Problemática mundial levantada nas últimas duas décadas, a geração de gases de efeito estufa (GEE) tem parte devida à emissão de metano por ruminantes. O metano, um potente GEE, é produto final do processo fermentativo de bovinos e, por constituir perda no potencial produtivo destes, tem sido objeto de estudo por nutricionistas do mundo todo. Na busca por estratégias para diminuírem essas perdas, diferentes dietas, aditivos e manejos nutricionais têm sido empregados. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito dos aditivos alimentares, monensina ou tanino, sobre a produção de metano ruminal em bovinos, utilizando-se a técnica de fermentação ruminal ex situ (micro-rúmen), e sobre os parâmetros da fermentação ruminal, a digestibilidade aparente total e a excreção de nutrientes da dieta. Seis vacas (873 ± 81 kg) canuladas no rúmen foram utilizadas e distribuídas a três dietas, que diferiram quanto ao aditivo utilizado, seguindo-se delineamento experimental em quadrado latino 3x3 replicado (n= 18 unidades experimentais): Controle (CON): sem aditivo; Monensina (MON): adição de 300 mg de monensina sódica por animal por dia; Tanino (TAN): adição de 100 g de extrato concentrado de tanino condensado obtido da Acácia-negra (Acacia mearnsii) por animal por dia. Cada período experimental foi constituído de 21 dias, sendo que, entre o dia 5 e o dia 15, 2 g do marcador óxido crômico por kg de MS de alimento consumido foi administrado via cânula ruminal, para determinação da digestibilidade aparente total da MS e suas frações, bem como da excreção dos nutrientes da dieta. O ensaio de digestibilidade foi constituído por duas fases, sendo os cinco primeiros dias para adaptação ao marcador e os cinco últimos para coleta de fezes. A excreção da MS e dos nutrientes, bem como a excreção de nitrogênio, foi calculada a partir dos dados de coeficiente de digestibilidade da MS e suas frações. Para cada período experimental, os últimos 6 dias foram destinados para coleta de dados do consumo de matéria seca (CMS). No dia 21 coletou-se líquido ruminal, antes, 3, 6, 9 e 12 h após a alimentação matinal, para determinação da concentração de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) e metano (CH4). As concentrações de CH4 e AGCC foram determinadas por cromatografia gasosa. O pH ruminal foi mensurado por um dispositivo contínuo de mensuração, durante 24 horas no 21º dia de cada período experimental. A técnica de fermentação ex situ consiste em incubar frascos tipo penicilina com conteúdo ruminal sólido e líquido, em banho termostático por 30 minutos, com posterior mensuração da produção de metano por cromatografia gasosa, sendo estimada a perda de energia relativa (PER). A PER avalia a eficiência da fermentação dos alimentos, ou seja, verifica a perda de metano quando comparada aos outros produtos da fermentação, tais como, acído acético, propiônico e butírico. Os dados foram analisados pelo programa SAS (Versão 9.2, 2010) através do procedimento MIXED. No modelo, o efeito de tratamento foi considerado fixo e os efeitos de período, quadrado e animal dentro de quadrado considerados aleatórios. Não houve diferenças significativas (P0,05) entre os tratamentos para o consumo, digestibilidade aparente total e excreção da MS, PB, EB, FDN, FDA, EE, ENN, MO ou P, nem na digestibilidade do NDT e na excreção de N. Não houve efeito signifivativo dos aditivos (P>0,05) sobre a concentração de N-NH3, pH ruminal, para os ácidos acético, propiônico e butírico, nem para o AGCC total. Para a variável metano houve diferença significativa (P<0,05), sendo que o tratamento com monensina foi responsável por reduzir a produção de metano em 10,7%, já o tanino reduziu em 8,0%, quando comparados ao tratamento controle. Observou-se que a PER foi diminuída significativamente em 20,3% e 23,8% (P=0,0387) com a administração dos aditivos monensina e tanino, quando comparadas ao tratamento controle. Portanto, a utilização de monensina ou tanino, em dietas com proporção de volumoso e concentrado de 50%, demonstra ser uma interessante opção em dietas para bovinos, com vistas a eficiência energética dos animais, não interferindo sobre o consumo, digestibilidade e excreção dos nutrientes com consequente redução nas emissões de metano. / Worldwide problem raised in the last two decades, the generation of greenhouse gases (GHG) is partly due to methane emission by ruminants. Methane, a powerful greenhouse gas, is the end product of the fermentation process in cattle, and as is considered a potential loss in their productive potential has been studied by nutritionists worldwide. In the search for strategies to decrease these losses, different diets, additives and nutritional management have been employed. Therefore, the aim of this study was to evaluate the effect of feed additives monensin or tannins on ruminal methane production in cattle evaluated by the technique of ex situ ruminal fermentation (micro-rumen), and on rumen fermentation parameters, as well as, total tract apparent digestibility and excretion of nutrients. Six ruminally cannulated cows (873 ± 81 kg) were distributed to three diets that differed on the additive used, in a replicated 3x3 Latin square experimental design (n=18 experimental