O presente estudo teve como objetivo avaliar a qualidade ambiental do reservatório de Salto Grande (Americana, SP), localizado em área de intensa urbanização e atividade industrial. Utilizou-se, para tanto, análises físicas e químicas na água e no sedimento, bioensaios de toxicidade e estrutura (composição e densidade) da fauna de macroinvertebrados bentônicos em quatro períodos (Maio, Agosto, Novembro de 2000 e Fevereiro de 2001). Pela análise de nutrientes na água constatou-se que as concentrações são elevadas, principalmente do íon amônio e do fosfato total, os quais estiveram acima do limite estabelecido pela resolução CONAMA 20/86 e, com base no Índice do Estado Trófico o sistema caracteriza-se como eutrófico ou hipereutrófico, dependendo do período e da localização das estações amostradas, verificando-se a redução na concentração de nutrientes e conseqüentemente, do estado trófico, no sentido do rio para a barragem. A concentração de nutrientes no sedimento também foi elevada quando comparada a outros reservatórios e a análise granulométrica demonstra que as estações centrais do reservatório possuem sedimento silte-argiloso enquanto as estações marginais e o rio Atibaia apresentam sedimentos arenosos. A análise de metais indica que a água e o sedimento do sistema encontram-se contaminados para todos os metais estudados (Cd, Cu, Cr, Fe, Mg e Mn), exceto para Zn na água e Pb no sedimento. A análise de metais nos organismos bentônicos aponta para uma bioacumulação de Cd, Cu, Fe, Mg, Mn, e Zn o mesmo não sendo observado para Pb e Cr. Nos bioensaios de toxicidade aguda verificou-se, para Chironomus xanthus, maior toxicidade no rio Atibaia, com 61% de mortalidade em Novembro/2000, enquanto que para Daphnia similis a toxicidade máxima (100% de imobilidade em Agosto/2000) foi registrada nas estações próximas à barragem. A análise da fauna de macroinvertebrados bentônicos demonstra a predominância, nas estações centrais do reservatório (mais profundas), de organismos pertencentes à Classe Oligochaeta e nas estações marginais (zona litorânea) a fauna é mais diversa, sendo composta pela Classe Oligochaeta, Filo Mollusca e Ordem Ephemeroptera (Classe Insecta). A fauna do rio Atibaia é formada, predominantemente, pelas Classes Hirudinea e Oligochaeta. O estágio avançado da eutrofização do reservatório fez com que a fauna de macroinvertebrados fosse reduzida, quando comparada à estudos anteriores, possivelmente devido ao desencadeamento de processos associados ao grande aporte de nutrientes, como a redução na concentração de oxigênio dissolvido ou devido ao aporte contínuo de diversos metais para o sistema e, provavelmente, esteja havendo uma processo de substituição de espécies por organismos da Classe Oligochaeta, como a Família Tubificidae, que são mais tolerantes aos diversos tipos de poluição. Conclui-se que as altas concentrações de nutrientes e metais, com valores fora dos padrões estabelecidos pelos órgãos ambientais, na água e no sedimento do reservatório, relacionam-se com as atividades desenvolvidas na bacia hidrográfica, e indicam os impactos decorrentes desta utilização e seu reflexo nas características físicas, químicas, toxicológicas e biológicas do sistema. / The goal of this work was to asses the environmental quality of Salto Grande reservoir (Americana, SP), located in an urban area with high industrial activities. Physical and chemical analyses were made in water and sediment, toxicity bioassays and structure (composition and density) of benthic organisms in four months (May, August, November 2000 and February 2001). The water nutrients analyses demonstrated high concentrations, mainly of ammonia ion and total phosphate, exceeding the limits from CONAMA 20/86, and based on the Trophic State Index, the reservoir was classified as eutrophic or hipereutrophic, depending on the months and the sampling stations, verified by a reduction on nutrients concentrations and in the trophic state, in the river-dam direction. The nutrients concentrations in the sediment was also elevated when compared with others reservoirs and the grain size composition demonstrated that the central sampling stations had silt-clay composition while the shore sampling stations and the Atibaia river had sand composition. The metals analysis indicates that water and sediment were contaminated by Cd, Cu, Cr, Fe, Mg, e Mn, with exception for Zn in the water and Pb in the sediment. The metals analysis in the benthic organisms indicates a bioaccumulation of Cd, Cu, Fe, Mg, Mn and Zn, with exception for Pb and Cr. The acute toxicity bioassays verified, for Chironomus xanthus, higher toxicity in the Atibaia river, with 61% of mortality in November 2000, while for Daphnia similis the maximum toxicity (100% of immobility in August 2000) was observed on the sampling stations near the dam. The analysis of benthic organisms demonstrates the predominance of Oligochaeta, on central sampling stations (with higher profundity), and a higher diversity fauna, mainly by Oligochaeta, Mollusca and Ephemeroptera (Insecta), on the shore sampling stations. The Atibaia river fauna is composed mainly by Hirudinea and Oligochaeta. The higher eutrophication process in the reservoir probably was the cause of the reduction of macroinvertebrates fauna, when compared with studies in the past. The major process of these problems are the elevated input of nutrients, reduction on the dissolved oxygen and the input of metals, resulting in the substitution of the species for Oligochaeta organisms (Tubificidae), which are tolerant to different pollutants. To conclude, the high concentrations in the water and sediment for nutrients and metals, with values that exceed the limits from Environmental Agency, were related to the activities developed in the Watershed, indicating impacts produced by this utilization and its effects on the physical, chemical toxicological and biological characteristics of the system.

