Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2018-02-05T16:01:58Z No. of bitstreams: 1 Tese Alexander P. Segovia.pdf: 9903800 bytes, checksum: a5bb996555083e7690e2fd8dc051dcc0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-05T16:01:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Alexander P. Segovia.pdf: 9903800 bytes, checksum: a5bb996555083e7690e2fd8dc051dcc0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / presente estudo quantificou a importância dos ecossistemas de manguezais como sumidouros de carbono, avaliando o efeito de distintos fatores ambientais e antrópicos que podem influenciar significativamente na acumulação de carbono nos sedimentos de manguezais da Nova Zelândia, do Brasil e do Peru. No estudo, a expansão natural dos ecossistemas de manguezais e a presença ou ausência natural de cobertura vegetal foram considerados como fatores naturais, enquanto que o desmatamento, a eutrofização por desenvolvimento urbano e de cultivo de camarão foram considerados como fatores antrópicos. Os efeitos destes fatores sobre a acumulação de carbono sedimentar em termos de estocagens e fluxos foram estudados mediante o uso de indicadores elementares (carbono orgânico, nitrogênio e fósforo), isotópicos (13C e 15N) e o cálculo das taxas de sedimentação mediante a medição das atividades de 210Pb e 239+240Pu em sedimentos. No estuário Moanaanuanu (Nova Zelândia) foram quantificados os efeitos da expansão natural dos ecossistemas de manguezais e do desmatamento antrópico, observando-se que após da expansão dos ecossistemas de manguezais, o acumulo de carbono em sedimentos aumentou em até três vezes (~66 g m-2 a-1) em comparação com o período prévio à dominância de vegetação de manguezal no estuário (~24 g m-2 a-1). Também se observou que após desmatamento, a acumulação de carbono nos sedimentos diminuiu em até duas vezes (~26 g m-2 a-1) em comparação com o período prévio ao desmatamento (~44 g m-2 a-1). Na área de manguezais da baia de Sepetiba (Brasil) foram quantificadas as mudanças temporais nas taxas de sedimentação e acumulação do carbono, observando-se um aumento de até três vezes na acumulação de carbono após 1950s (~1100 vs. ~344 g m-2 a-1), associado à transposição das aguas do Rio Paraíba do Sul para a Baia. Também, a assinatura isotópica do carbono e nitrogênio revelou que a alta acumulação de nutrientes durante as ultimas décadas, derivaria dos esgotos urbanos que foram depositados na baia desde 1990s. Isto teria potencializando a fertilização do sistema e consequente maior acumulação de carbono orgânico nos sedimentos. Além disso, dentro de uma área degradada e eutrófica de manguezais na baia de Guanabara (Brasil) foram quantificados os efeitos do desmatamento acontecido décadas atrás, observando-se que a acumulação de carbono após desmatamento (~65 g m-2 a-1) não mudou significativamente em comparação com aquele observado antes do desmatamento (~58 g m-2 a-1). Enquanto que os estoques de carbono foram ligeiramente mais baixos após do período de desmatamento (~1989 vs. ~2321 g m-2), quando se evidenciou uma maior deposição de matéria orgânica de origem marinha que não conseguiu compensar as perdas de carbono produzidas pelo desmatamento. Finalmente, no ecossistema de manguezais de Tumbes (Peru) foram quantificados os efeitos das atividades de cultivo de camarão sobre a acumulação de carbono nos sedimentos de manguezais, observando-se que a maior acumulação de carbono esteve associada com as maiores proporções de matéria orgânica de origem terrestre. Além disso, a acumulação de carbono no sistema aumentou até em duas vezes após estabelecimento das atividades de cultivo de camarão em 1970s (~73 vs. ~143 g m- 2 a-1). Os resultados destes estudos sugerem que os fatores naturais e antrópicos podem influenciar negativa ou positivamente sobre a capacidade de estocagem de carbono nos sedimentos de manguezais, contribuindo significativamente com a regulação da exportação ou retenção de carbono dentro destes ecossistemas. / This study quantified the importance of mangrove ecosystems as carbon sinks by assessing the effect of environmental and anthropogenic factors that may influence on carbon accumulation within mangrove sediments of New Zealand, Brazil and Peru. The natural expansion of mangrove ecosystems as well as the presence and absence of mangrove vegetation cover were considered as environmental factors, while deforestation and eutrophication due to urban development and shrimp farming activities were considered as anthropogenic factors. The effect of these factors on sedimentary organic carbon accumulation in terms of stocks and fluxes were studied by using element analysis (organic carbon, phosphorus and nitrogen), isotopes values (13C e 15N) and the determination of sediment accumulation rates in sediments (210Pb e 239+240 Pu). In Moanaanuanu estuary (New Zealand) the effects of mangrove vegetation dominance and anthropogenic deforestation were quantified. In this research it was observed that after the mangrove expansion occurs, the carbon accumulation in sediments increased up to threefold (~66 g m-2 yr-1) in comparison to that before mangrove expansion within the estuary (~24 g m-2 yr-1). Also, it was observed that after the deforestation, the carbon accumulation in sediments decreased up to twofold (~26 g m-2 yr-1) in comparison to those values before mangrove deforestation (~44 g m-2 yr-1). In a mangrove-bound area in Sepetiba Bay (Brazil) temporal changes in sediment accumulation rates and carbon accumulation were quantified. In this research it was observed an increase of up to threefold in carbon accumulation after 1950s (~1100 vs. ~344 g m-2 yr-1), associated to the water diversion Paraiba do Sul River into the Bay. Furthermore, the carbon and nitrogen isotopic values revealed that the high nutrient accumulation observed in the last decades resulted from the urban sewage influx released into the Bay since 1990s. This would have triggered the system fertilization