Submitted by Caroline Falcao (caroline.rfalcao@ufpe.br) on 2017-05-22T16:43:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Magalhães, G.M.O. Tese versão final.pdf: 1681761 bytes, checksum: 993b74d48394c8fed037a308d0cd9586 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-22T16:43:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Magalhães, G.M.O. Tese versão final.pdf: 1681761 bytes, checksum: 993b74d48394c8fed037a308d0cd9586 (MD5) Previous issue date: 2014 / A presente tese teve como objetivo geral conhecer como a produtividade de Copepoda é afetada pelo grau de poluição em estuários. Para a estimativa da produtividade de Copepoda foram usadas regressões comprimento-peso para as principais espécies de Copepoda e foram utilizadas equações disponíveis na literatura para conversão de sua biomassa em produtividade secundária. Para acessar a massa d’água dominante foram obtidos dados de temperatura e salinidade e para obter informações sobre o grau de poluição foram medidos o oxigênio dissolvido e a clorofila-a. As amostras foram coletadas em uma estação fixa na Bacia do Pina, em marés de sizígia e quadratura com redes de plâncton com 64 e 200 μm de abertura de malha, através de arrastos horizontais superficiais. Foi também coletado sedimento para o cultivo em laboratório de cistos de resistência inseridos no mesmo, e importantes para uma possível recolonização de ambientes após períodos adversos, representando fonte potencial para o recrutamento de náuplios na coluna d’água. As maiores profundidades ocorreram durante as preamares de sizígia, com máximo de 2,50 m. A temperatura da água apresentou valores variando entre 26 e 31° C e a salinidade entre 26 e 37, evidenciando estuário variando de polihalino a euhalino. O oxigênio dissolvido indicou área poluída na baixa-mar com cerca de 40% de saturação, sendo esta poluição reduzida durante as preamares quando chega a mais de 100% de saturação. A clorofila-a apresentou altas concentrações com maiores valores médios na maré de quadratura (20 mL.L-1 ) em relação a sizígia (6 mL.L-1 ). O zooplâncton esteve representado por 44 taxa pertencentes aos clados Rotifera, Ciliophora, Foraminífera, Cnidaria, Mollusca, Bryozoa, Annelida, Arthropoda, Chaetognatha e Chordata. Copepoda destacou-se com 18 espécies, entre as quais foram frequentes e abundantes nas duas frações estudadas Oithona oswaldocruzi, O. hebes, Dioithona oculata, Parvocalanus crassirostris, Acartia lilljeborgi, Temora turbinata e Euterpina acutifrons. Este grupo caracteriza os estuários tropicais brasileiros. A densidade média mínima de Copepoda foi de 3420 ± 1906 ind.m-3 na maré de sizígia na fração do mesozooplâncton e o máximo foi de 80528 ± 51246 ind.m-3 na maré de quadratura na fração do microzooplâncton. Em termos gerais, a densidade de Copepoda na fração do microzooplâncton foi mais de 10 vezes a quantidade da fração do mesozooplâncton; na maré de quadratura, essa fração foi cerca de 3 vezes mais densa do que a encontrada na sizígia e cerca de 1,5 vezes mais que na fração do mesozooplâncton. Para as estimativas de produção foram consideradas: Oithona oswaldocruzi, O. hebes, D. oculata, Acartia lilljeborgi e Parvocalanus crassirostris, que juntas totalizaram mais de 60% de toda comunidade. Em termos de produção total, as taxas mais altas ocorreram durante a quadratura (10,07 mgC m -3 dia-1 , para a comunidade do microzooplâncton; e 6,1 mgC m -3 dia-1 , para o mesozooplâncton). Embora esse ecossistema estuarino apresente alto grau de poluição nas baixamares de quadratura, a mesma é amenizada pela grande penetração do fluxo marinho, apresentando o ambiente uma melhor qualidade nas preamares de sizígia. As taxas mais elevadas de produção no período de maior poluição mostram a grande resiliência das espécies estudadas de Copepoda aos impactos antropogênicos, contudo quando comparado a estuários similares observou-se, que a produção é reduzida pela forte poluição. / The present thesis aims to assess how the productivity of Copepods is affected by the degree of pollution in estuaries. For the estimation of productivity of Copepoda it was used length-weight regressions for the main species of Copepoda and equations available in the literature were used for conversion of biomass in secondary productivity. To access the dominant water mass it was measured temperature and salinity; and to access the pollution degree it was measured the dissolved oxygen and chlorophyll-a. The samples were collected in a fixed station in the Bacia do Pina in spring and neap tides using plankton nets with 64 and 200 μm mesh size, through horizontal surface hauls. It was also collected sediment for cultivation of resistance cysts in laboratory, important for testing a possible recolonization after adverse periods, representing the cysts potential source for the recruitment of nauplii in the water column. The greater depths occurred during spring high tides, with maximum of 2.50 m. The water temperature presented values varying between 26 and 31oC and salinity from 26 to 37, characterizing the estuary with a polihaline to euhaline regime. Dissolved oxygen indicated polluted area at low tide with about 40% of saturation, this pollution being reduced during the high tides when O2 attain more than 100% saturation. Chlorophyll-a presented high concentrations, with higher average values during neap tide (20 mL L-1 ) in relation to spring tide (6 mL L-1 ). The zooplankton was represented by 44 taxa belonging to clades Rotifera, Ciliophora, Foraminifera, Cnidaria, Mollusca, Bryozoa, Annelida, Arthropoda, Chaetognatha and Chordata. Copepoda outranked with 18 species, among them were frequent and abundant in the two net fractions studied Oithona oswaldocruzi, O. hebes, Dioithona oculata, Parvocalanus crassirostris, Acartia lilljeborgi, Temora turbinata and Euterpina acutifrons. This group characterizes the Brazilian tropical estuaries. The average minimum density of Copepods was 3420 ± 1906 ind.m-3 at spring tide in mesozooplankton fraction, and the maximum was 80528 ± 51246 ind.m-3 at neap tide in the microzooplankton net fraction. In general, the density of Copepoda in the fraction of microzooplankton was more than 10 times the amount of the fraction of the mesozooplankton; and neap tide was about 3 times more dense than spring tide for the fraction of the microzooplankton and about 1.5 times the amount of the fraction of the mesozooplankton. For production estimates were considered: Oithona oswaldocruzi, O. hebes, D. oculata, Acartia lilljeborgi and Parvocalanus crassirostris which together totaled more than 60% of the whole community. In terms of total production, the highest rates occurred during the neap tide (10.07 mgC m -3 dia-1 to the copepods in the microzooplankton, and 6.1 mgC m -3 dia-1 to the mesozooplankton fraction). Although this estuarine ecosystem present high degree of pollution during neap low tides, this pollution is ameliorated by the large penetration of the marine flow presented the environment a better quality during spring high tide. The higher production in the period of greatest pollution shows the great resilience of these Copepoda to anthropogenic impacts, however this production when compared to others similar estuaries has been reduced by pollution.