Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EduardoPMC_DISSERT.pdf: 2258770 bytes, checksum: b0f9f75ce68f7e376f8b9edab280c699 (MD5) Previous issue date: 2011-01-31 / Today a major responsibility for the contamination of soil and groundwater and surface water are establishments known as gas stations of fuel which has attracted increasing attention from both the general population as the state agencies of environmental control due to leaks in storage tanks and mainly to disruption of pipe corrosion of tanks and pumping. Other services, like oil changes and car wash are also causes for concern in this type of establishment. These leaks can cause or waste produced, and the contamination of aquifers, serious health problems and public safety, since most of these stations located in urban areas. Based on this, the work was to evaluate soil contamination of a particular service station and fuel sales in the city of Natal, through the quantification of heavy metals like Cd, Cu, Cr, Ni, Pb, Zn of total organic carbon (TOC) and organic matter using different techniques such as optical emission spectrometry with inductively coupled plasma source (ICP OES), Total Organic Carbon analyzer and gravimetric analysis respectively. And also to characterize the soil through particle size analysis. Samples were taken in 21 georeferenced points and collected in the same period. The soils sampled in sampling stations P3, P5, P6, P10, P11, P12, P13, P14, P15, P17, P18 and P20 showed the smallest size fractions ranging from fine sand to medium sand. The other study sites ranged from fine sand to medium sand, except the point P8 showed that only the type size medium sand and P19, indicating a particle size of the coarse type. The small correlation of organic matter with the elements studied in this work suggests that these are not of anthropogenic origin but geochemical support / Hoje um dos grandes respons?veis pela contamina??o do solo e ?guas subterr?neas e superficiais s?o os estabelecimentos conhecidos como postos de revenda de combust?veis que vem merecendo cada vez mais aten??o tanto da popula??o em geral como dos ?rg?os estaduais de controle ambiental devido a vazamentos em tanques de armazenamento, e principalmente ao rompimento da tubula??o de bombeamento e corros?o dos tanques. Outros servi?os como, troca de ?leo e lavagem de autom?veis tamb?m s?o motivos de preocupa??o neste tipo de estabelecimento. Estes vazamentos ou residuais produzidos podem causar, al?m da contamina??o de aq??feros, graves problemas de sa?de e de seguran?a p?blica, visto que a maioria destes postos localiza-se em ?reas urbanas. Baseado nisto, o trabalho realizado teve como objetivo avaliar a contamina??o do solo de um determinado posto de servi?os e revenda de combust?veis na Cidade de Natal, RN, por meio da quantifica??o de metais pesados como Cd, Cu, Cr, Ni, Pb, Zn, do teor de carbono org?nico total (COT) e da mat?ria org?nica utilizando t?cnicas distintas como espectrometria de emiss?o ?ptica com fonte de plasma indutivamente acoplado (ICP OES), analisador de Carbono Org?nico Total e an?lise gravim?trica respectivamente. E ainda caracterizar o solo por meio de an?lise granulom?trica. As amostragens foram realizadas em 21 pontos georeferenciados e coletadas no mesmo per?odo. Os solos amostrados nas esta??es de coleta P3, P5, P6, P10, P11, P12, P13, P14, P15, P17, P18 e P20 apresentaram as menores fra??es granulom?tricas variando de areia muito fina a areia m?dia. As demais esta??es de coleta variaram de areia fina a areia m?dia, exceto o ponto P8 que apresentou somente granulometria do tipo areia m?dia e P19, indicando granulometria do tipo grossa. A pequena correla??o da mat?ria org?nica com os elementos estudados neste trabalho sugere que estes n?o sejam de origem antr?pica e sim de suporte geoqu?mico

A presente pesquisa está centrada na interpretação das análises de palinofácies e de geoquímica orgânica realizadas em três perfis sedimentares (T1, T2 e T3) de zonas úmidas continentais influenciadas por diferentes regimes hidrológicos na faixa climática subtropical durante o Quaternário no sul do Brasil (Estado do Rio Grande do Sul) com o principal objetivo de demonstrar a utilidade dessas análises para a obtenção de dados paleoclimáticos e paleoambientais. A análise de palinofácies realizada nos testemunhos T1-Mina do Museu (7.963 anos antes do presente - AP) e T2-Mina Modelo (9.542 anos AP), provenientes de Ametista do Sul, e no testemunho T3-Iraí (10.586 anos BP), proveniente de Iraí, revelou um amplo domínio do Grupo Fitoclasto. Os Palinomorfos são o segundo grupo dominante e o Grupo Produto Amorfo é o menos abundante. Esse tipo de análise foi particularmente eficaz para as interpretações dos eventos de precipitação e de sucessão vegetacional em Ametista do Sul, porque o isolamento hidrológico desses alagados efêmeros de altitude torna-os muito sensíveis aos efeitos climáticos. As flutuações na profundidade da água foram inferidas a partir das concentrações dos elementos autóctones (especialmente Botryoccocus e outras algas), que predominam nos intervalos basais e tendem a diminuir progressivamente em direção ao topo. Pseudoschizaea, por sua vez, parece atuar como um marcador biológico de intervalos de transição. O aumento da frequência e da variedade dos esporomorfos terrestres nas camadas mais superficiais indica um aumento da diversidade vegetal e está relacionado ao processo de evolução sucessional da área. Para Ametista do Sul, os resultados permitiram determinar que as oscilações nos padrões de umidade resultaram em um padrão intermitente do nível de água dos alagados, o qual pode representar um reflexo de mudanças climáticas regionais ou, talvez, de mudanças em escala global relacionadas com os “eventos Bond”. Em Iraí, a fração orgânica melhor representada é constituída por elementos derivados de plantas terrestres, uma característica típica da matéria orgânica preservada em turfeiras Esse tipo de ambiente úmido nunca chegou a secar completamente, uma vez que os teores de umidade eram subsidiados por diferentes fatores, tais como o nível do lençol freático, as inundações do Rio Uruguai e a água da chuva. A ocorrência muito baixa de algas, contudo, indica que a profundidade da água não era suficientemente espessa para o desenvolvimento da biomassa algálica, embora o ambiente anóxico e redutor também possa ter limitado a expansão