and the consequent higher organic carbon accumulation in sediments. In Guanabara Bay (Brazil) the effects of the deforestation occurred three decades ago within a degraded and eutrophic mangrove area were quantified. It was evidenced that carbon accumulation after deforestation (~65 g m-2 yr-1) was similar to that observed before mangrove deforestation (~58 g m-2 yr-1). Also, the carbon stocks were slightly lower after the deforestation period (~1989 vs. ~2321 g m-2), when higher marine organic matter deposition in sediments were observed. Nevertheless, this organic matter deposition was not able to compensate the losses of carbon due to deforestation process within the study area. In the mangrove forest of Tumbes (Peru) the effect of the shrimp farming activities on carbon accumulation in sediments were quantified. It was observed that the higher carbon accumulation was linked to higher terrestrial organic matter. Finally, the carbon accumulation increased up to twofold after the establishment of shrimp farming activities in 1970s (~73 vs. ~143 g m-2 yr-1). The results of this study suggest that environmental and anthropogenic factors may positively or negatively influence on the carbon storage capacity of mangrove sediments, contributing to the carbon dynamics within these ecosystems

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2018-02-20T17:24:54Z No. of bitstreams: 1 Tese -Patricia Cotelo.pdf: 574678 bytes, checksum: 002551d8e1873b9bb5c214fc4d723be9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-20T17:24:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese -Patricia Cotelo.pdf: 574678 bytes, checksum: 002551d8e1873b9bb5c214fc4d723be9 (MD5) / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / A contaminação do solo em decorrência das liberações de elementos químicos ao meio ambiente e sua transferência para as plantas é uma importante via para a exposição humana através da cadeia alimentar. A fim avaliar a capacidade de incorporação de zinco e cobalto pelas plantas do tipo Rhizophora mangle, encontradas em mangues, foram realizadas experimentos no laboratório usando os radiotraçadores de Zn-65 e Co-58. Tanto as plantas quanto o sedimento foram coletados no manguezal de Itacuruça, Baía de Sepetiba, RJ, Brasil. No presente trabalho apresenta-se pela primeira vez dados de fatores de transferência para os elementos estudados no sistema descrito durante um período de 1, 3 e 6 meses de incubação. Após um mês da adição dos radiotraçadores encontrou-se uma incorporação, em ambos radionuclídeos, em torno de 2%. Para um período de três meses de incorporação foi diferenciada em 6% e 3% e para seis meses de 11% e 6% para Zn-65 e Co-58 respectivamente. Comparando as atividades dos traçadores encontrados nos diversos compartimentos das plantas: raiz, caule e folha, observouse que a maior parte da atividade dos traçadores, encontrava-se nas raízes (acima de 60%). Constatou-se ainda de que apesar das atividades dos traçadores nas raízes das plantas terem dobrado entre três a seis meses, ao considerar as atividades específicas, não se observou nenhuma diferença significativa. / Contamination of soil resulting from releases of chemical elements to the environment and their transfer to plants, is an important route to human exposure through the food chain. To evaluate the uptake capacity of Rhizophora mangle plants for zinc and cobalt laboratory experiments using radiotracer of Zn-65 and Co-58 were carried out. The plants and sediments samples were collected from a mangrove area located at Itacuruça, Sepetiba Bay, RJ, Brazil. In the present work data for transfer factor are reported for the first time for 1, 3 and 6 month of experiments. It was found that one month after spiking the tracers the uptake were 2% for both Co and Zn. For three month experiments the uptake by the pants were 6% for Zn-65 and 3% for Co-58 and for a six month were 11% and 6% respectively. Comparing the tracer activities for the root, stem and leaf, for both radionuclides, the root’s activities were always greater than 60% of the total activity of the plant. Although, the activity of the plant’s root for six month experiments were twice those for three months, it was found, when considering the specific activities, that there was not much significant difference between them.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2018-02-21T14:12:16Z No. of bitstreams: 1 Manuscrito Thiago Pessanha Rangel.pdf: 3734200 bytes, checksum: f04181392c3b08cb37263cc5a2b1a907 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-21T14:12:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Manuscrito Thiago Pessanha Rangel.pdf: 3734200 bytes, checksum: f04181392c3b08cb37263cc5a2b1a907 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / A mudança do uso da terra, através da urbanização e da substituição da vegetação natural (plantas C3) por plantas pastagem (plantas C4), promove uma modificação na composição da matéria orgânica, afetando sua qualidade, sendo posteriormente lixiviada para os rios e depositada no sedimento. O presente estudo pretende avaliar a influência antrópica e dos manguezais na qualidade e quantidade de matéria orgânica estocada nos sedimentos de fundo em porções fluviais e estuarinas dos rios São João e rio das Ostras. As amostras foram coletadas com o auxílio de uma draga em julho de 2009, sendo amostrados sedimentos de três regiões distintas em cada bacia: porção fluvial, mangue e estuário. As amostras foram analisadas quanto à sua granulometria, carbono, nitrogênio, (C,N)a, d13C e lignina. A predominância de sedimentos grosseiros foi observada no mangue e estuário interno em ambas as bacias. Os valores apresentados para razão (C/N)a e d13C na bacia do rio das Ostras indicam que a porção fluvial possui como principal fonte plantas C3. As regiões do mangue e estuário interno não apresentaram diferenças significativas. A porção fluvial e mangue no rio São João sugerem que as regiões possuem como principal fonte a