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Este trabalho à uma contribuiÃÃo para o conhecimento das comunidades fitoplanctÃnicas e conseqÃentemente dos estados trÃficos de estuÃrios situados no Litoral Oeste do CearÃ, NE-Brasil: Setor I (Aracatimirim, AracatiaÃà e MundaÃ) e Setor II (Timonha, Ubatuba, RemÃdios, Coreaà e AcaraÃ); e RegiÃo Metropolitana de Fortaleza (CearÃ, Cocà e Pacoti). Amostras foram coletadas na camada sub-superficial da coluna dâÃgua, ao longo do perÃodo chuvoso (janeiro a abril/ 2005), durante marÃs enchentes e/ou vazantes. As estaÃÃes de coleta foram distribuÃdas longitudinalmente nos estuÃrios, de modo a caracterizar suas porÃÃes superiores, intermediÃrias e inferiores. A comunidade fitoplanctÃnica esteve constituÃda por 308 tÃxons distribuÃdos em seis divisÃes taxonÃmicas: Cyanophyta (66), Euglenophyta (34), Dinophyta (23), Bacillariophyta (118), Cryptophyta (6) e Chlorophyta (56), alÃm de organismos nÃo identificados (5). A composiÃÃo nas diferentes porÃÃes dos estuÃrios foi influenciada pela variaÃÃo da salinidade, havendo geralmente maior representatividade de dinoflagelados nas porÃÃes inferiores; de euglenofÃceas, cianobactÃrias, clorofÃceas e criptofÃceas nas porÃÃes superiores; e diatomÃceas em todas as porÃÃes. As grandes Ãreas do Litoral Cearense pesquisadas foram distintas quanto à composiÃÃo e densidades fitoplanctÃnicas totais. Observou-se uma grande porcentagem de tÃxons exclusivos em cada Ãrea, demonstrando que as mesmas podem apresentar diferenÃas quanto Ãs condiÃÃes abiÃticas e biÃticas, que atuam conjuntamente selecionando as espÃcies fitoplanctÃnicas que melhor se adaptarÃo. Verificou-se um gradiente crescente para a densidade total: Costa Oeste Setor II < RegiÃo Metropolitana de Fortaleza < Costa Oeste Setor I. As espÃcies que alcanÃaram maiores abundÃncias relativas na RegiÃo Metropolitana foram Phormidium sp3 e Trichodesmium erythraeum; na costa Oeste Setor I Planktolyngbya limnetica e Pseudanabaena galeata; enquanto que no Setor II Heterocapsa sp., Pseudanabaena limnetica e Nitzschia palea. As espÃcies mais freqÃentes em todo o conjunto amostral foram Cylindrotheca closterium, Nitzschia palea, Navicula sp1 e Navicula sp4. Apesar de espÃcies com preferÃncia por ambientes eutrofizados terem alcanÃado maiores densidades em estuÃrios da Costa Oeste Setor I e RegiÃo Metropolitana de Fortaleza, as mesmas tambÃm estiveram presentes nos estuÃrios da Costa Oeste Setor II, inclusive com as maiores abundÃncias relativas, pelo menos em uma das estaÃÃes. Destaca-se dentre as espÃcies com preferÃncia por condiÃÃes eutrÃficas Euglena limnophila, Ps. limnetica, Pl. limnetica, Chroococcus cf. distans e Chroococcus cf. minimus e Nitzschia palea. Isso demonstrou que todos os estuÃrios, em menor ou maior grau, estÃo sendo submetidos a impactos de natureza antrÃpica (incremento nas concentraÃÃes de nutrientes), sendo os do Litoral Oeste Setor II os que demonstraram, por ocasiÃo das amostragens, estarem com o processo de eutrofizaÃÃo em estado menos avanÃado. As altas densidades de cianobactÃrias nos estuÃrios dos Rios AracatiaÃÃ, Aracatimirim, Cearà e CocÃ, representadas inclusive por espÃcies potencialmente produtoras de toxinas (Pl. limnetica, Cylindrospermopsis raciborskii, Anabaenopsis circularis, eitlerinema amphibium e T. erythraeum), e de dinoflagelados no Pacoti, indicam a necessidade urgente de outras pesquisas e de monitoramentos para verificar a ocorrÃncia de floraÃÃes algais nocivas e tÃxicas nestes estuÃrios. O controle da emissÃo de nutrientes por atividades antrÃpicas para os mesmos tambÃm se faz urgente. / This work is a contribution to the knowledge of phytoplankton communities and hence the trophic status of estuaries located on the West Coast of Ceara, NE-Brazil: Sector I (Aracatimirim, and AracatiaÃà MundaÃ) and Section II (Timonha, Ubatuba, Remedies, and Coreaà AcaraÃ) and the Metropolitan Region of Fortaleza (CearÃ, Coco and packages). Samples were taken in sub-surface layer of the water column throughout the rainy season (January to April / 2005) for tidal flooding and / or receding. The sampling stations were distributed along the estuaries in order to characterize their upper portions, intermediate and inferior. The phytoplankton community was composed of 308 taxa belonging to six taxonomic divisions: Cyanophyta (66), Euglenophyta (34), Dinophyta (23), Bacillariophyta (118), Crytophyta (6) and Chlorophyta (56), and unidentified bodies ( 5). The composition in different parts of the estuary was influenced by variations in salinity, there is generally more representative of dinoflagellates in the lower portions; of euglenoids, cyanobacteria, chlorophytes and cryptophytes in the upper portions, and diatoms in all portions. Large areas of coastline were surveyed Squads are different in composition and total phytoplankton densities. We observed a large percentage of exclusive species in each area, showing that they may have differences in the abiotic and biotic conditions, which act jointly selecting the phytoplankton species that best adapt. There was an increasing gradient to the total density: West Coast Sector II <Fortaleza Metropolitan Area <West Coast Sector I. The species reached higher relative abundances in the metropolitan area were Phormidium sp3 and Trichodesmium erythraeum; on the west coast Sector I Planktolyngbya limnetica and Pseudanabaena galeata, while in Section II Heterocapsa sp. Pseudanabaena limnetica and Nitzschia palea. The