis teciduais de LDH dos bagres coletados nos três estuários não foram significativamente diferentes, provavelmente devido a sua capacidade adaptativa, associada à sazonalidade das concentrações de oxigênio nas águas estuarinas. Os níveis de arginase hepática e muscular dos bagres coletados nos estuários dos rios Escuro e Indaiá, respectivamente, foram diferentes em relação aos dois outros estuários. Comportamento semelhante a esse foi constatado em relação aos níveis da enzima MDH, marcadora do potencial gerador de ATP desses tecidos. Nesse sentido, os níveis de arginase e MDH do fígado e músculo epaxial podem estar refletindo o esforço adaptativo metabólico desse bagre às condições ambientais dessas regiões estuarinas. / The metabolic response of catfish Genidens genidens of the three estuaries (Grande, Indaia and Escuro rivers) in the municipality of Ubatuba - SP was studied in comparison to the impact of human activity in the region. Brain, liver and epaxial muscle were used to determine the specific activity of the enzymes lactate dehydrogenase (LDH), malate dehydrogenase (MDH) and arginase, as probable markers of that impact. The differences between the tissues levels of LDH of the catfishes collected in the three estuaries were not significantly different, probably due to its adaptive capacity, associated with the seasonality of the oxygen concentrations in estuarine waters. Arginase levels of liver and muscle of the catfishes collected in estuaries of rivers Escuro and Indaia, respectively, were different in the relation to the other two estuaries. Behavior was similar to that observed in the levels of the enzyme MDH, marker of the potential generator of ATP of those tissues. Accordingly, the levels of arginase and MDH of the liver and epaxial muscle might reflect the effort of that adaptive metabolic catfish to environmental conditions such estuarine areas.

O estudo que ora se apresenta integrou o conjunto de pesquisas do sub-projeto - Diversidade de Bactérias Associadas à Degradação de Compostos Recalcitrantes, do projeto temático BIOTA FAPESP - Ecologia Molecular e Taxonomia Polifásica de Bactérias de Interesse Ambiental e Agro-Industrial. Apresenta caráter inovador, na medida em que procurou avaliar o potencial de aplicação biotecnológica de microrganismos anaeróbios de uma área severamente contaminada no Brasil, o estuário de Santos-São Vicente, em degradar o pentaclorofenol (PCP). A pergunta fundamental a ser respondida pelos resultados experimentais realizados foi: são os microrganismos autóctones do estuário capazes de servirem de inóculo para degradar o pentaclorofenol em biorreatores sob condições metanogênicas? Dois grupos de amostras foram avaliados, o primeiro, uma parcela composta por vários sedimentos coletados no estuário e, o segundo, sedimentos coletados na região do Largo de Canéus e na frente da Companhia Siderúrgica Paulista (COSIPA). O estabelecimento da determinação cromatográfica do PCP e congêneres menos clorados para o monitoramento experimental mostrou que na análise da presença dos clorofenóis nos sedimentos, o método de extração por ultrassom com posterior metilação dos analitos foi adequado para concentração mínima de 200 'mü'g clorofenóis/Kg sedimento para 2,3; 2,6 diclorofenóis; 2,4,6 e 2,3,6 triclorofenóis. Contudo, não foi adequado para a determinação do PCP e 2,3,4 triclorofenol. Para o meio de cultivo, o método de extração do PCP por agitação em vórtex e acetilação dos analitos mostrou-se adequado para todos os clorofenóis e com limite de quantificação de 0,1 mg/L. A avaliação do potencial metanogênico foi realizada com as amostras compostas do estuário enriquecidas sob condições halofílicas. O valor estável de metano no biogás de 50% foi obtido nos primeiros 20 dias de incubação. O sedimento nessas condições foi utilizado como inóculo para fins de isolamento de culturas metanogênicas, redutoras do íon sulfato e degradadoras de PCP. Não foram obtidas culturas desalogenadoras; porém foram isoladas arquéias metanogênicas, cultivadas em metanol, acetato e formiato de sódio, bem como bactérias cultivadas em lactato de sódio na presença e ausência de sulfato de sódio. Ensaios fisiológicos aliados aos métodos moleculares FISH e DGGE permitiram identificar arquéias metanogênicas do gênero Methanosarcina sp. e microrganismos do domínio Bacteria. Os sedimentos individualmente estudados foram coletados com maior controle de anaerobiose empregando-se amostrador do tipo corer. O enriquecimento destes sedimentos, inicialmente sob concentração de 2,5 mg PCP/g STV e com adições periódicas de 50% da concentração inicial do clorofenol e 1,25 a 2,5 g/L de glicose por 13 meses a 30 graus Celsius, resultou na obtenção de culturas degradadoras do PCP sob anaerobiose estrita. Nos reatores controles sem PCP, já primeiros 20 dias de incubação 70% de metano foi determinado no biogás. Nos reatores com PCP, a produção do metano (20%) iniciou após 100 dias. A adsorção foi o principal mecanismo de remoção de 50% do PCP nas primeiras 12 horas de incubação dos enriquecimentos. Posteriormente, a redução do PCP no meio de 77% para a amostra de Canéus e 70% para a da COSIPA foi relacionada a mecanismos de biodegradação anaeróbia, como a desalogenação redutiva. Exames microscópicos mostraram a seleção de microrganismos na presença de PCP, com