deste grupo. Os parâmetros organogeoquímicos foram particularmente úteis para interpretações de eventos de anoxia e de mudanças nos regimes hidrológicos dos sedimentos turfosos. Os teores de carbono orgânico total (COT) e enxofre total (ST) são mais altos na porção basal do perfil, diminuindo em direção ao topo, e podem estar relacionados ao regime hidrológico ou à interferência antrópica na dinâmica da paisagem. O teor anômalo de enxofre observado em uma das amostras de Iraí pode ser devido a uma fonte externa e talvez relacionado com a presença de fontes termais na região. A presente pesquisa tem potencial como uma referência moderna capaz de ser aplicada na reconstrução de paleoambientes continentais análogos associados a regiões alagadas em cinturões subtropicais. / The present research focuses on the interpretation of the palynofacies and organic geochemistry analyses performed on three sedimentary cores (T1, T2 and T3) from continental wetlands influenced by different hydrological regimes in the sub-tropical climatic belt during the Quaternary in southern Brazil (Rio Grande do Sul State), with the main goal of demonstrating the usefulness of these analyses for obtaining paleoclimatic and palaeoenvironmental data. Palynofacies analysis was performed for the cores T1-Mina do Museu (7963 years before present - BP) and T2-Mina Modelo (9542 years BP) from Ametista do Sul, and for the T3-Iraí core (10586 years BP) from Iraí and revealed a high dominance of the Phytoclast Group. The Palynomorph is the second most dominant group and the Amorphous Product is the least abundant group. This kind of analysis was particularly effective in the interpretations of rainfall events and vegetation succession in Ametista do Sul, because the hydrological isolation renders the ephemeral ponds at high altitude highly sensitive to climatic effects. The fluctuations in the water depth are inferred from the concentration of the autochthonous elements (especially Botryoccocus and other algae), which predominate in the basal intervals and tend to decrease progressively towards the top. Pseudoschizaea, in its turn, appears to act as a biological marker for transitional intervals. The increasing frequency and variety of the terrestrial sporomorphs in the topmost interval indicate an increased vegetal diversity and is most likely related to the process of successional evolution of the area. For Ametista do Sul, the results allowed to determine that the oscillations in the moisture pattern resulted in the intermittent feature of pond water level and this may reflect the regional climate changes or perhaps the global scale changes related to the Bond events. In Iraí, the better represented organic fraction consists of elements derived from terrestrial plants, a characteristic typical of organic matter preserved in peat bogs. This kind of wetland never dried completely, since the moisture content was subsidized by different factors, such as the groundwater, the flood events of the Uruguay River and the rainfall water. The very low occurrence of algae, however, indicates that the water was not deep enough for the development of algalic biomass, although the anoxic, reducing environment may also have limited the expansion of this group. The organic geochemistry parameters were particularly useful for interpretation of anoxia events and changes of hydrological regimes in the peaty sediment. The total organic carbon (TOC) and the total sulfur (TS) contents are higher in the basal portion of the profile, decreasing towards the top and could be linked to hydrologic regimes or to anthropogenic interference in the landscape dynamics. The anomalous TS content observed in one of the samples from Iraí might be due to an external source and perhaps related to the presence of thermal springs in the region. The present research has potential as a modern reference that can be applied in the reconstruction of past analogous continental paleoenvironments associated to wetland areas in subtropical belts.

Os tratamentos convencionais de efluentes em geral não são eficientes para a degradação de compostos persistentes como os fármacos. Neste trabalho, estuda-se o tratamento de soluções aquosas contendo o antibiótico ciprofloxacina (CIP) por meio de processo oxidativo avançado baseado em ozônio. Para tanto, foram realizados experimentos em semi-batelada com recirculação de líquido em um reator (coluna de bolhas) com escoamento gás-líquido em contracorrente. Amostras de líquido foram retiradas e analisadas para medida das concentrações de CIP e de carbono orgânico total (COT); a concentração de ozônio no gás foi medida por espectrofotometria UV-vis. Estudaram-se os efeitos das seguintes variáveis quanto à degradação de CIP, por meio de um planejamento Doehlert: concentração de ozônio à entrada do reator (8-25 mgO3 L-1), pH (3,5-10,5) e concentração inicial de CIP (5-26 mg L-1). Avaliaram-se as seguintes variáveis dependentes por meio da análise de superfícies de resposta: variação de concentração de CIP em 2 minutos; taxa inicial de degradação de CIP e variação de concentração de COT em 30 minutos. Os resultados indicaram total degradação de ciprofloxacina em menos de 15 minutos, tanto por via direta, com ataque por ozônio molecular em meio ácido, como por via indireta, com ataque por radicais hidroxila em meio básico. Os compostos resultantes da degradação da CIP mostraram-se recalcitrantes, obtendo-se maiores remoções de COT após 30 minutos apenas em meio básico ou neutro (máximo de 72,8% para pH=7, [O3]=24,9 mgO3 L-1 e [CIP]0=15,8 mg L-1). Apesar da persistência dos compostos orgânicos remanescentes, os ensaios respirométricos sugeriram que os produtos de degradação são menos tóxicos que o composto de partida, com menor inibição da atividade microbiana. No conjunto, os resultados do trabalho indicam que o processo de ozonização pode ser aplicado para pré-tratamento de efluentes aquosos contendo ciprofloxacina em baixas concentrações, podendo ser associado a processos de tratamento biológico em ETEs antes do descarte. / Conventional wastewater treatment processes are not generally efficient for the degradation of persistent substances like pharmaceutical compounds. In this work, the treatment of aqueous solutions containing the antibiotic ciprofloxacin (CIP) by means of the ozone-based advanced oxidation process is studied. With this aim, experiments were