most frequent species in the whole sample were Cylindrotheca closterium, Nitzschia palea, Navicula Navicula sp1 and SP4. Although species with a preference for eutrophic environments have reached higher densities in estuaries on the West Coast Sector I and the Metropolitan Region of Fortaleza, they were also present in the estuaries of the West Coast Sector II, even with the highest relative abundances of at least one of stations. It stands out among the species with a preference for eutrophic conditions Euglena Limnophila, Ps. limnetica, Pl limnetica, Chroococcus cf. distans and Chroococcus cf. minimus and Nitzschia palea. This demonstrated that all the estuaries, to a lesser or greater degree, are being subjected to impacts of anthropogenic nature (increase in nutrient concentration), and the West Coast Sector II, who demonstrated, on the occasion of sampling, are in the process of less advanced state of eutrophication. The high densities of cyanobacteria in estuaries of the Rivers AracatiaÃÃ, Aracatimirim, Cearà and Coco, represented by species including potentially producing toxins (Pl limnetica, Cylindrospermopsis raciborskii, Anabaenopsis circularis, Geitlerinema Amphibium and T. erythraeum), and dinoflagellates in the package, indicate the urgent need for further research and monitoring to verify the occurrence of harmful algal blooms and toxic in these estuaries. The control of nutrient emission by human activities for them also is urgent.

O presente trabalho visa contribuir para a valorização e conservação dos cursos dágua e biodiversidade em área de Mata Atlântica no Estado do Rio de Janeiro, através da caracterização ambiental preliminar do sistema rio - estuário Córrego Andorinhas, localizado no Parque Estadual da Ilha Grande (RJ), utilizando indicadores abióticos e bióticos. As amostragens ocorreram de 20/10/11 a 22/10/11, pela manhã e tarde, em duas profundidades de três estações. O fitoplâncton e protozooplâncton foram coletados com frascos de polipropileno (500 ml), fixados com formaldeído 2% neutralizado com bórax e analisados em câmaras de sedimentação de Uthermöl. O zooplâncton foi coletado com rede de 68 &#956;m de malha, fixado com formaldeído 4% neutralizado com bórax e analisado em subamostras. Variáveis abióticas foram analisadas in situ com sondas. Os nutrientes foram coletados com garrafa de Van Dorn e frascos de polipropileno, congeladas e levadas para análise no laboratório de Geoquímica da UFF. A estação AN-01 apresentou menores valores de temperatura da água (19 C), condutividade (2,3 &#956;S/cm) e turbidez (1,1 UNT), mas com maiores valores de OD (9,6 mg/L). Maiores valores de turbidez (6,9 UNT) e pH (7,7) foram registrados na estação AN-02, enquanto a estação AN-03 apresentou maiores valores de temperatura da água (23,7 C) e condutividade (1951 &#956;S/cm). O fitoplâncton apresentou valores máximos nas estações AN-02 manhã em 22/10/11 (4,28 x 103 ind/L) e AN-03 tarde em 20/10/11(3,4 x 103 ind/L). O zooplâncton apresentou valores máximos na estação AN-03 manhã (421,2 x 103 ind/L) e tarde (45,8 x 103 ind/L). Os valores máximos registrados para protozooplâncton foram registrados nas estações AN-02 manhã em 22/10/11 (35,1 x 103 ind/L) tarde em 21/10/11 (12,6 x 103 ind/L). A partir dos dados abióticos, caracterizou-se o sistema como oligo-mesotrófico, com características distintas em seus pontos de coleta: A dominância de sarcodinos, diatomáceas e calanóides, em riqueza e densidade, demonstram o caráter estuarino, pois protozoários são indicadores de ambientes lóticos continentais, calanóides de ambientes marinhos e diatomáceas representantes de ambos os ambientes. Este estudo preliminar demonstrou a integridade ambiental do estuário, fato que reflete em sua preservação e da Mata Atlântica em seu entorno. / This paper aims to contribute to the recovery and conservation of waterways and biodiversity in the Atlantic Forest in the state of Rio de Janeiro, by characterizing preliminary environmental river system - Andorinha Stream estuary, located on the Ilha Grande State Park (RJ) using abiotic and biotic indicators. Sampling occurred from 20/10/11 to 22/10/11, morning and afternoon, at two depths of three stations: AN-01 (furthest from the mouth), AN- 02 (middle, near the CEADS) and AN-03 (region of the mouth). The phyto-and protozooplankton were collected using polypropylene jars (500 ml), fixed with 2% formaldehyde neutralized with borax and analyzed by sedimentation chambers Uthermöl. Zooplankton was collected with a network of 68 mm in mesh, fixed with 4% formaldehyde neutralized with borax and analyzed in subsamples. The temperature, dissolved oxygen (DO), conductivity, pH and turbidity were analyzed in situ with probes. The light penetration depth and location were obtained from Secchi disc. Water samples for nutrient analysis were collected with a Van Dorn bottle and polypropylene bottles, frozen and taken for analysis in the laboratory of Geochemistry UFF. The station AN-01 had lower water temperature (19 C), conductivity (2.3 &#956;S/cm) and turbidity (1.1 NTU), but with higher values of OD (9.6 mg/L). Higher values of turbidity (6.9 NTU) and pH (7.7) were recorded at the station AN- 02, while the station EBG03 had higher water temperature (23.7 C) and conductivity (1951 &#956;S/cm). Phytoplankton showed maximum values at stations EBG02 morning 22/10/11 (4.28 x 103 ind/L) and AN-03 late on 10/20/11 (3.4 x 103 ind/L). Zooplankton showed maximum values at station AN-03 am (421.2 x 103 ind/L) and late (45.8 x 103 ind/L). The maximum values recorded for protozooplankton were recorded at stations in NA-02 morning 10/22/11 (35.1 x 103 ind/L) late on 21/10/11 (12.6 x 103 ind/L). From the abiotic data, the system was characterized as oligo-mesotrophic, with different characteristics in their collection points: AN-01 semi-lotic system with little influence of intrusion; AN-02 semi-lentic saline, with small intrusion of seawater, estuarine system AN-03, more intrusion of sea water. The dominance of sarcodina, diatoms and calanoids in richness and density, show the character estuarine because protozoa are indicators of lotic continental calanoids of marine diatoms and representatives of both environments. This preliminary study showed the environmental integrity of the estuary, a fact reflected in its preservation of the Atlantic Forest and its surroundings.