units): Control (CON): no additive; Monensin (MON) addition of 300 mg of monensin per animal per day; Tannin (TAN): addition of 100 g of concentrated extract condensed tannin obtained from black wattle (Acacia mearnsii) per animal per day. Each experimental period consisted of 21 days, and between day 5 and day 15, 2 g per kg DM consumed of the marker chromic oxide was administered via rumen cannula for determination of DM and its fractions apparent digestibility as well as, excretion of nutrients. Digestibility trial consisted of two phases, the first five days for adaptation to the marker and the last five for feces sampling. The excretion of DM and nutrients, as well as, nitrogen excretion was calculated from the data of DM digestibility and its fractions. In each trial, the last 6 days were used for data collection of dry matter intake (DMI). On day 21, ruminal fluid was collected before, 3, 6, 9 and 12 h after morning feeding to determine the concentration of short chain fatty acids (SCFA) and methane (CH4). The concentration of SCFA and CH4 were determined by gas chromatography. Rumen pH was measured by a continuous measurement device for 24 hours on day 21 of each experimental period. The fermentation technique consists of ex situ incubation of penicillin flasks with liquid and solid rumen contents in water bath for 30 minutes, with subsequent measurement of methane production by gas chromatography, with final estimation of relative energy loss (REL). The REL evaluates the efficiency of feed fermentation , in other words, verifies methane loss when compared to the other fermentation products such as acetic, propionic and butyric acids. Data were analyzed using the MIXED procedure of SAS (Version 9.2, 2010). In the model, the effect of treatment was considered fixed and the effects of period, square, and animal within square were considered random. No significant differences (P0.05) between treatments were observed for dry matter intake, apparent digestibility and excretion of DM, CP, GE, NDF, ADF, EE, NFE, MO or P, nor TDN digestibility and N excretion. There was no significant effect (P>0.05) of additives on rumen pH, concentration of total SCFA, acetic, propionic and butyric acids, as well as, NH3- N. Monensin reduced (P<0.05) methane production by 10.7%, whereas tannin reduced by 8.0%, when compared to control treatment. Relative energy loss was significantly decreased by 20.3% and 23.8% (P=0.0387) with administration of monensin and tannin when compared to control. Therefore, the use of monensin or tannin in diets with forage to concentrate ratio of 50%, shows to be an interesting option in catlle diets aiming to improve energy efficiency in animals, not interfering on intake, digestibility and nutrient excretion with consequent reduction in methane emissions.

O óxido nitroso (N2O) é o terceiro gás de efeito estufa natural mais importante no planeta Terra, suas emissões são provenientes, principalmente da atividade bacteriana em processos de nitrificação e desnitrificação. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de elucidar a contribuição da Bacia Amazônica nas emissões de N2O nos anos de 2010 e 2011. A quantificação do N2O foi realizada por meio da coleta do ar atmosférico utilizando aviões de pequeno porte que descreveram um perfil vertical da superfície até 4,4 km de altitude, em quatro locais, posicionados de tal forma na Bacia Amazônica, que possibilitasse um estudo que a representasse regionalmente. O fluxo de N2O foi estimado utilizando-se o método de integração de coluna que consiste na determinação da concentração deste gás, subtraído das concentrações de entrada do continente, levando-se em consideração o tempo que as massas de ar levaram da costa brasileira até o local de coleta. Foi determinada a emissão de N2O pela queima de biomassa, utilizando a razão CO:N2O, determinada nos perfis amostrados durante a estação de queima de biomassa. A Amazônia apresentou um caráter emissor para N2O, com uma emissão maior em 2010 de 3,84 TgN2O ano-1 e de 1,93 TgN2O ano-1 em 2011. Este comportamento provavelmente é resultante do efeito da temperatura mais elevada em 2010 do que 2011. / Nitrous oxide (N2O) is the third most important natural greenhouse gas on planet Earth, it emissions are provided, mainly from bacterial activity during process of nitrification and denitrification. This study was developed with the goal to elucidate the Amazon Basin contribution on N2O emissions during the years of 2010 and 2011. N2O quantification was performed by collecting atmospheric air using small aircraft that described a vertical profile from surface until 4,4 km of altitude, in four sites, positioned over the Amazon Basin so we could study it whole. The flux was estimated through column integration method, which consists in determine N2O subtracted from background concentrations and taking into account the time these air masses spent between the coast and the sampling sites. To determine N2O biomass burning contribution, the CO:N2O ratio was estimated at the dry season profiles. The Amazon presented an emission behavior for N2O, 3,84 TgN2O year-1 in 2010 and 1,93 TgN2O year-1 in 2011. This behavior is resulted by higher temperatures effects in 2010 than 2011.

