Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-05-29T17:53:20Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Ester Ceschini.pdf: 1250748 bytes, checksum: 9594b56261da9429314abdc4fcd0d813 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-29T17:53:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Ester Ceschini.pdf: 1250748 bytes, checksum: 9594b56261da9429314abdc4fcd0d813 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / O estudo da geoquímica de contaminantes (como os metais de origem antropogênica) no ecossistema de manguezal pode contribuir para uma melhor compreensão das funções e d os serviços ambientais prestados por este ecossistema. Este conhecimento dev e ser traduzido pa ra a sociedade, para fins de conservação e manutenção dos recursos naturais dos manguezais para as gerações futuras. Neste estudo, a distribuição de metais de interesse ambiental (Fe, Mn, Zn, Cu e Pb) entre o sedimento e os compartimentos vegetais (raízes, troncos, galhos e folhas de Rhizophora mangle ) foi avaliada numa área recuperada de manguezal no Aterro Sanitário de Gramacho, Baía de Guanabara, Duque de Caxias ( RJ). Além disto, foram realizadas atividades junto a alu nos do sistema de ensino formal em prol da conscientização para a preservação ambiental, baseada no conhecimento da importância dos manguezais para a dinâmica de contaminantes em áreas costeiras. No estudo da biogeoquímica de metais, foram realizadas análi ses do material vegetal, das placas - de - ferro (depósitos de óxidos sobre as raízes ) e do sedimento (extrações em HCl 1 mol/L). A distribuição das concentrações médias dos elementos nos sedimentos não esteve estatisticamente correlacionada com a variação da granulometria ou da matéria orgânica. O s resultados evidenciam que a matéria orgânica está fortemente associada à fração silte . O pH do sedimento está dentro da normalidade para florestas de manguezal , não sugerindo forte efeito de aportes de chorume do at erro sanitário. Os coeficientes de acumulação nos compartimentos da vegetação em relação ao sedimento mostraram que as raízes finas, sem placas - de - ferro, apresentaram o maior enriquecimento em Zn, Cu e Pb. As placas - de - ferro foram mecanismos eficientes de exclusão de Fe e Mn, mas não em relação aos outros metais. O Mn teve distribuição diferenciada, pois as folhas constituem o compartimento vegetal que apresentou as maiores concentrações. Foi evidenciada uma baixa incorporação e translocação dos contaminant es metálicos (Zn, Cu e Pb) na vegetação, favorecendo a manutenção destes elementos nos sedimentos e partes subterrâneas da vegetação, o que contribui para a capacidade de retenção de metais pelo ecossistema de manguezal. O desenvolvimento do estudo junto a os alunos do ensino básico mostrou que os alunos evoluíram de concepções prévias de senso comum, para respostas que demonstraram ganho de conhecimento a partir das atividades realizadas. Houve uma recomendação maior por parte dos alunos em relação à realiz ação de saída de campo, como forma de haver um maior aproveitamento. Neste cenário, a Educação Ambiental através do ensino da Geoquímica Ambiental no ensino básico pode ser um meio para favorecer a melhor percepção dos alunos em relação a um ecossistema fu ndamental para proporcionar uma melhor qualidade de vida ao homem. Desta forma, pode -se obter uma melhor construção do comportamento voltado para a valorização do ambiente / The study of contaminants geochemistry (such as anthropogenic metals) in mangrove ecosystems can contribute to a better comprehension on the functions and services of th ese ecosystems, which should be translated to the society. This knowledge should be applied for the mangrove resources conservation for future generations. In this study, the distribution of metals of environmental interest (Fe, Mn, Zn, Cu and Pb) between sediments and vegetation compartments (roots, stems, branches and leaves of Rhizophora mangle ) was evaluated in a restored mangrove area in the Gramacho Landfill, Guanabara Bay, Duque de Caxias (RJ). Moreover, activities with formal school education studen ts were carried out in order to improve their environmental preservation conscience, based on the knowledge on the mangrove importance for coastal areas. In the study of metal biogeochemistry, analysis of vegetation material, iron plaques (oxide deposits o n the roots) and sediment cores (extractions in 1 mol/L HCl) were carried out. Average metal concentrations in sediments cores were not correlated with sediment grain size and organic matter content. Zinc, Cu and Pb concentrations exceeded local background levels. Se diment pH was within the normal range for mangrove forests, suggesting no strong effect of landfill leachate input . Coefficients of accumulation in the vegetation compartments ( in relation to the sediment concentrations) showed that the fine roo ts, without iron plaques , showed the greatest enrichment in Zn, Cu and Pb . Iron plaques were efficient mechanisms of exclusion for Fe and Mn, but not in relation to other metals. The Mn showed a different distribution, because the leaves are the plant comp artment that had the highest concentrations. The results showed a low incorporation and translocation of metal contaminants (Zn, Cu and Pb) in the vegetation, favoring the maintenance of these elements in sediments and subterranean parts of the vegetation, which contributes to the metal retention capacity of mangrove ecosystem. The development of the study with school students showed an evolution from previous conceptions of common sense , show ing knowledge gain. There was a major recommendation from the stu dents regarding the field trip s as a way to improve this knowledge gain. In this scenario, environmental education through E nvironmental Geochemistry teaching in basic education can be a way to promote better understandi ng of students in relation to ecolog ically important ecosystems that provid es a better quality of life to human populations that use their resources . Th en , a better behavior toward environment valorization could be constructed