Sediment quality guidelines (SQGs) or values (SQVs) are used to assess the potential risk of contaminants in sediment to aquatic organisms, specifically benthic invertebrates. The objectives of this research were to evaluate SQGs derived specifically for use by the uranium industry in Canada, propose alternative SQVs for use at uranium operations in northern Saskatchewan using a novel approach, and investigate the potentially bioavailable fractions of metals in sediment which could become an alternative measurement to the typically used total metal concentrations. The screening-level concentration (SLC) approach has been used in Ontario, Canada, to derive lowest effect levels (LELs) and severe effect levels for use as SQGs. This approach was adopted by the Canadian Nuclear Safety Commission (CNSC) to set guidelines for metals (As, Cr, Cu, Pb, Mo, Ni, Se, U, and V) and radionuclides (Ra-226, Pb-210, and Po-210) in sediment at northern Saskatchewan uranium mining and milling operations. The SLC approach is based on total metal and radionuclide concentrations in sediment, and corresponding benthic invertebrate community composition data for a specific sampling site. In this study, sediment chemistry (total metals and radionuclides) and benthic community data from northern Saskatchewan uranium operations were compiled and examined. Results indicated that the CNSC-derived SQGs had limited relationships to observed effects, or lack thereof, on benthic invertebrate communities near uranium operations in Saskatchewan. On a general basis, the correct alignment of at least one LEL exceedence at an effect site was observed 95% of the time, but on an element-specific basis many of the elements had concentrations at effect sites below their LELs. Furthermore, concentrations of the evaluated elements exceeded at least one LEL at 60% of the no-effect sites. The high number of exceedences of LELs at reference and no-effect sites (false-positives) calls to question the appropriateness of the CNSC-derived SQGs. To address the deficiencies of the SLC approach, a new approach was developed to derive alternative metal SQVs for the uranium industry in northern Saskatchewan that was based on the use of reference and no-effect site field data. Three different sets of NE values were derived using combinations of benthic invertebrate community effect criteria (abundance, richness, evenness, Bray-Curtis index). Additionally, reference (REF) values were derived based solely on sediment metal concentrations from reference sites. In general, NE values derived using abundance, richness, and evenness (NE1 and NE2 values) were found to be higher than the NE values derived using all four metrics (NE3 values). Derived NE values for Cr, Cu, Pb, and V did not change with the incorporation of additional effects criteria due to a lack of influence from the uranium operations on these metal concentrations (i.e., they were generally present at or near background levels). However, a gradient of exposure concentrations was apparent for As, Mo, Ni, Se, and U in sediment which allowed for acceptable exposure levels of these metals in sediment to be defined. The findings from this assessment proposed a set of new, alternate SQVs for use at the uranium industry in northern Saskatchewan. Often, only total metals concentrations are measured in the evaluation of contaminated sediment. However, this measure may over-estimate metal exposure to benthic invertebrates. Using sediment cores collected from near the Rabbit Lake and Key Lake uranium operations, along with a series of mixed-sediments (contaminated and reference sediment), metal bioaccumulation experiments using Chironomus dilutus were conducted in the laboratory. Metal concentrations in extracts from single extractions with either potassium phosphate or hydrochloric acid on wet and dried sediment, pore-water, and whole-sediment were used to evaluate metal bioaccumulation in test organisms. Depending on the metal, pore-water isolated using peepers generally exhibited the best relationship with tissue metal concentrations. Based on this finding, it is suggested that pore-water sampling using peepers (an in-situ dialysis device) be added to environmental sampling programs at Saskatchewan uranium operations so that sediment metal availability to benthic invertebrates can be better assessed. With the eventual development of a larger pore-water metals dataset, SQGs based on pore-water metals concentrations could likely be derived as an alternative to existing SQGs based on total metal concentrations in sediment.