matéria orgânica do solo. Valores encontrados no estuário interno apontam para uma mistura de fontes (fitoplâncton e esgoto) nessa região. O rio São João demonstrou uma maior razão (Ac/Al)v, indicando uma oxidação microbiana mais elevada em comparação ao rio das Ostras. As razões S/V e C/V encontradas para o rio das Ostras foram superiores as do rio São João, demonstrando que esse sistema possui uma maior contribuição de angiospermas com grande participação foliar. De acordo com os resultados observados, pode-se concluir que o S8 obteve maiores valores para o mangue nas duas bacias. Apesar do alto impacto antropogênico nas duas bacias estudadas, com a mudança do uso da terra através da urbanização e da substituição da vegetação natural, não foi verificado uma modificação que afete significativamente a quantidade e qualidade na composição da matéria orgânica. / The change of land use through urbanization and the replacement of natural vegetation (C3 plants) for pasture (C4 plants), promotes modifications in the composition of organic matter, affecting its quality, which is subsequently leached into rivers and deposited in the sediment. This study aims to evaluate the anthropogenic and mangroves influence on the quality and quantity of organic matter stored in bottom sediments in river and estuarine portions of the São João and the Ostras River. The sediment samples were dredged in July 2009 from three different regions of each basin: the portion of river, mangrove and estuary. Samples were analyzed for particle size, d13C, carbon, nitrogen, (C/N)a and lignin. The predominance of coarse sediments was observed in the inner estuary and mangrove in both basins. The (C/N)a ratio and d13C values reported for Ostras River basin indicate that the river portion has C3 plants as its primary source. The regions of the inner estuary and mangrove showed no significant differences. The portion of river and estuary in the São João River suggest that both regions have soil organic matter as its main source. Values found in the inner estuary show a mixture of sources (phytoplankton and sewage) in this region. The São João River showed a higher (Ac/Al)v ratio, indicating a higher microbial oxidation when compared to the Ostras River. The S/V and C/V ratios for the Ostras River were higher than those of the São João River, showing that the former has a greater contribution of angiosperm leaf than the latter. According to the results observed, we can conclude that S8 showed higher values for the mangrove in both basins. Despite of the high anthropogenic impact in the two watersheds studied, with change of land use through urbanization and the replacement of natural vegetation, it was not verified a modification that could significantly affect the quantity and quality in the composition of organic matter

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-07-06T20:01:40Z No. of bitstreams: 1 Jose Edson Rodrigues Guedes Gondim.pdf: 2993772 bytes, checksum: e59c03e20951f28e1850a28da2ba540e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-06T20:01:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jose Edson Rodrigues Guedes Gondim.pdf: 2993772 bytes, checksum: e59c03e20951f28e1850a28da2ba540e (MD5) Previous issue date: 2015-03-02 / The physical, chemical and biological aspects of three estuaries of Pernambuco were studied to verify the different patterns of human impacts in these environments. Water quality and sediment parameters were collected from estuaries of Rio Botafogo and Carrapicho (north coast of PE) and Rio Maracaípe (Southern coast of the state) in the period from July to December 2011. These estuaries have different characteristics in your area, Rio Botafogo in the vicinity of the basin has more industries, Rio Carrapicho more shrimp and agriculture in general and the Rio Maracaípe is almost urban. The parameters observed regarding the sediment significant differences were identified in the presence of trace metals between the estuary of the Rio Botafogo with the Rio Maracaípe. As for the water the most significant difference was identified in total and fecal coliform estuary Rio Maracaípe regarding the Rio Carrapicho. Individually it was observed that the Rio Botafogo estuary is contaminated by iron (Fe) and mercury (Hg) due to evictions of industries and the estuary has Maracaípe contamination by fecal coliform or resulting from poor sanitary conditions of their area. The principal component analysis showed patterns of different characteristics within each of estuaries and also between them. For the phytoplankton was not identified any significant change in their communities. / Os aspectos físicos, químicos e biológicos de três estuários de Pernambuco foram estudados para verificar os diferentes padrões de impactos antropogênicos nestes ambientes. Parâmetros de qualidade da água e do sedimento foram coletados dos estuários do Rio Botafogo e Carrapicho (litoral norte de PE) e do Rio Maracaípe (Litoral Sul do Estado) no período de julho a dezembro de 2011. Estes estuários possuem características diferentes em sua área, o Rio Botafogo no entorno da sua bacia possui mais indústrias, o Rio Carrapicho mais carcinicultura e a agricultura em geral e o Rio Maracaípe é praticamente urbano. Nos parâmetros observados referente ao sedimento foram identificadas diferenças significativas na presença de metais traços entre o estuário do Rio Botafogo com o do Rio Maracaípe. Já para a água a diferença mais significativa foi identificada nos coliformes totais e termotolerantes do estuário do Rio Maracaípe com relação ao Rio Carrapicho. Individualmente foi observado que o estuário do Rio Botafogo encontra-se contaminado por ferro (Fe) e mercúrio (Hg) devido aos despejos das indústrias e que o estuário do Rio Maracaípe possui uma contaminação por coliformes fecais ou termotolerantes decorrente das péssimas condições sanitárias da sua área. A análise de Componentes Principais evidenciou os padrões de diferentes características dentro de cada um dos estuários como também entre eles. Para os fitoplâncton não foi identificado nenhuma mudança significativa em suas comunidades.