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-06-07T18:11:24Z No. of bitstreams: 1 Tese Rut Díaz.pdf: 2159528 bytes, checksum: 159d73b33fae80ff4ee36bea4366ea74 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-07T18:11:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Rut Díaz.pdf: 2159528 bytes, checksum: 159d73b33fae80ff4ee36bea4366ea74 (MD5) / Fundação de Amparo a Pesquisa do Rio de Janeiro / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Petrobras/CENPES / Agência Nacional do Petróleo / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / O presente estudo utiliza a geoquímica inorgânica das espécies reduzidas do enxofre, operacionalmente definidas como acid - volatile sulfufide (AVS) e chromium -reducible sulfur (CRS),a composição isotópica ( δ 34 S) do sulfat o da água intersticial, do CRS, e das frações orgânicas (ácidos húmicos, ácid os fúlvicos e resíduo orgânico) para avaliar a diagênese do enxofre ao longo do Holoceno (últimos 12.000 anos cal AP) no Sistema de Ressurgência de Cabo Frio (SRCF) . Também foi usada a morfologia da pirita, considerando a distribuição de tamanho dos frambóides através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), com o objetivo de inferir o estado de oxidação do ambiente de formação. Foram coletados quatro perfis sedimentares cur tos (b ox - cores ) e três longos ( kullembers ) em um gradiente “cross - shelf” na plataforma continental de Cabo Frio. A razão C/N e o a composição isotópica ( δ 13 C) da matéria orgânica reflete uma fonte marinha durante a diagênese recente. As diferentes caracter ísticas morfológicas, como as superfícies de oxidação nos microcristais, os processos de crescimento secundário e os poliframboides encontrados nas análises morfológicas da pirita, assim como também a variabilidade na distribuição dos diâmetros dos frambói des evidenciaram uma formação sob condição redox altamente dinâmica. A razão COT/CRS indica que o fator limitante para a formação da pirita é o enxofre , devido as condições de deposição do ambiente as quais favorecem a re - oxidação do sulfeto de hidrogênio. A composição isotópica do sulfato ao longo dos perfis apresenta um valor médio de +23‰, e não foi observado um fracionamento isotópico com respeito ao sulfato da água do mar (+ 21‰), indicando a diagênese do sulfato em um sistema aberto e baixas taxas de sulfato redução. No entanto, a composição isotópica do CRS apresentou sinais altamente empobrecidos em 34 S ( - 45‰ até - 25 ‰), indicando reações de re - oxidação no ciclo do enxofre. A composição isotópica das espécies orgânicas do enxofre apresenta um enrique cimento em 32 S quando comprados com o sulfato da água intersticial , e isotopicamente pesadas comparadas com a pirita. O incremento na razão S/C dos ácidos húmicos e o empobrecimento do sinal isotópico em 34 S com o avanço da profundidade indicam a captura d o enxofre de origem diagenético pela matéria orgânica. Um balanço de massa isotópico indica a predominância de uma fonte biossintética nos ácidos húmicos e diagenética nos ácidos fúlvicos, estes resultados guardam relação com a reatividade da matéria orgân ica em cada fração. No gradiente “cross - shelf” as frações orgânicas da plataforma média apresentam os menores conteúdo de enxofre biossíntetico, indicando a presença de matéria orgânica mais reativa. Estes resultados indicam que a sulfurização da matéria o rgânica e a cumulação de pirita em Cabo Frio foi favorecida pelo ciclo re - oxidativo do enxofre devido a intensas condições óxicas na coluna de água. O processo de diagênese do enxofre ao longo do Holoceno não guarda relação aparente com as mudanças oceanog ráficas registrada na área de estudo, assim sendo, adinâmica do enxofre esteve relacionada com a intensidade dos processos de diagênese / Four box-corer and tree kullemberg were collected in a cross - shelf gradient in the continental shelf of Cabo Frio. The box-corer were used to evaluated the sulfurization of the organic matter during the early diagenesis and also, study the pyrite morphology and size distribution of framboids by scanning electron microscopy (SEM) to infer the oxidation state of the environment during the early diagenesis. This study uses the inorganic geochemistry of reduced sulfur species operationally defined as acid-volatile sulfufide (AVS) and chromium - reducible sulfur (CRS), the isotopic composition ( δ 34 S) of pore water sulfate, CRS, and the isotopic composition of difference organic fraction (humic acids, fulvic acids and organic residue to evaluated the sulfur diagenesis during the Holocene (last 12000 years cal AP) in the upwelling system of Cabo Frio. Carbon stable isotopes signatures and C/N ratios of total organic matter evidence a marine source during the early diagenesis. The observed increase in the atomic S/C ratios and t he 34 S depletion in humic acids with increasing depth evidence the diagenetic uptake of reduced sulfur species by organic matter during the early diagenesis. The different morphological characteristics