Sediment quality guidelines (SQGs) or values (SQVs) are used to assess the potential risk of contaminants in sediment to aquatic organisms, specifically benthic invertebrates. The objectives of this research were to evaluate SQGs derived specifically for use by the uranium industry in Canada, propose alternative SQVs for use at uranium operations in northern Saskatchewan using a novel approach, and investigate the potentially bioavailable fractions of metals in sediment which could become an alternative measurement to the typically used total metal concentrations. The screening-level concentration (SLC) approach has been used in Ontario, Canada, to derive lowest effect levels (LELs) and severe effect levels for use as SQGs. This approach was adopted by the Canadian Nuclear Safety Commission (CNSC) to set guidelines for metals (As, Cr, Cu, Pb, Mo, Ni, Se, U, and V) and radionuclides (Ra-226, Pb-210, and Po-210) in sediment at northern Saskatchewan uranium mining and milling operations. The SLC approach is based on total metal and radionuclide concentrations in sediment, and corresponding benthic invertebrate community composition data for a specific sampling site. In this study, sediment chemistry (total metals and radionuclides) and benthic community data from northern Saskatchewan uranium operations were compiled and examined. Results indicated that the CNSC-derived SQGs had limited relationships to observed effects, or lack thereof, on benthic invertebrate communities near uranium operations in Saskatchewan. On a general basis, the correct alignment of at least one LEL exceedence at an effect site was observed 95% of the time, but on an element-specific basis many of the elements had concentrations at effect sites below their LELs. Furthermore, concentrations of the evaluated elements exceeded at least one LEL at 60% of the no-effect sites. The high number of exceedences of LELs at reference and no-effect sites (false-positives) calls to question the appropriateness of the CNSC-derived SQGs. To address the deficiencies of the SLC approach, a new approach was developed to derive alternative metal SQVs for the uranium industry in northern Saskatchewan that was based on the use of reference and no-effect site field data. Three different sets of NE values were derived using combinations of benthic invertebrate community effect criteria (abundance, richness, evenness, Bray-Curtis index). Additionally, reference (REF) values were derived based solely on sediment metal concentrations from reference sites. In general, NE values derived using abundance, richness, and evenness (NE1 and NE2 values) were found to be higher than the NE values derived using all four metrics (NE3 values). Derived NE values for Cr, Cu, Pb, and V did not change with the incorporation of additional effects criteria due to a lack of influence from the uranium operations on these metal concentrations (i.e., they were generally present at or near background levels). However, a gradient of exposure concentrations was apparent for As, Mo, Ni, Se, and U in sediment which allowed for acceptable exposure levels of these metals in sediment to be defined. The findings from this assessment proposed a set of new, alternate SQVs for use at the uranium industry in northern Saskatchewan. Often, only total metals concentrations are measured in the evaluation of contaminated sediment. However, this measure may over-estimate metal exposure to benthic invertebrates. Using sediment cores collected from near the Rabbit Lake and Key Lake uranium operations, along with a series of mixed-sediments (contaminated and reference sediment), metal bioaccumulation experiments using Chironomus dilutus were conducted in the laboratory. Metal concentrations in extracts from single extractions with either potassium phosphate or hydrochloric acid on wet and dried sediment, pore-water, and whole-sediment were used to evaluate metal bioaccumulation in test organisms. Depending on the metal, pore-water isolated using peepers generally exhibited the best relationship with tissue metal concentrations. Based on this finding, it is suggested that pore-water sampling using peepers (an in-situ dialysis device) be added to environmental sampling programs at Saskatchewan uranium operations so that sediment metal availability to benthic invertebrates can be better assessed. With the eventual development of a larger pore-water metals dataset, SQGs based on pore-water metals concentrations could likely be derived as an alternative to existing SQGs based on total metal concentrations in sediment.

