Zonas de prospecção mineral são áreas reconhecidas por sua capacidade de alteração na qualidade ambiental. Os recentes casos de degradação de recursos hídricos por rejeitos de mineração nas cidades de Brumadinho (MG), Mariana (MG), Santo Antônio do Grama (MG) e na cidade de Barcarena (PA) apontam para a dificuldade na abordagem desse tema. A presença de espécies químicas potencialmente deletérias nos rejeitos de mineração pode impactar negativamente os ambientes aquáticos, impossibilitando o uso da água para consumo e levando a extinção da vida local. Nesse sentido, avaliações ambientais nos rejeitos de mineração, águas e sedimentos de sistemas hídricos próximos a áreas de garimpo apresentamse como ferramenta para a identificação de alterações nas bacias hidrográficas que os suportam. Embora estudos apontem a influência das atividades de mineração sobre a qualidade de sedimentos de sistemas hídricos, raras são as contribuições sobre os riscos associados à qualidade ambiental de sedimentos em zonas de extrações minerais de rochas semipreciosas. Assim, este estudo caracterizou a influência das atividades de extração mineral (ametista, quartzo, ágata, calcita e gipsita) sobre o potencial risco associado à qualidade dos sedimentos do Rio da Várzea, sul do Brasil, região mundial de maior extração de rochas ametistas. Parâmetros físicos e químicos (OD, pH, EH, CE, NTU, STD e T) da coluna de água foram quantificados in situ. Também foram avaliadas precipitações diárias e mensais no ano da coleta e a série histórica (1976 - 2017) na estação 2753015, a fluviometria das vazões médias mensais e diárias e da série histórica de vazões (2008-2017) na estação 74270000, dados do Sistema Nacional de Informação sobre Recursos Hídricos. As classes granulométricas de sedimentos foram investigadas para frações grosseiras (de 2000 até 75 &#956;m) e para frações finas (< 75 &#956;m), determinaram-se seus valores de umidade % (métodos gravimétricos). As concentrações de espécies químicas foram quantificadas por Espectrometria de Raios-X por dispersão de Comprimento de Onda (WDXRF); Espectrometria de Emissão de Raios-X por Energia Dispersiva (EDXRF); Espectrometria de Emissão Ótica por Plasma Indutivo Acoplado (ICP OES). Demonstrou-se, por meio de Estratégias Background e Índices de Qualidade Ambiental, a contaminação moderada dos sedimentos do Rio da Várzea - RS. Estabeleceu-se, por estratégias geoquímicas distintas, a construção da linha de base (Background) da Bacia Hidrográfica do Rio da Várzea - RS, por meio do uso de solos locais de áreas de preservação ambiental e, finalmente, mostrou-se a implicação negativa do não uso de referências locais na avaliação da qualidade dos sedimentos. / Mineral prospection zones are known for their ability to alter environmental quality. The most recent cases of degradation of water resources in the cities of Brumadinho (MG), Mariana (MG) Santo Antônio do Grama (MG) and Barcarena (PA) show that this is a difficult theme to approach. The presence of potentially deleterious chemical species in mining tailings may negatively impact aquatic environments, making it impossible to use the contaminated water for consumption and leading to the extinction of local life. In this sense, environmental assessments in the mining, water and sediment tailings of water systems close to the mining areas present themselves as a tool to identify changes in the river basins that support them. Although studies point to the influence of mining activities on the quality of sediments of water systems, there are few contributions on the risks associated with the environmental quality of sediments in zones of mineral extraction of semiprecious rocks. Thus, this study characterized the influence of mineral extraction activities (amethyst, quartz, agate, calcite and gypsum) on the potential risk associated with the sediment quality of Rio de Várzea, southern Brazil, the world\'s largest region of ametetic rock extraction. Physical and chemical parameters (OD, pH, EH, CE, NTU, STD and T) of the water column were quantified in situ. Daily and monthly precipitations were also evaluated in the year of collection and the historical series (1976 - 2017) at the station 2753015, the fluviometry of the monthly and daily flows, and the historical flow series (2008-2017) at station 74270000, data from the National System Information on Water Resources. Sediment grading classes were investigated for coarse fractions (from 2000 to 75 &#956;m) and for fine fractions (< 75 &#956;m), their moisture content (gravimetric methods) was determined. Chemical species concentrations were quantified by Wavelength Scattering Spectrometry (WDXRF), Dispersive Energy X-ray Emission Spectrometry (EDXRF); Optical Emission Spectrometry by Coupled Inductive Plasma (ICP OES). It was demonstrated, through Background strategies and Environmental Quality Indexes, the moderate contamination of the sediments of Rio de Várzea - RS. It was established, by distinct geochemical strategies, the construction of the baseline (Background) of the Várzea River Watershed - RS, through the use of local soils of environmental preservation areas and, finally, the negative implication of the non use of local references in the evaluation of sediment quality.