observed, such as surface oxidation in the microcrysta ls, the processes of secondary growth and poliframboides found, as well as the variability in the framboids diameters distribution, show the formation under highly dyna mic redox condition. In the sedi m e nts from the Holocene the COT/CRS ratio indicates that the limiting factor for the pyrite formation is the sulfur. The isotopic composition of sulfate is around +23 ‰ , and without fractionation of sulfate with respect to sea water (21 + ‰) indicating a sulfur diagenesis in a open system and a low net sulfate r eductions. The isotopic composition of the CRS is highly depleted ( - 45 ‰ to - 35‰), indicating oxida tion reactions in the cycle of sulfur . The stable sulfur isotope composition of the organic fractions ( humic acids, fulvics acids and organic res idue ) was sub stantially enriched in 32 S when compared to bottom and pore water sulfate (δ 34 S SO4 2 - ~ +23‰), but isotopically heavier than the co - existing pyrite ( δ 34 S CRS = - 45‰ to - 35‰). The 34 S depletion in humic acids, fulvis acids and in the organic residue with increasing depth evidence the diagenetic uptake of reduced sulfur species by organic matter. A sulfur isotope mass balance indicated a predominance of biogenic sulfur in humic acids and in the organic residue, while the fulvic acids has a predominance of d iagenetic sulfur. In cross - shelf gradient, the organic fractions from the middle shlelf have the lower proportion on biosynthetic sulfur, indicating the presence of more reactive matter. The results evidenced that the sulfurization of organic matter and th e p yrite accumulation in the Cabo F rio sediments was favored by the sulfur re - oxidative cycling due to the intense oxic water conditions . The diageneses process in the sulfur cycle during the Holocene in sediments from the continental shelf don’t have rela tion with the changes in the oceanography conditions. The process of diagenesis of sulfur seem to be a continuous process

Estudou-se a especiação dos metais pesados (Cu, Cd, Cr, Zn, Pb e Ni) em sedimentos do rio Tietê, coletados nos reservatórios de Rasgão, Tecelagem e Barra Bonita. Para isto, adotou-se o protocolo de extração seqüencial proposta por Community Bureau of Reference (BCR), que consiste em três etapas de tratamento, as soluções extratores utilizados foram: etapa 1, solução de ácido acético 0,11 mol/L; Etapa 2, solução de cloridrato de hidroxilamina 0,1 mol/L pH 2 (ajustado com HNO3); Etapa 3, ataque com peróxido de hidrogênio em meio ácido e posterior extração dos metais com solução de acetato de amônio pH 2 (ajustado com HNO3). Nas mesmas amostras efetuou-se uma extração com ácido clorídrico 0,1 mol/L, no sentido de avaliar a concentração de metais potencialmente biodisponíveis. Realizou-se ainda a determinação do teor total de metais. Tanto a extração seqüencial como a extração parcial em ácido diluído foram conduzidas em ambientes anaeróbico (mantendo o EH da amostra) e aeróbicos (após secagem em estufa - simulando material dragado e depositado às margens do rio). As concentrações dos metais presentes nos extratos foram determinadas através das técnicas de absorção atômica, espectrometria de emissão atômica, voltametria de redissolução anódica com eletrodo de gota pendente e a técnica proposta por este trabalho, voltametria de redissolução anódica com eletrodo de filme de mercúrio acoplada ao sistema de injeção seqüencial. A técnica de voltametria de redissolução anódica acoplada ao sistema de injeção sequencial apresentou vantagens em relação a voltametria de redissolução com eletrodo de gota pendente, apresentando maior reprodutibilidade e sensibilidade, redução do tempo de análise e consumo de reagentes, e completa automação dos parâmetros instrumentais, como: vazão, número de reagentes, volumes e seqüência dos reagentes aspirados. / Speciation of heavy metals (Cu, Pb, Cd, Zn, Ni and Cr) in sediments of the Tietê river (SP), collected at Rasgão, Tecelagem e Barra Bonita reservoirs, was studied by the sequential extraction protocol proposed by the Community Bureau of Reference (BCR). This protocol is composed of three steps, that use the following reagent extractors. Step1: 0,11 mol/L acetic acid. Step 2: Hydroxylamine hydrochloride, acidified to pH 2 with nitric acid. Step 3: Oxidation with acidified 30 % (v/v) hydrogen peroxide followed by extraction with 1mol/L ammonium acetate acidified to pH 2 with nitric acid. Samples were also extracted with 0.10 mol/l hydrochloric acid in order to evaluate the bioavailable metal concentrations. The total concentration of metals was also determined. The sequential extraction and the extraction with hydrochloric acid were performed in anoxic (keeping the negative Eh of samples, as in the time of sampling) and oxidant conditions (after drying samples at 60ºC in the atmosphere, simulating dredged material). Metal determination was performed by Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS), Induced Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry (ICP-EAS), Anodic Stripping Voltammetry with the Mercury Hanging Drop Electrode (ASV-HMDE), and the technique proposed in this work: ASV automated by Sequential Injection (ASV-SI) using the Thin Film Mercury Electrode (TFME). The proposed technique presented improved reproducibility and shorter time of analysis in comparison to conventional ASV-HMDE. In addition, the ASV-SI permits easy and fast change of operational parameters such as flow rate and sample volume, that have direct influence on the deposition time.