carried out in semi-batch mode with liquid circulation in a bubble column reactor with gas-liquid counter flow. Liquid samples were analyzed for CIP and total organic carbon (TOC) concentrations; ozone concentration in the gas was measured by UVvisible spectrophotometry. The effects of the following variables on CIP degradation were studied according to a Doehlert experimental design: inlet ozone concentration (8 to 25 mgO3 L-1), pH (3.5 to 10.5), initial CIP concentration (5 to 26 mg L-1). The following dependent variables were investigated by response surface analysis: variation in CIP concentration after 2 minutes; CIP initial degradation rate and variation in TOC concentration after 30 minutes. The results showed total degradation of ciprofloxacin in less than 15 minutes either by direct reaction with molecular ozone in acidic medium, or by indirect attack of hydroxyl radicals in alkaline medium. Compounds resulting from CIP degradation showed to be recalcitrant, yielding larger TOC removals after 30 minutes only in alkaline or neutral medium (maximum of 72.8% for pH=7, [O3]=24.9 mgO3 L-1, and [CIP]0=15.8 mg L-1). Despite the persistence of remaining organic compounds, respirometric assays suggested that degradation products are less toxic than the parent compound, exhibiting lower inhibition of microbial activity. Overall, the results indicate that the ozonation process can be used in the pre-treatment of aqueous effluents containing ciprofloxacin in low concentrations, and could be associated with biological treatment processes in wastewater treatment plants prior to final disposal.

As águas superficiais da Amazônia, que englobam, dentre outros, rios das mais variadas ordens, desde pequenos igarapés, até o rio Amazonas, um dos maiores do mundo, são um componente importante do funcionamento deste ecossistema de escala continental. Um paradigma acerca dos sistemas fluviais é que estes integram os processos que ocorrem em suas bacias de drenagem e, portanto, alterações na cobertura vegetal e nos usos da terra, podem interferir diretamente nos parâmetros físicos e químicos dos compartimentos aquáticos. Algumas áreas da Amazônia, como o estado de Rondônia, por exemplo, têm sofrido alterações substanciais nas suas bacias de drenagem e as conseqüências destas nos sistemas fluviais ainda são pouco compreendidas. Sabe-se que a conversão de florestas em pastagens, o tipo de alteração mais comum nos ecossistema de Rondônia, resulta na compactação dos solos e no aumento da erosão. Ao mesmo tempo, diversos estudos têm demonstrado que os sedimentos em suspensão, carreados nos rios, podem ser importantes fontes de carbono e outros nutrientes limitantes para o metabolismo aquático. Com base nestas premissas, este estudo visou avaliar a importância dos sedimentos em suspensão grossos (maiores que 63 µm) e finos (menores que 63 µm e maiores 0,1 µm) no metabolismo de alguns rios de Rondônia, sob diversas coberturas e usos da terra. Para tal, as concentrações destes sedimentos foram artificialmente aumentadas em amostras incubadas no escuro, nas quais os consumos de oxigênio indicaram as taxas respiratórias. No caso dos sedimentos em suspensão finos, observaram-se aumentos nas taxas respiratórias em praticamente todos os casos nos quais suas concentrações foram aumentadas. Os sedimentos em suspensão grossos, por outro lado, somente favorecem aumentos nas taxas respiratórias nos períodos de maiores precipitações. Estes resultados relacionam-se com a composição dos sedimentos. Sedimentos em suspensão finos, por sua maior capacidade de adsorver substâncias orgânicas e nutrientes, constituem uma fonte permanente de substrato para o metabolismo aquático. Sedimentos em suspensão grossos, por outro lado, somente carreiam fração substancial de material orgânico durante o período de maiores precipitações, quando os solos são “lavados” pelas enxurradas. Apesar destas diferenças no papel relativo destas duas frações do material particulado no metabolismo destes rios, fica evidente que o aumento da erosão pode acarretar mudanças significativas no metabolismo dos sistemas fluviais da Amazônia. / Amazonian surface waters, encompassing rivers of distinct orders, from small streams to one of the largest of the world, the Amazon, are important components of the functioning of this continental-scale ecosystem. A paradigm about fluvial systems is that they integrate the processes that occur at their watersheds and, therefore, changes in land use/cover may directly interfere on physical and chemical parameters of the aquatic compartments. In some areas of the Amazon, such as in the state of Rondonia, for example, the landscape has been significantly altered, and the consequences of these changes are still poorly understood. It is well know that the conversion of forests into pastures, a common type of land use change in Rondonia, can cause the compactation of soils and increased erosion rates. At the same time, several studies have demonstrated that suspended sediments can be important sources of carbon and other nutrients to river metabolism. Based on those assumptions, this study aimed the evaluation of the importance of coarse (larger than 63 µm) and fine (smaller than 63 µm and larger than 0,1 µm) suspended sediments on the metabolism of some rivers of Rondonia. This assessment was made through incubations in the dark of samples enriched in sediments, in which the consumption of oxygen indicated respiration rates. In the case of fine suspended sediments, most incubated samples showed increased respiration rates as a result of the concentration of these particles. Coarse suspended sediments, on another side, only favor the increase in respiration rates during the high water period. These results are related to the composition of these sediments. Fine suspended sediments constitute a constant substract for the aquatic metabolism, as a result of their larger surface area and capacity for absorving organic substances and nutrients. Coarse sediments, however, only favor respiration during the high water period, when overland flow carries organic debris from land into the water systems. Although these two fractions of suspended sediments have different relative roles in the metabolism of rivers, it becomes evident from this data that increasing the erosion in the Amazon may affect significantly the metabolism of fluvial systems in this region.