Problemática mundial levantada nas últimas duas décadas, a geração de gases de efeito estufa (GEE) tem como parcela contribuidora a emissão de metano por ruminantes. O metano, um potente GEE, é produto final do processo fermentativo de bovinos e, por constituir perda no potencial produtivo destes, tem sido objeto de estudo por nutricionistas do mundo todo. Na busca por estratégias para diminuírem as perdas por metano, diferentes dietas, aditivos e manejos nutricionais têm sido empregados. Fontes lipídicas vegetais, como os grãos de soja, contêm alta porcentagem de ácidos graxos insaturados e este tipo lipídio pode colaborar para a diminuição da metanogênese. Em contrapartida, a inclusão de uma fonte rica em pectina (polpa cítrica) pode contribuir para aumento da produção de metano. Assim, objetivou-se com o presente experimento avaliar o efeito de diferentes fontes energéticas da dieta sobre a produção de metano e parâmetros fermentativos em bovinos. O delineamento adotado foi o quadrado latino 3x3 replicado, com período de 16 dias e 3 tratamentos: Controle: Dieta de baixo extrato etéreo (3,50% de EE); Soja: Dieta de alto extrato etéreo (inclusão de 15% de soja grão, com 5,30% de EE); Polpa: Dieta de baixo extrato etéreo e alta participação de pectina (inclusão de 15% de polpa cítrica, com 3,0% de EE). O consumo de matéria seca (CMS) foi obtido pela diferença do ofertado e a sobra da dieta nos últimos seis dias experimentais. O volume de líquido total, o volume de sólido total, o turnover de sólidos e a taxa de passagem ruminal foram obtidos pelo esvaziamento deste orgão, realizado no 11º e 12º dias experimentais, sendo realizado antes e 3 horas após a alimentação matutina. O conteúdo sólido foi retirado manualmente e o líquido com ajuda de bomba a vácuo, sendo estes pesados separadamente. Uma alíquota de 10% foi utilizada para determinar a matéria seca do conteúdo ruminal e corrigir o volume de sólido total. No 16° dia experimental, foi analisado o pH, com auxílio de uma probe de mensuração contínua. Neste mesmo dia foram realizadas coletas do conteúdo ruminal antes, 3, 6, 9 e 12 horas após a alimentação matinal, para a quantificação da produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC). Também coletou líquido ruminal, com auxilio de bomba a vácuo, para análise de N-NH3. A técnica empregada para mensurar a produção de AGCC e metano foi de fermentação ruminal ex situ, que consiste em incubar frascos tipo penicilina com conteúdo ruminal sólido e líquido, em banho termostático por 30 minutos. Em seguida, a mensuração de metano e AGCC foi realizada por cromatografia gasosa e estimada a perda de energia realtiva (PER). A PER avalia a eficiência da fermentação dos alimentos, ou seja, verifica a perda de metano quando comparada aos outros produtos da fermentação. Os tratamentos apresentaram efeito (P<0,05) para CMS, Turnover de sólido e Taxa de Passagem. A dieta contendo Soja apresentou menores valores para estes parâmetros que as dietas Controle e Polpa. Os tratamentos não diferiram significativamente (P>0,05) para o Volume Sólido Total. As variáveis pH médio e máximo, tempo de pH abaixo de 5,8; 6,0 e 6,2, assim como, área de pH abaixo de 5,8 e 6,2, não diferiram (P>0,05) entre os tratamentos. Entretanto, o pH mínimo foi maior (P<0,05) para dieta contendo Soja em relação à dieta Controle, sem diferença dos dois grupos para polpa cítrica. A área de pH abaixo de 6,0 foi menos elevada (P<0,05) para o grupo soja quando comparado ao grupo controle, sem diferença dos dois grupos para polpa cítrica. Quanto ao nitrogênio amoniacal, não houve diferença (P>0,05) entre os tratamentos. As produções de AGCC totais, acetato e butirato (mMol/Kg/dia) foram mais elevadas na dieta à base de polpa cítrica e diminuída na dieta à base de grão de soja. Nenhuma dos tratamentos alterou a produção de metano ou a PER. A partir disto, essas fontes são indicadas para a utilização em dietas de bovinos, porém, a inclusão dos grãos de soja, alterou o CMS e sua inclusão resultou em mudanças no ambiente ruminal, alterando do perfil fermentativo, não demonstrando alterações na produção de metano e a PER. A inclusão de lipídios na dieta de bovinos pode diminuir a produção de metano, mas esse efeito não é específicos sobre as arqueas metanogênicas e, portanto, não altera a eficiência de fermentação ruminal. Já a pectina pode aumentar a produção de metano, por ter alta fermentabilidade ruminal, sem, contudo alterar a ineficiência deste processo. / Worldwide issue raised in the last two decades, the generation of greenhouse gases (GGE) has, a contributor parcel in the methane emission by ruminants. Methane, a powerful GGE, is the final product of cattle fermentative process and, for representing productive potential loss, has been studied by nutritionist all over the world. In the search for strategies to reduce losses by methane, different diets, additives and nutritional management have been used. Vegetable lipid sources, such as soybean grain contain high content of unsaturated fatty acids and this type of lipid can contribute to methanogenesis reduction. On the other hand, the inclusion of a high pectin (citrus pulp) source in diets can contribute for methane production increase. In this sense, the objective of the present experiment was to evaluate different energy sources in diet on methane production and fermentation parameters in cattle. The design adopted was a replicated 3x3 Latin square with 16 day period and 3 treatments: Control: Low ether extract diet (3.50% of EE); Soybean: High ether extract diet (inclusion of 15% of soybean grain with 5.30% of EE); Citrus pulp: Low ether extract and high inclusion of pectin diet (inclusion of 15% of citrus pulp with 3.0% of EE). Dry matter intake (DMI) was obtained by the difference between the offered and the surplus of the diet at the last six experimental days. Rumen total liquid volume, total solid volume, solid turnover and ruminal passage rate were obtained by the emptying of this organ performed at days 11 and 12 of each experimental period, before and 3 hours after morning feeding. The solid content was manually removed and the liquid by vacuum pulp and both samples weighed separately. A sample of 10% was used to determine dry matter of rumen content and correct total solid volume. At day 16 of experimental period, ruminal pH was determined by a data logger of continuous measurement. At this day, ruminal content sampling