O presente trabalho visa contribuir para a valorização e conservação dos cursos dágua e biodiversidade em área de Mata Atlântica no Estado do Rio de Janeiro, através da caracterização ambiental preliminar do sistema rio - estuário Córrego Andorinhas, localizado no Parque Estadual da Ilha Grande (RJ), utilizando indicadores abióticos e bióticos. As amostragens ocorreram de 20/10/11 a 22/10/11, pela manhã e tarde, em duas profundidades de três estações. O fitoplâncton e protozooplâncton foram coletados com frascos de polipropileno (500 ml), fixados com formaldeído 2% neutralizado com bórax e analisados em câmaras de sedimentação de Uthermöl. O zooplâncton foi coletado com rede de 68 &#956;m de malha, fixado com formaldeído 4% neutralizado com bórax e analisado em subamostras. Variáveis abióticas foram analisadas in situ com sondas. Os nutrientes foram coletados com garrafa de Van Dorn e frascos de polipropileno, congeladas e levadas para análise no laboratório de Geoquímica da UFF. A estação AN-01 apresentou menores valores de temperatura da água (19 C), condutividade (2,3 &#956;S/cm) e turbidez (1,1 UNT), mas com maiores valores de OD (9,6 mg/L). Maiores valores de turbidez (6,9 UNT) e pH (7,7) foram registrados na estação AN-02, enquanto a estação AN-03 apresentou maiores valores de temperatura da água (23,7 C) e condutividade (1951 &#956;S/cm). O fitoplâncton apresentou valores máximos nas estações AN-02 manhã em 22/10/11 (4,28 x 103 ind/L) e AN-03 tarde em 20/10/11(3,4 x 103 ind/L). O zooplâncton apresentou valores máximos na estação AN-03 manhã (421,2 x 103 ind/L) e tarde (45,8 x 103 ind/L). Os valores máximos registrados para protozooplâncton foram registrados nas estações AN-02 manhã em 22/10/11 (35,1 x 103 ind/L) tarde em 21/10/11 (12,6 x 103 ind/L). A partir dos dados abióticos, caracterizou-se o sistema como oligo-mesotrófico, com características distintas em seus pontos de coleta: A dominância de sarcodinos, diatomáceas e calanóides, em riqueza e densidade, demonstram o caráter estuarino, pois protozoários são indicadores de ambientes lóticos continentais, calanóides de ambientes marinhos e diatomáceas representantes de ambos os ambientes. Este estudo preliminar demonstrou a integridade ambiental do estuário, fato que reflete em sua preservação e da Mata Atlântica em seu entorno. / This paper aims to contribute to the recovery and conservation of waterways and biodiversity in the Atlantic Forest in the state of Rio de Janeiro, by characterizing preliminary environmental river system - Andorinha Stream estuary, located on the Ilha Grande State Park (RJ) using abiotic and biotic indicators. Sampling occurred from 20/10/11 to 22/10/11, morning and afternoon, at two depths of three stations: AN-01 (furthest from the mouth), AN- 02 (middle, near the CEADS) and AN-03 (region of the mouth). The phyto-and protozooplankton were collected using polypropylene jars (500 ml), fixed with 2% formaldehyde neutralized with borax and analyzed by sedimentation chambers Uthermöl. Zooplankton was collected with a network of 68 mm in mesh, fixed with 4% formaldehyde neutralized with borax and analyzed in subsamples. The temperature, dissolved oxygen (DO), conductivity, pH and turbidity were analyzed in situ with probes. The light penetration depth and location were obtained from Secchi disc. Water samples for nutrient analysis were collected with a Van Dorn bottle and polypropylene bottles, frozen and taken for analysis in the laboratory of Geochemistry UFF. The station AN-01 had lower water temperature (19 C), conductivity (2.3 &#956;S/cm) and turbidity (1.1 NTU), but with higher values of OD (9.6 mg/L). Higher values of turbidity (6.9 NTU) and pH (7.7) were recorded at the station AN- 02, while the station EBG03 had higher water temperature (23.7 C) and conductivity (1951 &#956;S/cm). Phytoplankton showed maximum values at stations EBG02 morning 22/10/11 (4.28 x 103 ind/L) and AN-03 late on 10/20/11 (3.4 x 103 ind/L). Zooplankton showed maximum values at station AN-03 am (421.2 x 103 ind/L) and late (45.8 x 103 ind/L). The maximum values recorded for protozooplankton were recorded at stations in NA-02 morning 10/22/11 (35.1 x 103 ind/L) late on 21/10/11 (12.6 x 103 ind/L). From the abiotic data, the system was characterized as oligo-mesotrophic, with different characteristics in their collection points: AN-01 semi-lotic system with little influence of intrusion; AN-02 semi-lentic saline, with small intrusion of seawater, estuarine system AN-03, more intrusion of sea water. The dominance of sarcodina, diatoms and calanoids in richness and density, show the character estuarine because protozoa are indicators of lotic continental calanoids of marine diatoms and representatives of both environments. This preliminary study showed the environmental integrity of the estuary, a fact reflected in its preservation of the Atlantic Forest and its surroundings.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-04-13T12:48:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Daniele Maciel, 2015.pdf: 8269323 bytes, checksum: 502a5b895730f3f0f1d5a51d67510dac (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-13T12:48:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Daniele Maciel, 2015.pdf: 8269323 bytes, checksum: 502a5b895730f3f0f1d5a51d67510dac (MD5) Previous issue date: 30-09-30 / CAPEs / O sistema Estuarino do Rio Capibaribe (SERC) está localizado na região metropolitana do Recife e trata-se de uma área muito importante do ponto de vista socioeconômico. Apesar disto, recebe intensa carga de efluentes domésticos e industriais, na sua maioria sem tratamento. Vários processos físicos e químicos regem o destino destes contaminantes, incluindo a tendência dos mesmos serem adsorvidos ao material particulado. O regime de circulação do SERC favorece a retenção deste material e, por consequência, os contaminantes acabam se depositando nos sedimentos. O objetivo deste trabalho foi investigar, pela primeira vez, a saúde ambiental do SERC, considerando aspectos químicos e