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 (∑[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 (∑[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 presente estudo teve como objetivo avaliar a qualidade ambiental do reservatório de Salto Grande (Americana, SP), localizado em área de intensa urbanização e atividade industrial. Utilizou-se, para tanto, análises físicas e químicas na água e no sedimento, bioensaios de toxicidade e estrutura (composição e densidade) da fauna de macroinvertebrados bentônicos em quatro períodos (Maio, Agosto, Novembro de 2000 e Fevereiro de 2001). Pela análise de nutrientes na água constatou-se que as concentrações são elevadas, principalmente do íon amônio e do fosfato total, os quais estiveram acima do limite estabelecido pela resolução CONAMA 20/86 e, com base no Índice do Estado Trófico o sistema caracteriza-se como eutrófico ou hipereutrófico, dependendo do período e da localização das estações amostradas, verificando-se a redução na concentração de nutrientes e conseqüentemente, do estado trófico, no sentido do rio para a barragem. A concentração de nutrientes no sedimento também foi elevada quando comparada a outros reservatórios e a análise granulométrica demonstra que as estações centrais do reservatório possuem sedimento silte-argiloso enquanto as estações marginais e o rio Atibaia apresentam sedimentos arenosos. A análise de metais indica que a água e o sedimento do sistema encontram-se contaminados para todos os metais estudados (Cd, Cu, Cr, Fe, Mg e Mn), exceto para Zn na água e Pb no sedimento. A análise de metais nos organismos bentônicos aponta para uma bioacumulação de Cd, Cu, Fe, Mg, Mn, e Zn o mesmo não sendo observado para Pb e Cr. Nos bioensaios de toxicidade aguda verificou-se, para Chironomus xanthus, maior toxicidade no rio Atibaia, com 61% de mortalidade em Novembro/2000, enquanto que para Daphnia similis a toxicidade máxima (100% de imobilidade em Agosto/2000) foi registrada nas estações próximas à barragem. A análise da fauna de macroinvertebrados bentônicos demonstra a predominância, nas estações centrais do reservatório (mais profundas), de organismos pertencentes à Classe Oligochaeta e nas estações marginais (zona litorânea) a fauna é mais diversa, sendo composta pela Classe Oligochaeta, Filo Mollusca e Ordem Ephemeroptera (Classe Insecta). A fauna do rio Atibaia é formada, predominantemente, pelas Classes Hirudinea e Oligochaeta. O estágio avançado da eutrofização do reservatório fez com que a fauna de macroinvertebrados fosse reduzida, quando comparada à estudos anteriores, possivelmente devido ao desencadeamento de processos associados ao grande aporte de nutrientes, como a redução na concentração de oxigênio dissolvido ou devido ao aporte contínuo de diversos metais para o sistema e, provavelmente, esteja havendo uma processo de substituição de espécies por organismos da Classe Oligochaeta, como a Família Tubificidae, que são mais tolerantes aos diversos tipos de poluição. Conclui-se que as altas concentrações de nutrientes e metais, com valores fora dos padrões estabelecidos pelos órgãos ambientais, na água e no sedimento do reservatório, relacionam-se com as atividades desenvolvidas na bacia hidrográfica, e indicam os impactos decorrentes desta utilização e seu reflexo nas características físicas, químicas, toxicológicas e biológicas do sistema. / The goal of this work was to asses the environmental quality of Salto Grande reservoir (Americana, SP), located in an urban area with high industrial activities. Physical and chemical analyses were made in water and sediment, toxicity bioassays and structure (composition and density) of benthic organisms in four months (May, August, November 2000 and February 2001). The water nutrients analyses demonstrated high concentrations, mainly of ammonia ion and total phosphate, exceeding the limits from CONAMA 20/86, and based on the Trophic State Index, the reservoir was classified as eutrophic or hipereutrophic, depending on the months and the sampling stations, verified by a reduction on nutrients concentrations and in the trophic state, in the river-dam direction. The nutrients concentrations in the sediment was also elevated when compared with others reservoirs and the grain size composition demonstrated that the central sampling stations had silt-clay composition while the shore sampling stations and the Atibaia river had sand composition. The metals analysis indicates that water and sediment were contaminated by Cd, Cu, Cr, Fe, Mg, e Mn, with exception for Zn in the water and Pb in the sediment. The metals analysis in the benthic organisms indicates a bioaccumulation of Cd, Cu, Fe, Mg, Mn and Zn, with exception for Pb