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-02-16T14:23:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTACAO-NYKON_CRAVEIRO_BIBLIOTECA-COMPLETA_SemAssinaturas.pdf: 2023918 bytes, checksum: ae7ded82175a687652e553dbed943897 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-16T14:23:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTACAO-NYKON_CRAVEIRO_BIBLIOTECA-COMPLETA_SemAssinaturas.pdf: 2023918 bytes, checksum: ae7ded82175a687652e553dbed943897 (MD5) Previous issue date: 2016-07-14 / CNPq / A contaminação por hidrocarbonetos (HCs) do petróleo em regiões costeiras marinhas, como os estuários, é considerada uma das mais importantes e impactantes, devido aos danos que esses elementos podem ocasionar aos organismos e ao homem. O objetivo do presente estudo foi investigas, pela primeira vez, os hidrocarbonetos nos sedimentos superficiais do sistema estuarino do Rio Formoso (SERF), litoral Sul do estado de Pernambuco – Brasil. Os compostos de hidrocarbonetos alifáticos (HAs) foram determinados em cromatógrafo a gás (GC) Agilent Tecnologies 7820A, acoplado a um detector de ionização de chamas (DIC) e os compostos de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) foram determinados no mesmo cromatógrafo, porém acoplado a um espectrômetro de massas 5975 (MS) em modo de monitoramento de íons selecionados (SIM). A concentração de alifáticos totais (∑Alif) nos sedimentos do SERF variou entre 1,37 e 126,64 μg g-1 peso seco (ps), com as concentrações de n-alcanos totais (Σn-Alc) entre 0,51 e 27,5 μg g-1 ps, oriundos principalmente de fontes biogênicas, como vegetais superiores. A concentração de HPAs (Σ16HPAs) variou entre 3,80 e 500,3 ng g-1 ps, provenientes de fontes petrogências e pirogênicas As concentrações de hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos detectados nos sedimentos do sistema estuarino do Rio Formoso foram consideradas baixas, quando comparadas com outras áreas estudadas ao redor do mundo e aos índices propostos por estudos e agências reguladoras nacionais e internacionais, sugerindo um ambiente com pouco impacto sobre a biota. Contudo, a presença de compostos como HPAs é um indicativo de ação antrópica sobre o sistema, sendo importante a implantação e manutenção de um programa de monitoramento na área, quanto aos hidrocarbonetos, para avaliar os possíveis impactos que a presença desses compostos possam ocasionar sobre o SERF e garantir a conservação continuada de um estuário de tamanha importância ecológica, econômica e social. / The contamination by hydrocarbons (HCs) of oil in marine coastal regions, such as estuaries, is considered one of the most important and impactful due to the damage that these elements may cause to the bodies and man. The aim of this study was investigas for the first time, the hydrocarbons in the surface sediments of the estuarine system of the Formoso river (SERF), South coast of the state of Pernambuco - Brazil. Aliphatic hydrocarbon compounds (HAs) were determined on a gas chromatograph (GC) Agilent Technologies 7820A coupled to a flame ionization detector (FID) and polycyclic aromatic hydrocarbon compounds (PAH) were determined in the same chromatograph, however coupled a mass spectrometer 5975 (MS) in selected ion monitoring mode (SIM). The concentration of total aliphatic (ΣAlif) in SERF sediments ranged between 1.37 and 126.64 μg g-1 dry weight (dw), with total n-alkanes concentrations (Σn-Alc) between 0.51 and 27.5 μg g-1 dw, mainly from biogenic sources such as higher plants. The concentration of PAHs (Σ16HPAs) ranged from 3.80 to 500.3 ng g-1 dw, from petrogências sources and pyrogenic Hydrocarbon concentrations aliphatic and aromatic detected in the sediments of the estuarine system of the Formoso river were considered low compared with other areas studied around the world and the indices proposed by studies and national and international regulatory agencies, suggesting an environment with little impact on the biota. However, the presence of compounds such as PAHs is indicative of human action on the system, it is important to establishing and maintaining a monitoring program in the area, as hydrocarbons, to assess the possible impact that the presence of these compounds can cause on SERF and ensure the continued conservation of an estuary of such ecological, economic and social.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Polycyclic aromatic hydrocarbons are organic compounds present in the environment and considered potentially pollutants, in addition to have carcinogenic and mutagenic properties. These compounds are widespread in the different environment compartments, thus, the aim of this study is to validate a method for determination of 16 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) prioritized by the United States Environmental Protection Agency (USEPA) in sediments. The samples were collected in the Piauí-Real estuarine system, located in the state of Sergipe. The validated method is based in the use of ultrasound extraction and gas chromatography with mass spectrometry detector analysis. We evaluated seven parameters for the validation: selectivity, linearity, detection and quantification limit, precision, accuracy and robustness. The results are considered satisfactory when compared to guidelines of specialized agencies, such as INMETRO, which enables the method application with reliability and safety requirements. In the samples analysis, the distribution of HPA is in the range of 4.9 and 301 ng g-1 of dry sediment. The use of diagnostic reasons made the evaluation of sources contamination possible, where most of the samples was considered uncontaminated and inputted from mixing sources. / Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos são compostos orgânicos presentes no meio ambiente e considerados potencialmente poluidores, além de apresentarem características carcinogênicas e mutagênicas. Estes compostos estão presentes nos vários compartimentos ambientais. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi validar um método para a determinação de 16 hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) considerados prioritários pela Agência Nacional de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA) em matrizes sedimentares. As amostras foram coletadas no estuário Piauí Real região sul do Estado de Sergipe. O método validado baseia-se na extração por ultrassom e análise por cromatografia gasosa com detector de massas. Foram avaliados setes parâmetros para a validação do método: seletividade, linearidade, limite de detecção e quantificação, precisão, exatidão e robustez. O método apresentou resolução adequada para grande parte dos compostos analisados, tanto em amostras preparadas em n-hexano quanto para extratos da amostra. A linearidade foi estimada através do coeficiente de correlação, onde apresentou valores acima de 0,99 para todos os HPA, enquanto que os limites de detecção e quantificação variaram entre 0,1 a 1,0 ng mL-1 e 0,3 a 3,0 ng mL-1, respectivamente. Os teores de recuperação dos analitos variaram entre 72 a 115%. A avaliação dos desvios-padrão foram realizadas para estimar exatidão, foram obtidos valores que variaram entre 2 e 15%. Para avaliação da robustez, foi realizado através de gráficos de Pareto, nestes foi possível observar que o método não apresenta robustez adequada para todos os compostos. Nas análises das amostras, a distribuição dos HPA apresentou variação entre 4,9 301 ng g-1 de sedimento seco. A utilização de razões diagnósticas permitiu avaliar possíveis fontes de contaminação, sendo que grande parte das amostras foi considerada não contaminada e depositada no meio a partir de mistura de fontes.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Sergipe River Basin is one of the most important basins of the State of Sergipe. It drains 16.7% of the total area of the State and has a resident population of 56.6% of the total population, shared by 26 cities. The aim of this project is to determine and assess the distribution and toxicity of trace metals Co, Cr, Cu, Ni, Mn, Pb and Zn in surface sediments of the Sergipe River Basin. It was collected nineteen sediment samples in December 2010. The extraction methods used were efficient, with good agreement, without significant difference and a confidence level of 95%. The total concentration of metals from the surface sediments showed a wide variation of values. The strong correlations among iron, manganese and other trace metals indicate that iron and manganese in inorganic major carriers control the distribution of metals in sediments of the study area. The total concentration of the determined metals was normalized from iron. The P1 site showed enriched by Ni and Pb, Cr by the site P5, P2 and P6 sites by Co and Cu site by P13. The enrichment factor (EF = 3.45) and index geoaccumulation (Igeo = 1.20) indicated contamination only in the site P13. According to the geochemical normalization, the Enrichment factor and index of geoaccumulation, the concentrations of metals from sediment analyzed can be seen from natural sources, except for the sites P1, P5 and P13, and the lines of regression can be used to define the basis of regional geochemistry (BGR). The application of PCA and HCA or geochemical suggests characteristic mechanism similar to the enrichment sites P1-P3, P6, P9-P10 (Group I) and sites P4-P5, P7, P8, P11-P19 (Group II). The site P1-P3 and P9 showed higher concentration at least of one value of TEL and / or TEC for Cu and Ni. According to the ratio of potential adverse impact of sediment to biota, QPEL-SQA and SQA-QPEC the examined samples, in general, are not affected, except for sites P1-P3, P9, P10 and P13 (moderately impacted). / A bacia hidrográfica do rio Sergipe é uma das mais importantes bacias do Estado de Sergipe. Drena 16,7% da área total do estado e possui uma população residente de 56,6% do total de habitantes do mesmo, distribuídos em 26 municípios. Este trabalho teve como objetivo determinar e avaliar a distribuição e toxidade dos metais traço Co, Cr, Cu, Ni, Mn, Pb e Zn em sedimentos superficiais da bacia hidrográfica do rio Sergipe. Foram coletadas, em dezembro de 2010, dezenove amostras de sedimentos. Os métodos de extração utilizados se mostraram eficientes, com boa concordância, sem diferença significativa com um nível de confiança de 95 %. As concentrações totais dos metais dos sedimentos superficiais apresentaram uma grande faixa de variação de valores. As fortes correlações entre o ferro, o manganês e os demais metais traço, indicam ser o ferro e o manganês os principais carreadores inorgânicos no controle da distribuição dos metais nos sedimentos da área de estudo. As concentrações totais dos metais determinados foram normalizados a partir do ferro. O sítio P1 se mostrou enriquecido por Ni e Pb, o sítio P5 por Cr, os sítios P2 e P6 por Co e o sítio P13 por Cu. O fator de enriquecimento (FE=3,45) e o índice de geoacumulação (Igeo=1,20) indicaram contaminação apenas no sítio P13. De acordo com a normalização geoquímica, fator de enriquecimento e índice de geoacumulação, as concentrações dos metais dos sedimentos analisados podem ser consideradas de origem natural, exceto para os sítios P1, P5 e P13, e as linhas de regressão obtidas podem ser usadas para definir a base geoquímica regional (BGR). A aplicação da PCA e HCA sugere característica geoquímica ou mecanismo de enriquecimento semelhante para os sítios P1-P3, P6, P9-P10 (Grupo I) e para os sítios P4-P5, P7-P8, P11-P19 (Grupo II). O sítio P1-P3 e P9 apresentaram concentração superior pelo menos um valor de TEL e/ou TEC para Cu e Ni. De acordo com o quociente de potencial impacto adverso de sedimento à biota, QPEL-GQS e QPEC-GQS, as amostra analisadas, em geral não estão impactadas, com exceção dos sítios P1-P3, P9-P10 e P13 (moderadamente impactados).