A presente pesquisa está centrada na interpretação das análises de palinofácies e de geoquímica orgânica realizadas em três perfis sedimentares (T1, T2 e T3) de zonas úmidas continentais influenciadas por diferentes regimes hidrológicos na faixa climática subtropical durante o Quaternário no sul do Brasil (Estado do Rio Grande do Sul) com o principal objetivo de demonstrar a utilidade dessas análises para a obtenção de dados paleoclimáticos e paleoambientais. A análise de palinofácies realizada nos testemunhos T1-Mina do Museu (7.963 anos antes do presente - AP) e T2-Mina Modelo (9.542 anos AP), provenientes de Ametista do Sul, e no testemunho T3-Iraí (10.586 anos BP), proveniente de Iraí, revelou um amplo domínio do Grupo Fitoclasto. Os Palinomorfos são o segundo grupo dominante e o Grupo Produto Amorfo é o menos abundante. Esse tipo de análise foi particularmente eficaz para as interpretações dos eventos de precipitação e de sucessão vegetacional em Ametista do Sul, porque o isolamento hidrológico desses alagados efêmeros de altitude torna-os muito sensíveis aos efeitos climáticos. As flutuações na profundidade da água foram inferidas a partir das concentrações dos elementos autóctones (especialmente Botryoccocus e outras algas), que predominam nos intervalos basais e tendem a diminuir progressivamente em direção ao topo. Pseudoschizaea, por sua vez, parece atuar como um marcador biológico de intervalos de transição. O aumento da frequência e da variedade dos esporomorfos terrestres nas camadas mais superficiais indica um aumento da diversidade vegetal e está relacionado ao processo de evolução sucessional da área. Para Ametista do Sul, os resultados permitiram determinar que as oscilações nos padrões de umidade resultaram em um padrão intermitente do nível de água dos alagados, o qual pode representar um reflexo de mudanças climáticas regionais ou, talvez, de mudanças em escala global relacionadas com os “eventos Bond”. Em Iraí, a fração orgânica melhor representada é constituída por elementos derivados de plantas terrestres, uma característica típica da matéria orgânica preservada em turfeiras Esse tipo de ambiente úmido nunca chegou a secar completamente, uma vez que os teores de umidade eram subsidiados por diferentes fatores, tais como o nível do lençol freático, as inundações do Rio Uruguai e a água da chuva. A ocorrência muito baixa de algas, contudo, indica que a profundidade da água não era suficientemente espessa para o desenvolvimento da biomassa algálica, embora o ambiente anóxico e redutor também possa ter limitado a expansão deste grupo. Os parâmetros organogeoquímicos foram particularmente úteis para interpretações de eventos de anoxia e de mudanças nos regimes hidrológicos dos sedimentos turfosos. Os teores de carbono orgânico total (COT) e enxofre total (ST) são mais altos na porção basal do perfil, diminuindo em direção ao topo, e podem estar relacionados ao regime hidrológico ou à interferência antrópica na dinâmica da paisagem. O teor anômalo de enxofre observado em uma das amostras de Iraí pode ser devido a uma fonte externa e talvez relacionado com a presença de fontes termais na região. A presente pesquisa tem potencial como uma referência moderna capaz de ser aplicada na reconstrução de paleoambientes continentais análogos associados a regiões alagadas em cinturões subtropicais. / The present research focuses on the interpretation of the palynofacies and organic geochemistry analyses performed on three sedimentary cores (T1, T2 and T3) from continental wetlands influenced by different hydrological regimes in the sub-tropical climatic belt during the Quaternary in southern Brazil (Rio Grande do Sul State), with the main goal of demonstrating the usefulness of these analyses for obtaining paleoclimatic and palaeoenvironmental data. Palynofacies analysis was performed for the cores T1-Mina do Museu (7963 years before present - BP) and T2-Mina Modelo (9542 years BP) from Ametista do Sul, and for the T3-Iraí core (10586 years BP) from Iraí and revealed a high dominance of the Phytoclast Group. The Palynomorph is the second most dominant group and the Amorphous Product is the least abundant group. This kind of analysis was particularly effective in the interpretations of rainfall events and vegetation succession in Ametista do Sul, because the hydrological isolation renders the ephemeral ponds at high altitude highly sensitive to climatic effects. The fluctuations in the water depth are inferred from the concentration of the autochthonous elements (especially Botryoccocus and other algae), which predominate in the basal intervals and tend to decrease progressively towards the top. Pseudoschizaea, in its turn, appears to act as a biological marker for transitional intervals. The increasing frequency and variety of the terrestrial sporomorphs in the topmost interval indicate an increased vegetal diversity and is most likely related to the process of successional evolution of the area. For Ametista do Sul, the results allowed to determine that the oscillations in the moisture pattern resulted in the intermittent feature of pond water level and this may reflect the regional climate changes or perhaps the global scale changes related to the Bond events. In Iraí, the better represented organic fraction consists of elements derived from terrestrial plants, a characteristic typical of organic matter preserved in peat bogs. This kind of wetland never dried completely, since the moisture content was subsidized by different factors, such as the groundwater, the flood events of the Uruguay River and the rainfall water. The very low occurrence of algae, however, indicates that the water was not deep enough for the development of algalic biomass, although the anoxic, reducing environment may also have limited the expansion of this group. The organic geochemistry parameters were particularly useful for interpretation of anoxia events and changes of hydrological regimes in the peaty sediment. The total organic carbon (TOC) and the total sulfur (TS) contents are higher in the basal portion of the profile, decreasing towards the top and could be linked to hydrologic regimes or to anthropogenic interference in the landscape dynamics. The anomalous TS content observed in one of the samples from Iraí might be due to an external source and perhaps related to the presence of thermal springs in the region. The present research has potential as a modern reference that can be applied in the reconstruction of past analogous continental paleoenvironments associated to wetland areas in subtropical belts.