A água é recurso natural essencial à vida, indispensável à produção e ao desenvolvimento socioeconômico, que vem sofrendo degradações, por influências antrópicas, diferentes formas de uso e ocupação do meio físico, e por fatores como crescimento populacional, industrialização e urbanização. Esta pesquisa foi realizada com o objetivo de avaliar a evolução temporal e espacial da presença dos metais pesados alumínio, cádmio, chumbo, cobre, cromo, mercúrio, níquel e zinco, e dos compostos químicos orgânicos pesticidas organoclorados, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) e bifenilas policloradas (PCB), na qualidade das águas e dos sedimentos nas bacias hidrográficas do Rio Tietê, principal recurso hídrico do Estado de São Paulo. O período abrangido pela pesquisa considerou os dados disponibilizados nos relatórios de qualidade das águas superficiais do Estado de São Paulo da Rede de Monitoramento operada pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo CETESB, do período de 1978 a 2010, de 46 pontos de amostragem do compartimento água, e de 14 pontos do compartimento sedimento. Para a água foram consideradas as médias anuais calculadas a partir dos valores bimestrais, e para o sedimento foram considerados os valores anuais disponíveis nos relatórios. A análise dos resultados obtidos revelou que houve avanços positivos na qualidade das águas ao longo do tempo e da distribuição geográfica, com relação aos metais pesados, uma vez que, dos elementos analisados apenas o alumínio demonstrou tendências crescentes de concentrações no compartimento água e principalmente nos afluentes da Região Metropolitana de São Paulo e da região do Médio Tietê. Os demais metais demonstraram tendências estáveis ou decrescentes. Dos compostos orgânicos não foi possível concluir tendências de comportamento na água, pois o monitoramento é predominante no compartimento sedimento. Para este compartimento, foi possível concluir que os metais pesados demonstram acumulação, principalmente em pontos do trecho metropolitano. Dos compostos orgânicos, há evidências de acumulação dos HPA: Fluoranteno, Benzo(a)antraceno, Benzo(b)fluoranteno e Benzo(a)pireno nos Reservatórios Pirapora e Barra Bonita. Dos pesticidas organoclorados foi detectada presença de Alfa e Beta HCH, DDT, DDD, DDE e Metoxicloro no trecho metropolitano, e DDE no Reservatório Três Irmãos, trecho do Baixo Tietê. Das PCB estão registrados apenas limites de quantificação do composto, o que provavelmente demonstra controle satisfatório deste tipo de poluente. A condição favorável observada no monitoramento das águas pode ser atribuída às ações do saneamento, aos trabalhos voltados à prevenção e controle de fontes de poluição e padronização de metodologias utilizadas nas análises laboratoriais. A preservação da qualidade das águas deve ser prioridade e alvo de intensas e constantes ações integradas de iniciativas mantidas e aperfeiçoadas permanentemente pelo poder público, privado e sociedade, por meio de programas de prevenção, controle, fiscalização e desenvolvimento de ações na área de educação ambiental, com a implementação de políticas públicas eficientes e medidas responsáveis com o meio ambiente, para proteger os recursos hídricos das ações antrópicas, a fim de garantir crescimento socioeconômico com qualidade de vida e melhores condições ambientais e de saúde pública. / Water is a natural resource vital to life, essential to the production and socioeconomic development, which has suffered degradation by anthropogenic influences, different forms of land use and physical environment, and factors such as population growth, industrialization and urbanization. This research was conducted to evaluate temporal and spatial evolution of the presence of the heavy metals aluminum, cadmium, lead, copper, chromium, mercury, nickel and zinc, and of the organic chemicals: organochlorine pesticides, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and polychlorinated biphenyls (PCBs) in water and sediments quality in the Tiete River basins, the main water resource of the Sao Paulo State. The period covered by the survey considered the data provided in reports of surface waters quality of the Monitoring Network in São Paulo State operated by the Environmental Company of São Paulo CETESB, the period from 1978 to 2010, 46 sampling points in the water compartment and 14 in the sediment compartment. For water were considered the annual averages calculated from the values bimonthly, and for the sediment was considered the annual reports available. The results obtained revealed that there were positive improvements in water quality over time and the geographical distribution with respect to heavy metals, since only the elements analyzed aluminum concentrations rising trends shown in the compartment and especially in water tributaries of the São Paulo Metropolitan Region and the Middle Tiete. The other metals showed stable or decreasing trends. Organic compounds could not complete behavioral tendencies in the water, because the monitoring is predominant in the sediment compartment. To this chamber, it was concluded that the heavy metals demonstrate accumulation, especially at points of the underground passage. Organic compounds, there is evidence of accumulation of PAH: fluoranthene, benzo(a)anthracene, benzo(b)fluoranthene, benzo(a)pyrene in Pirapora and Barra Bonita Reservoir. Organochlorine pesticides were detected presence of Alpha and Beta HCH, DDT, DDD, DDE and Methoxychlor in the passage underground, and DDE in Três Irmãos Reservoir, a stretch of the Lower Tiete. Of the PCB are recorded only traces of the compound, which shows a satisfactory control of this type of pollutant. The favorable condition observed in the monitoring of water can be attributed to the sanitation actions, the work focused on the prevention and control of pollution sources and methodologies standardization used in laboratory tests. The preservation of water quality should be a priority and the target of intense and constant as integrated initiatives and improved continuously maintained by the public, private and society, through prevention, control, supervision programs and development activities in the area of environmental education with the implementation of efficient public policies and actions responsible for the environment, to protect water resources of the human actions, to ensure social and economic growth with quality of life and better environmental conditions and public health