The bacterium Escherichia coli is internationally recognized for being the only exact environmental indicator for fecal contamination. In the decades of 2000 and 2010, research found this bacterium does not live only in intestines habitat, losing its exactitude as a fecal indicator. Some important questions were not answered, for instance, soil types and under what physic, chemical and geological conditions, E. coli grows in the environment; how its concentrations in river bank interferes in the water column concentration; why the concentration is so high in soil and sediments in relation to water column; what is its validity as a fecal indicator. This research aimed to answer these questions, more specifically, (1) to verify the occurrence and growth of this bacterium in river bank soil in tropical rivers in Brazil; (2) to evaluate if it is a natural soil specie; (3) to establish some of its ecological relations; (4) to identify techniques to potentialize its use as a fecal indicator. Mathematical models were utilized for E. coli dispersion simulation in river considering the sediments ressuspension and the bank erosion. The E. coli concentration was measured with membrane filtration method using the culture medium Endo at 37° C. The results show a natural E. coli occurrence in soil with concentrations such as 104 CFU/g dry soil, identified as an E. coli source. This work also concluded that the population persistence and growth depend on the clay properties to maintain the temperature and humidity and to adsorb the bacterium, decreasing its lateral flux in the water column. The E. coli adhesion is an evolution adaptation to fix it into its habitat. River bank E. coli goes to water column through erosion and ressuspension, being associated to suspended sediment concentration. The relation between soil and water concentration was 26.762 times more in soil at low velocities of the river, and 266 times in high velocities, showing a direct relation with bank erosion rate and sediment ressuspension. / A bactéria Escherichia coli é reconhecida internacionalmente como o único indicador ambiental exato para contaminação fecal. Nas décadas de 2000 e 2010, pesquisas constataram que essa bactéria não tem habitat exclusivamente intestinos, perdendo sua exatidão. Algumas questões importantes não foram respondidas, como quais tipos de solo e sob quais condições físicas, químicas e geológicas E. coli cresce no meio ambiente; como sua concentração nas margens de rios interfere na sua concentração na coluna d água; porque a concentração é alta no solo das margens e sedimento dos rios em relação a coluna d água; qual sua validade como indicador de contaminação fecal. Essa pesquisa objetivou responder essas questões, mais especificamente, (1) verificar a ocorrência e crescimento desta bactéria no solo das margens em rios tropicais no Brasil; (2) avaliar se faz parte da microbiota natural do solo; (3) estabelecer algumas de suas relações ecológicas; (4) identificar técnicas de potencializar seu uso como indicador de contaminação fecal. Foram utilizados modelos matemáticos para simulação da dispersão de E. coli na água considerando a ressuspensão de sedimentos e erosão das margens. A concentração de E. coli foi medida através do método de filtração em membrana e cultivo em meio de cultura Endo a 37° C. Os resultados mostram ocorrência natural de E. coli no solo com concentrações de 104 UFC/ g de solo seco, que foi identificada como a fonte de entrada de E. coli na coluna d água. Concluiu-se também a sobrevivência e crescimento da população dependente das propriedades da argila de manter a temperatura e umidade relativamente constantes, e de fixar a bactéria no solo diminuindo seu arraste para a coluna d água. A adesão de E. coli ambiental ao solo é uma adaptação evolutiva de fixação no habitat, tem forte adsorção à partícula de sedimento. E. coli das margens somente entra na coluna d água através da erosão e ressuspensão, estando associada à concentração de sedimento suspenso. A relação da concentração no solo e na água foi de 26.762 vezes maior no solo em baixas velocidades do rio, e 266 maior no solo em altas velocidades, apresentando relação direta com a taxa de erosão das margens e de ressuspensão de sedimentos.

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are compounds that can be found in environmental compartments such as atmosphere, soil, sediment and water. Throughout bioaccumulation, they can also be incorporated into vegetables and animals tissues. They are mainly originated from anthropogenic sources such as fossil fuels and biomass burnings. Due they potential toxicity, carcinogenicity and mutagenicity, they must be carefully monitored. The main goal of this study is to compare two extraction methods (ultrasound and Soxhlet) and the optimization of a cleanup column and chromatographic conditions (GC-MS) for separation and determination of 16 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) established as priorities by the Environmental Protection Agency of the United States. Once optimized, the method was applied to evaluate HPAs in sediment samples collected in the Sergipe river estuarine system. The extracts were analyzed by GCMS, using a DB-5 capillary column, splitless injection and operating in SIM mode, with three ions being monitored for each PAH, one ion principal and two others as confirmation ions. We conducted a validation study of the methods. The analytical curves showed coefficients of determination (R2) above 0.99 for all 16 PAHs. For the ultrasound method, the average recovery obtained in two fortification levels (12.5 ng g-1 and 62.5 ng g-1) showed no significant differences, with a recovering average ranging from 74 to 125.4% and RSD <19.2% for all compounds analyzed, except for pyrene. The limits of detection and quantification by ultrasound ranged from 0.04 to 0.23 ng g-1 and 0.12 to 0.78 ng g-1, respectively, and the limits of detection and quantification by Soxhlet ranged from 0.03 to 0.3 ng g-1 and 0.11 to 1.0 ng g-1, respectively. On the other hand, the Soxhlet extraction did not show good recoveries for low molecular weight PAHs, especially