O presente estudo teve por objetivo avaliar a influência de esgotos domésticos e petroquímicos, dispostos por via de emissário submarino, nas composições físico-químicas e microbiológicas da coluna dágua e na geoquímica dos sedimentos, bem como investigar uma possível relação entre o meio e a composição química das carapaças do foraminífero Ammonia tepida. Para atingir tal objetivo foram coletadas 10 amostras de água e de sedimento superficial, no entorno dos emissários do Araçá e do Terminal Petrolífero Almirante Barroso (TEBAR), além de um ponto controle, no canal de São Sebastião, SP, em março e abril de 2007. Em cada amostra de água foram realizadas análises físico-químicas e microbiológicas. Nos sedimentos, foram realizadas análises granulométricas e geoquímicas (macronutrientes, elementos maiores e traços). Do sedimento, carapaças coradas (indivíduos vivos) e não coradas (mortos) de A. tepida foram triadas e analisadas em espectrômetros de energia dispersiva (MEV-EDS) e de emissão atômica (ICP-OES) para análise química dos elementostraços. Os resultados das análises físico-químicas e microbiológicas da água, indicaram que a coluna dágua não estava contaminada, no momento da amostragem, pois todos os valores obtidos estavam dentro dos limites exigidos pela resolução do CONAMA, nº 357/2005. Os resultados granulométricos mostraram que o sedimento é litoclástico e mais psamítico no Araçá, e mais pelítico, no TEBAR. Já os dados geoquímicos de carbono orgânico, nitrogênio, enxofre e fósforo revelaram que ambas as regiões são propícias ao enriquecimento desses elementos. A concentração de elementos-traço, na maioria dos pontos estudados, nas duas áreas, quando comparada aos valores guia de causaefeito, não foi considerada tóxica para a biota marinha. Contudo, foi observado enriquecimento significativo de cádmio, em certas áreas no Araçá, e de bário, no TEBAR. A concentração deste último elemento, provavelmente, está relacionada à água de produção do terminal. Os elementos-traço das carapaças de A. tepida coradas, em ambos os emissários, apresentaram maior número de correlações significativas com o sedimento, sugerindo que carapaças de foraminíferos mortos estão mais susceptíveis ao viés dos processos diagenéticos. No TEBAR, foram observadas correlações significativas positivas entre os teores de Co, Cr, Mn e Pb nos sedimentos e os elementos-traço das carapaças coradas. Já no Araçá, somente os teores de Cr correlacionaram-se positiva e significativamente aos teores encontrados nas carapaças coradas. Isto corrobora com a influência da composição do sedimento nas reações intracelulares dos foraminíferos, refletidas na construção do exoesqueleto. Diante do exposto, os resultados deste estudo trouxeram luz a novas questões que permitiram inferir que a auto-depuração da água do mar, em ambas as regiões, e a estação de tratamento de efluentes, no TEBAR, não se revelaram eficientes na diluição e/ou remoção do conteúdo de nutrientes, matéria orgânica e elementos maiores e traço. / The goal of this study was to evaluate the influence of domestic and petrochemical sewage, discharged through a submarine sewage outfall, on the physicochemical and microbiological composition of the water column and the geochemistry of sediments. As well as to investigate a possible relationship between the environment and the chemical composition of Ammonia tepida foraminifer\'s tests. The area where this study was focused on two sewage emissaries: Araçá and Almirante Barroso Petroliferous Terminal (TEBAR), both located in São Sebastião Channel, São Paulo, Brazil. To achieve this goal, 10 water and bottom sediments samples in in March and April of 2007 were collected form each outfall. A background sample also collected as a control. For each water sample physicochemical and microbiological analyses were carried out and, in the sediments, grainsize and geochemical (macronutrients, major and trace elements) were analyzed. Trace elements found in the tests of stained (live) and unstained (dead) Ammonia tepida were identified by scanning electron microscopy using energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) and by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). The analysis of the water samples showed that the water column was not contaminated. All the concentrations obtained were in accordance with the National Environmental Council (CONAMA) limits. Grain size analysis, demonstrated that the sediments are of terriginous origin, being mainly psamitic in Araçá and mainly pelitic in TEBAR. The geochemical data of organic Carbon, Nitrogen, Sulphur and Phosphorus revealed that both regions are susceptible to enrichment in these elements. In both areas, the concentration of trace elements, when compared to quality guideline values, was not considered toxic for marine life. However, significative enrichment in Cadmium in certain areas of Araçá and Barium in TEBAR. The latter is probably related to the terminal\'s water production. In both outfalls, it was observed a significant correlation between the trace elements in the live A. tepida\'s tests and the sediment, which suggests that the dead foraminifera are more susceptible to diagenical bias. In TEBAR the correlations observed were significative and positive among the elements Co, Cr, Mn and Pb present in the sediments and the trace elements of the stained tests. In the Araçá outfall, only the Cr levels correlate significative and positively with the levels found in the tinged tests. This shows that sediment composition influences the intracelular reactions in the forminifera, which reflected in the exoskeleton\'s building. Given the above, the results of this study brought up new questions that allowed to infer that sea water depuration at both outfalls, as well as at sewage treatment plant, in TEBAR was not sufficient to dilute and/or remove the nutrient content, the organic matter and major and trace elements of the sewage.