biológicos. Primeiramente, investigou-se a contaminação de sedimentos por Hidrocarbonetos (HCs) e Organoestânicos (OTs), em 9 estações distribuídas dentro do estuário. Também foram analisados HCs em mais 5 pontos da plataforma adjacente ao SERC, com o intuito de se investigar o potencial de transferência de contaminantes do estuário para a área costeira. Os compostos foram determinados através de cromatografia em fase gasosa associada a um detector de ionização de chama (para hidrocarbonetos alifáticos - HAs) e a um detector de espectrometria de massas (para hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) e OTs). As concentrações dos alifáticos totais no estuário variaram entre 7,5 μg g-1 e 190,3 μg g-1. A Mistura Complexa Não Resolvida esteve presente em grande parte das amostras indicando a contaminação dos sedimentos do estuário por óleo. A concentração de HPAs variou desde abaixo do limite de detecção a 497,6 ng g-1, com predominância de fontes pirolíticas, mas, em alguns pontos do estuário, há indicações de contribuição petrogênica, sugerindo uma mistura de fontes. Observou-se uma diminuição na concentração dos HCs em direção a foz do estuário. As concentrações de OTs variaram entre 13,97 e 541,69 ng Sn g-1, e os resultados indicam aporte recente destes contaminantes no ambiente, mesmo após obanimento de seu uso como agente anti-incrustante. A partir da constatação da contaminação dos sedimentos, cinco dos locais mais contaminados e próximos a potenciais fontes de contaminação foram novamente amostrados. O objetivo foi avaliar a qualidade dos sedimentos do estuário através da abordagem clássica ―Tríade da Qualidade de Sedimento‖ (TQS) e o uso de análises multivariadas. Foram investigadas a contaminação por HAs e HPAs, compostos organoclorados (OCs) e metais pesados. Testes ecotoxicológicos e análise da estrutura da comunidade bentônica também foram realizados. Para determinação dos compostos orgânicos foi usada a mesma metodologia descrita anteriormente e, para determinação dos metais, a técnica de ICP-MS. Todas as estações apresentaram contaminação por HCs, OCs e metais pesados, sendo as maiores concentrações na porção superior do estuário e na área portuária. Em alguns casos, alguns compostos excederam os limites de segurança estabelecidos por agências reguladoras internacionais, podendo causar efeitos nocivos à biota. As estações localizadas em frente ao Porto do Recife e na parte mais interna do estuário apresentaram toxicidade para o copépodo Tisbe biminiensis e, ainda, na porção mais interna do estuário foram registrados os menores valores de abundância e diversidade de organismos. Os resultados das análises integradas indicaram a presença de um gradiente de diminuição da degradação, do interior do estuário à sua desembocadura. A TQS mostrou-se eficaz para avaliar a qualidade e saúde ambiental da região e pode ser usada em programas de monitoramento de outras regiões estuarinas. / The Capibaribe Estuarine System (CES) is located in the metropolitan region of Recife and, besides its important socio-economic role, it receives high load of domestic and industrial effluents, mostly untreated. Several physical and chemical processes govern the fate of these contaminants, but the hydrophobics tend to be adsorbed to the particulate material. The CES hydrodynamics favors the retention and deposition of this material and, consequently, the contaminants as well. The objective of this study was to investigate, for the first time, the environmental health of CES, considering chemical and biological aspects. Firstly, the sediment contamination by Hydrocarbons (HCs) and Organotins (OTs) was investigated in 9 stations distributed along the estuary. HCs were also analyzed in five stations on the adjacent shelf, in order to investigate the potential transfer of contaminants from estuary to the coastal area. The compounds were analyzed by gas chromatography coupled to a flame ionization detector (aliphatic hydrocarbons - HAs) and a mass spectrometric detector (polycyclic aromatic hydrocarbons - PAHs, and OTs). Concentrations of total aliphatic in the estuary ranged from 7.5 μg g-1 to 190.3 μg g-1. The Unresolved Complex Mixture was registered in most samples indicating the contamination of sediments by oil. PAHs concentrations ranged from <limit of detection to 497.6 ng g-1. Pyrolytic compounds predominated in most sites but, in some portions of the estuary, the dominance of petrogenic suggests a mixture of sources. There was a decrease in the HCs concentration from upper to lower estuary. OTs concentrations ranged between 13.97 and 541.69 ng Sn g-1, and the results indicated recent input of this contaminant in the environment, even after its banishment as antifouling agent. Based on the sediments contamination and proximity of potential sources, five stations were again sampled. The objective was to evaluate the quality of the sediments through the classical approach "Sediment Quality Triad" (SQT) and multivariate analyzes. The contamination by PAHs, HAs, organochlorine (OC) and heavy metals were investigated. The OCs were analyzed using the same methodology described above, and for metals, the ICP-MS technique was used. Ecotoxicological bioassays and analysis of benthic community structure were also performed. All stations are contaminated by HCs, OC and heavy metals, and the highest concentrations were recorded in the upper portion of the estuary and in the port area. Some compounds exceeded the safe limits established by international regulatory agencies in a few samples, and they may be harmful to biota. The stations located in front of the Port of Recife and in the inner part of the estuary showed toxicity to the copepod Tisbe biminiensis. In addition, the inner portion had the lowest abundance and diversity of organisms. Integrated analyses indicated a decreasing gradient of degradation, from most inner part of the estuary to river mouth. The SQT was effective to assess the quality and environmental health and should be used in monitoring programs of other estuarine areas.