predomínio de bacilos formadores de esporos semelhantes ao gênero Clostridium sp., filamentos diversos e filamentos semelhantes as arquéias metanogênicas acetoclásticas relacionadas ao gênero Methanosaeta sp. O enriquecimento foi realizado sob condições halofílicas, segunda a salinidade de cada amostra estudada no estuário. Não houve perda do clorofenol por volatilização. Os resultados obtidos no enriquecimento anterior viabilizaram o estudo seguro do potencial anaeróbio dos microrganismos oriundos do sedimento da COSIPA em metabolizar o PCP em reator contínuo do tipo RAHLF. Assim, sedimento enriquecido sob condições metanogênicas e halofílicas foi inoculado no RAHLF, controlando-se rigorosamente a anaerobiose. O reator preenchido com cubos de espuma de poliuretana foi operado por 126 dias e tempo de detenção hidráulica de 18 horas, com meio de cultura salino contendo glicose (1 g/L) como principal fonte de carbono e PCP-Na nas concentrações de 5, 13, 15 e 21 mg/L. O desempenho do RAHLF foi estável com boa eficiência durante toda a operação. A redução dos níveis de matéria orgânica medida em DQO variou de 70 a 100% e a de PCP foi de 99%, com detecção de intermediários menos clorados e sob teores de metano no biogás de 20%. Da massa de 1111,73 mg de PCP aplicada no reator, 286,9 mg ficou retida no sistema pelo processo de adsorção nas biopartículas e 824,83 mg foi biodegradada. As análises morfológicas dos tipos celulares, em conjunto com as técnicas moleculares DGGE e FISH, revelaram a presença de grupos microbianos do domínio Archaea pertencente à família Methanosarcinacea e grupos do domínio Bacteria. A participação de grupos de domínio Bacteria, cuja estrutura dos tipos microbianos na comunidade variou ao longo do RAHLF e das concentrações de PCP, e dos organismos metanogênicos da família Methanosarcinacea, possibilitou responder a questão inicialmente formulada, uma vez que se pode afirmar que os microrganismos autóctones foram capazes de degradar o PCP sob condições metanogênicas e halofílicas, com eficiência adequada. A prática para a seleção dos microrganismos retirados do ambiente estuarino, de interesse para biotecnologia anaeróbia aplicada ao saneamento ambiental, que empregou o reator do tipo RAHLF, parece promissora para avanços da engenharia na remediação biológica de uma área cuja relevância é indiscutível para o estado de São Paulo / This study has an innovative character, once aimed to evaluate the biotechnological application of anaerobic microorganisms degrading pentachlorophenol (PCP) at a severely polluted area in Brazil, estuary of Santos-São Vicente, São Paulo state. This study integrated a group of researches of the sub-project - Diversity of Bacteria Associated to the Degradation of Recalcitrant Compounds, supported by major project BIOTA FAPESP which theme is Molecular Ecology and Polyphasic Taxonomy of Bacteria of Environmental and Agriculture-Industrial Interest. The fundamental question to be answered by the accomplished experimental results was: are the autochthonus microorganisms of the estuary capable of serving as inoculum to degrade the PCP in bioreactors under methanogenic conditions? In order to evaluate this hypothesis, two groups of samples were collected: sediments taken from several sites of the estuary and sediments taken from two sites, one severely contaminated with organochlorine compounds, in front of the São Paulo Metallurgical Company (COSIPA) and other, less contaminated, in the area of Canéus. The establishment of protocol for the PCP and less chlorinated compounds chromatographic determination showed that the extraction method by ultrosonication followed by metilation of the chlorinated compounds was appropriated to evaluate concentrations of 200 ug chlorophenol/Kg of sediment, 2,3; 2,6 dichlorophenols; 2,4,6 and 2,3,6 trichlorophenols. However, it was not appropriated for evaluation of PCP and 2,3,4 trichlorophenol. For the culture medium, the extraction method by vortex agitation followed by acetilation was appropriated for all of the chlorophenols compounds. The quantification limit was 0,1 mg/L. The evaluation of the methanogenic potential and PCP biodegradation was accomplished with the samples of the estuary enriched under halophylic conditions. In the experiments without PCP was possible to obtain cultures of Methanosarcina sp, identified by FISH technique and cells of domain Bacteria, identified by DGGE. In the experiment with PCP dehalogenated cultures were not obtained. To evaluate PCP anaerobic biodegradation by sediments of COSIPA and Caneus sites, sediments collected under anaerobic conditions by a corer device were enriched in a halophylic brine medium with glucose and PCP at concentration of 2.5 mg PCP/g VTS. Periodic additions of 50% of the initial concentration of PCP and 1.25 to 2.5 g/L of glucose were done. With this strategy was possible to obtain PCP dehalogenated cultures. The adsorption was the main mechanism of 50% of PCP removal in the first 12 hours of incubation. The PCP reduction of 77% for Caneus reactor and 70% for COSIPA reactor was related to anaerobic biodegradation. Microscopic exams showed selection of microorganisms, with predominance of cells related to Clostridium sp., and filaments related to methanogenic acetoclastic archaea Methanosaeta sp. chlorophenols