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaFGM.pdf: 2684798 bytes, checksum: 4d672e17bab00bdd5d88eb70b9c57edf (MD5) Previous issue date: 2007-03-30 / Petr?leo Brasileiro SA - PETROBRAS / Many studies on environmental ecosystems quality related to polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) have been carried out routinely due to their ubiquotus presence worldwide and to their potential toxicity after its biotransformation. PAH may be introduced into the environmet by natural and anthropogenic processes from direct runoff and discharges and indirect atmospheric deposition. Sources of naturally occurring PAHs include natural fires, natural oil seepage and recent biological or diagenetic processes. Anthropogenic sources of PAHs, acute or chronic, are combustion of organic matter (petroleum, coal, wood), waste and releases/spills of petroleum and derivatives (river runoff, sewage outfalls, maritime transport, pipelines). Besides the co-existence of multiples sources of PAH in the environmental samples, these compounds are subject to many processes that lead to geochemical fates (physical-chemical transformation, biodegradation and photo-oxidation), which leads to an alteration of their composition. All these facts make the identification of the hydrocarbons sources, if petrogenic, pyrolytic or natural, a challenge. One of the objectives of this study is to establish tools to identify the origin of hydrocarbons in environmental samples. PAH diagnostic ratios and PAH principal component analysis were tested on a critical area: Guanabara Bay sediments. Guanabara Bay is located in a complex urban area of Rio de Janeiro with a high anthropogenic influence, being an endpoint of chronic pollution from the Greater Rio and it was the scenario of an acute event of oil release in January 2000. It were quantified 38 compounds, parental and alkylated PAH, in 21 sediment samples collected in two surveys: 2000 and 2003. The PAH levels varied from 400 to 58439 ng g-1. Both tested techniques for origin identification of hydrocarbons have shown their applicability, being able to discriminate the PAH sources for the majority of the samples analysed. The bay sediments were separated into two big clusters: sediments with a clear pattern of petrogenic introduction of hydrocarbons (from intertidal area) and sediments with combustion characteristics (from subtidal region). Only a minority of the samples could not display a clear contribution of petrogenic or pyrolytic input. The diagnostic ratios that have exhibited high ability to distinguish combustion- and petroleum-derived PAH inputs for Guanabara Bay sediments were Phenanthrene+Anthracene/(Phenanthrene+Anthracene+C1Phenanthrene); Fluorantene/(Fluorantene+Pyrene); Σ (other 3-6 ring PAHs)/ Σ (5 alkylated PAH series). The PCA results prooved to be a useful tool for PAH source identification in the environment, corroborating the diagnostic indexes. In relation to the temporal evaluation carried out in this study, it was not verified significant changes on the class of predominant source of the samples. This result indicates that the hydrocarbons present in the Guanabara Bay sediments are mainly related to the long-term anthropogenic input and not directly related to acute events such as the oil spill of January 2000. This findings were similar to various international estuarine sites. Finally, this work had a complementary objective of evaluating the level of hydrocarbons exposure of the aquatic organisms of Guanabara Bay. It was a preliminary study in which a quantification of 12 individual biliar metabolites of PAH was performed in four demersal fish representing three different families. The analysed metabolites were 1-hydroxynaphtalene, 2-hidroxinaphtalene, 1hydroxyphenanthrene, 9-hydroxyphenanthrene, 2-hydroxyphenanthrene, 1hydroxypyrene, 3-hidroxibiphenil, 3- hydroxyphenanthrene, 1-hydroxychrysene, 9hydroxyfluorene, 4-hydroxyphenanthrene, 3-hydroxybenz(a)pyrene. The metabolites concentrations were found to be high, ranging from 13 to 177 ?g g-1, however they were similar to worldwide regions under high anthropogenic input. Besides the metabolites established by the used protocol, it was possible to verified high concentrations of three other compounds not yet reported in the literature. They were related to pyrolytic PAH contribution to Guanabara Bay aquatic biota: 1-hydroxypyrine and 3-hydroxybenz(a)pyrine isomers / In?meros estudos da qualidade de ecossistemas naturais em rela??o a contamina??o de hidrocarbonetos polic?ciclos arom?ticos (HPA) t?m sido desenvolvidos continuadamente face a sua presen?a ub?quoa em todo o planeta e ao seu potencial t?xico ap?s a biotransforma??o. A introdu??o dos HPA no meio ambiente pode ocorrer atrav?s de processos naturais e antropog?nicos, atrav?s de despejos e/ou drenagens e deposi??o atmosf?rica indireta. Fontes naturais de HPA incluem queimadas naturais, exsuda??es de ?leo e processos biog?nicos recentes. Fontes antropog?nicas de HPA, advindas de eventos cr?nicos ou agudos, s?o a combust?o incompleta de ?leo combust?vel automotivo e industrial, a queima intencional de madeira e planta??es, os despejos dom?sticos e industriais, as drenagens pluviais urbanas, os efluentes da ind?stria petrol?fera, os derrames acidentais de ?leo e derivados. Al?m da coexist?ncia de m?ltiplas fontes destes hidrocarbonetos nas amostras ambientais, os HPA est?o sujeitos a v?rios processos geoqu?micos que conduzem ? altera??o de sua composi??o qu?mica ao longo do tempo, tornando a identifica??o das fontes contaminantes, se petrog?nica, pirol?tica ou natural, um verdadeiro desafio. Desta forma, um dos objetivos deste estudo foi estabelecer ferramentas que possibilitem a determina??o das fontes de hidrocarbonetos no meio ambiente. Foram utilizadas raz?es diagn?sticas e an?lise de componentes principais de HPA, tendo sido