Em regiões altamente contaminadas como a região da Baixada Santista, é importante estabelecer metas para a recuperação do ambiente. Apesar da ausência da contaminação ser a meta ideal, as implicações e os custos associados a esse objetivo, demanda o estabelecimento de metas de recuperação realistas em relação aos contaminantes presentes na região. Com o objetivo de caracterizar valores de referência de qualidade de sedimentos para compostos orgânicos na região da Baixada Santista, o Canal de Bertioga foi escolhido como local de referência por ser uma região sem fontes industrais ou outras fontes pontuais relativas aos compostos analisados. Amostras de água, sedimento e ostras foram coletadas e os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (PAHs), bifenilos policlorados (PCBs) e pesticidas organoclorados (OCPs) foram determinados por técnicas cromatográficas. A avaliação dos resultados de análises de PAHs, permite afirmar com alguma segurança, que os valores da somatória de PAHs das amostras sedimentos são, na sua grande maioria, inferiores a 1.000 &#181;g/kg, não superando 1.600 &#181;g/kg, concentrações abaixo dos limites estabelecidos na Resolução CONAMA 344/04 e abaixo dos valores que possam causar algum efeito adverso à biota, conforme valores descritos na literatura. Resultados de análise de PCBs, OCPs, compostos fenólicos e compostos orgânicos voláteis (VOCs) em amostras de sedimento, indicaram concentrações destes compostos abaixo dos limites de quantificação, exceto DDE (5,30 g/kg) e HCB (2,34 g/kg), que foram detectados em apenas um ii sítio de amostragem. Não houve evidências de possíveis fontes de emissão próximas à região de referência para PCBs, OCPs, compostos fenólicos e VOCs. Finalizando, espera-se que os resultados obtidos neste estudo possam fornecer subsídios para futuramente estabelecer uma área de referência para qualidade de sedimento na região da Baixada Santista, ou ainda serem utilizados em conjunto com as avaliações de contaminantes inorgânicos, testes ecotoxicológicos e indicadores biológicos, como ferramenta para avaliação da qualidade de sedimento e/ou para a classificação de material a ser dragado na região da Baixada Santista. / In highly contaminated places like Baixada Santista region, it is important to establish goals for cleaning the environment. Although the absence of contamination would be the ideal goal, the implications and costs related to this goal, demand the establishment of realistic recovery goals for the contaminants presents in the region. Aiming to characterize sediment quality reference values for organic compounds in Baixada Santista region, Bertioga´s Channel was chosen as reference site because there is no direct industrial sources related to the compounds of interest in that region. Water, sediment and oister samples were collected and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), polychlorinated biphenyls (PCBs) and organochlorinated pesticides (OCPs) were determined by chromatographic techniques. From the PAHs results evaluation, is possible to conclude with some degree of confidence, that the sum of PAHs of sediment samples are in the majority lower than 1,000 &#181;g/kg and not higher than 1,600 &#181;g/kg, and these values are below the regulated value (CONAMA 344/04) and lower than those values that may cause any adverse effects for the biota as indicated in the literature. Results of PCBs, OCPs, phenols and VOCs analysis in sediment samples, were below the quantitation limits of the specific methods, except for DDE (5.30 &#181;g/kg) and HCB (2.34 &#181;g/kg) each, detected only in one sampling site. There was no evidence of possible emission source near the reference site for PCBs, OCPs, phenolic compounds and VOCs. Finally, the results obtained in this study may be used as subsidy for the establishment of a reference area for sediment quality in the Baixada Santista region, or still be used together with inorganic contamints, ecotoxicological and biological indicators evaluations as tool for the sediment quality evaluation and/or for dredged material classification in the Baixada Santista region. For the compounds not detected, the suggestion is to use the quantitation limits as the reference value.

A água é recurso natural essencial à vida, indispensável à produção e ao desenvolvimento socioeconômico, que vem sofrendo degradações, por influências antrópicas, diferentes formas de uso e ocupação do meio físico, e por fatores como crescimento populacional, industrialização e urbanização. Esta pesquisa foi realizada com o objetivo de avaliar a evolução temporal e espacial da presença dos metais pesados alumínio, cádmio, chumbo, cobre, cromo, mercúrio, níquel e zinco, e dos compostos químicos orgânicos pesticidas organoclorados, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) e bifenilas policloradas (PCB), na qualidade das águas e dos sedimentos nas bacias hidrográficas do Rio Tietê, principal recurso hídrico do Estado de São Paulo. O período abrangido pela pesquisa considerou os dados disponibilizados nos relatórios de qualidade das águas superficiais do Estado de São Paulo da Rede de Monitoramento operada pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo CETESB, do período de 1978 a 2010, de 46 pontos de amostragem do compartimento água, e de 14 pontos do compartimento sedimento. Para a água foram consideradas as médias anuais calculadas a partir dos valores bimestrais, e para o sedimento foram considerados os valores anuais disponíveis nos relatórios. A análise dos resultados obtidos revelou que houve avanços positivos na qualidade das águas ao longo do tempo e da distribuição geográfica, com relação aos metais pesados, uma vez que, dos elementos analisados apenas o alumínio demonstrou tendências crescentes de concentrações no compartimento água e principalmente nos afluentes da Região Metropolitana de São Paulo e da região do Médio Tietê. Os demais metais demonstraram tendências estáveis ou decrescentes. Dos compostos orgânicos não foi possível concluir tendências de comportamento na água, pois o monitoramento é predominante no compartimento sedimento. Para este compartimento, foi possível concluir que os metais pesados demonstram acumulação, principalmente em pontos do trecho metropolitano. Dos compostos orgânicos, há evidências de acumulação dos HPA: Fluoranteno, Benzo(a)antraceno, Benzo(b)fluoranteno e Benzo(a)pireno nos Reservatórios Pirapora e Barra Bonita. Dos pesticidas organoclorados foi detectada presença de Alfa e Beta HCH, DDT, DDD, DDE e Metoxicloro no trecho metropolitano, e DDE no Reservatório Três Irmãos, trecho do Baixo Tietê. Das PCB estão registrados apenas limites de quantificação do composto, o que provavelmente demonstra controle satisfatório deste tipo de poluente. A condição favorável observada no monitoramento das águas pode ser atribuída às ações do saneamento, aos trabalhos voltados