and Cr. The acute toxicity bioassays verified, for Chironomus xanthus, higher toxicity in the Atibaia river, with 61% of mortality in November 2000, while for Daphnia similis the maximum toxicity (100% of immobility in August 2000) was observed on the sampling stations near the dam. The analysis of benthic organisms demonstrates the predominance of Oligochaeta, on central sampling stations (with higher profundity), and a higher diversity fauna, mainly by Oligochaeta, Mollusca and Ephemeroptera (Insecta), on the shore sampling stations. The Atibaia river fauna is composed mainly by Hirudinea and Oligochaeta. The higher eutrophication process in the reservoir probably was the cause of the reduction of macroinvertebrates fauna, when compared with studies in the past. The major process of these problems are the elevated input of nutrients, reduction on the dissolved oxygen and the input of metals, resulting in the substitution of the species for Oligochaeta organisms (Tubificidae), which are tolerant to different pollutants. To conclude, the high concentrations in the water and sediment for nutrients and metals, with values that exceed the limits from Environmental Agency, were related to the activities developed in the Watershed, indicating impacts produced by this utilization and its effects on the physical, chemical toxicological and biological characteristics of the system.

Portos e terminais portuÃrios sÃo importantes para a economia mundial, entretanto suas atividades de operaÃÃo tÃm sido consideradas altamente impactantes aos ecossistemas costeiros, em especial por representarem fontes significativas de contaminaÃÃo. Os sedimentos constituem o principal destino para os contaminantes, porÃm quando contaminados, passam a atuar como fonte secundÃria de contaminaÃÃo para o ambiente aquÃtico, prejudicando a saÃde dos ecossistemas e afetando algumas atividades econÃmicas, como a pesca e as dragagens. O objetivo do presente estudo foi avaliar a qualidade de sedimentos de trÃs Ãreas portuÃrias do litoral brasileiro, do ponto de vista ecotoxicolÃgico e ecolÃgico, atravÃs de testes de toxicidade e anÃlise da comunidade bentÃnica. Foram selecionados o Porto do Mucuripe e o Terminal PortuÃrio do PecÃm, ambos no litoral do estado do Cearà (CE), e o Porto de Santos, no estado de SÃo Paulo (SP). Os sedimentos foram caracterizados quanto à granulometria, teores de carbonatos, matÃria orgÃnica, carbono orgÃnico, nitrogÃnio e fÃsforo total. Os testes de toxicidade foram conduzidos com o anfÃpodo Tiburonella viscana, para sedimento integral, e embriÃes de ouriÃo do mar Lytechinus variegatus, para interface sedimento-Ãgua, e fases liquidas extraÃdas (Ãgua intersticial e elutriatos). A comunidade bentÃnica foi avaliada quanto à composiÃÃo taxonÃmica, sendo utilizados alguns descritores, como densidade (D - nÃmero de organismos), densidade de poliquetos, densidade de peracarida e os descritores ecolÃgicos: riqueza (S) e diversidade de Shannon-Weaner (Hâ). Os resultados mostraram toxicidade nos sedimentos das trÃs Ãreas estudadas, tanto sobre os anfÃpodos quanto sobre o desenvolvimento larval dos ouriÃos do mar. Os Ãndices de densidade de organismos, riqueza e diversidade foram considerados baixos, indicando que as comunidades bentÃnicas encontram-se sob stress. A integraÃÃo dos resultados apontou que tanto fatores naturais, como o hidrodinamismo, a presenÃa de diferentes massas dâÃgua e a composiÃÃo do sedimento, quanto a toxicidade, a qual à a expressÃo integrada da contaminaÃÃo, exercem influÃncia na composiÃÃo da fauna bentÃnica. Os resultados mostram que os mÃtodos aplicados podem ser usados como uma importante ferramenta para subsidiar a avaliaÃÃo da qualidade de sedimentos, sobretudo em Ãreas sujeitas à dragagem. / Ports are important for the world economy; however, the activities related to them are considered very harmful the coastal systems, in special due to the contaminant inputs to the aquatic environment. Sediments constitute the main fate for the contaminants, and when contaminated, they may become a secondary source of contamination to the environment, threatening the health of ecosystems and affecting some economic activities, as fishing and dredging and disposal of dredged material. The objective of this study was to evaluate the quality of sediments from 3 port areas influenced by ports, by the ecotoxicological and ecological perspectives. Three Brazilian ports were selected: Ports of Mucuripe PecÃm, both on the coast of Cearà State (Northeast of Brazil) and the Port of Santos, on the coast of SÃo Paulo State (Southeast of Brazil). Sediments were characterized as to grain size distribution, content of carbonates, organic matter, total organic