quantificados 38 compostos, incluindo os HPA parentais e alquilados, em 21 amostras de sedimento da Ba?a de Guanabara, coletadas nos anos de 2000 e 2003. A Ba?a de Guanabara ? um ecossistema estuarino com elevada influ?ncia antropog?nica, que recebe polui??o cr?nica da regi?o metropolitana do Rio de Janeiro e que foi cen?rio de um derrame de ?leo em janeiro de 2000. As concentra??es de HPA nos sedimentos estudados apresentaram-se na faixa de 400 a 58439 ng g-1. Ambas as t?cnicas de diferencia??o de fontes de HPA testadas, raz?es diagn?sticas e an?lise de componentes principais, demonstraram sua aplicabilidade, permitindo a diferencia??o das fontes de HPA para a maioria dos sedimentos da ba?a, que foram divididos em dois grandes grupos: sedimentos com padr?es de introdu??o de hidrocarbonetos predominantemente petrog?nicos e sedimentos com caracter?sticas de combust?o. Apenas uma minoria de amostras n?o apresentou com nitidez a natureza de sua contamina??o. As raz?es que apresentaram maior capacidade em diferenciar as fontes de HPA foram Fluoranteno / (Fluoranteno + Pireno), (Fenantreno + Antraceno) / (Fenantreno + Antraceno + C1Fenantreno) e o ?ndice pirol?tico, Σ (HPA parentais de 3-6 an?is) /Σ (5 s?ries de HPA alquilados). Na avalia??o temporal realizada neste estudo n?o foram verificadas varia??es significativas na natureza das fontes contaminantes predominantes na ba?a, revelando que os hidrocarbonetos presentes est?o correlacionados principalmente com os aportes cr?nicos e n?o diretamente com eventos agudos como o derrame de ?leo ocorrido em janeiro de 2000. Este estudo teve como segundo objetivo a avalia??o preliminar do n?vel de exposi??o a que os organismos aqu?ticos da Ba?a de Guanabara est?o submetidos, atrav?s da quantifica??o de 12 metab?litos individuais de HPA presentes em bile de peixe de quatro esp?cies demersais representativas de tr?s fam?lias diferentes. Os metab?litos analisados foram 1-hidroxinaftaleno, 1-hidroxifenantreno, 9hidroxifenantreno, 2-hidroxinaftaleno, 2-hidroxifenantreno, 1-hidroxipireno, 3hidroxibifenila, 3-hidroxifenantreno, 1-hidroxicriseno, 9-hidroxifluoreno, 4hidroxifenantreno, 3-hidroxibenzo(a)pireno. As concentra??es encontradas nas esp?cies de peixes analisadas mostraram-se elevadas, na faixa de 13 a 177 ?g g1, por?m similares ?s encontradas em algumas regi?es de grande influ?ncia antropog?nica, tanto no Brasil quanto no exterior. Al?m dos metab?litos estabelecidos pela metodologia utilizada, foi poss?vel quantificar tr?s compostos, ainda n?o reportados na literatura, em concentra??es relevantes. Estes metab?litos, relacionados a contribui??o pirol?tica de HPA aos organismos aqu?ticos da Ba?a de Guanabara, s?o is?meros de 1-hidroxipireno e de 3-hidroxibenzo(a)pireno

Aquesta tesi tracta sobre l'efecte de la contaminació per cru de petroli sobre l'ecosistema costaner mediterrani i sobre el paper fonamental dels sediments marins en la regulació i el manteniment dels processos biogeoquímics. L'estudi presta especial atenció a les comunitats bacterianes reductores de sulfat i la seva implicació en la degradació de contaminants orgànics. La diversitat, abundància i fisiologia dels bacteris reductors de sulfat que habiten el sediment arenós del nord de Mallorca (Illes Balears), van ser analitzades mitjançant un enfocament polifàsic, basat en la combinació d'experiments in situ i in vitro, biologia molecular clàssica i d’última generació, cultius i determinació d'activitats metabòliques. Els resultats obtinguts durant aquesta tesi demostren que el sediment mediterrani alberga una microbiota autòctona que podria prosperar després d'un vessament de cru de petroli i el paper de la qual podria ser crucial per a la transformació i l'eliminació de compostos orgànics xenobiòtics en aquest ambient. / Esta tesis trata sobre el efecto de la contaminación por crudo de petróleo en el ecosistema costero mediterráneo y sobre el papel fundamental de los sedimentos marinos en la regulación y el mantenimiento de los procesos biogeoquímicos. El estudio presta especial atención a las comunidades bacterianas reductoras de sulfato y a su implicación en la degradación de contaminantes orgánicos. La diversidad, abundancia y fisiología de las bacterias reductoras de sulfato que habitan el sedimento arenoso del norte de Mallorca (Islas Baleares), fueron analizadas mediante un enfoque polifásico, basado en la combinación de experimentos in situ e in vitro, biología molecular clásica y de última generación, cultivos y determinación de actividades metabólicas. Los resultados obtenidos durante esta tesis demuestran que el sedimento mediterráneo alberga una microbiota autóctona que podría prosperar después de un derrame de crudo de petróleo y cuyo papel podría ser crucial para la transformación y la eliminación de compuestos orgánicos xenobióticos en este ambiente. / This thesis discusses the fate and behave of crude oil contamination in the Mediterranean coastal ecosystem, and the essential role of the marine sediments in the regulation and maintenance of biogeochemical processes. The study pays particular attention to the role of sulphate reducing bacterial communities in the degradation of organic matter and pollutants entering the Mediterranean environment. A polyphasic approach based in the combination of in situ and in vitro experiments, next generation and classical molecular biology, cultivation, and the determination of metabolic activities, provided first insights into the diversity, abundance and physiology of sulphate reducing bacteria inhabiting the undisturbed sandy sediment at the north of Mallorca (Balearic Islands). The results obtained during the thesis demonstrate that the undisturbed Mediterranean sediment harbours an autochthonous microbiota that could prosper after a crude oil spill and which role might be crucial for the transformation and removal of hazardous organic compounds in this environment.