volatilization was not observed. The biotechnological application of HAIB reactor in PCP biodegradation was evaluated using sediment of COSIPA site previously enriched with glucose. The reactor was operated by 126 days and hydraulic detention time of 18 hours, with saline brine medium containing glucose (1 g/L) and NaPCP in concentrations of 5, 13, 15 and 21 mg/L. PCP amendments did not affect the overall performance and functional stability of the process. COD and PCP reduction was close to 80% and 100%, respectively with detection of trichlorophenols and dichlorophenols. Percentage of methane in the biogas closed to 30%. Adsorption analyses demonstrated that 287 mg of PCP was removed by adsorption in the biofilm and 825 mg was removed by biodegradation. Biofilm DGGE-profiling showed the presence of specific bands of Bacteria and Archaea domains when PCP was amended. The appearance of new bands of Bacteria showed that this organisms had a direct influence at PCP dehalogentation. Archaea organisms of Methanosarcinaceae family had an indirect influence in this metabolism. This thesis demonstrated that HAIB reactors, using autochthonous microorganisms under halophylic and methanogenic conditions, are a potential alternative for organochlorines bioremediation

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-03-29T16:05:50Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Patricia UFF_ correção biblioteca.pdf: 3712502 bytes, checksum: 03b92bada7dee0d553bd96d2e88531c6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-29T16:05:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Patricia UFF_ correção biblioteca.pdf: 3712502 bytes, checksum: 03b92bada7dee0d553bd96d2e88531c6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ / Ao longo das últimas seis décadas foram intensificadas as pressões antrópicas nas regiões costeiras de todo o globo. Alterações no uso do solo, aporte fluvial de efluentes domésticos, industriais e fertilizantes da agricultura são as principais fontes de nutrientes antropogênicas. Os ambientes costeiros são reconhecidamente áreas de interface terra-mar, onde o aporte terrígeno pode alterar significativamente os ecossistemas destas regiões. Este estudo avaliou comparativamente dois índices de estado trófico e dois modelos de eutrofização para a região do delta estuarino do Paraíba do Sul, localizado no norte fluminense, RJ. As premissas dos índices tróficos são baseadas nas concentrações de elementos biogênicos (nitrogênio e fósforo) e a biomassa autotrófica presentes no ambiente. Os indices foram estabelecidos pelos trabalhos de VOLLENWEIDER (1968), RAST & HOLLAND (1978) e O’Boyle (2013), são eles: índice “O’Boyle” e TRIX. Os modelos de eutrofização utilizados foram ASSETS (Assessment of Estuarine Trophic Status; BRICKER et al., 2003; FERREIRA et al., 2007) e LOICZ (Land and Ocean Interactions in the Coastal Zone; GORDON et al., 1996). O Modelo ASSETS avalia os indicadores de pressão, o estado, a resposta e a suscetibilidade do ambiente à eutrofização. O modelo LOICZ estabelece o balanço de massa de elementos conservativos (água e sal) e não-conservativos (elementos biogênicos) e identifica a natureza do metabolismo do sistema, seja do tipo autotrófico ou heterotrófico e se age como uma fonte ou um sumidouro de matéria. Foram utilizados dados pretéritos fornecidos por STERZA (2004), estes foram obtidos entre 2002 e 2003 durante 12 campanhas de coleta ao longo de um transecto constituinte por 9 pontos de amostragem, com 2 profundidades distintas, abrangendo a fonte fluvial, o gradiente estuarino, a pluma costeira e a fonte marinha. O comportamento do sistema foi analisado para três condições: período seco, úmido e anual. O sistema apresentou estratificação parcial em todos os cenários analisados. Os resultados apontaram dinâmica sazonal, com exceção do resultado do ASSETS que não apresentou sensibilidade suficiente para tal. Os dois índices do estado trófico indicaram o sistema estuarino interno como moderado (mesotrófico a eutrófico) durante o período chuvoso. Esta condição é decorrente do aporte continental acrescido do escoamento superficial (runoff), mais intensos para o período. Os índices para sistema estuarino externo indicaram mesotrofia. Notou-se a inversão destes cenários, para os setores interno e externo, durante o período seco. O sistema como um todo, para o ciclo anual, mostrou-se potencialmente eutrofizado. O modelo ASSETS indicou que o sistema apresenta moderada suscetibilidade à eutrofização. Quanto ao balanço de massa, o estuário interno apresentou fluxos característicos de produção de elementos biogênicos (NID e PID), correspondendo a uma fonte. O sistema estuarino externo atua de forma muito parecida, com exceção do NID que não se encontra tão disponível para regiões adjacentes durante o período seco. Todas as metodologias foram validas para o sistema. Os índices obtiveram respostas semelhantes, o modelo ASSETS apresentou menor sensibilidade ao comportamento do sistema e o modelo LOICZ descreveu de forma minuciosa o balanço dos elementos biogênicos e indicou a tendência geral do sistema para o metabolismo heterotrófico / the main sources of anthropogenic nutrients’ to the coastal zone. This study compared two indices of trophic state and two models that assesses the susceptibility of eutrophication and the