was carried out before, 3, 6, 9 and 12 hours after morning feeding for short chain fatty acids (SCFA) production. Rumen fluid was also collected, through vacuum pulp, for ammonia nitrogen determination. The technique applied to measure methane and SCFA production was the ex situ rumen fermentation that consists on the incubation of penicillin flasks with solid and liquid rumen content in a thermostatic bath for 30 min. After, methane and SCFA determinations were carried out by gas chromatography and the relative energy loss (REL) was estimated. The REL evaluates the efficiency of feed fermentation. In other words, verifies methane loss when compared to other fermentation products. It was observed effect of treatment (P<0.05) for DMI, rumen solid turnover and passage rate. Soybean diet had lower values than control and citrus pulp diet in all these parameters. Treatments did not significantly differ (P>0.05) for total solid volume. The variables mean and maximum ruminal pH, time wich pH was under 5.8; 6.0 and 6.2, as well as, pH area under 5.8 and 6.2 did not differ (P>0.05) between treatments. However, minimum pH was higher (P<0.05) in soybean group when compared to control, without difference of two groups to citrus pulp. pH area under 6.0 was lesser (P<0.05) in soybean group compared with control group, without difference of two groups to citrus pulp. For ammonia nitrogen determination, it was not observed difference (P>0.05) between treatments. Total SCFA, acetate and butirate production (mMol/kg/day) were increased in citrus pulp diet and were decreased in soybean diet. No diet altered (P>0.05) methane production or REL. The inclusion of lipids in the diet of cattle can reduce methane production, but this effect is not specific methanogenic archaea on and therefore does not alter the efficiency of rumen fermentation. Already pectin can increase the production of methane, having high fermentability rumen, without however changing the inefficiency of this process.

O objetivo geral deste trabalho foi elaborar uma ferramenta de análise comparativa de combustíveis para geração de energia elétrica, acessível para pesquisadores e tomadores de decisões. Para isso foi realizado inicialmente a contextualização dos temas: mudanças climáticas, segurança energética, energia elétrica e combustíveis. Posteriormente realizou-se o desenvolvimento da ferramenta para análise comparativa de combustíveis, com base nos dados físico-químicos e de emissões de GEE atrelados aos biocombustíveis englobados neste estudo. A ferramenta foi desenvolvida por dois métodos, um deles Individual, que compara dois combustíveis e apresenta os dados e informações comparativas sobre ambos, e o segundo Coletivo, na qual é possível comparar as informações sobre os combustíveis simultaneamente. Após a construção da ferramenta a mesma foi disponibilizada para consulta pública, através de divulgação no formato aberto. Ademais, foram elaborados rankings de comparação entre os combustíveis, com intuito de sumarizar as informações obtidas na ferramenta de cálculo numa escala de combustíveis promissores do ponto de vista de geração de energia, emissão de GEE e comparação entre as duas variáveis. Através dos resultados obtidos foi possível constatar que há biocombustíveis com maior capacidade energética do que os combustíveis de origem fóssil tradicionalmente utilizados; que todos os biocombustíveis analisados possuem menor emissão de gases de efeito estufa (GEE) atrelados as suas atividades em relação aos combustíveis fósseis; e que existem biocombustíveis com alta capacidade energética e baixa emissão de GEE que podem ser usados na geração de energia elétrica / The overall objective of this work was to develop a comparative analysis tool for biofuels for electric power generation, accessible to researchers and decision makers. For this, the contextualization of the following themes was initially carried out: climate change, energy security, electric energy and fuels. Subsequently, the tool for comparative fuel analysis was developed, based on physicochemical data and GHG emissions linked to the biofuels included in this study. The tool was developed by two methods, one Individual, which compares two fuels and presents data and comparative information on both, and the second Collective, in which it is possible to compare information on fuels simultaneously. After the construction of the tool the same was made available for public consultation, through disclosure in the open format. In addition, fuel comparison rankings were elaborated with the purpose of summarizing the information obtained in the calculation tool on a scale of promising fuels from the point of view of energy generation, GHG emission and comparison between the two variables. Through the results obtained it was possible to verify that there are biofuels with greater energy capacity than the fuels of fossil origin traditionally used; that all biofuels analyzed have a lower emission of greenhouse gases (GHG) tied to their activities in relation to fossil fuels; and that there are biofuels with high energy capacity and low GHG emissions that can be used to generate electricity

A Amazônia desempenha um papel importante no ciclo global de carbono, tanto na troca, quanto no armazenamento do carbono, pois contém a maior área de floresta tropical, cerca de 50% do total. Além dos processos naturais, desmatamento e manejo do solo também são fontes de CO2. A Floresta Tropical Amazônica também representa uma significante fonte de óxido nitroso (N2O) através de processos do solo, e de metano (CH4), o qual é emitido em altas taxas em regiões alagadas. Este projeto é parte integrante do Experimento de Grande Escala entre a Biosfera e a Atmosfera da Amazônia (LBA), denominado “Perfis Verticais de Dióxido de Carbono e outros Gases Traço sobre a Bacia Amazônica usando Aviões de Pequeno Porte". A partir de dezembro de 2000, perfis verticais de gás carbônico (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O) e hexafluoreto de enxofre (SF6), além de monóxido de carbono (CO) e hidrogênio molecular (H2), têm sido medidos sobre a Amazônia Central. Os locais escolhidos para amostragem foram a Floresta Nacional do Tapajós, no estado do Pará, por já existir uma torre de medida de fluxo de CO2, e uma área a leste impactada por atividades de pecuária e agricultura, para comparar a influência de uma área impactada com uma área preservada; e a Reserva