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:37:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucas Contarato Pilon.pdf: 1648966 bytes, checksum: cac40ef638ed16eaccc0afa53f321565 (MD5) Previous issue date: 2013-02-28 / Diante da necessidade de obter informações sobre o cultivo de cafeeiros arborizados, o objetivo do trabalho é avaliar a relação dos atributos químicos, físicos e os componentes da matéria orgânica do solo sob cultivo de café consorciado com diferentes espécies arbóreas, comparativamente ao café cultivado a pleno sol, tendo como referência uma área sob floresta. O trabalho foi conduzido em sistemas de produção de café, numa propriedade familiar, município de Nova Venécia - ES. O solo da área é um ARGISSOLO AMARELO Distrocoeso típico, cultivado com café conilon consorciado com árvores, nos seguintes sistemas de uso e manejo: 1) café sem consórcio (pleno sol), 2) café consorciado com nim (Azadirachta indica), 3) café consorciado com cedro australiano (Cedrela fissilis) e 4) café consorciado com teca (Tectona grandis). Foi utilizado um solo de área florestal, como referência. A amostragem do solo foi realizada nas seguintes profundidades: 0,0 0,05; 0,05 0,10; 0,10 0,20; e 0,20 0,40 m, avaliando-se atributos químicos (pH, P, K, Ca, Mg, Al, H+Al, N, C total, C ext em água, C biomassa microbiana e emissão de CO2) e físicos do solo (granulometria, densidade do solo e de partículas, porosidade total, macro e microporosidade, estabilidade de agregados, resistência do solo à penetração e umidade do solo). A avaliação do carbono solúvel (C ext) e do carbono da biomassa microbiana do solo (CBMS) foi realizada em duas épocas (março e setembro/2012) nas profundidades de 0,0 0,05 e 0,05 0,10 m; já a emissão de CO2 foi medida na mesma época que, na presença e ausência de serapilheira. Os resultados experimentais mostram que os sistemas de uso e manejo apresentam comportamento diferenciado para grande parte dos atributos estudados. O solo florestal apresenta maiores teores e estoques de carbono orgânico total e nitrogênio total, 19,8 e 1,99 Mg ha-1 respectivamente, além de maior teor de carbono na biomassa microbiana (518,8 μg g-1 solo em março e 364,8 μg g-1 solo em setembro). Os atributos dos solos sob cafeeiros consorciados, de maneira geral, não diferem do solo sob cafeeiro a pleno sol, exceção feita para os atributos Mg, N e o C ext, C-BMS, quociente microbiano (qMic) na duas épocas de coleta, os quais são superiores nos consórcios agroflorestais, e o quociente metabólico (qCO2) inferior, denotando maior estabilidade dos cafeeiros arborizados. O café a pleno sol mostra-se um agroecossitema mais perturbado com maior qCO2 (1,81 μg CO2 C-BMS-1 h-1 em março e 2,44 μg CO2 C-BMS-1 h-1 em setembro). A proteção do solo ocasionada pelo sombreamento das árvores e a deposição de serapilheira influencia principalmente os atributos biológicos estudados, favorecendo um maior equilíbrio nos cafeeiros arborizados. Com relação aos atributos físicos, o consórcio proporciona menor densidade do solo, maior porosidade total e macroporosidade do solo, diferindo do café a pleno sol. Os cafeeiros consorciados se diferem somente na agregação do solo. A resistência do solo à penetração é influenciada pela umidade do solo, com destaque para o café a pleno sol que apresenta valores mais baixos desse atributo, em função da irrigação, que eleva a umidade do solo. O estudo numa condição de Argissolo coeso, mostra que 5 anos de implantação de sistemas arborizados são suficiente para apresentar pequenas mudanças nos atributos estudados, no entanto para atributos de alta sensibilidade, como os biológicos, são suficientes para apresentar mudanças mais consistentes dos sistemas de uso e manejo / Faced with the need for information on the coffee agroforestry systems, the objective is to evaluate the relationship of the chemical, physical and components of soil organic matter under coffee intercropping with different tree species, compared to the full-sun coffee with an area under forest like reference. The research was conducted in coffee production systems, a family farm, in Nova Venécia city - ES. The soil is an YELLOW ULTISOL Distrocohesive typical, with shadow coffee plantation, the following different land use systems and management: 1) coffee full (full-sun), 2) coffee intercropped with neem (Azadirachta indica), 3) coffee intercropped with Australian cedar (Cedrela fissilis) and 4) coffee intercropped with Teca (Tectona grandis). It was used a soil of forest area, as a reference. Soil sampling was conducted in the following depths: 0.0-0.05, 0.05-0.10; 0.10-0.20, and 0.20-0.40 m, evaluating chemical soil attributes ( pH, P, K, Ca, Mg, Al, H + Al, total nitrogen (TN), total organic carbon (TOC), water-soluble carbon (WSC), soil microbial biomass carbon (SMBC) and soil CO2 emission and physical soil attributes (particle size, bulk density, total porosity, macroporosity, microporosity and soil resistance penetration), was collected and characterization of accumulated litter. The evaluation of soluble carbon (soluble C) and soil microbial biomass carbon (SMBC) was held twice a year (March and september/2012) at depths from 0.0-0.05 and 0.05-0, 10 m, the soil CO2 emission was measured at the same times, in the presence and absence of litter. The experimental results show that the use and management systems were characterized for most attributes researched. The