Extensive amounts of pharmaceuticals and personal care products (organic emerging pollutants) are introduced into the environment mainly through wastewater treatment plants discharges either effluent wastewater reaching into the aquatic environment or sewage sludge which is spread onto agricultural land. These compounds are not regulated and their negative effects on humans and wildlife are unknown. One of the main challenges of analytical chemistry is to develop selective and sensitive methods for the detection and quantitation of pharmaceuticals and personal care products and their transformation products in complex matrices. The research presented in the thesis is focused on the development of new methods based on the use of hollow fiber liquid- phase microextraction (HF-LPME) technique and liquid chromatography for the determination of some of the most consume pharmaceuticals and personal care products in wastewaters, environmental waters and sewage sludge. / Tones de substàncies biològicament actives són alliberades contínuament al medi ambient, a través de la descàrrega d’aigües residuals als medis aquàtics o de biosòlids en l’agricultura. La presència d’aquestes substàncies (contaminants emergents) en el medi ambient ha generat una gran preocupació perquè es desconeix com actuen i quins són els mecanismes implicats en la seva transformació i/o transport. Un dels reptes de la química analítica és dissenyar mètodes selectius i sensibles per a la determinació de contaminants emergents en matrius complexes. La recerca presentada en aquesta tesi es centra en el desenvolupament de nous mètodes analítics basats en l’ús de la microextracció enfase líquida amb fibra buida (HF-LPME) i la cromatografia líquida per a la determinació d’alguns fàrmacs i productes d’higiene personal en aigües residuals, medis aquàtics i biosòlids.

Estudou-se a especiação dos metais pesados (Cu, Cd, Cr, Zn, Pb e Ni) em sedimentos do rio Tietê, coletados nos reservatórios de Rasgão, Tecelagem e Barra Bonita. Para isto, adotou-se o protocolo de extração seqüencial proposta por Community Bureau of Reference (BCR), que consiste em três etapas de tratamento, as soluções extratores utilizados foram: etapa 1, solução de ácido acético 0,11 mol/L; Etapa 2, solução de cloridrato de hidroxilamina 0,1 mol/L pH 2 (ajustado com HNO3); Etapa 3, ataque com peróxido de hidrogênio em meio ácido e posterior extração dos metais com solução de acetato de amônio pH 2 (ajustado com HNO3). Nas mesmas amostras efetuou-se uma extração com ácido clorídrico 0,1 mol/L, no sentido de avaliar a concentração de metais potencialmente biodisponíveis. Realizou-se ainda a determinação do teor total de metais. Tanto a extração seqüencial como a extração parcial em ácido diluído foram conduzidas em ambientes anaeróbico (mantendo o EH da amostra) e aeróbicos (após secagem em estufa - simulando material dragado e depositado às margens do rio). As concentrações dos metais presentes nos extratos foram determinadas através das técnicas de absorção atômica, espectrometria de emissão atômica, voltametria de redissolução anódica com eletrodo de gota pendente e a técnica proposta por este trabalho, voltametria de redissolução anódica com eletrodo de filme de mercúrio acoplada ao sistema de injeção seqüencial. A técnica de voltametria de redissolução anódica acoplada ao sistema de injeção sequencial apresentou vantagens em relação a voltametria de redissolução com eletrodo de gota pendente, apresentando maior reprodutibilidade e sensibilidade, redução do tempo de análise e consumo de reagentes, e completa automação dos parâmetros instrumentais, como: vazão, número de reagentes, volumes e seqüência dos reagentes aspirados. / Speciation of heavy metals (Cu, Pb, Cd, Zn, Ni and Cr) in sediments of the Tietê river (SP), collected at Rasgão, Tecelagem e Barra Bonita reservoirs, was studied by the sequential extraction protocol proposed by the Community Bureau of Reference (BCR). This protocol is composed of three steps, that use the following reagent extractors. Step1: 0,11 mol/L acetic acid. Step 2: Hydroxylamine hydrochloride, acidified to pH 2 with nitric acid. Step 3: Oxidation with acidified 30 % (v/v) hydrogen peroxide followed by extraction with 1mol/L ammonium acetate acidified to pH 2 with nitric acid. Samples were also extracted with 0.10 mol/l hydrochloric acid in order to evaluate the bioavailable metal concentrations. The total concentration of metals was also determined. The sequential extraction and the extraction with hydrochloric acid were performed in anoxic (keeping the negative Eh of samples, as in the time of sampling) and oxidant conditions (after drying samples at 60ºC in the atmosphere, simulating dredged material). Metal determination was performed by Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS), Induced Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry (ICP-EAS), Anodic Stripping Voltammetry with the Mercury Hanging Drop Electrode (ASV-HMDE), and the technique proposed in this work: ASV automated by Sequential Injection (ASV-SI) using the Thin Film Mercury Electrode (TFME). The proposed technique presented improved reproducibility and shorter time of analysis in comparison to conventional ASV-HMDE. In addition, the ASV-SI permits easy and fast change of operational parameters such as flow rate and sample volume, that have direct influence on the deposition time.