carbon, nitrogen and total phosphorus. The ecotoxicity assays employed the amphipod Tiburonella viscana (for wholes sediment) and embryos of the sea urchin Lytechinus variegates, for sedimentwater interface and the liquid phases extracted from the sediments (porewater and elutriates). The benthic community was evaluated for taxonomic composition and for some ecological descriptors, as total density (D - number of organisms), density of polychaetes, and the density of peracarida, richness (S) and Shannon-Weaner diversity (Hâ). Toxicity was found in sediments of the three areas, as to the amphipods as to L. variegatus larval development. The density, richness, abundance and diversity indices were considered low, indicating that the benthic communities are under stress. The integrative analysis indicated that as the natural factors, such as hydrodynamic, different water masses, and sediment composition, as the toxicity of the sediments, which is the ultimate integrated expression of the contamination, influenced on the benthic fauna composition. The results showed that the applied methods may be used as a tool to subsidize the sediment quality assessment and the management of dredged materials.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-04-20T18:07:26Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Vinicius Souza - final.pdf: 2348046 bytes, checksum: 9b4626a41588e88629b01da7cf7712da (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-20T18:07:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Vinicius Souza - final.pdf: 2348046 bytes, checksum: 9b4626a41588e88629b01da7cf7712da (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ / A poluição do meio ambiente por metais pesados é um problema global, porque esses metais não são biodegradáveis, podem apresentar grande dispersão em compartimentos ambientais e a maioria deles têm efeitos tóxicos sobre os organismos vivos. Como Juturnaíba é um ambiente protegido, acaba funcionando como uma barreira geoquímica de metais que entram no reservatório a partir da bacia de drenagem. Além disso, parte da paisagem foi inundada após a construção da barragem, o que favoreceu o desenvolvimento de condições anóxicas, com possível redução do potencial redox dentro dos sedimentos e consequente modificação das condições geoquímicas. A diversidade de usos do sistema hídrico para abastecimento de água, controle de inundações, irrigação agrícola, recreação e pesca, não só justifica o conhecimento sobre a dinâmica como torna urgente a análise do comportamento de alguns poluentes no Juturnaíba. Uma avaliação da distribuição dos metais Al, Pb, Cu, Mn, Fe e Zn e Hg, nos sedimentos superficiais do Reservatório Juturnaíba, foi objeto do trabalho aqui apresentado. Os mapas de distribuição das concentrações totais dos metais indicam que os maiores valores de Pb, Zn, Mn e Hg estão associados com o rio Bacaxá. Os outros metais Al, Fe e Cu tiveram maiores concentrações associadas com o aporte do Rio São João, próximo ao vertedouro da barragem. É necessário também destacar que as maiores concentrações Pb, Zn, Mn e Hg ocorrem em uma área de significativa produção de macrófitas, onde o processo de metilação pode ser mais significativo, o que constitui ameaça à saúde humana e a do meio ambiente. Mais estudos com foco na hidrodinâmica do reservatório são necessários para uma melhor compreensão dos processos que controlam as concentrações / The environmental pollution by heavy metals is a global problem because these metals are not biodegradable, they can present a great dispersion in environmental compartments and most of them have toxic effects on living organisms. Juturnaíba is a protected environment and functioning as a geochemistry metal barrier that entering in the reservoir from the watershed. Moreover, part of the landscape was flooded after the construction of the dam, which favored the development of anoxic conditions, with possible reduction in redox potential of the sediments and the consequent change in geochemical conditions. The variety of uses of the water system for water supply, flood control, agricultural irrigation, recreation and fishing, not only justifies the knowledge about the dynamics as it becomes urgent to analyze the behavior of some pollutants in Juturnaíba. An assessment of the distribution of the metals Al, Pb, Cu, Mn, Fe and Zn and Hg in surface sediments Juturnaíba Reservoir, was the object of the work presented here. The distribution maps of total concentrations of metals indicate that the highest values of Pb, Zn, Mn and Hg are associated with the river Bacaxá. The other metals Al, Cu and Fe concentrations were associated with higher intake of Rio San Juan, near the spillway of the dam. It is also necessary to highlight that the highest concentrations Pb, Zn, Mn and Hg occur in an area of significant production of macrophytes, where the methylation process can be more significant, which constitutes a threat to human health and the environment. Further studies focusing on the hydrodynamics of the reservoir are needed for a better understanding of the processes controlling concentrations