Biológica de Cuieiras, no estado do Amazonas, onde também existe uma torre de medida de fluxos de CO2 e uma área a leste distante de atividades antrópicas, para comparar com a Reserva. As coletas foram realizadas em perfis verticais de 300 a 4000 m de altitude, com o auxílio de duas malas semi-automáticas desenvolvidas pela NOAA e um avião de pequeno porte. Para a análise dos perfis, foi utilizado o sistema MAGICC (Multiple Analysis of Gases Influence Climate Change) instalado no laboratório de Química Atmosférica (LQA) do IPEN (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares). Os resultados mostraram que todos os gases estudados, exceto o gás H2, apresentaram o mesmo comportamento observado em estações de monitoramento mundial. No Estado do Pará, em geral, todos os anos estudados foram discretos sumidouros de CO2. Para a comparação entre as Estações Secas e Chuvosas, removeu-se a influência global subtraindo os valores observados para o mesmo período na Ilha de Ascension, das concentrações observadas nos locais estudados. Assim, na comparação entre as Estações Chuvosas de 2004 e 2005 com a Seca de 2004, foi observado que as Estações Chuvosas apresentaram concentrações de CO2 maior em 2 ppm que na Estação Seca 2004. No Estado do Amazonas, os perfis coletados na Estação Chuvosa apresentaram comportamento de fonte, com diferença entre acima e abaixo da CLP (Camada Limite Planetária) de 10 ppm. As concentrações nos locais estudados foram superiores às observadas na Ilha de Ascension. As concentrações de metano apresentaram valores superiores em 80 ppb e 25 ppb sobre os Estados do Pará e do Amazonas, respectivamente, em relação à Ascension. Durante as Estações Secas foram observadas maiores concentrações de metano em relação às Estações Chuvosas estudadas. O gás N2O apresentou comportamento das concentrações observadas no Estado do Pará semelhante ao observado sobre Ascension até 2003, ano em que a concentração deste gás na região Amazônica começou a apresentar aumento gradativo, mostrando a influência de adubação de áreas agrícolas em regiões próximas. Sua concentração foi semelhante nos dois estados estudados, apresentando discreta fonte nas Estações Chuvosas estudadas nos quatro locais. A concentração observada do gás SF6 foi semelhante à global, e ligeiramente maior no Estado do Amazonas em relação ao Estado do Pará, sugerindo diferentes origens das massas de ar. As concentrações de CO, sobre o Estado do Pará e do Amazonas, foram maiores abaixo da CLP e apresentaram cerca de 130 ppb e 150 ppb, respectivamente, a mais na Estação Seca devido aos processos de queimada. A maior média de concentração foi observada no Estado do Amazonas, o que também sugere diferentes origens de massas de ar, uma vez que não há ação antrópica em locais próximos ao amostrado neste estado. O gás H2 apresentou comportamento semelhante ao CO nas Estações Secas estudadas. O Estado do Amazonas desempenhou papel de sumidouro deste gás em todo o período estudado e o Estado do Pará desempenhou papel de sumidouro apenas na Estação Chuvosa. / The Amazon plays an important role on the global carbon cycle, as changing as carbon storage, since Amazon Basin is the biggest area of tropical forest, around 50% of global. Natural’s process, deforestation, and use land are CO2 sources. The Amazon forest is a significant source of N2O by soil process, and CH4 by anaerobic process like flooded areas, rice cultures, and others sources. This project is part of the LBA project (Large-Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazônia), and this project is “Vertical profiles of carbon dioxide and other trace gas species over the Amazon basin using small aircraft". Since December 2000 vertical profiles of CO2, CH4, CO, H2, N2O and SF6 have been measured above central Amazônia. The local sampling was over Tapajós National Forest, a primary forest in Para State, where had a CO2 flux tower and an east impact area with sources like animals, rice cultivation, biomass burning, etc, to compare the influence of an impact area and a preserved area in the profiles. The Reserva Biológica de Cuieiras, at Amazon State, is the other studied place, where there already exists a CO2 flux tower, and an east preserved area at this State, to comparer with the Cuieiras. The sampling has been carried out on vertical profile from 1000 ft up to 12000 ft using a semi-automated sampling package developed at GMD/NOAA and a small aircraft. The analysis uses the MAGICC system (Multiple Analysis of Gases Influence Climate Change) which is installed at the Atmospheric Chemistry Laboratory (LQA) in IPEN (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares). The results showed that all gases studied, except H2 gas, has been following the global trend. At the Pará State, for the studied years, the Amazonian Forest performed as small CO2 sink. To compare Wet and Dry Seasons, subtracted the Ascension concentration values in the period to remove the global influence. So that, in the 2004 and 2005 wet seasons and 2004 dry season comparison, it was observed 2 ppm CO2 concentration higher on Wet Seasons. At Amazon State, the Wet Season profiles had source behavior, presenting 10 ppm CO2 concentration higher under PBL (Planetary Boundary Layer). In both states concentrations were higher than Ascension Island concentration. CH4 concentration over Pará and Amazon States presented higher values than Ascension in 80 ppb and 25 ppb, respectively. Dry Season concentrations have been higher than Wet Season concentrations. N2O concentration in Para State was similar to Ascension concentration until 2003, when its concentration has been an enhancement, because of N fertilizer utilization at near area. N2O concentration was similar in the two studied States, presenting discreet source at Wet Season. The SF6 concentration presented the global trend, and it was a little beat higher over Amazon State, suggesting different air origin. The CO concentration was higher under PBL and presented values during Dry Season higher in 130 ppb and 150 ppb than Wet Season, for burning contribution. The highest average concentration was over Amazon State, which agrees with the different air origin hypothesis. H2 gas presented behavior similar to CO gas in the Dry Season. The Amazon State performed a small sink role during Wet Season and in Para State is higher during dry season performed like a source and during wet season like a sink.