O modelo numérico Delft3D-Flow foi utilizado nos estudos da distribuição e variabilidade de propriedades termohalinas, e da circulação tridimensional do sistema estuarino dos rios Caravelas e Peruípe-SERCP. Os resultados do modelo foram validados quantitativamente usando dados experimentais de marés de quadratura e de sizígia de correntes e salinidades em quatro estações fixas (duas em cada um dos estuários de Caravelas e Nova Viçosa). No processamento foram aplicadas inicialmente condições iniciais homogêneas da salinidade, densidade e dos coeficientes cinemáticos de viscosidade e difusividade vertical, e após quatro semanas de simulação foram extraídos resultados de diferentes condições. Esses resultados foram utilizados como condições iniciais mais realistas, tendo o campo espacial variado das propriedades termohalinas, e dos parâmetros físicos. Essas novas condições iniciais permitiram pular o tempo transiente otimizando assim as simulações subsequentes. A validação das simulações foi feita com base nas medições da campanha de verão, por causa do atraso do período chuvoso a vazão do rio Peruípe foi bem representativa para condições de inverno e, portanto, seria redundante usar as forçantes dos rios com valores tão próximos na validação, além da necessidade da demanda de um tempo muito maior nas analise comparativas dos resultados. Durante o verão (janeiro de 2008), os dados de vazão do rio Peruípe obtidos na Agência Nacional de Águas (ANA) levaram a estimativa da descarga fluvial de ~ 20 m3.s-1, com a extrapolação de ~ 4 m3.s-1 para vazão conjunta dos dois principais afluentes do canal estuarino do rio Caravelas (rios Cúpido e Jaburuna). As oscilações da maré foram simuladas satisfatoriamente para as quatro estações de controle utilizadas na validação, com valores médios do parâmetro Skill superiores a 0,97. As amplitudes da maré calculadas numericamente foram de aproximadamente 1,3 m e 2,5 m na quadratura e sizígia, respectivamente. Os resultados numéricos das simulações das velocidades foram melhores em condições de sizígia com valores médios do parâmetro Skill entre 0,77 e 0,93, enquanto que na quadratura esse parâmetro variou entre 0,38 a 0,65. Para a estrutura de salinidade durante as condições de maré de sizígia, melhores resultados no SERCP do skill e, portanto abrangendo as quatro estações de controle, foram confirmados pelos parâmetros Skill médios superiores a 0,83. Na maré de quadratura os correspondentes valores médios também foram relativamente altos, variando entre 0,73-0,85. Entretanto, houve dificuldades em simular adequadamente a alta estratificação (vertical e longitudinal) do estuário de Nova Vicosa, podendo-se atribuir esse fato à maior vazão do rio Peruípe, que é muito maior do que a do rio de Caravelas. Com os resultados da estrutura de salinidade a intrusão da massa de Água Tropical (AT) foi adequadamente representada nos quilômetros iniciais do canal estuarino do rio Caravelas, e na parte interna da desembocadura na região de Nova Viçosa. Movimentos bidirecionais foram observados nos resultados das simulações na preamar e baixamar, na região de desembocadura dos estuários da Caravelas e Nova Viçosa, movimentos estes forçados pela componente baroclínica da força de gradiente de pressão. Vale ressaltar que o efeito baroclínico ficou mais visível nos instantes da baixamar. Na preamar para a maior parte destas duas regiões verificou-se apenas um pequeno desvio no sentido das correntes entre superfície (Z = -0,1) e fundo (Z = -0,9) e em geral inferior a 30 graus. Usando os traçadores lagrangeanos virtuais lançados ao longo dos canais estuarinos das entradas norte (Caravelas) e sul (Nova Viçosa) do SERCP foi obtido como resultado um tempo de residência relativamente pequeno e comparável ao estuário tropical do rio Curimataú. No trecho analisado no canal estuarino do rio Caravelas, a ~ 3 km e ~ 12 km distantes da Boca do Tomba o tempo de residência médio foi ~ 4,2 dias e ~10,3 dias, respectivamente. Já no estuário de Nova Viçosa, ou canal estuarino do rio Peruípe, apenas o trecho inicial de 5 km foi considerado para o lançamento dos traçadores, e os tempos de residência de ~ 1,5 dias e 2,5 dias foram estimados para as posições de ~2,5 km e 5,0 km distantes da desembocadura. O modelo analítico proposto e usado no cálculo de tempo de residência teve resultados comparáveis aos obtidos pelas simulações pelo método lagrangeano do Delft-3D Flow. Diferentemente, o modelo LOICZ apresentou valores bem diferentes do tempo de residência para os seis estuários analisados (Caravelas, Nova Viçosa, Curimataú, Hudson, Conwy and Mersey), em geral bem inferiores aos do modelo proposto, indicando assim uma possível estimativa maior do fluxo difusivo na formulação do modelo LOICZ. / The numerical model Delft-Flow was used to study the spatial distribution and variability of the termohaline properties, and the tridimensional circulation in the estuarine system of the rivers Caravelas and Peruípe. The model results were validated quantitatively using field data of tidal oscilation and currents, and salinity measurements during neap and spring tides at four mooring stations, two in each estuary. In the data processing homogeneous conditions were used initially for the fields of salinity, density and the vertical kinematic coeficients of viscosity and diffusivity, then after four weeks of running simulation those fields were saved with spatially varied conditions. Those results were used for a more realistic initial condition, thus having a varied field of the termohaline properties, and of the physical parameters. The new initial conditions allowed avoiding the transient time and thus optimizing the following simulations. The model evaluation was done based on measurements undertaken during the summer season, because of the delay in the raining season, the Peruípe river discharge was low and more representative of dry season condition, for those reasons we just used the measurement taken in the January 2008. In the summer the measurements of the Peruíbe river discharge taken from the Agência Nacional de Águas (ANA), and the river