naphthalene, acenaphthylene and acenaphthene, with values ranging from 9.5 to 98.4%. Therefore, the extraction method chosen for the analysis of PAHs in sediment was the ultrasound. It showed good recovery, speed, solvent and adsorbent economy and low extraction time. It also allows simultaneous extraction of several samples. The total concentrations of PAHs in the sediments studied ranged from 6.7 ng g-1 to 377.7 ng g-1 dry weight. The species found in higher concentrations were Benzo[ghi]Perylene (61.9 ng g-1), chrysene (52.7 ng g- 1), fluoranthene (47.9 ng g-1) and pyrene (34.1 ng g-1). The investigation of the PAHs sources suggests pyrogenic origin for most of the compounds. / Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) são compostos que podem ser encontrados em diversos compartimentos ambientais tais como atmosfera, solo, sedimento e água. Por bioacumulação podem também estar incorporados aos organismos vegetais e animais. São originados, principalmente, de fontes e/ou atividades antrópicas, como a queima de combustíveis fósseis e da biomassa. Devido ao seu potencial tóxico, carcinogênico e mutagênico, eles devem ser cuidadosamente monitorados. O presente trabalho tem como objetivo a comparação de dois métodos de extração (ultra-som e Soxhlet), otimização de uma coluna (clean up) e das condições cromatográficas (GC-MS) para a separação e determinação dos 16 hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), estabelecidos como prioritários pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos, em amostras de sedimentos coletadas no estuário do rio Sergipe. Os extratos foram analisados por GC-MS utilizando coluna capilar DB-5, injeção no modo splitless e operando no modo SIM, selecionando um íon principal e dois de confirmação de cada HPA. Foi realizado um estudo de validação dos métodos. As curvas analíticas apresentaram valores de coeficiente de determinação (R2) acima de 0,99 para os 16 HPAs. Pelo método de ultra-som, os valores médios de recuperação obtidos em dois níveis de fortificação (12,5 ng g-1 e 62,5 ng g-1) não apresentaram diferenças significativas, obtendo recuperação média na faixa de 74 a 125,4% e RSD< 19,2% para os compostos analisados, com exceção do pireno. Os limites de detecção e quantificação por ultra-som variaram de 0,04 a 0,23 ng g-1 e de 0,12 a 0,78 ng g-1, respectivamente, enquanto que por Soxhlet variaram de 0,03 a 0,3 ng g-1 e de 0,11 a 1,0 ng g-1, respectivamente. Por outro lado, a extração por Soxhlet não apresentou boa recuperação para os HPAs de baixa massa molar, principalmente, o naftaleno, acenaftileno e o acenafteno, que variou de 9,5 a 98,4%. Portanto, o procedimento escolhido para análise de HPAs em sedimento foi o ultra-som, pois mostrou boa recuperação, rapidez, economia de solvente e adsorvente, baixo tempo de extração, além de permitir a extração simultânea de todas as amostras. As concentrações de HPAs totais nos sedimentos estudados variaram de 6,7 ng g-1 a 377,7 ng g-1 em peso seco. As espécies encontradas em maior concentração foram Benzo[ghi]Perileno (61,9 ng g-1), Criseno (52,7 ng g-1), Fluoranteno (47,9 ng g-1) e Pireno (34,1 ng g-1). A investigação da fonte dos HPAs sugere origem pirogênica para a maioria dos compostos.

Este trabalho fez parte de um projeto FAPESP (Projeto QualiSed), onde foram envolvidas três instituições paulistas (UFSCar, UNICAMP, CETESB) e que teve como intuito levantar dados para a futura derivação Valores – Guias de Qualidade de Sedimentos (VGQS) para metais e compostos orgânicos xenobióticos. O objetivo específico deste trabalho é o de gerar dados para a derivação de VGQS para metais (Cd, Cu, Pb, Ni e Zn) em cinco represas do Rio Tietê, represas Billings, Rasgão, Barra Bonita, Bariri e Promissão. Os estudos foram direcionados à caracterização biogeoquímica dos sedimentos desses ambientes através das determinações das concentrações dos nutrientes totais e sulfetos volatilizáveis por acidificação (SVA), do estudo da partição de metais entre os sedimentos totais as águas intersticiais, e da determinação da fração de metais associada aos SVA nos sedimentos totais, denominada metais estraidos simultameamente ou MES. Os dados levantados foram interpretados em associação aos resultados da estrutura da comunidade bentônica e testes de toxicidade. Foi realizada também, uma avaliação e identificação da toxicidade (AIT) (do inglês, TIE: Toxicity Identification Evaluation) com sedimentos da Represa de Rasgão. Este procedimento se baseia na toxicidade causada após um esquema de fracionamento e manipulações químicas da matriz para caracterizar (Fase I), identificar (Fase II) e confirmar (Fase III) os compostos específicos ou classes destes, responsáveis pela toxicidade da amostra. Em uma série de experimentos de laboratório foram realizados também bioensaios com os organismos Hyalella azteca e Tubifex tubifex, em sedimentos com adição de metais (do inglês, spiking), utilizando-se sedimentos da Represa de Promissão. Os resultados deste trabalho mostraram que, os níveis de concentração de nutrientes nas represas estudadas são altos (C total: 3 – 6%; N total: 0,3 – 1,3%; P total e 0,2 – 0,5%), o que é uma indicação de que esses ambientes encontram-se eutrofizados. As concentrações dos MES apresentaram a tendência de um gradiente de concentração, diminuindo a concentração de metais nos sedimentos das represas da capital para o interior (ora ocorrendo uma inversão entre Barra Bonita e Bariri). Atribuiu-se esta inversão à descarga de esgotos provenientes da entrada dos rios Jaú e Bauru na represa de Bariri. Para o SVA o mesmo gradiente foi observado, ocorrendo também uma inversão entre Barra Bonita e Bariri. A aplicação do VGQS da fase sólida ou do SVA, preconizado pela USEPA, mostrou que os metais são controlados pela fase sulfídrica nos sedimentros das represas Billings, Rasgão, Barra Bonita ou pelo carbono orgânico total (COT) nas represas de Bariri e Promissão. O Valor Guia de Unidades Tóxicas de Águas Intersticiais (VGUTAI), também preconizado pela USEPA, aplicado aos sedimentos das diferentes represas foi violado por todas elas. Neste caso, esses valores devem ser comparados com os testes de