forest soil has higher levels of stocks and TOC and TN, 19.8 and 1.99 Mg ha-1 respectively, and the higher SMBC (518.8 mg g-1 soil in March and 364, 8 mg g-1 soil in September). The soil under shadow coffee, in general, do not differ from full-sun coffee, except for the attributes Mg, N and soluble C, SMBC, microbial quotient (QMIC) at both harvests, which are higher in agroforestry systems, and attributes TOC/ soluble C and metabolic quotient (qCO2) lower values, indicating greater stability of shadow coffee systems. The full-sun coffee shows more disturbed agroecosystem with high qCO2 (1.81 μg CO2 CBMS-1 h-1in March and 2.44 μg CO2 CBMS-1 h-1 in September). The protection of soil caused by shading from trees and litterfall influences the biological attributes primarily, favoring a greater balance in shadow coffee. Relative to physical attributes, the intercropped provides a lower bulk density, higher total porosity and macroporosity, differing full-sun coffee. The shadow coffee up differs only in soil aggregation. The soil resistance penetration is influenced by soil moisture, especially for full-sun coffee which shows lower values of this attribute, depending on irrigation management, which increase soil moisture. The study provides a ULTISOL cohesive, shows that 5 years of systems implementation, are enough to present small changes in the attributes studied, however high sensitivity to attributes such as biological changes are sufficient to represent most consistent use and management systems

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-03-10T16:04:52Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Rut Díaz.pdf: 5376355 bytes, checksum: 1871a7342c4a6ea883cf39428d4b8c22 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-10T16:04:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Rut Díaz.pdf: 5376355 bytes, checksum: 1871a7342c4a6ea883cf39428d4b8c22 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências- Geoquímica Ambiental. Niterói, RJ / A região de Cabo Frio (RJ) é uma área de ressurgência que favorece a produtividade primária e promove elevado acúmulo de matéria orgânica (MO) nos sedimentos, a qual afeta as condições redox do ambiente de sedimentação e na interface água-sedimento, promovendo efeitos sobre a especiação inorgânica do enxofre (S). O presente estudo utiliza a geoquímica inorgânica das espécies reduzidas do S, operacionalmente definidas como acid-volatile sulfufide (AVS) e chromium-reducible sulfur (CRS), a composição isotópica (δ34S) do sulfato da água intersticial e do CRS, e a razão COT/CRS (carbono orgânico total/CRS) para avaliar a diagênese recente do S e a condição redox nos sedimentos. Adicionalmente foi estudada a morfologia da pirita e a distribuição de tamanho dos frambóides através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) para inferir o estado de oxidação do ambiente de formação. Foram coletados quatro box-cores na plataforma continental do Sistema de Ressurgência de Cabo Frio (SRCF) para este estudo. Os conteúdos de COT variam entre 0,8 e 2,3%, as maiores concentrações foram observadas nas estações da porção média da plataforma. Baixos valores de enxofre total (ST) (< 0,2%) e CRS (< 0,05%) foram encontrados nas camadas superficiais, ocorrendo incremento com a profundidade, indicando o aumento da sulfato redução (SR). As estações com o maior conteúdo de ST foram as localizadas na porção média da plataforma, sendo este padrão de acumulação favorecido pela presença dos vórtices sob a plataforma. A razão COT/CRS indica que o fator limitante para a formação da pirita é o enxofre. Até 50% do S pode estar associado a MO, caracterizando o processo de sulfidização da MO. A composição isotópica do sulfato ao longo dos perfis é mantida constante entre +18,7 e +23‰ e sem fracionamento com respeito ao sulfato da água do mar (+ 21‰), indicando baixas taxas de SR. No entanto, a composição isotópica do CRS apresentou sinais altamente empobrecidos em 34S (-25,6 até -40,8 ‰), indicando reações de oxidação no ciclo do S, promovidas pela intensa bioturbaçao na área e/ou pelo regime hidrodinâmico regional. As diferentes características morfológicas, como as superfícies de oxidação nos microcristais, os processos de crescimento secundário e os poliframboides encontrados nas análises morfológicas da pirita, assim como também a variabilidade na distribuição dos diâmetros dos frambóides evidenciaram uma formação sob condição redox altamente dinâmica. Estes resultados confirmam a complexidade hidrodinâmica do SRCF, o qual afeta inúmeros processos sobre a plataforma, dentre os quais a diagênese no ciclo do enxofre / The Cabo Frio region (RJ) is an upwelling area, which favors the high primary productivity and promotes accumulation of organic matter (OM) in sediments, affecting the redox conditions of the sedimentation environment, the sediment-water interface and mainly the speciation of inorganic sulfur (S). Therefore, this study uses the inorganic geochemistry of reduced S species operationally defined as acid-volatile sulfufide (AVS) and chromium-reducible sulfur (CRS), the isotopic composition (δ34S) of pore water sulfate and CRS, and the COT / CRS ratio (total organic carbon / CRS), to evaluate the recent S diagenesis and redox conditions in sediments. Additionally, was study the pyrite morphology and size distribution of framboids by scanning electron microscopy (SEM) to infer the oxidation state of the environment. In this sense, were collected four box-cores on the continental shelf of the upwelling system of Cabo Frio (SRCF). The TOC contents range from 0.8 to 2.3%, the highest concentrations were observed at stations in the middle shelf. Low values of total sulfur (TS) (<0.2%) and CRS (<0.05%) were found in the superficial layers occurring an increase with depth, indicating an increase in sulfate reduction. The stations with the highest content of ST were located in the middle shelf, this pattern of accumulation is favored by the presence of cyclonic eddy