à prevenção e controle de fontes de poluição e padronização de metodologias utilizadas nas análises laboratoriais. A preservação da qualidade das águas deve ser prioridade e alvo de intensas e constantes ações integradas de iniciativas mantidas e aperfeiçoadas permanentemente pelo poder público, privado e sociedade, por meio de programas de prevenção, controle, fiscalização e desenvolvimento de ações na área de educação ambiental, com a implementação de políticas públicas eficientes e medidas responsáveis com o meio ambiente, para proteger os recursos hídricos das ações antrópicas, a fim de garantir crescimento socioeconômico com qualidade de vida e melhores condições ambientais e de saúde pública. / Water is a natural resource vital to life, essential to the production and socioeconomic development, which has suffered degradation by anthropogenic influences, different forms of land use and physical environment, and factors such as population growth, industrialization and urbanization. This research was conducted to evaluate temporal and spatial evolution of the presence of the heavy metals aluminum, cadmium, lead, copper, chromium, mercury, nickel and zinc, and of the organic chemicals: organochlorine pesticides, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and polychlorinated biphenyls (PCBs) in water and sediments quality in the Tiete River basins, the main water resource of the Sao Paulo State. The period covered by the survey considered the data provided in reports of surface waters quality of the Monitoring Network in São Paulo State operated by the Environmental Company of São Paulo CETESB, the period from 1978 to 2010, 46 sampling points in the water compartment and 14 in the sediment compartment. For water were considered the annual averages calculated from the values bimonthly, and for the sediment was considered the annual reports available. The results obtained revealed that there were positive improvements in water quality over time and the geographical distribution with respect to heavy metals, since only the elements analyzed aluminum concentrations rising trends shown in the compartment and especially in water tributaries of the São Paulo Metropolitan Region and the Middle Tiete. The other metals showed stable or decreasing trends. Organic compounds could not complete behavioral tendencies in the water, because the monitoring is predominant in the sediment compartment. To this chamber, it was concluded that the heavy metals demonstrate accumulation, especially at points of the underground passage. Organic compounds, there is evidence of accumulation of PAH: fluoranthene, benzo(a)anthracene, benzo(b)fluoranthene, benzo(a)pyrene in Pirapora and Barra Bonita Reservoir. Organochlorine pesticides were detected presence of Alpha and Beta HCH, DDT, DDD, DDE and Methoxychlor in the passage underground, and DDE in Três Irmãos Reservoir, a stretch of the Lower Tiete. Of the PCB are recorded only traces of the compound, which shows a satisfactory control of this type of pollutant. The favorable condition observed in the monitoring of water can be attributed to the sanitation actions, the work focused on the prevention and control of pollution sources and methodologies standardization used in laboratory tests. The preservation of water quality should be a priority and the target of intense and constant as integrated initiatives and improved continuously maintained by the public, private and society, through prevention, control, supervision programs and development activities in the area of environmental education with the implementation of efficient public policies and actions responsible for the environment, to protect water resources of the human actions, to ensure social and economic growth with quality of life and better environmental conditions and public health

Thesis (M.Sc. (Zoology)) -- University of Limpopo, 2018 / This study aimed to determine the effects of water and sediment quality on fish and the effects of land-use on the water and sediment quality of the Steelpoort River system. To achieve these aims, a few objectives had to be met. The water and sediment quality, the level of metal bioaccumulation of two fish species, the level of acetylcholine esterase inhibition in fish brain tissue, as well as changes in land-use over time. The study adds value in the scientific knowledge of the Steelpoort catchment given that there’s little information about it. It is thus a good baseline, which gives direction for further studies conducted within this catchment. The Steelpoort River, is a tributary of the Olifants River system. The Olifants River (Mpumalanga and Limpopo provinces) is a river stressed by anthropogenic activities with the Steelpoort River being a major sub-catchment. The Steelpoort catchment is filled with mines, agricultural activities, and other developments, such as, the construction of a new dam (De Hoop Dam opened 2014), residential areas and malls. The mines within the catchment are mostly platinum and chrome mines. Sampling was conducted for high and low flow at five sampling sites: Two upstream sites, 1 and 2, and three downstream sites 3, 4, and 5. Site 1 is the reference site for the study as this section (ecoregion) was described as “least threatened”. It was hypothesised that high concentrations of metals and nutrients would be present in the water and sediment, and that the metal would be present in fish tissue and would have an effect on human health, that the biomarker AChE would show signs of inhibition within brain tissue, and lastly that land-use characteristics would have an effect on the water and sediment quality, and inhibition of AChE. Water and sediment samples were collected quarterly over a period of a year at five sites, whereas fish samples (Chiloglanis pretoriae and Labeobarbus marequensis) were only collected bi-annually at three sites. The physico-chemical, nutrients, cations and ions, and metals and metalloids were determined. The two fish species were used for metal bioaccumulation and AChE analyses. Human health risk and bio-concentration factor (BCF) analyses were conducted. Using the land-cover details obtained from South African National Biodiversity Institute (SANBI), Department of Environmental Affairs (DEA) and The Council for Scientific and Industrial Research (CSIR), land-use characteristics were determined and evaluated. The in-situ physico-chemical parameters assessed in this study were found to be within acceptable limits of the Target Water Quality Range (TWQR) at all the sites. The Electrical Confuctivity (EC) and Total Disolved Solids (TDS) parameters were highest at Site 5 and lowest at Site 1, this could be due to Site 