whole system metabolism for the estuarine region of the Paraíba do Sul river, located in northern Rio de Janeiro state, RJ. The trophic indices are based on the concentrations of biogenic elements (nitrogen and phosphorus), autotrophic biomass (The TRIX Index; VOLLENWEIDER,1968 & 2008; RAST & HOLLAND,1978) and also pH and dissolved oxygen (O'Boyle, 2013). The models were ASSETS (Assessment of Estuarine Trophic Status; BRICKER et al, 2003; Ferreira et al, 2007) and LOICZ (Land and Ocean Interactions in the Coastal Zone; GORDON et al, 1996). The ASSETS model assessed indicators of pressure, state, response and the susceptibility eutrophication of the environment. The LOICZ model establishes the conservative (water and salt) and non-conservative (biogenic elements) mass balance and identifies the state for the metabolism of the system, being either autotrophic or heterotrophic or in equilibrium. The findings also indicated if the system acts as a source or a sink of biogenic matter. The data used in this work was provided by Sterza (2004), which were obtained between 2002 and 2003 during 12 collection’ campaigns along a transect constituted 9 sampling points, with 2 different depths. Along this transect the river source, the estuarine gradient, the coastal plume and the marine source were included. The system behavior was analyzed for the average annual and seazonal conditions (dry and rainy). At all conditions, the system fell into the category of a partially mixed estuary. The two indices of the trophic state indicated the internal estuarine system as being moderate nourished (mesotrophic to eutrophic) during the rainy season. This condition was due to the increase contribution of continental runoff (runoff), naturally intensified in this period. The indexes for the external estuarine compartment (i.e. the river plume) was mesotrophic.. For the annual cycle the system was classified as potentially eutrophic. The ASSETS model indicated that the system shows moderate susceptibility to eutrophication. The mass balance showed that the internal estuary trends to work as a source for nutrients. The only exception was for DIN, during the dry period, behaving as a sink. All methods presented congruent results. Both Trophic State indeces had similar responses, the ASSETS model indicated moderate susceptibility to eutrophication due to the in general strong water flow and dilution potential of the estuarine waters, and the LOICZ model described in details the mass balance and indicated a very slight trend to heterotrophic metabolism

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-09-21T18:16:41Z No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado Luiz C. Cotovicz Jr. Versão Uff.pdf: 4982585 bytes, checksum: 7a9441ed4aef2fa1871fcee50e7e53c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T18:16:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado Luiz C. Cotovicz Jr. Versão Uff.pdf: 4982585 bytes, checksum: 7a9441ed4aef2fa1871fcee50e7e53c4 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências - Geoquímica. Niterói, RJ / As taxas de produção, transformação, emissão e sedimentação de carbono na interface terra-mar são significantes globalmente, porém pobremente quantificadas nas regiões tropicais. O aumento acelerado nas concentrações atmosféricas de dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4) alerta a importância do monitoramento e quantificação das concentrações e fluxos desses gases do efeito estufa na zona costeira. A redação da presente tese foi separada em capítulos. Os capítulos 1 e 2 apresentam a introdução geral do trabalho e o estado da arte do conhecimento da temática da tese, sobre a dinâmica de CO2 e CH4 em estuários. O capítulo 3 contém a descrição do sistema de medição contínua e on-line da pressão parcial do CO2 (pCO2) e comparações entre as medições contínuas com estimativas indiretas calculadas a partir da alcalinidade total (AT) e pH da água em dois estuários contrastantes: a Baía de Guanabara, Rio de Janeiro, e o estuário do Rio São Francisco, AL. Na Baía de Guanabara, um estuário dominado pela forçante marinha e altamente impactado por atividades antrópicas, os valores calculados e medidos da pCO2 mostraram excelente concordância (R2 = 0.95, p < 0.0001). Em contraste, no estuário do Rio São Francisco, onde o gradiente salino completo foi amostrado, importantes superestimativas foram verificadas nos valores calculados em algumas amostras de água doce. A superestimativa média foi de 72%, chegando ao valor extremo de 737%. Esses erros foram atribuídos à contribuição da alcalinidade orgânica e à baixa capacidade de tamponamento do sistema carbonato sob condições de água doce, de baixo pH e baixa AT. Os capítulos 4 e 5 apresentam os resultados das variações temporais e espaciais nas concentrações e fluxos de CO2 e CH4 na interface água-atmosfera na Baía de Guanabara. O estudo foi conduzido entre Abril de 2013 e Abril de 2014 com monitoramento contínuo da pCO2, temperatura, salinidade, fluorescência e oxigênio dissolvido (OD). Amostragens discretas foram realizadas para CH4, clorofila a e nutrientes inorgânicos dissolvidos. As concentrações anuais de CO2 e CH4 variaram entre 22-3715 ppmv e 18-10350 nmol L-1, respectivamente. Marcantes subsaturações da pCO2 na água em relação à pCO2 atmosférica foram prevalentes