toxicidade, pois mesmo em casos onde o VGUTAI é violado, a toxicidade pode não ser devido aos metais dos sedimentos. Da mesma forma que no VGQS do SVA, pode estar havendo um controle por fases ligantes na água intersticial (ligantes dissolvidos) que agem atenuando a biodisponibilidade e conseqüentemente a toxicidade. Avaliando-se os resultados dos estudos de adição de metais em sedimento, apenas as represas Rasgão e Billings atingiram a faixa de concentração onde houve manifestação de efeitos nos experimentos de fortificação de metais. Tais resultados estão também em concordância com o VGQS do Canadá. No entanto, esses ambientes possuem um estoque de sulfetos que estariam bioindisponibilizando os metais e portanto, estes contaminantes não estariam causando efeitos deletérios à biota local. Os resultados de AIT com os sedimentos da Represa de Rasgão são uma surpresa somente no que diz respeito a substâncias ou grupo deles que causa a toxicidade (amônia) dado que foi detectada a presença de concentrações significativas de metais e compostos orgânicos neste ambiente. Os dados são um alerta aos órgãos públicos responsáveis pela gestão de recursos hídricos do Estado de São Paulo e devem servir de base para o estabelecimento de medidas ou ações eficazes na contenção do avanço da degradação da qualidade em cascata das represas do Rio Tietê. O conjunto de dados levantados por este estudo em associação aos demais levantados pelo Projeto QualiSed (UFSCar-UNICAMP-CETESB) formaram a base para a proposição de um programa de avaliação integrada e hierárquica da qualidade de sedimentos (AIHQS), onde os VGQS em uso no Canadá e EUA são usados como valores orientadores de determinadas ações (análises físicas, químicas, biológicas e ecotoxicológicas) tomadas nas diferentes etapas do programa (árvore de decisão). / This work was part of a project FAPESP (QualiSed Project), where three institutions from São Paulo were involved (UFSCar, UNICAMP, CETESB) and that had as intention to lift data for the future derivation of Sediment Quality Values Guidelines (SQVG) for metals and xenobiotic organic compounds. The specific objective of this work is to generate data for the derivation of SQVG for metals (Cd, Cu, Pb, Ni and Zn) in five dams of Tietê River, Billings, Rasgão, Barra Bonita, Bariri and Promissão. The studies were addressed to the biogeochemical characterization of the sediments of those environments through the determinations of the concentrations of the total nutrients and acid volatile sulfide (AVS), the study of the partition of metals among the total sediments and interstitials waters, the determination of the fraction of metals associated with AVS in the total sediments. The lifted up data were interpreted in association to the results of the structure of the benthic community and toxicity tests. It was also accomplished, an Toxicity Identification Evaluation (TIE) with sediments from Rasgão Dam. These procedures use toxicity-based fractionation schemes to characterize (Fase I), to identify (Fase II) and to confirm (Fase III) the compounds responsible for the toxicity of the sample. In a series of laboratory experiments Hyalella azteca and Tubifex tubifex were also used in bioessays with spiked sediments, being used sediments from Promissão Dam. The results of this work showed that, the levels of concentration of nutrients in the studied dams are high (total C: 3 - 6%; total N: 0,3 - 1,3%; total P and 0,2 - 0,5%), what is an indication that those environments are eutrophicated. The concentrations of the SEM presented the tendency of a concentration gradient, decreasing the concentration of metals in the sediments of the dams of the capital to the interior (however happening an inversion between Barra Bonita and Bariri). This inversion was attributed to the discharge of coming sewers of the entrance of the rivers Jaú and Bauru in the Bariri Dam. For AVS the same gradient was observed, also happening an inversion between Barra Bonita and Bariri. According to the solid phase SQVG, praised for USEPA, metals are controlled by sulfídric phase (Billings, Rasgão, Barra Bonita) or by total organic carbon (TOC) (Bariri and Promissão). The interstitial water value guide toxic Units (IWVGTU), applied to the different dams was violated by all studied environments. In this case, those values should be compared with the toxicity tests, because even in cases where the IWVGTU is violated, the toxicity cannot be due to the metals of the sediments. In the same way that in AVS SQVG, it can be having a control for binding phases in the pore water (ligands dissolved) that act attenuating the bioavailability and consequently the toxicity. Evaluating the results of the studies of metal spiking in sediment, only the dams of Rasgão and Billings had reached the concentration strip where there was manifestation of effects in the experiments of metal spiking. Such results are also in agreement with SQVG of Canada. However, those environments possess a sulfides stock that would be unbioavailabling the metals and therefore, these pollutants would not be causing deleterious effects to the local aquatic organisms. The results from TIE with the sediments from Rasgão Dam are a surprise only in respect to the substances or group of them that cause the toxicity (ammonia) given that the presence of significant concentrations of metals and organic compounds was detected and found in this environment. The data are an alert to the responsible public agencies for the administration of hydric resources of the State of São Paulo and they should serve as base for the establishment of measures or effective actions in the contention of the progress of the degradation of the quality in cascade of Tietê River´s dams. The data from this study in association to others data from the QualiSed Project (UFSCar-UNICAMP-CETESB) formed the base for the proposition of a program of sediment quality hierarchical and integrated evaluation (SQHIE), where SQVG in use in Canada and USA are used as guidelines values to some actions (physical analyses, chemistries, biological and ecotoxicological) in the different stages of the program (decision tree).