flow of was estimated at ~ 20 m3.s-1, with the extrapolation of ~ 4 m3.s-1 for the unified flow from the rivers Cúpido and Jaburuna, with contribute to the flow in the Caravelas estuary. Tidal oscillation at neap and spring tides were well simulated for the 4 controling sites used to the validation, and with the mean skill values over 0.97. The tidal amplitudes were numerical calculated and nearly between 1.3 and 2.5 meters at neap and spring tides, respectively. The numerical results of the velocities were better simulated in spring tides with the mean skill values in the range of 0.77 and 0.93, while at neap tides this parameter varied between 0.38 and 0.65. For the salinity structure at spring tides good results in the estuarine system were achieved, hence comprising all the controling station for validation, with all mean skill values over 0.83. At neap tides the corresponding mean skill values were relatively high, varing in the range of 0.73-0.85. In addition, there were difficulties in simulation adequately the highly vertical and longitudinal stratification of the Nova Vicosa estuary. That was caused by the stronger river inflow of the Peruípe River, which is much higher than the inflow by Caravelas River. The intrusion of the Tropical Water mass (TW) was properly simulated given the right distribution of the salinity along the first quilometers of the estuarine channel of Caravelas, and the internal part of the Nova Viçosa estuarine mouth. Bidirectional movements were observed from the model outputs at the high and low tides, at the region near the mouth of both, Caravelas and Nova Viçosa estuary. Those moviments are forced by the baroclinic component of the pressure gradient. Is worth to mention the the baroclinic effect was better observed at the low tides of these regions. At high tide most of areas showed only a small change in the current direction between surface (Z = -0.1) and bottom (Z = -0.9) and usually smaller than 30 degrees. The virtual lagrangian drifters released along the estuarine channels of Caravelas (north) and Nova Viçosa (south) have shown a residence time relatively short, and comparable to the Curimataú tropical estuary. In the released location between 3 and 12 km of distance from the Caravelas mouth, the residence time was in the range of 4.2 and 10.3 days. Differently, at the Nova Viçosa estuary, only the first 5 km were studied and the residence time of 1.5 and 2.5 days was estimated for the respectives positions of 2.5 and 5.0 km away from the mouth. The analytical model proposed and used to calculate the residence time leaded to results comparable to the results from the numerical simulation using the Lagrangian method of the Delft-3D Flow. Differently, the LOICZ model has shown results really different of the residence time for all the six estuaries (Caravelas, Nova Viçosa, Curimataú, Hudson, Conwy and Mersey), and in general much smaller then the results from the proposed formula, thus indicating a possible overestimation of the diffusive flux assumed in the LOICZ formulation.

O modelo numérico Delft3D-Flow foi utilizado nos estudos da distribuição e variabilidade de propriedades termohalinas, e da circulação tridimensional do sistema estuarino dos rios Caravelas e Peruípe-SERCP. Os resultados do modelo foram validados quantitativamente usando dados experimentais de marés de quadratura e de sizígia de correntes e salinidades em quatro estações fixas (duas em cada um dos estuários de Caravelas e Nova Viçosa). No processamento foram aplicadas inicialmente condições iniciais homogêneas da salinidade, densidade e dos coeficientes cinemáticos de viscosidade e difusividade vertical, e após quatro semanas de simulação foram extraídos resultados de diferentes condições. Esses resultados foram utilizados como condições iniciais mais realistas, tendo o campo espacial variado das propriedades termohalinas, e dos parâmetros físicos. Essas novas condições iniciais permitiram pular o tempo transiente otimizando assim as simulações subsequentes. A validação das simulações foi feita com base nas medições da campanha de verão, por causa do atraso do período chuvoso a vazão do rio Peruípe foi bem representativa para condições de inverno e, portanto, seria redundante usar as forçantes dos rios com valores tão próximos na validação, além da necessidade da demanda de um tempo muito maior nas analise comparativas dos resultados. Durante o verão (janeiro de 2008), os dados de vazão do rio Peruípe obtidos na Agência Nacional de Águas (ANA) levaram a estimativa da descarga fluvial de ~ 20 m3.s-1, com a extrapolação de ~ 4 m3.s-1 para vazão conjunta dos dois principais afluentes do canal estuarino do rio Caravelas (rios Cúpido e Jaburuna). As oscilações da maré foram simuladas satisfatoriamente para as quatro estações de controle utilizadas na validação, com valores médios do parâmetro Skill superiores a 0,97. As amplitudes da maré calculadas numericamente foram de aproximadamente 1,3 m e 2,5 m na quadratura e sizígia, respectivamente. Os resultados numéricos das simulações das velocidades foram melhores em condições de sizígia com valores médios do parâmetro Skill entre 0,77 e 0,93, enquanto que na quadratura esse parâmetro variou entre 0,38 a 0,65. Para a estrutura de salinidade durante as condições de maré de sizígia, melhores resultados no SERCP do skill e, portanto abrangendo as quatro estações de controle, foram confirmados pelos parâmetros Skill médios superiores a 0,83. Na maré de quadratura os correspondentes valores médios também foram relativamente altos, variando entre 0,73-0,85. Entretanto, houve dificuldades em simular adequadamente a alta estratificação (vertical e longitudinal) do estuário de Nova Vicosa, podendo-se atribuir esse fato à maior vazão do rio Peruípe, que é muito maior do que a do rio de Caravelas. Com os resultados da estrutura de salinidade a intrusão da massa de Água Tropical (AT) foi adequadamente representada nos quilômetros iniciais do canal estuarino do rio Caravelas, e na parte interna da desembocadura na região de Nova Viçosa. Movimentos bidirecionais foram observados nos