em águas rasas, confinadas e termicamente estratificadas principalmente no verão, enquanto supersaturação foi restrita às proximidades da desembocadura de rios poluídos e efluentes de esgotos. O CO2 também apresentou variações diuturnas em função dos processos de fotossíntese e respiração, com maiores valores no período noturno. O CH4 apresentou sobressaturação em todas as amostras, com as concentrações mais altas próximas de localidades com maior influência antrópica. A produção de metano pareceu ser pequena na região amostrada em função da competição com a redução de sulfato, sendo a maior parte do CH4 sustentada por fontes alóctones (rios poluídos e esgoto doméstico). Contrariamente à maioria dos sistemas estuarinos, a Baía de Guanabara foi considerada um sumidouro anual de CO2 em função da concomitância entre alta incidência de radiação fotossinteticamente ativa (PAR), estratificação térmica e alta disponibilidade de nutrientes, que promoveram grandes florações de fitoplâncton e autotrofia (metabolismo autotrófico de 52,1 mol C m-2 ano-1). Os fluxos de CO2 na interface água-atmosfera foram da ordem de -9,6 a -18,3 mol C m-2 ano-1. Os fluxos calculados de metano ficaram entre 0,20 e 0,35 mol C m-2 ano-1, e estão bem acima da média dos valores documentados em outros estuários mundiais, mostrando que a poluição pode ser um importante fator nas emissões estuarinas. Dessa forma, a eutrofização pareceu amplificar o sumidouro de CO2, enquanto a poluição orgânica pareceu amplificar a emissão de CH4. Comparando os fluxos de CO2 e CH4 em termos de emissões equivalentes de CO2 (CO2-eq), as emissões de CH4 reduziram o caráter sumidouro do CO2 em aproximadamente 16%. Esses resultados indicam que mais estudos são necessários em regiões estuarinas tropicais cobrindo diferente tipologias, pois a maioria dos trabalhos publicados até o momento se concentraram em estuários temperados e dominados por rios. / The production, transformation, emission and burial of carbon at the land-ocean interface are globally significant, but rather poorly quantified in tropical regions. The increasing atmospheric concentrations of dioxide carbon (CO2) and methane (CH4) alerts to the importance and necessity of monitoring and quantifying the concentrations and fluxes of these greenhouse gases at coastal zone. The present doctoral thesis was divided into several chapters. Chapter 1 presents a general introduction to the thesis. Chapter 2 corresponds to a general introduction which focuses on the state of art of knowledge of the thesis subject, dealing with the CO2 and CH4 dynamics in estuaries. Chapter 3 describes the system applied for the online and continuous measurements of the aquatic partial pressure of CO2 (pCO2) and compares its estimate between the method of the continuous measurements with indirect estimates based on calculations with total alkalinity and pH in two contrasting Brazilian estuaries. One being the marine dominated and highly anthropogenically disturbed Guanabara Bay (State of Rio de Janeiro, SE-Brazil) and the other, the oligotrophic Sao Francisco River Estuary (State of Alagoas, NE-Brazil), impacted by dams. For Guanabara Bay, the measured and calculated pCO2 values showed an excellent agreement (R2 = 0.95, p < 0.0001). In contrast, the Sao Francisco estuary, showed good agreements between both methods in the estuarine mixing zone but not for it´s freshwater end member samples, which yielded substantial overestimations for the calculated pCO2. The average overestimation was 72%, reaching 737%. These discrepancies were attributed to the interference of organic alkalinity in the calculations particular in acid, poorly buffered freshwaters. Chapters 4 and 5 correspond to the part of this study, addressing the results of the temporal and spatial variations of CO2 and CH4 concentrations and atmospheric exchanges in Guanabara Bay. The study was conducted between April 2013 and April 2014, with continuous on line monitoring along trajectories of pCO2, temperature, salinity, fluorescence and dissolved oxygen. In addition, discrete sampling was performed at fixed stations along the trajectories for CH4, Chlorophyll a and dissolved inorganic nutrients. The annual concentrations of CO2 and CH4 ranged between 22-3715 ppmv and 18-10350 nmol L-1, respectively. Marked undersaturations of pCO2 were prevalent in shallow, confined and stratified waters especially at summertime, whereas oversaturations were restricted to the vicinity of the polluted river mouths and effluent discharge. The CO2 presented diurnal variations related to the processes of photosynthesis and respiration, with higher values at nigh-time period. CH4 was oversaturated in all samples, with higher concentrations primarily in the polluted regions. Methanogenesis seemed to be low in the sampled regions due to the competition with sulphate-reduction, with the major part of the CH4 sustained by allochthonous sources, derived from the sewage network. In contrast to the major part of the world´s estuarine systems, Guanabara Bay was considered a strong sink of CO2 due to concomitant effects of high photosynthetically active radiation intensity (PAR), thermal stratification and net autotrophy (autotrophic metabolism of 52.1 mol C m-2 yr-1). The air-water CO2 fluxes were between -9.6 and -18.3 mol C m-2 yr-1. The calculated methane emissions were between 0,20 and 0,35 mol C m-2 yr-1, and were well-above of the world-average documented for other estuarine systems, showing that pollution can be an important factor in coastal CH4 emissions. As such, eutrophication seemed to amplify the CO2 sink, whereas the organic pollution seemed to amplify the CH4 emissions. Comparing the CO2 and CH4 in terms of CO2 equivalent emissions (CO2-eq), emissions of CH4 reduced the CO2 sink by about 16%. These results indicate that studies of topical estuaries covering different types of systems need to be enhanced, as most part of studies were conducted in river-dominated and temperate estuaries.