under the platform. The COT/CRS ratio indicates that the limiting factor for the pyrite formation is the sulfur. The isotopic composition of sulfate did not vary much with the sediment depths and is kept constant between +18.7 and +23 ‰ and without fractionation of sulfate with respect to sea water (21 + ‰) indicating low net sulfate reductions, but the isotopic composition of the CRS is highly depleted (-25.6 to -40.8 ‰), indicating oxidation reactions in the cycle of S, promoted by the intense bioturbation in the area and the regional hydrodynamic regime. The different morphological characteristics observed, such as surface oxidation in the microcrystals, the processes of secondary growth and poliframboides found, as well as the variability in the framboids diameters distribution, show the formation under highly dynamic redox condition. These results confirm the complexity of SRCF due to the occurrence of different hydrodynamic conditions over the shelf

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-04-18T16:35:25Z No. of bitstreams: 1 Manuel_Fernando_Botero_2013.pdf: 3479801 bytes, checksum: bf039bb1ede70e046e8c2d699bf99bbd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-18T16:35:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Manuel_Fernando_Botero_2013.pdf: 3479801 bytes, checksum: bf039bb1ede70e046e8c2d699bf99bbd (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências- Geoquímica, Niterói, RJ / Os oceanos exportam o CO2 atmosférico para o fundo na forma de carbono orgânico particulado (COP) através da sedimentação de partículas planctônicas: detrito, fitoplâncton e pelotas fecais (PF). Em Cabo frio, sudeste da costa Brasileira, os eventos de ressurgência da ACAS ricas em nutrientes possibilitam o aumento na produtividade de comunidades fito e zooplanctônicas, COP e PFs. As PFs exportam carbono (C) para o fundo marinho e seu aporte para o fluxo de COP é variável, afetado pela natureza da rede trófica e a remineralização na coluna de água. O estudo do fluxo de COP é realizado mediante armadilhas de sedimentação que coletam partículas em intervalos pré-programados na parte externa da plataforma continental de Cabo Frio. Um fator de interferência no cálculo de COP é o zooplâncton ou swimmer (SW) que entra ativamente nas armadilhas de sedimentos através da migração vertical, causando uma superestimação no fluxo de partículas. As coletas de SWs e PFs foram realizadas com duas armadilhas de sedimentação em 50 e 100 m de profundidade, equipadas com 13 garrafas coletoras. Os intervalos de coleta foram de 5-7 dias por garrafa durante outono e inverno de 2011 e verão 2012. O material coletado nas garrafas foi passado através de peneiras de 1 mm e 500 μm de malha para separar os SWs. As PFs foram triadas a partir de uma aliquota da amostra peneirada. Os SWs e PFs foram separados, classificados e seu teor de C foi analisado. O fluxo de COP foi entre 0,2 e 4,4 mg C m-2 dia-1 sendo superior durante o verão, épocas de maior produtividade primária, produto de uma maior intrusão da ACAS na camada fótica. Os SWs representaram 63-94 % do C coletado na armadilha e foram constituídos principalmente por copépodos e pterópodos. O fluxo da maioria dos grupos de SWs aumentou no verão, produto de uma maior disponibilidade de alimento e diminuíram com a profundidade. O fluxo de C de PFs representou uma média de 1,5 % do fluxo de COP na maioria dos intervalos o que sugere a predominância de processos de remineralização na coluna d‟água. As variáveis medidas, não explicam os aumentos de PF em dois intervalos do inverno (até 56 % do COP), portanto se verifica uma alta dinâmica física das massas d‟água no ponto de coleta do sistema de ressurgência de Cabo Frio. A alta presença de SWs e o baixo fluxo de PFs descrevem uma área de baixa produtividade e altos processos de remineralização / The oceans export atmospheric CO2 to deep in the form of particulate organic carbon (POC) through the sedimentation of planktonic particles: detritus, phytoplankton and fecal pellets (FP). At Cabo Frio, southeast of Brazil margin coast, upwelling events of rich nutrients waters from South Atlantic Central Water (SACW) allow an increase in productivity of phyto and zooplankton communities, POC and FPs. The FPs can export carbon (C) to depth and their contribution to the POC flux is variable and is affected by the configuration of the food chain and remineralization in the water column. The study of the POC flux its made by sedimentation traps, that collect particles in pre-programmed time intervals on the outer continental shelf of Cabo Frio. The swimmers (SW) are zooplankton that interference on POC flux calculation. The SWs enter actively into the sediment traps through vertical migration, causing an overestimation of particle flux. The sampling of FPs and SWs were performed with two sediment traps with 13 sampler bottles at 50 and 100 m depth. The sampling intervals were 5-7 days per bottle during fall and winter of 2011 and summer of 2012. The collected material in the bottles was sieved with 1 mm and 500 μm sieves to separate SWS. The FPs were picked from an aliquot of the sieved sample. SWs and PFs were separated, sorted and their C content was analyzed. The POC flux oscillated between 0.2 and 4,4 mg C m-2 day-1 being higher during the summer, this is a season with higher primary production due to a higher frequency of intrusions of SAWC in the photic layer. The SWs accounted for 63-94 % of C collected in the trap and were composed mainly of copepods and pteropods. The flux of most groups of SWs increased during summer product of mayor food availability and decrease with depth. The C flux of PFs represents an average of 1.5 % of COP in the most of intervals, which suggests predominance of remineralization processes in the water column. The measured variables did not explain the increase of FPs in two intervals of winter (45-56 % of POC), therefore there is a high physical dynamics of water masses at the collection point in the Cabo Frio upwelling system. The high presence of SWs and low flux of PFs and POC describes an area of with low productivity and high remineralization processes