Este estudo teve como objetivo a determinação da concentração de entrada dos Gases de Efeito Estufa (GEE) no ar proveniente do Oceano Atlântico na região norte/nordeste da costa brasileira e o entendimento da origem destas massas de ar e o padrão circulatório e sua sazonalidade. Esta parte do litoral corresponde à área em que as massas de ar adentram no continente, antes de chegar à Bacia Amazônica. Em 2010 foram iniciados estudos em dois locais na costa, Salinópolis, no estado do Pará e Natal, no Rio Grande do Norte. Amostras de ar foram coletadas em superfície semanalmente e foram analisadas no Laboratório de Química Atmosférica do IPEN, quantificando-se os gases: dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), hexafluoreto de enxofre (SF6) e monóxido de carbono (CO). Os resultados obtidos mostraram que Salinópolis (SAL) apresenta maior sazonalidade, entre as estações climáticas, quando comparada a Natal (NAT), sendo essa observação confirmada pelas trajetórias retrocedentes das massas de ar, para cada local de estudo. Observou-se que SAL recebe massas de ar, tanto do Oceano Atlântico Norte, como do Sul (dependendo da época do ano), e em NAT, as massas de ar são originárias apenas do Oceano Atlântico Sul. Este comportamento está relacionado com a zona de convergência intertropical. Os resultados de uma maneira geral mostram a ocorrência de um crescimento nas concentrações médias obtidas em SAL e NAT com o passar dos anos, acompanhando o crescimento mundial. A concentração média para o principal GEE, CO2, em SAL nos anos de 2010, 2011 e 2012 foi de 388,01, 390,39 e 392,14 ppm, respectivamente, e em NAT foi de 388,59, 389,65 e 392,59 ppm respectivamente. / This study had the objective to determinate the background concentrations of Greenhouse Gases in the air from Atlantic Ocean in the north/northeast region of the Brazilian coast and understanding the origin of these air masses and circulatory pattern and seasonality. This region of the coast corresponds to the zone where the air masses pass through before to arrive in Amazon Basin. Studies were started in 2010, in two sites of the coast, Salinópolis in Pará state and Natal in Rio Grande do Norte state. The air samplings were performed on the surface weekly and analysed in the Atmospheric Chemistry Laboratory of IPEN, quantifying concentrations of the gases: Carbon dioxide (CO2), Methane (CH4), Nitrous oxide (N2O), Sulfur hexafluoride (SF6) and Carbon monoxide (CO). The obtained results showed that Salinópolis (SAL) have higher seasonality, among climatic seasons, in comparison to Natal (NAT), being this observation confirmed by backward trajectories of air masses to each studied site. SAL received air masses from the North and South Atlantic Ocean, and NAT the air masses arrived only from the South Atlantic Ocean. This behavior, is related with the intertropical convergence zone position. The results, in general, showed an increase of mean GHG concentrations in SAL and NAT along the years, following global growth. The mean concentration of the main GHG, CO2, in SAL to 2010, 2011 and 2012 was 388.01, 390.39 and 392.14 ppm, respectively, and in NAT it was 388.59, 389.65 e 392.59 ppm, respectively.