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-05-09T16:04:57Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Mestrado Raphael Pietzsch.pdf: 4110966 bytes, checksum: df24bdc5f7c697ce89fe6793eab5f517 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-09T16:04:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Mestrado Raphael Pietzsch.pdf: 4110966 bytes, checksum: df24bdc5f7c697ce89fe6793eab5f517 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / O presente estudo teve como objetivo analisar hidrocarb onetos policíclicos aromáticos (HPAs), em diversas seções de dois testemunhos de sedimentos recentes, no estuário de Guaratuba, Paraná, a fim de avaliar os possíveis impactos decorrentes da crescente ocupação humana ao redor e de suas atividades na região. Este sistema estuarino está situado dentro dos li mites de uma Área de Proteção Ambiental, um local considerado ainda rela tivamente preservado. Com esta finalidade, se buscou quantificar quatorze HPAs sele cionados nos testemunhos, de aproximadamente 40 cm cada, os quais foram coletados na parte interna – próxima à área de desembocadura dos principais rios da região, Cubatão e São João – e na parte mais externa, próxima à saída para o m ar. A identificação e quantificação destes hidrocarbonetos foi realizada empreg ando-se um cromatógrafo à líquido de alto desempenho (HPLC – “High Performa nce Liquid Chromatography”), acoplado a um detector de fluorescência. Além disso, busc ou-se quantificar o teor de matéria orgânica nestes sedimentos, para observar se pode ria haver uma correlação entre esta e os HPAs. A concentração total de HPAs encontr ada nas amostras variou de 1,5 a 3.272,1 ng·g -1 (mediana 364,2) de sedimento seco, o que coloca a baía de Guaratuba como um ambiente pouco poluído a moderadamente poluído, se comparada com outras regiões similares do globo. Na part e mais externa, uma tendência atual é parece ocorrer, em função de um crescen te acúmulo destes hidrocarbonetos no sedimento, nas seções mais superficiais. Esta área é a que sofre maior urbanização nas proximidades do estuário nas últim as décadas. As concentrações de HPAs são, contudo, menores do que na base , a qual apresenta as maiores concentrações. A partir disso, pode-se julgar qu e a região esteve sujeita a impactos consideráveis no passado sem, no entanto se demo nstrar alarmante no presente. Um nível dos sedimentos, registrado no interior da baía, em que diversos HPAs estão presentes, indica que houve pelo menos um mom ento de significativa contribuição de queimadas. Além disso, os dados sugerem qu e processos biogênicos ou a diagênese inicial podem ter uma parcel a de contribuição na produção natural de HPAs. / The present study aims to analyze polycyclic aromatic hydro carbons (PAHs) in several sections of two cores of recent sediments, from the Guaratuba estuary, Parana State, to evaluate the degree of impact in the area from increasing human occupation and activities. An Area of Environmental Preser vation encloses this estuarine system, a location considered still pristine. Fo urteen selected PAHs were analyzed. The cores had roughly 40 centimeters, one colle cted in the inner part of the estuary and the other in the outer section, close to the sea. The identification and quantification of theses hydrocarbons was conducted using a HPLC – High Performance Liquid Chromatography coupled to a fluore scence detector. Besides, the total organic matter was quantified in order to s ee if there was any correlation with the PAHs. The concentration of total PAHs ranged from 1.5 and 3272.1 ng·g -1 (median 364,2) dry weight, which characterizes Guaratub a bay between a low polluted to moderately polluted environment, when com pared to similar environments around the globe. In the outer sector of the estuary, a trend in the present days is observed, showing an increase in the concentration of these hydrocarbons in the surface sediments. The outer sector is also the area that has been experiencing the fastest urbanization process in recent decades. Despite of t hat, the PAH concentrations are lower than in the bottom, which has the highest concentrations. This suggests that the region has been subjected to consid erable impacts in the past, although it does not seem to be alarming in the pres ent times. Within a level of the sediment cores, recorded in the inner sector of the bay , several PAHs are present in higher concentrations, indicating that at least in one moment there was a contribution of forest fires. Besides that, the data also suggest tha t biogenic processes or early diagenesis may have a slightly contribution to the nat ural production of PAHs.