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.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-11-08T13:52:32Z No. of bitstreams: 1 ACUMULAÇÃO DE METAIS TRAÇO EM SEDIMENTOS DE ÁREAS ADJACENTES AO PORTO DE NITERÓI. ENSEADA DE SÃO .pdf: 1544733 bytes, checksum: 5fc97bdd3c28bc3f1ec6b23326c68231 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-08T13:52:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ACUMULAÇÃO DE METAIS TRAÇO EM SEDIMENTOS DE ÁREAS ADJACENTES AO PORTO DE NITERÓI. ENSEADA DE SÃO .pdf: 1544733 bytes, checksum: 5fc97bdd3c28bc3f1ec6b23326c68231 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / A área da Enseada de São Lourenço, localizada no sudeste da Baía de Guanabara (RJ), abriga o Porto de Niterói e diversos estaleiros, além de receber aporte de esgotos domésticos e possíveis influências de fontes difusas do entorno da baía, tornando esta área contaminada por metais-traço. Este estudo mostra os resultados encontrados numa avaliação de acumulação de Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn em testemunhos curtos coletados em três estações de amostragem nesta enseada. Foram avaliadas suas possíveis correlações com granulometria e com concentrações de carbono orgânico total (COT), enxofre total (S), ferro (Fe) e manganês (Mn), parâmetros indicadores de processos geoquímicos. Fatores de enriquecimento (FEs) em relação a níveis naturais e inventários (estoques dos metais por área de sedimento) foram calculados e uma comparação com os valores orientadores internacionais adotados na Resolução CONAMA 344/2004 foi realizada. Os inventários (que sempre mostraram maior acumulação na estação mais externa) e os FEs (que mostraram tendências variadas entre as estações) indicaram níveis elevados de contaminação para Cu, Pb e Zn, enquanto as concentrações de Ni e Cr não atingiram valores preocupantes. Para Cr, Cu, Pb e Zn as concentrações mais elevadas foram encontradas na estação na área mais externa da enseada, onde as concentrações de Cd, Cr, Cu, Pb e Zn tiveram correlação com o Fe. Na estação da área interna da enseada, o Pb teve correlação com o Mn. O COT e o S geralmente não pareceram afetar diretamente a distribuição dos metais-traço, mas serviram como indicadores do gradiente de influência marinha sobre a qualidade dos sedimentos, que afeta os processos biogeoquímicos que retêm os metais. A comparação das concentrações de Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn com critérios de qualidade dos sedimentos internacionais adotados pela legislação brasileira (Resolução CONAMA 344/2004) mostrou que as concentrações de Zn, Cu e Pb ocorrem em valores que geram preocupação ambiental para atividades humanas na área, como o gerenciamento da disposição do sedimento, no caso deste ser dragado. / The whole São Lourenço harbour area is located in the southeast of Guanabara Bay (RJ – Brazil). Furthermore, it also houses “Porto de Niterói” (Niterói Harbour), which is the only cargo harbour in Niterói and other several shipyards. Apart from receiving domestic sewage discharges and possibly other unknown contribution sources from the Bay’s surrounding area, the Bay is contaminated by trace metals. This study shows the results of an accumulation evaluation as follows: Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn in short cores collected from three different sample stations in that harbour. Possible correlations involving indicating parameters of geochemichal processes such as granulometry, Total Carbon Concentrations (TOC), total sulphur (S), iron (Fe) and manganese (Mg) were evaluated. Enrichment factors (EFs) in relation to background and inventories (metal storage per sediment area) were calculated, and a comparison with international sediment quality values adopted by a local jurisdiction (Resolução CONAMA 344/2004) was conducted. The inventories which always showed the highest accumulation were collected from PN3 Station and the EF showed different trends among the stations. Both the inventories and the EF presented high levels of Cu, Pb and Zn contamination. On the other hand, Ni and Cr concentrations did not reach worrying levels. Higher concentrations of Cr, Cu, Pb and Zn were found at the station which was located at the external part of the harbour. There, Cd, Cr, Cu, Pb and Zn concentrations