This study evaluates the land use changes and forests in Brazil, focusing on deforestation and its greenhouse gas emissions (GHG). More specifically, it analyses: (i) how the specialized literature integrates land-use changes to GHG emissions into a computable general equilibrium (CGE) framework; and (ii) the economic impacts of halting the deforestation. For this purpose, this study was divided into three independent essays. The first essay is theoretical, and evaluates the state of the art of the integration between land-use change and GHG emissions into CGE models. The second essay, is an empirical study about the economic impacts of zero deforestation in the Amazon Biome. The third essay, evaluates the implication of productivity gains in agriculture on land allocation, GHG emissions and the Brazilian economy. The results highlight the difficulties to integrate land use to its GHG emissions, as well as the effectiveness of the deforestation control in the Amazon to reduce national emissions, although it imposes losses to the economy and boosts regional inequalities. Finally, productivity gains in agriculture in turn, also may reduce the domestic emissions, but with no adverse impacts on the economy. However, such effects are limited, as they expire with the productivity gains. / Este trabalho analisa as mudanças do uso da terra e florestas no Brasil, com ênfase no desmatamento e nas emissões de gases de efeito estufa (GEE). Mais especificamente, avaliam-se: (i) como a literatura especializada realiza a integração entre as mudanças do uso da terra e emissões de GEE no arcabouço dos modelos de equilíbrio geral computável (EGC); (ii) os principais impactos em termos econômicos e de emissões, de políticas de redução do desmatamento. Para isso, esta tese foi dividida em três ensaios independentes. O primeiro ensaio, de caráter teórico, avalia as principais contribuições para a integração das mudanças do uso da terra às emissões de gases de efeito estufa em modelos EGC. O segundo ensaio, é um estudo empírico sobre os impactos econômicos do desmatamento zero no Bioma Amazônia. O terceiro ensaio, analisa as implicações de ganhos de produtividade na agropecuária sobre a alocação de terras, emissões de GEE e economia brasileira. Os principais resultados evidenciam as dificuldades para a integração das mudanças do uso da terra às emissões de GEE, bem como a efetividade do controle do desmatamento na Amazônia em reduzir as emissões nacionais, apesar de impor perdas à economia e intensificar as desigualdades regionais. Já os ganhos de produtividade na agropecuária, também reduziram as emissões domésticas, mas, sem impactar negativamente a economia. Porém, tais efeitos são limitados, uma vez que expiram com os ganhos de produtividade.

Para se determinar o balanço dos Gases de Efeito Estufa (GEE) na Amazônia é necessário se conhecer a concentração de entrada destes gases nas massas de ar que chegaram à costa Norte/Nordeste brasileira, provenientes do Oceano Atlântico. Esta foi a principal motivação deste estudo, que abrangeu o período de 2006 até 2017. Amostras de ar atmosférico foram coletadas semanalmente em Arembepe/BA (ABP), Salinópolis/PA (SAL), Natal/RN (NAT), Camocim/CE (CAM) e Itarema/CE (ITA), totalizando 1762 amostras. As amostras de ar foram analisadas quantificando os gases: dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), hexafluoreto de enxofre (SF6) e monóxido de carbono (CO). A posição geográfica de cada local de estudo determinou como cada um deles pôde ser influenciado pelo deslocamento da Zona de Convergência Intertropical. Esta influência pôde ser confirmada pelas simulações das trajetórias das massas de ar retrocedentes. Em SAL, CAM e ITA, as massas de ar foram provenientes do Oceano Atlântico Norte e Sul, dependendo da época do ano, já em NAT e ABP as massas de ar foram provenientes apenas do Oceano Atlântico Sul. Foi observado ainda que cada local de estudo apresentou sazonalidade quando comparado às estações de monitoramento global de GEE. SAL, CAM e ITA apresentaram concentrações dos GEE mais elevadas entre janeiro a maio, comportamento semelhante à estação global de Barbados, e no restante do ano, as concentrações foram similares à estação global de Ascension, assim como observado em NAT e ABP, onde as concentrações foram mais baixas e homogêneas durante todo o ano. Durante todo o período de estudo, todos os GEE apresentaram aumento nas concentrações ano após ano, acompanhando o mesmo padrão de aumento observado nas concentrações médias globais. / In order to determine greenhouse gases balances (GHG) for Amazon, it is necessary to know the air masses concentration of GHG that arriving in the North / Northeast coast from the Atlantic Ocean. This was the main motivation of this study, which covered the period from 2006 to 2017. Atmospheric air samples were collected weekly at Arembepe/BA (ABP), Salinópolis/PA (SAL), Natal/RN (NAT), Camocim/CE (CAM) and Itarema/CE (ITA), totaling 1762 samples. The air samples were analyzed quantifying the gases: carbon dioxide (CO2), methane (CH4), nitrous oxide (N2O), sulfur hexafluoride (SF6) and carbon monoxide (CO). The geographical position of each study site to determined how each of them could be influenced by the displacement of the Intertropical Convergence Zone. This influence could be confirmed by simulation of the air masses trajectories. At SAL, CAM and ITA, the air masses came from North and South Atlantic Ocean, depending on the time of the year, and at NAT and ABP the air masses came from only of the South Atlantic Ocean. In these sense, the results showed that each study site presented seasonality when compared to the GHG monitoring global stations. SAL, CAM and ITA showed highest GHG concentrations between January and May, similar behavior with Barbados global station, and, in the rest of the year, the concentrations were similar with Ascension global station, as observed in NAT and ABP, where the concentrations were lowest and homogeneous throughout the year. During the period of the study, all GHG showed increase on its concentrations year by year, following the same standards of increasing observed on the global average concentrations.