Os estuários são áreas de alta produtividade biológica. O estuário da Lagoa dos Patos constitui a área de criação, reprodução e alimentação de grande parte dos peixes que ocorrem no litoral sul do Brasil. A maior enseada rasa da zona estuarina é o Saco do Arraial, com hidrodinâmica singular, e palco de atuação pré-histórica de populações tradicionais na pesca. Atualmente, diversas comunidades de pesca atuam nesta enseada com explotação de peixe-rei (Odontesthes argentinensis), de siri (Callinectes sapidus), de tainha (Mugil sp) e, sobretudo, de camarão (Farfantepenaeus paulensis). Entre estas comunidades está a Coréia, situada na Ilha dos Marinheiros, segundo Distrito da cidade de Rio Grande. O presente trabalho tem como objetivo descrever o território de uma comunidade de pesca, a Coréia (Ilha dos Marinheiros RS), através de uma perspectiva etnooceanográfica. A perspectiva do território como conhecimento, não apenas o espaço, mas também o tempo é passível de ser apropriado constituindo os sinais de memória. Para atingir tais objetivos, um aparato metodológico, advindo das etnociências, foi utilizado: mapas cognitivo e vernacular, entrevistas abertas e semi-estruturadas, a técnica da turnê e a observação participante. As técnicas de coletas de dados foram utilizadas de forma a descrever o conhecimento das principais forçantes ambientais que conduzem a apropriação territorial em duas escalas: o território grupal e os pesqueiros. Os dados obtidos evidenciaram que as fronteiras territoriais são também limites do conhecimento ecológico tradicional e que três cenários ecológicos interanuais de tomadas de decisão, mediadas pelas técnicas de pesca, são construídos com base na interface de três principais forçantes ambientais percebidas: as chuvas, os ventos e o ciclo migratório das espécies. A partir da dinâmica estuarino-biológica construída (cenários), funda-se ou abole-se pesqueiros, bem como as relações sociais que deles emergem, o que confere flexibilidade às fronteiras do território grupal. / Estuaries are high biological productivity areas. The Patos Lagoon Estuary is the growth, reproduction and feeding area of the most of fish in southern coastline of Brazil. The biggest shallow cove in the estuary zone is Saco do Arraial, it has a particular hydrodynamic, besides, it has been a pre-historical setting of traditional fishing population. Nowadays, various fishing communities work in this cove exploting fishes (Odontesthes argentinensis and Mugil sp), the blue-crab (Callinectes sapidus) mainly the pink-shrimp (Farfantepenaeus paulensis). Among these communities is the Coréia, in Sailors Island, the second district of Rio Grande City. This paper aims to describe a fishing territory, the Coréia, from an ethnooceanographyc perspective. From the perspective of the territory as knowledge, not only space, but also time is apropriated; the later constituting memory signs. For these aims mental maps, open-ended and in-depth semi-structured interviewing, tour technique and participative research have been used. The data collection techniques were used in order to describe the knowledge from environmental forcings that defines territorial appropriation in two levels: communitarian and pesqueiros. The data showed that territorial lines are the limits of traditional ecological knowledge. Besides this, three inter annual ecological decision-making settings (decisions concerning fishing technique management) are built according to three environmental forcings (rains, winds and migratory cycle of fish) in relation to fishing technique management. From estuary-biological dynamic built (settings), reconstruct fishing places (pesqueiros) are established ou dismantled, as well as the social relations which arise from them. As a result, the borders of the group territory become flexible.

A pesquisa que ora se apresenta visou estabelecer as condições nutricionais adequadas para o uso do sedimento do estuário de Santos - São Vicente do Estado de São Paulo, como inóculo no reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF) no processo de degradação anaeróbia do pentaclorofenol (PCP) em busca da aplicação da tecnologia em escala real, assim como identificar grupos microbianos envolvidos no processo. Para tanto, sedimento do estuário de Santos-São Vicente, com características metanogênicas foi utilizado. Os microrganismos provenientes do sedimento estuarino foram enriquecidos sob condições metanogênicas e halofílicas, visando a utilização do sedimento como inoculo nos ensaios nutricionais e na operação dos reatores do tipo RAHLF. O meio de cultivo salino Biota, suplementado com glicose e formiato, foi utilizado para o desenvolvimento da comunidade microbiana metanogênica halofílica. Testes de degradação do PCP foram realizados previamente sob diferentes concentrações de nitrogênio e fósforo, com vistas a uma melhor compreensão da relação N:P adequada para o processo anaeróbio. Os resultados provenientes do acompanhamento da diversidade microbiana do domínio Bacteria nas diferentes relações testadas indicaram a seleção de distintas comunidades microbianas, resultando em diferentes velocidades de degradação do PCP. A relação N:P de 10:1 foi a que apresentou melhores resultados, pois além da rápida degradação do PCP quando comparada com as outras relações, apresentou a maior diversidade de microrganismos. Posteriormente, o sistema RAHLF foi operado com vazão média afluente de aproximadamente 44 mL/hora, com meio mineral salino Biota (DQO:N:P de 1000:130:45) para R1 e com a alteração para relação DQO:N:P de 1000:10:1 para R2. Duas diferentes estratégias foram adotadas para partida dos reatores. Para R1, optou-se por acrescentar PCP na concentração inicial de 10,0 mg/L, durante 110 dias causando desestabilização da metanogênese e acúmulo de PCP, requerendo intervenção para recuperação do reator pelo período de 90 dias. Na partida do RAHLF 2, optou-se pelo aumento gradual de concentração do PCP de 0,5 mg/L a 12,0 mg/L durante 52 dias. Após estabelecimento da metanogêsenese, R1 foi alimentado durante 270 dias com 5,0 mg PCP/L, durante 41 dias com 8,0 mg/L e 59 dias com 12 mg/L. O balanço de massa no reator RAHLF 1 demonstrou que 0,52% do PCP adicionado saiu no efluente e que não ocorreu adsorção no sistema. 