5 being the last site before the Steelpoort River connects to the Olifants River, hence this site recieves all the ions and solutes from upstream; and the lowest value at Site 1 could be attributed to this site having the least number of lan-use effects. For nutrients, the highest total nitrogen concentration was recorded at Site 5 and the highest phosphate concentration at Site. This river is mesotrophic according to both the total inorganic nitrogen and phosphorus levels. Metals in the water column that were above DWAF guidelines for Aquatic Ecosystems were Al, Ba, Mn and Zn. In the sediment the following metals were above the Canadian sediment quality guidelines: Cd, Cu, Cr and Zn, which can pose a threat to the health of fish through biomagnification through the food chain. Both C. pretoriae and L. marequensis had bioaccumulated metals from the river system. The concentrations of metals in the muscle tissue of C. pretoriae where higher and this could be due to the fact that unskinned samples were used in the case of C. pretoriae. A variety of metals were present in both fish species but Al, Fe, Sr and Zn were present in higher concentrations. Concentrations of metals were highest in samples from Site 5 The human health risk assessment revealed that Pb could cause health related impacts to the humans who consume a single 150 g fish meal once a week in C. pretoriae; and that Co could cause potential risks in the near future. The BCF values revealed that there were more bioconcentrated metals in C. pretoriae than in L. marequensis and this could also be due to different diets. The AChE activity was higher for L. marequensis during high flow at all sites and higher at Site 1 during low flow but lower at Site 5 and equivalent at Site 2 than the AChE activity recorded for C. pretoriae. This could be due to the ability of L. marequensis to expel pesticides from their system before the pesticides affect brain activity by decreasing the function of AChE. Both fish species had more AChE activity during low flow for sites 1 and 2 than during high flow. The high flow AChE activity was higher for Site 5 in both fish species. The results confirm the hypotheses were that metals would be present in fish tissue and would have an effect on human health; and that the biomarker AChE would show signs of inhibition within brain tissue. The agricultural activity has decreased over time within the catchment, from 2000 to 2014 and this could be due to a decrease of fertile land. There has also been a decrease in the mining activity from 2000 to 2009 and then an increase during 2014, where the decrease could be due to the closure of mines at the end of their life span; and the increase in 2014 could be due to the opening of new mines. Residential areas have increased from 2000 through to 2014. The availability of water decreased from 2000 to 2009, and then increased drastically in 2014. The drastic increase is due to the multiple dams that have been built over time in order to provide water resources to the increased population, and also for mining and irrigation purposes. The water quality showed an increase in the NO3, SO4 and PO4; meanwhile the EC has decreased over time. The decrease in EC means that there are fewer ions in the river. The increase in phosphates and nitrates could mean there is a lot of fertilizers and pesticides being used in agriculture even with the decrease in agricultural land-use over the years. The pesticides can also be due to the increase in residential areas, where pesticides are also used to get rid of pests.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2018-02-08T12:47:45Z No. of bitstreams: 1 TeseMarianaAlmeidadeMoraes2010.pdf: 2380840 bytes, checksum: bd5c94e7ec6b65c2e3b72d160c2ae7d9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-08T12:47:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMarianaAlmeidadeMoraes2010.pdf: 2380840 bytes, checksum: bd5c94e7ec6b65c2e3b72d160c2ae7d9 (MD5) / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / Os resíduos gerados da atividade de perfuração (fluidos e cascalhos) devem ser conhecidos e monitorados para que se compreenda a questão ambiental de poços marítimos das atividades de produção e exploração de óleo e gás. A avaliação da qualidade dos sedimentos é essencial para a compreensão dos processos que controlam a disponibilidade e a destinação dos contaminantes dispostos no ambiente marinho, uma vez que é o compartimento preferencial de armazenamento e transformação da maioria dos poluentes lançados pelo homem. O sedimento superficial do entorno do poço BJ-B caracterizou-se por apresentar predominância de sedimentos finos, principalmente silte, em todas as estações amostradas. Dos onze metais analisados, dois (mercúrio e cádmio) não foram detectados no sedimento de nenhuma das estações, nas duas campanhas realizadas no poço BJB. Os teores da maior parte dos metais encontrados no sedimento durante este monitoramento podem ser considerados normais para a região estudada. Apenas o teor de níquel mostrou valores mais elevados que o TEL estabelecido pela NOAA em todas as estações e o zinco após a perfuração. Todas as análises realizadas com os hidrocarbonetos mostraram que efetivamente a área onde foi realizada a perfuração do poço BJ-B, já se encontrava alterada, principalmente em um raio de 500m do poço, antes mesmo de iniciada a perfuração do poço BJ-B. A matriz de decisão da tríade da qualidade do sedimento gerada para este estudo, apresentou uma visão geral para cada ponto amostral. Observou-se também com a avaliação e comparação de nove estudos de monitoramentos nas proximidades de poços de perfuração a discrepância de formas de avaliação e número de parâmetros analisados exigidos pelo IBAMA no licenciamento. A tríade da qualidade do sedimento é proposta como uma ferramenta para estudos de monitoramento, podendo ser utilizada até mesmo pelo órgão ambiental, apresentando através das suas linhas de evidencia um retrato de cada estação amostral e como ela se comportou com a atividade de perfuração. / The waste generated from drilling activity (fluids and cuttings) must be known and monitored in order to understand the environmental issue of offshore activities like production and exploitation of oil and gas. Assessing the quality of sediments is essential for understanding the processes that control the availability and disposal of contaminants in the marine environment, since it is the preferred compartment for storage and processing of most pollutants released by humans. The sediment surface surrounding the BJ-B was characterized by a predominance of fine sediments, mainly silt, in all stations sampled. Of the eleven metals analyzed, two (mercury and cadmium) were not detected in the sediment of all stations in the two campaigns in the BJ-B. The levels of most metals found in the sediment during this monitoring can be considered normal for the region studied. Only the nickel content showed higher values than the TEL established by NOAA in all seasons and zinc after drilling. All tests carried out showed that the hydrocarbons effectively the area where it was performed the drilling of the BJ-B, was already changed, especially in a 500m radius of the well, even before we started the drilling of the BJ-B. The decision matrix of the Sediment Quality Triad generated for this study presented an overview for each sample point. It was also observed with the evaluation and comparison of nine studies in the Campos Basin, that shows discrepancy in the way of evaluated and the number of parameters analyzed required by IBAMA in a licensing process. The Sediment Quality Triad is proposed as a tool for monitoring studies and may be used even by the environmental agency, showing through their lines a picture of each sampling station and how it behaved with the drilling activity

Em regiões altamente contaminadas como a região da Baixada Santista, é importante estabelecer metas para a recuperação do ambiente. Apesar da ausência da contaminação ser a meta ideal, as implicações e os custos associados a esse objetivo, demanda o estabelecimento de metas de recuperação realistas em relação aos contaminantes presentes na região. Com o objetivo de caracterizar valores de referência de qualidade de sedimentos para compostos orgânicos na região da Baixada Santista, o Canal de Bertioga foi escolhido como local de referência por ser uma região sem fontes industrais ou outras fontes pontuais relativas aos compostos analisados. Amostras de água, sedimento e ostras foram coletadas e os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (PAHs), bifenilos policlorados (PCBs) e pesticidas organoclorados (OCPs) foram determinados por técnicas cromatográficas. A avaliação dos resultados de análises de PAHs, permite afirmar com alguma segurança, que os valores da somatória de PAHs das amostras sedimentos são, na sua grande maioria, inferiores a 1.000 &#181;g/kg, não superando 1.600 &#181;g/kg, concentrações abaixo dos limites estabelecidos na Resolução CONAMA 344/04 e abaixo dos valores que possam causar algum efeito adverso à biota, conforme valores descritos na literatura. Resultados de análise de PCBs, OCPs, compostos fenólicos e compostos orgânicos voláteis (VOCs) em amostras de sedimento, indicaram concentrações destes compostos abaixo dos limites de quantificação, exceto DDE (5,30 g/kg) e HCB (2,34 g/kg), que foram detectados em apenas um ii sítio de amostragem. Não houve evidências de possíveis fontes de emissão próximas à região de referência para PCBs, OCPs, compostos fenólicos e VOCs. Finalizando, espera-se que os resultados obtidos neste estudo possam fornecer subsídios para futuramente estabelecer uma área de referência para qualidade de sedimento na região da Baixada Santista, ou ainda serem utilizados em conjunto com as avaliações de contaminantes inorgânicos, testes ecotoxicológicos e indicadores biológicos, como ferramenta para avaliação da qualidade de sedimento e/ou para a classificação de material a ser dragado na região da Baixada Santista. / In highly contaminated places like Baixada Santista region, it is important to establish goals for cleaning the environment. Although the absence of contamination would be the ideal goal, the implications and costs related to this goal, demand the establishment of realistic recovery goals for the contaminants presents in the region. Aiming to characterize sediment quality reference values for organic compounds in Baixada Santista region, Bertioga´s Channel was chosen as reference site because there is no direct industrial sources related to the compounds of interest in that region. Water, sediment and oister samples were collected and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), polychlorinated biphenyls (PCBs) and organochlorinated pesticides (OCPs) were determined by chromatographic techniques. From the PAHs results evaluation, is possible to conclude with some degree of confidence, that the sum of PAHs of sediment samples are in the majority lower than 1,000 &#181;g/kg and not higher than 1,600 &#181;g/kg, and these values are below the regulated value (CONAMA 344/04) and lower than those values that may cause any adverse effects for the biota as indicated in the literature. Results of PCBs, OCPs, phenols and VOCs analysis in sediment samples, were below the quantitation limits of the specific methods, except for DDE (5.30 &#181;g/kg) and HCB (2.34 &#181;g/kg) each, detected only in one sampling site. There was no evidence of possible emission source near the reference site for PCBs, OCPs, phenolic compounds and VOCs. Finally, the results obtained in this study may be used as subsidy for the establishment of a reference area for sediment quality in the Baixada Santista region, or still be used together with inorganic contamints, ecotoxicological and biological indicators evaluations as tool for the sediment quality evaluation and/or for dredged material classification in the Baixada Santista region. For the compounds not detected, the suggestion is to use the quantitation limits as the reference value.

This thesis deals with the monitoring of water quality and aquatic sediments analysis in the protected area Křivoklátsko. Monitoring was carried out at 16 locations and there were determined 14 physico-chemical parameters . Sediment samples were collected once for the whole period at 14 locations in which was determine the content of metals. In each sediment sample there was analyzed content of selected metals. The results of analysis, water and sediment samples were evaluated according to the Directives and regulations giving limits for water and sediment. Due to the Czech Republic is a member state of the European Union, the state was also evaluated according to Water Framework Directive. Theoretical part of thesis decribes characteristics of metals, their forms in water and soils. This section also contain some informations about water framework directive 2000/60/EC as a great step in a water policy. Moreover there is a short history about development water quality in the Czech Republic. Experimental section contains standards for determining water quality, but indicating in particular the processing of sediment samples from sampling to determine concentrations. The following chapter deals with the evaluation of the results given by legislation - for water to the CSN 75 7221 and Regulation...