A Amazônia armazena em sua floresta na ordem de 95 a 120 PgC de biomassa viva e mais 160 PgC no solo, que podem ser rapidamente liberados para a atmosfera por meio da queima de biomassa e, também, pela mudança do uso da terra. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de elucidar a contribuição da Bacia Amazônica nas emissões de carbono no ano de 2010. A quantificação do CO2 foi realizada por meio da coleta do ar atmosférico utilizando aviões de pequeno porte que descreveram um perfil vertical em quatro locais, estrategicamente posicionado na Bacia Amazônica, e utilizando sistemas semiautomáticos de coleta de ar em 17 ou 12 altitudes diferentes. O Fluxo de emissão/absorção foi calculado pelo método de integração de coluna, que consiste na determinação da concentração de CO2 no perfil vertical, subtraído da concentração de entrada no continente, levando-se em conta o tempo que a massa de ar despende entre a costa e o local de amostragem. Para a determinação da concentração de entrada, foram utilizadas as concentrações medidas pela NOAA nas Ilhas de Ascencion e Barbados e, como traçador de massas de ar, o SF6. Foi encontrado um caráter emissor da Amazônia em território brasileiro para o ano de 2010, em torno de 0,41 PgC, considerando a média ponderada das quatro regiões estudadas, sendo a queima de biomassa a principal responsável. Para a determinação da emissão proveniente da queima de biomassa foi utilizado o CO, como traçador, e a razão CO:CO2. Apesar de possuir um perfil emissor neste ano anormalmente seco, foi possível observar um caráter sumidor de carbono. / The Amazon forest contains on the order of 95-120 PgC in living biomass and additional 160 PgC in soils, which can be quickly released into the atmosphere through the biomass burning and also by the land use change. This study was developed with the aim to elucidate the contribution of the Amazon Basin in carbon emissions. The quantification of CO2 was performed by collecting atmospheric air using small airplanes that described a vertical profile at four locations strategically positioned in the Amazon and using semi-automatic sampling systems in 17 or 12 different heights. The emission / absorption flux was calculated by column integration method, which consists in determining the vertical profile concentration, subtracted from the background concentration, taking into account the time that the air mass spends between coast and sampling site. To determine the background concentration, were used the concentrations measured by NOAA at the Ascencion and Barbados islands and, as an air mass tracer, the SF6. Was found a emission behavior at the Amazon in Brazil for the year 2010, around 0.41 PgC considering the weighted average of the four regions studied, being the biomass burning mainly responsible. To determine the biomass burning emission, was used the CO as a tracer and, the CO:CO2 ratio. Despite having an emitter profile at this abnormally dry year, it was possible to observe it behavior of carbon sink.

O hexafluoreto de enxofre (SF6) não figura como um dos gases de efeito estufa com as maiores concentrações no planeta Terra, no entanto, é um gás com um potencial de aquecimento global extremamente grande. Portanto, uma quantidade relativamente pequena pode ter um impacto importante nas mudanças climáticas do globo. Ele é um gás antropogênico, suas emissões são provenientes, principalmente, na distribuição de energia elétrica; é o gás preferido da indústria para interrupção de corrente elétrica e como isolamento de segurança na transmissão e distribuição de eletricidade. Ele é utilizado em disjuntores e equipamentos de alta tensão e na indústria de fundição de magnésio. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de elucidar se existe uma contribuição da Bacia Amazônica, e costa Norte e Nordeste brasileiras nas emissões deste gás, além de mostrar um amplo banco de dados de suas concentrações ao longo do tempo, com início das medições deste o ano 2000. A quantificação do SF6 foi realizada por meio da coleta do ar atmosférico utilizando aviões de pequeno porte que descreveram um perfil vertical em quatro locais, estrategicamente posicionados na Bacia Amazônica, e utilizando sistemas semiautomáticos de coleta de ar em 17 ou 12 altitudes diferentes, juntamente com coletas em 3 locais nas costas Norte e Nordeste brasileiras, com armazenamento das amostras em frascos de vidro. Para a comparação da concentração com estações globais, foram utilizadas as concentrações medidas pela NOAA na Ilha de Ascension e Barbados. Não foi encontrado um caráter emissor da Amazônia e da costa brasileira. Os resultados de uma maneira geral mostram a ocorrência de um crescimento nas concentrações médias obtidas em todos os locais de amostragem com o passar dos anos, acompanhando o crescimento mundial. / Sulfur hexafluoride (SF6) is not one of the greenhouse gases with the highest concentrations on Earth, but it is an extremely potent gas regarding global warming potential. Therefore, a relatively small amount can have a serious impact on global climate change. It is an anthropogenic gas, its emissions are mainly from the distribution of electricity, it is the industry\'s preferred gas for current interruption and as a safety isolation in the transmission and distribution of electricity. It is used in circuit breakers and high voltage equipment, and in the magnesium smelting industry. This study was developed, with the objective of elucidating if there is a contribution of the Amazon Basin, and the North and Northeast Brazilian coasts. In addition, to show a large database of its concentration over time, with the beginning of the measurements since the year 2000. The quantification of SF6 was performed through the sampling of atmospheric air using small airplanes that described a vertical profile in four strategically positioned in the Amazon Basin and using semiautomatic air sampling systems at 17 or 12 different elevations, together with collections at 3 sites on the Brazilian North and Northeast coast, with storage of the samples in glass flasks. The concentrations measured by NOAA in the Ascension Island and Barbados were used as a comparison to global concentrations. No source behavior from the Amazon and the Brazilian coast was found. The results generally show a growth in mean concentrations obtained at all sampling sites over the years, following the same enhancement observed globally.