22,34 mg de 2,4,6 TCP, intermediário da degradação do PCP, ficaram adsorvidos na biopartícula. Os resultados das análises de diversidade microbiana apontaram para mudança da comunidade microbiana do domínio Bacteria ao longo do período operacional e morfologias de bacilos fluorescentes semelhantes a Methanobacterium sp estiveram presentes no reator. No RAHLF 2, a degradação do PCP foi de 100%, até a concentração de 10,0 mg/L. No final da fase com 12,0 mg PCP/L, a concentração no efluente foi de 1,4 mg PCP/L, com eficiência média de remoção de 93,2 \'+ ou -\' 5,5%. 2,4,6 TCP foi o intermediário principal no efluente do reator. 4,06% do PCP adicionado ao sistema foram encontradas no efluente e 15,94% ficaram adsorvidas nas biopartículas do reator. Portanto, considera-se que 80% do PCP adicionado sofreu degradação anaeróbia microbiana. A presença dos microrganismos Methanocalcullus e Methanosaeta na fase final de operação do RAHLF 2 e determinadas no sedimento coletado foi considerada fundamental para manter estabilidade do reator. Essa descoberta contribui com informações sobre a real diversidade microbiana de ecossistemas tropicais, sobretudo em habitats anaeróbios, bem como sobre as condições nutricionais e os procedimentos necessários para confiná-la em reatores e usá-la em processos de biorremediação. / The research presented here aimed to determine the optimal nutritional conditions for the use of sediment from the Santos-São Vicente estuary in the state of São Paulo, Brazil, as an inoculum for a horizontal-flow anaerobic immobilized biomass reactor (HAIB) applied to the anaerobic degradation of pentachlorophenol (PCP), seeking to apply the technology on the real scale and to identify the microbial groups involved in the process. To this end, sediment with methanogenic characteristics from the Santos-São Vicente estuary was used. The microorganisms from the estuarine sediment were enriched under methanogenic and halophilic conditions, aiming to use the sediment as an inoculum in nutritional assays and in the operation of HAIB reactors. Biota saline culture medium supplemented with glucose and formiate was used to develop the halophilic methanogenic microbial community. PCP degradation tests were carried out previously under different concentrations of nitrogen and phosphorus in order to gain a better understanding of the optimal N:P ratio for the anaerobic process. The findings on the microbial diversity of the domain Bacteria at the various ratios tested here indicated the selection of distinct microbial communities, resulting in different PCP degradation velocities. The N:P ratio utilized was 10:1 since it presented the best results not only in terms of faster PCP degradation than the other ratios but also highest diversity of microorganisms. The HAIB reactor was then operated with a mean inflow of approximately 44 mL/hour, using the biota saline mineral medium with a COD:N:P ratio of 1000:130:45 in R1 (reactor 1) and a COD:N:P ratio of 1000:10:1 in R2. Two distinct strategies were adopted to start up the reactors. In R1 PCP was added at an initial concentration of 10.0 mg/L for 100 days, causing destabilization of the methanogenesis and accumulation of PCP, requiring a 90-day intervention for the reactor\'s recovery. To start up R2, the PCP concentration was increased gradually from 0.5 mg/L to 12.0 mg/L for 52 days. After methanogenesis was established, R1 was fed for 270 days with 5.0 mg of PCP/L, followed by 41 days with 8.0 mg/L and 59 days with 12 mg/L. The mass balance in R1 indicated that 0.52% of the added PCP exited through the reactor\'s outflow and that adsorption of the system did not occur. 22.34 mg of 2,4,6 TCP, an intermediary of PCP degradation, was adsorbed in the bioparticles. The results of the analysis of microbial diversity indicated a change in the microbial community of the domain Bacteria along the operational period, with fluorescent bacilli morphologies resembling Methanobacterium sp present in the reactor. PCP degradation in R2 was 100% up to a concentration of 10.0 mg/L. At the end of the phase with 12.0 mg PCP/L, the effluent concentration was 1.4 mg PCP/L, with a mean removal efficiency of 93.2 \'+ or -\' 5,5%. 2,4,6 TCP was the main intermediary in the reactor\'s effluent. 4.06% of the PCP added to the system was found in the effluent and 15.94% was absorbed in the bioparticles of the reactor. Therefore, it was concluded that 80% of the added PCP underwent microbial anaerobic degradation. The presence of Methanocalcullus and Methanosaeta microorganisms in the final operating phase of R2, which was determined in the collected sediment, was considered fundamental for maintaining the reactor\'s stability. This discovery contributes to the body of information about the real microbial diversity of tropical ecosystems, above all in anaerobic habitats, and about the nutritional conditions and procedures involved in confining these microorganisms in reactors and using them in bioremediation processes.