Os sedimentos, pela sua capacidade de acumular compostos, têm grande importância na avaliação do nível de contaminação e poluição dos ecossistemas aquáticos continentais. Este trabalho tem como objetivo avaliar a qualidade do sedimento de um reservatório urbano (Reservatório Guarapiranga, SP, Brasil), quanto ao teor de metais fracamente ligados ao sedimento usando valores-guia de qualidade como parâmetro de comparação; e verificar a possível heterogeneidade dos metais contidos neste sedimento em um gradiente espacial horizontal. Foram amostrados onze pontos ao longo do eixo principal do Reservatório Guarapiranga, com a utilização de coletor tipo Ambhül e Bührer, em 05/10/2006 e 27/04/2007. As variáveis analisadas foram: matéria orgânica total, para cálculo do carbono orgânico total (COT); sulfeto volatilizável por acidificação (SVA), metais simultaneamente extraídos (MES), pH, EH, temperatura, oxigênio dissolvido, profundidade e granulometria. Pela relação molar (&sum;[MES] - [SVA])/ COT, critério de qualidade de sedimento estabelecido pela U.S.EPA, o sedimento não apresentou toxicidade provável à biota, ou seja, os metais presentes não estão biodisponíveis. As concentrações de SVA e de matéria orgânica encontradas no sedimento e as frações granulométricas silte e argila se mostraram como importantes fases complexadoras dos metais. Segundo os Valores-Guia de Qualidade de Sedimento, estabelecidos pelo Conselho Canadense do Ministério do Meio Ambiente (CCME), em outubro, a maioria dos pontos amostrados encontrou-se acima do intervalo com possíveis efeitos adversos à biota (PEL: Probable Effect Level), em relação a concentração de Cd, Cu e Ni; e em abril a maioria dos pontos amostrados apresentou concentrações acima de PEL para Cu e Cr. A maioria dos pontos amostrados teve concentrações dos metais Cd, Cu, Ni e Zn acima do Valor de Referência Regional (VRR) para sedimentos da Bacia do Rio Tietê, em outubro; e concentrações acima de VRR para Cd, Cu, Cr e Zn, em abril. Em relação à heterogeneidade espacial horizontal, pode-se dividir o reservatório em dois compartimentos, que diferem, de acordo com a PCA, quanto aos teores dos metais Cd e Cu e a profundidade, sendo a região com maiores concentrações de metais a que engloba a captação de água para abastecimento público. Os elevados teores de metais, apesar de este trabalho sugerir que não estão biodisponíveis, reforçam a necessidade do contínuo monitoramento não apenas da qualidade do sedimento, mas também da massa de água, principalmente por se tratar de um reservatório destinado ao abastecimento público para 20% da população da cidade de São Paulo. / Sediments are very important in assessing contamination and pollution level in continental aquatic ecosystems, because of their capacity of accumulating compounds. The objective of this project was to asses sediment quality of a tropical urban reservoir (Guarapiranga Reservoir, São Paulo State, Brazil), related to the level of weakly-bounded metals by using different sediment quality guidelines as reference; and to check possible space heterogeneity of these metals in a horizontal space gradient. Eleven sample stations along the main axis of Guarapiranga Reservoir were sampled by means of an Ambhül and Bührer collector, in October/05/2006 and April/27/2007. The variables analyzed were: total organic matter for calculation of the total organic carbon (TOC), acid volatile sulfide (AVS), simultaneously extracted metals (SEM), pH, EH, temperature, dissolved oxygen, depth and granulometry. According the molar relation (&sum;[SEM] - [AVS])/ TOC, sediment quality guidelines suggested by U.S.EPA, sediment did not show probable toxicity, in other words, metals were not bioavailable. The AVS, organic matter concentrations and clay silt percentiles showed be important phases of metal complexation, in sediment. According to sediment quality guidelines suggested by Canadian Council of Ministers of Environment (CCME), in October, most of sampling stations presented metal concentration above PEL (Probable Effect Level) for Cd, Cu and Ni; and in April, most of sampling stations presented concentration above PEL for Cu and Cr. Most of sampling stations presents Cd, Cu, Ni and Zn concentrations above the Regional Reference Values (RRV) for Tietê River Basin sediments, in October and concentrations above (RRV) for Cd, Cu, Cr and Zn, in April. In relation to space heterogeneity, the reservoir can be divided into two parts, which are different, according PCA, because of Cd and Cu concentrations and depth, being the region with higher concentrations that from where water is taken in for public supply. The high metal levels, eventhoug the present work indicates no- bioavailability, reinforce the necessity of continuous monitoring of sediment and water quality, especially due to the fact that this reservoir is used to supply 20% of the population from São Paulo city.