O presente estudo teve por objetivo avaliar a influência de esgotos domésticos e petroquímicos, dispostos por via de emissário submarino, nas composições físico-químicas e microbiológicas da coluna dágua e na geoquímica dos sedimentos, bem como investigar uma possível relação entre o meio e a composição química das carapaças do foraminífero Ammonia tepida. Para atingir tal objetivo foram coletadas 10 amostras de água e de sedimento superficial, no entorno dos emissários do Araçá e do Terminal Petrolífero Almirante Barroso (TEBAR), além de um ponto controle, no canal de São Sebastião, SP, em março e abril de 2007. Em cada amostra de água foram realizadas análises físico-químicas e microbiológicas. Nos sedimentos, foram realizadas análises granulométricas e geoquímicas (macronutrientes, elementos maiores e traços). Do sedimento, carapaças coradas (indivíduos vivos) e não coradas (mortos) de A. tepida foram triadas e analisadas em espectrômetros de energia dispersiva (MEV-EDS) e de emissão atômica (ICP-OES) para análise química dos elementostraços. Os resultados das análises físico-químicas e microbiológicas da água, indicaram que a coluna dágua não estava contaminada, no momento da amostragem, pois todos os valores obtidos estavam dentro dos limites exigidos pela resolução do CONAMA, nº 357/2005. Os resultados granulométricos mostraram que o sedimento é litoclástico e mais psamítico no Araçá, e mais pelítico, no TEBAR. Já os dados geoquímicos de carbono orgânico, nitrogênio, enxofre e fósforo revelaram que ambas as regiões são propícias ao enriquecimento desses elementos. A concentração de elementos-traço, na maioria dos pontos estudados, nas duas áreas, quando comparada aos valores guia de causaefeito, não foi considerada tóxica para a biota marinha. Contudo, foi observado enriquecimento significativo de cádmio, em certas áreas no Araçá, e de bário, no TEBAR. A concentração deste último elemento, provavelmente, está relacionada à água de produção do terminal. Os elementos-traço das carapaças de A. tepida coradas, em ambos os emissários, apresentaram maior número de correlações significativas com o sedimento, sugerindo que carapaças de foraminíferos mortos estão mais susceptíveis ao viés dos processos diagenéticos. No TEBAR, foram observadas correlações significativas positivas entre os teores de Co, Cr, Mn e Pb nos sedimentos e os elementos-traço das carapaças coradas. Já no Araçá, somente os teores de Cr correlacionaram-se positiva e significativamente aos teores encontrados nas carapaças coradas. Isto corrobora com a influência da composição do sedimento nas reações intracelulares dos foraminíferos, refletidas na construção do exoesqueleto. Diante do exposto, os resultados deste estudo trouxeram luz a novas questões que permitiram inferir que a auto-depuração da água do mar, em ambas as regiões, e a estação de tratamento de efluentes, no TEBAR, não se revelaram eficientes na diluição e/ou remoção do conteúdo de nutrientes, matéria orgânica e elementos maiores e traço. / The goal of this study was to evaluate the influence of domestic and petrochemical sewage, discharged through a submarine sewage outfall, on the physicochemical and microbiological composition of the water column and the geochemistry of sediments. As well as to investigate a possible relationship between the environment and the chemical composition of Ammonia tepida foraminifer\'s tests. The area where this study was focused on two sewage emissaries: Araçá and Almirante Barroso Petroliferous Terminal (TEBAR), both located in São Sebastião Channel, São Paulo, Brazil. To achieve this goal, 10 water and bottom sediments samples in in March and April of 2007 were collected form each outfall. A background sample also collected as a control. For each water sample physicochemical and microbiological analyses were carried out and, in the sediments, grainsize and geochemical (macronutrients, major and trace elements) were analyzed. Trace elements found in the tests of stained (live) and unstained (dead) Ammonia tepida were identified by scanning electron microscopy using energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) and by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). The analysis of the water samples showed that the water column was not contaminated. All the concentrations obtained were in accordance with the National Environmental Council (CONAMA) limits. Grain size analysis, demonstrated that the sediments are of terriginous origin, being mainly psamitic in Araçá and mainly pelitic in TEBAR. The geochemical data of organic Carbon, Nitrogen, Sulphur and Phosphorus revealed that both regions are susceptible to enrichment in these elements. In both areas, the concentration of trace elements, when compared to quality guideline values, was not considered toxic for marine life. However, significative enrichment in Cadmium in certain areas of Araçá and Barium in TEBAR. The latter is probably related to the terminal\'s water production. In both outfalls, it was observed a significant correlation between the trace elements in the live A. tepida\'s tests and the sediment, which suggests that the dead foraminifera are more susceptible to diagenical bias. In TEBAR the correlations observed were significative and positive among the elements Co, Cr, Mn and Pb present in the sediments and the trace elements of the stained tests. In the Araçá outfall, only the Cr levels correlate significative and positively with the levels found in the tinged tests. This shows that sediment composition influences the intracelular reactions in the forminifera, which reflected in the exoskeleton\'s building. Given the above, the results of this study brought up new questions that allowed to infer that sea water depuration at both outfalls, as well as at sewage treatment plant, in TEBAR was not sufficient to dilute and/or remove the nutrient content, the organic matter and major and trace elements of the sewage.

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