resultados das simulações na preamar e baixamar, na região de desembocadura dos estuários da Caravelas e Nova Viçosa, movimentos estes forçados pela componente baroclínica da força de gradiente de pressão. Vale ressaltar que o efeito baroclínico ficou mais visível nos instantes da baixamar. Na preamar para a maior parte destas duas regiões verificou-se apenas um pequeno desvio no sentido das correntes entre superfície (Z = -0,1) e fundo (Z = -0,9) e em geral inferior a 30 graus. Usando os traçadores lagrangeanos virtuais lançados ao longo dos canais estuarinos das entradas norte (Caravelas) e sul (Nova Viçosa) do SERCP foi obtido como resultado um tempo de residência relativamente pequeno e comparável ao estuário tropical do rio Curimataú. No trecho analisado no canal estuarino do rio Caravelas, a ~ 3 km e ~ 12 km distantes da Boca do Tomba o tempo de residência médio foi ~ 4,2 dias e ~10,3 dias, respectivamente. Já no estuário de Nova Viçosa, ou canal estuarino do rio Peruípe, apenas o trecho inicial de 5 km foi considerado para o lançamento dos traçadores, e os tempos de residência de ~ 1,5 dias e 2,5 dias foram estimados para as posições de ~2,5 km e 5,0 km distantes da desembocadura. O modelo analítico proposto e usado no cálculo de tempo de residência teve resultados comparáveis aos obtidos pelas simulações pelo método lagrangeano do Delft-3D Flow. Diferentemente, o modelo LOICZ apresentou valores bem diferentes do tempo de residência para os seis estuários analisados (Caravelas, Nova Viçosa, Curimataú, Hudson, Conwy and Mersey), em geral bem inferiores aos do modelo proposto, indicando assim uma possível estimativa maior do fluxo difusivo na formulação do modelo LOICZ. / The numerical model Delft-Flow was used to study the spatial distribution and variability of the termohaline properties, and the tridimensional circulation in the estuarine system of the rivers Caravelas and Peruípe. The model results were validated quantitatively using field data of tidal oscilation and currents, and salinity measurements during neap and spring tides at four mooring stations, two in each estuary. In the data processing homogeneous conditions were used initially for the fields of salinity, density and the vertical kinematic coeficients of viscosity and diffusivity, then after four weeks of running simulation those fields were saved with spatially varied conditions. Those results were used for a more realistic initial condition, thus having a varied field of the termohaline properties, and of the physical parameters. The new initial conditions allowed avoiding the transient time and thus optimizing the following simulations. The model evaluation was done based on measurements undertaken during the summer season, because of the delay in the raining season, the Peruípe river discharge was low and more representative of dry season condition, for those reasons we just used the measurement taken in the January 2008. In the summer the measurements of the Peruíbe river discharge taken from the Agência Nacional de Águas (ANA), and the river flow of was estimated at ~ 20 m3.s-1, with the extrapolation of ~ 4 m3.s-1 for the unified flow from the rivers Cúpido and Jaburuna, with contribute to the flow in the Caravelas estuary. Tidal oscillation at neap and spring tides were well simulated for the 4 controling sites used to the validation, and with the mean skill values over 0.97. The tidal amplitudes were numerical calculated and nearly between 1.3 and 2.5 meters at neap and spring tides, respectively. The numerical results of the velocities were better simulated in spring tides with the mean skill values in the range of 0.77 and 0.93, while at neap tides this parameter varied between 0.38 and 0.65. For the salinity structure at spring tides good results in the estuarine system were achieved, hence comprising all the controling station for validation, with all mean skill values over 0.83. At neap tides the corresponding mean skill values were relatively high, varing in the range of 0.73-0.85. In addition, there were difficulties in simulation adequately the highly vertical and longitudinal stratification of the Nova Vicosa estuary. That was caused by the stronger river inflow of the Peruípe River, which is much higher than the inflow by Caravelas River. The intrusion of the Tropical Water mass (TW) was properly simulated given the right distribution of the salinity along the first quilometers of the estuarine channel of Caravelas, and the internal part of the Nova Viçosa estuarine mouth. Bidirectional movements were observed from the model outputs at the high and low tides, at the region near the mouth of both, Caravelas and Nova Viçosa estuary. Those moviments are forced by the baroclinic component of the pressure gradient. Is worth to mention the the baroclinic effect was better observed at the low tides of these regions. At high tide most of areas showed only a small change in the current direction between surface (Z = -0.1) and bottom (Z = -0.9) and usually smaller than 30 degrees. The virtual lagrangian drifters released along the estuarine channels of Caravelas (north) and Nova Viçosa (south) have shown a residence time relatively short, and comparable to the Curimataú tropical estuary. In the released location between 3 and 12 km of distance from the Caravelas mouth, the residence time was in the range of 4.2 and 10.3 days. Differently, at the Nova Viçosa estuary, only the first 5 km were studied and the residence time of 1.5 and 2.5 days was estimated for the respectives positions of 2.5 and 5.0 km away from the mouth. The analytical model proposed and used to calculate the residence time leaded to results comparable to the results from the numerical simulation using the Lagrangian method of the Delft-3D Flow. Differently, the LOICZ model has shown results really different of the residence time for all the six estuaries (Caravelas, Nova Viçosa, Curimataú, Hudson, Conwy and Mersey), and in general much smaller then the results from the proposed formula, thus indicating a possible overestimation of the diffusive flux assumed in the LOICZ formulation.