Sjön Öjaren i Sandviken är den största dricksvattentäkten i kommunen, färgen på Öjarens vatten har med åren ändrats och blivit allt mörkare. Detta bekräftas vid analys av vattenprover mellan år 1995-2015 som utförts i denna studie. Denna förändring av vattenfärg är inte unik för Öjaren utan har påvisats i flera andra sjöar och vattendrag. Orsakerna till förändrad vattenfärg skiljer sig till viss del beroende på vilken vattenförekomst som undersöks, olika egenskaper som klimat, markbeskaffenhet samt föroreningar bidrar i varierad utsträckning till brunifiering. Gemensamt för Öjaren och andra vattenförekomster är att ökad tillförsel av löst organiskt kol och järn är orsaker till brunifiering. För Öjaren har även ökade manganhalter visat sig påverka brunifieringen. Syftet med denna studie är att undersöka ett eventuellt samband mellan färgen på vattnet i Öjaren och de faktorer som anses påverka färgen. De faktorer som analyseras och enligt tidigare studier anses vara relevanta är järn, pH, COD, mangan, temperatur och nederbörd. Syftet är även att undersöka möjliga åtgärder för att motverka brunifiering. Vattenprover från Öjaren mellan åren 1995-2015 har legat till grund för den statistiska analys som utförts. För att finna eventuella samband har Pearson´s korrelationskoefficient beräknats i programmet Minitab 17. För att ytterligare beskriva det eventuella sambandet mellan faktorerna har en principal component analysis (PCA) utförts. Trender och prognoser har även de tagits fram genom Minitab. Korrelationsanalyserna har visat på mest signifikant samband mellan färgtal och faktorerna järn, COD och mangan. Resultaten av korrelationsanalysen förstärks av PCA:n där det uppvisas att färgtal, järn och COD till störst del samvarierar. Trenden och den framtida prognosen för samtliga undersökta faktorer visar på stigande värden. Detta innebär att dricksvattenberedningen blir mer komplicerad och kostsam samt att dricksvattenkvalitén riskerar att försämras. Denna utveckling är något som förväntas beröra flera ytvattentäkter i bl.a. Europa och Nordamerika. Färgtalet i Öjaren förväntas stiga med 63 % fram till år 2050 vilket innebär att åtgärder för att motverka brunifieringen i Öjaren och andra liknande ytvattenförekomster är nödvändiga för att de ska kunna användas som dricksvattentäkter i framtiden. / The colouring of water in many lakes across the Northern hemisphere is increasing. This is also the case in Lake Öjaren in Sandviken municipality in Sweden. The lake is the main water source in Sandviken and has a high and increasing watercolour. This leads to more complex cleaning methods and higher costs for the society. This study focuses on the changing and increasing watercolour in the lake over a period from 1995-2015. The factors analysed in this study are those who is considered to have an effect on the watercolour in the lake. The reasons for increased brownification are different depending on which type of water body is studied. Climate, soil conditions and pollutants contributes in varying extent to brownification. Increased levels in dissolved organic carbon (DOC) and iron are common reasons for brownification in Lake Öjaren and other water bodies, in Lake Öjaren increased levels of manganese are also shown to affect brownification. The aim of the study is to evaluate the correlation between the watercolour and the factors: iron, pH, COD, manganese, temperature and precipitation. The aim is also to investigate which actions are possible to apply to prevent increased watercolour. Water samples from Lake Öjaren between the years 1995-2015 have been the basis for the executed statistical analysis. Evaluating the correlation between the factors we have used Minitab 17 and calculated Pearson´s correlation coefficient. To further explain the relationship between the factors a principal component analysis (PCA) has been performed. Future scenarios and current trends have also been produced, in order to develop a better foundation for further studies. The correlation analysis reveals that the most significant connection with watercolour are iron, COD and manganese. The result of the PCA also corroborates this connection where three factors are the ones that are most co-variating. The trend and the future scenario for all the factors in Lake Öjaren are that they all are increasing and the watercolour is expected to be increasing by 63 % until year 2050. This scenario means that actions are needed to counteract the increasing colouring of the water.

Water scarcity combined with an increasing world population is creating pressure to develop new methods for producing food using less water. Rice is a staple crop with a very high water demand. This study examined the success in maintaining yields under water-saving irrigation management, including alternate wetting and drying (AWD). A meta-analysis was conducted examining yields under various types of water-saving irrigation compared to control plots kept under continuous flooding. The results indicated that yields can indeed be maintained under AWD as long as the field water level during the dry cycles is not allowed to drop below -15 cm, or the soil water potential is not allowed to drop below -10 kPa. Yields can likewise be maintained using irrigation intervals of 2 days, but the variability increases. Midseason drainage was not found to affect yield, though non-flooded conditions when maintained throughout most of the crop season appeared to be detrimental to yields. Increasingly negative effects on yields were found when increasing the severity of AWD or the length of the drainage periods. Potential benefits and drawbacks of water-saving irrigation management with regards to greenhouse gas emissions, soil quality and nutrient losses were discussed to highlight the complexity of the challenges of saving water in rice production.