O Complexo Billings é o maior reservatório de água da Região Metropolitana de São Paulo. Devido a sua importância estratégica e à degradação da qualidade de suas águas e sedimentos, a represa foi e continua sendo alvo de muitas pesquisas. No entanto, os valores-guia da qualidade de sedimentos (VGQS) adotados pelas normas nacionais vigentes, usualmente aplicados nestes estudos, baseiam-se na abordagem canadense Threshold Effect Level/Probable Effect Level (TEL/PEL), e sua interpretação quanto aos efeitos tóxicos podem divergir dos países que as originaram. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial tóxico de contaminantes orgânicos e inorgânicos na água e nos sedimentos do reservatório Billings por meio da utilização de diferentes VGQS empíricos e teóricos e ensaios ecotoxicológicos. Uma abordagem multi-tarefas foi conduzida através de avaliações em campo e em laboratório envolvendo extensas caracterizações químicas, físicas e toxicológicas ao longo de dez pontos do reservatório. Em cada local, os parâmetros de qualidade da água superficial foram monitorados in situ. Amostras de sedimento integral, água intersticial e superficial foram coletadas para a avaliação das propriedades físicas e químicas nestes locais, como granulometria e carbono orgânico total (COT). Os teores de sulfetos volatilizáveis por acidificação (SVA) e os metais extraídos simultaneamente (MES) foram obtidos nas amostras de sedimento integral, assim como as concentrações totais de metais (Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn) e contaminantes orgânicos (pesticidas organoclorados e hidrocarbonetos aromáticos polinucleares). Os contaminantes foram então comparados a diferentes linhas de evidências (LDE), dentre elas VGQS empíricos (TEL/PEL, LEL/SEL e VRR), VGQS baseados na teoria do Equilíbrio de Partição (EqP) e ensaios ecotoxicológicos com as espécies Daphnia magna e Hyalella azteca em água superficial e sedimento integral, respectivamente. As concentrações de metais nas águas superficial e intersticial do reservatório foram relativamente baixas e ausentes de efeitos crônicos ou agudos pelos ensaios ecotoxicológicos. Os teores de SVA foram superiores aos de MES quando normatizados pela fração COT. Embora a LDE baseada em EqP tenha sugerido a ausência de toxicidade nos sedimentos do reservatório Billings, a mesma ocorreu nos pontos Braço do Rio Grande e Barragem de Pedreira. Os resultados dos ensaios ecotoxicológicos demonstraram efeitos agudos para Hyalella azteca, com sobrevivência dos organismos de 32,5 ± 6,57% e 45 ± 5,77% nos pontos Braço do Rio Grande e Barragem de Pedreira, respectivamente. Efeitos crônicos também foram observados para a espécie H. azteca em ambos os pontos. Os valores de biomassa individuais dos anfípodas foram afetadas quando comparadas ao Controle (0,072 ± 0,01 mg), com valores de 0,032 ± 0,01 mg e 0,031 ± 0,01 mg no Braço do Rio Grande e Barragem de Pedreira, respectivamente. A utilização dos VGQS empíricos TEL/PEL e os Valores de Referência Regionais demonstraram ser eficazes para predição de efeitos tóxicos, visto que as concentrações dos metais Cu, Cr, Ni, e Zn presentes nos sedimentos superaram o limiar PEL em vários pontos do reservatório, indicando uma alta probabilidade de efeitos adversos à biota, comprovada pelos ensaios ecotoxicológicos. As concentrações dos pesticidas organoclorados mirex e DDT encontram-se acima de TEL, enquanto o DDE, mais persistente, demonstrou uma alta probabilidade de ocorrência de efeitos tóxicos (acima de PEL). Embora o EqP não tenha sido eficaz na predição dos efeitos tóxicos, foi imprescindível para compreender a dinâmica dos metais no reservatório, visto que os elevados teores de sulfetos e COT demonstram ser os responsáveis pelo equilíbrio dos metais neste ambiente. Dessa forma, a combinação de VGQS empíricos e teóricos pode - de maneira não regulatória - ser considerada uma solução efetiva e de baixo-custo para a tomada de decisão sobre locais passivos de contaminação. / The Billings Complex is the largest water-storage facility in the São Paulo Metropolitan Region. Due to its strategic importance and the deterioration in its water quality over time, the Billings reservoir was and remains subject of many researches. However, the sediment quality guidelines (SQGs) adopted in Brazil and usually applied in these studies are based on the Canadian Threshold Effect Level/Probable Effect Level (TEL/PEL) and may not suitably predict ecotoxicological effects. The aim of this study was to evaluate the toxicity of organic and inorganic compounds in the overlying water, pore water and bedded sediments of the Billings reservoir through several SQGs and toxicological tests. A laboratory and field assessment was conducted involving extensive physical, chemical, and toxicological characterizations within ten stations of the Billings reservoir. At each sampling station, water quality parameters (pH, redox, DO, conductivity, turbidity, and temperature) were measured in depth (intervals of 1 meter). Bedded surface sediment, sediment pore water, and overlying water were collected to assess the physical and chemical properties at these sites, such as particle size and total organic carbon (TOC). Sediment samples were analyzed for acid volatile sulfides (AVS) and simultaneously extractable metals (SEM), total metals (Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, and Zn) and organic contaminants (organochlorine pesticides and semivolatile organic compounds). Empirical (TEL/PEL, RRV, and LEL/SEL) and mechanistic (AVS/SEM) SQGs approaches were applied and compared with 10-d toxicity tests with Daphnia magna and Hyalella azteca for overlying water and bedded sediment, respectively. Metals in the overlying and pore water were at a relatively low concentrations and absent of chronic or acute effects. AVS concentrations was greater then SEM in every station of the reservoir, therefore suggesting the absence of toxicity. However, Hyalella azteca post-exposure survival was affected in both Rio Grande branch and Pedreira Dam stations (32,5 ± 6,57% and 45 ± 5,77%, respectively). Relative growth rates were also affected in both Rio Grande branch and Pedreira Dam stations (0,032 ± 0,01 mg and 0,031 ± 0,01 mg) when compared to Control (0,072 ± 0,01 mg). Empirical (TEL/PEL, RRV, and LEL/SEL) guidelines were more suitable for toxicity prediction. Several stations exhibit metal concentrations for Cu, Cr, Ni, and Zn higher than the Canadian PEL adopted in Brazil. Organic compounds such as mirex and DDT were above TEL. Persistent DDT metabolite p,p\'-DDE were above PEL in both Rio Grande branch and Pedreira Dam stations. Although EqP was not suitable for toxicity prediction, it was important for understanding the role of sulfides and TOC for metal contamination in the reservoir. Therefore, the adoption of both empirically and mechanistic SQGs for sediment quality assessments can provide a more accurate and low cost alternative for sediment management decisions.