presented a correlation with Fe. At the station located at the internal area of the harbor, Pb had a correlation with Mn. TOC and S did not seem to affect directly trace–metal distribution, but they were used as a marine influence gradient indicator to sediment quality, which affects biogeochemical processes that retain metals. The concentration comparison of Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn levels with international sediment quality criteria adopted by the Brazilian jurisdiction (Resolução CONAMA 344/2004) showed that Zn, Cu and Pb concentrations generate environmental concerns related to human activities, such as the management of dredged sediment, if such sediment dredging occurs in the studied areas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This study addresses the distribution of trace metals in sediment cores from the dam Marcela in order to evaluate the occurrence of impacts associated with human and industrial activity. The dam is located in the city Itabaiana in the state of Sergipe, it was built in the period 1953 - 1957 barring Fuzil stream. It has an area of 1.4 km2 with storage capacity of 2,700,000 m3. Two sediment cores were collected in November of 2008 with approximately 45cm in two distinct points. The samples were sectioned in 5 cm each and they were analyzed by to determine the following chemical elements: Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn, Mn, Al, Fe, Corg and Ntotal. The average value of Corg/Ntotal in the range 4,97- 7,64 and 6,39-7,69, for cores I and II respectively, indicative autochthonous and allochthonous origin of the organic matter. The multivariate statistical analysis (Principal component analysis) applied to the set of results showed that the two cores in relation to concentrations of metals are different, with evidence of enrichment for Cr, Cu, Mn and Zn in the surface layers. The contamination factor calculed showed contamination moderate level for metals Cr, Cu, Mn and Zn. The risk assessment code (RAC), which consider the percentage of metal extracted in the label fraction (F1) of BCR procedure, showed that chromium does not present risk to the environment, copper, nickel and lead were low to medium risk, and zinc had of very high to High risk to the aquatic environment. Small variations in environmental conditions, such as pH or salinity, could therefore increase availability of the elements to the aquatic system. The metals concentrations were always at the lower limit the TEC and PEC, defined by consensual sediment quality guidelines (SQGs), in this case, it is not possible to predict what adverse effects the metal can cause in this environment. / Neste trabalho foi determinada a distribuição de metais traço em testemunhos de sedimento do Açude Marcela com o objetivo de avaliar a ocorrência de impactos associados à atividade humana e industrial, desenvolvidas naquela região. O Açude Marcela localiza-se na cidade de Itabaiana Sergipe, foi construído no período 1953 à 1957 pelo barramento do riacho Fuzil e tem uma área de 1,4km2 , com capacidade de armazenamento de 2.700.000 m3. Foram coletados em novembro de 2008 dois testemunhos de sedimentos com aproximadamente 45cm de profundidade em dois pontos distintos do açude. Os testemunhos foram secionados a cada 5cm para determinação dos seguintes elementos químicos: Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn, Mn, Al, Fe, Corg e Ntotal. A relação Corg/Ntotal variou de 4,97-7,64 e 6,39-7,69 para os testemunhos I e II, respectivamente, indicando origem autóctone e alóctone para a matéria orgânica presente no sedimento. A análise estatística multivariada (análise de componentes principais-ACP), aplicada ao conjunto dos resultados, mostrou que os dois testemunhos, em relação às concentrações dos metais, são estatisticamente diferentes, com evidências de enriquecimento por Cr, Cu, Mn e Zn, nas camadas mais superficiais. O fator de contaminação calculado mostrou um nível de contaminação moderado para os metais Cr, Cu, Mn e Zn. O Fator de Risco (RAC), que compreende a percentagem do metal extraída na fração lábil (F1) do procedimento (BCR) empregado, indicou que o cromo não apresentou risco ao ambiente. Cobre, níquel e chumbo apresentaram risco baixo a médio, e zinco apresentou risco alto a altíssimo para o ambiente aquático. Sendo assim, pequenas variações nas condições ambientais podem remobilizar esses elementos do sedimento para a coluna d água. As concentrações dos metais nos testemunhos estiveram entre TEC e o PEC, definidos pelos valores guias de qualidade de sedimento consensual (VGQS), indicando que, nas condições atuais, o sedimento pode exercer efeito adverso aos organismos do açude em questão.