IO - Instituto de Oceanografia
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Resultados da Pesquisa
- ItemAvaliação da Turbidez e do Material Particulado em Suspensão na Lagoa dos Patos por Sensoriamento Remoto(2024) Simão, Rafael Avila; Fernandes, Elisa Helena Leão; Salama, SuhybO material particulado em suspensão (MPS) e a turbidez são duas variáveis importantes em ambientes costeiros, dado o seu papel na dinâmica biogeoquímica desses ambientes. Devido às alterações que causam na cor da água, essas variáveis podem ser estudadas por sensoriamento remoto. Destaca-se, porém, que inexiste uma metodologia (correção atmosférica e algoritmo) com desempenho superior às demais em todas as regiões. Assim, torna-se fundamental avaliar as estimativas em cada caso. O presente estudo teve como objetivo trazer recomendações para o sensoriamento remoto da turbidez e do MPS na Lagoa dos Patos (RS, Brasil). Estudos anteriores na área de estudo apontaram que a região possivelmente apresenta características ópticas distintas ao longo de sua extensão. Aqui, foram utilizadas imagens de três satélites (Sentinel-3, Sentinel-2 e Landsat-8) e comparadas diferentes correções atmosféricas (ACOLITE e POLYMER), algoritmos de turbidez e MPS (empíricos ou semi-analíticos; de banda única ou multibanda) e bandas (vermelho ou infravermelho próximo). As estimativas utilizando algoritmos estabelecidos na literatura, porém, apresentaram elevado viés, levando à necessidade de recalibração regional desses algoritmos. Isso foi realizado utilizando dados de campo de turbidez e MPS, aplicados a um método de ajuste de modelos geofísicos (GeoCalVal). As estimativas originais e recalibradas foram, então, classificadas com base em uma nova métrica (goodness of fit — GoF), que agrupa de forma objetiva diversos parâmetros estatísticos (correlação, acurácia, viés e comparação dos resíduos). Com base nessa métrica, recomenda-se a utilização da seguinte combinação para estimativas de turbidez na área de estudo: correção atmosférica do POLYMER, algoritmo de banda única, banda do infravermelho próximo e coeficientes originais. Para o MPS, a seguinte combinação é recomendada: correção atmosférica do ACOLITE, algoritmo de banda única, banda do infravermelho próximo e coeficientes recalibrados. Como recomendações para futuros trabalhos, tem-se a utilização de dados radiométricos de campo, aplicação de modelos de transferência radiativa e construção de séries temporais multissensores.
- ItemVariabilidade de curto, médio e longo prazo das associações de macroinvertebrados bentônicos em uma enseada estuarina da Lagoa dos Patos, RS - Brasil(2011) Colling, Leonir Andre; Bemvenuti, Carlos EmílioA identificação de escalas de variabilidade temporal em comunidades faunísticas é um pré-requisito para a compreensão de fatores e processos que caracterizam os ecossistemas. A compreensão dessas variações torna-se uma ferramenta indispensável na interpretação de como as entidades ecológicas podem integrar, durante períodos subsequentes, as contínuas influências dos parâmetros ambientais. O objetivo desse trabalho é avaliar a variabilidade temporal de curto (dias), médio (meses, sazões) e longo prazo (anos) das associações de macroinvertebrados bentônicos em uma enseada estuarina da Lagoa dos Patos (RS - Brasil) e a possível influência dos parâmetros ambientais da coluna de água e do substrato em cada escala de tempo. Para as avaliações de curto prazo (primeiro capítulo) foram coletadas 12 amostras da macrofauna bentônica em intervalos de quatro a sete dias durante um mês de cada estação entre o outono de 2007 e o verão de 2008, além de amostras sedimentares para análises granulométricas e de deposição, medidas de topografia e leituras diárias da direção e intensidade dos ventos, salinidade, temperatura e profundidade da coluna de água. O estudo de médio prazo (segundo capítulo) foi desenvolvido em duas etapas: (a) durante a primeira etapa foram coletadas 18 amostras biológicas mensais entre outubro de 2002 e setembro de 2004, 12 amostras mensais para determinação de granulometria e percentual de matéria orgânica do substrato, leituras quinzenais da topografia e experimentos de deposição de sedimentos finos, e avaliadas leituras diárias de vazão, salinidade, profundidade da coluna de água e temperatura; (b) durante a segunda etapa foram coletadas 12 amostras biológicas mensais durante o período de fevereiro 2007 a fevereiro 2008, 12 amostras para granulometria e matéria orgânica, e avaliadas leituras diárias de salinidade, temperatura e profundidade da coluna de água. Para a abordagem desse capítulo também foram desenvolvidos experimentos de sobrevivência, em laboratório, do tanaidáceo Kalliapseudes schubarti sob diferentes tratamentos de salinidade (0, 2, 6, 15 e 30). Para a avaliação da variabilidade temporal de longo prazo (terceiro capítulo) foram desenvolvidas amostragens biológicas semestrais, compostas por 12 amostras de Inverno e 12 de Verão, entre o período do Inverno 1996 ao Verão 2008. Para o mesmo período foram avaliados dados diários de temperatura, salinidade, profundidade da coluna de água e vazão; e a presença de macrófitas durante as amostragens. A avaliação de curto prazo mostrou a ocorrência de processos de dinâmica do substrato, quantificados através das variações topográficas e deposição de sedimentos e provavelmente influenciados pela hidrodinâmica da região rasa estudada causada pelos regimes de ventos. Nessa escala temporal a macrofauna total não apresentou modificações temporais significativas em composição e densidade como resposta à dinâmica sedimentar. Durante alguns períodos foram identificadas variações de densidades dos organismos epifaunais Heleobia australis, Kupellonura sp. e Sphaeromopsis mourei, assim como do bivalvo subsuperficial Erodona mactroides, sendo essas variações não claramente relacionadas às características do substrato. Os resultados mostram que as espécies aparentemente utilizam sua capacidade de resistência e resiliência durante e após perturbações, sendo também importante o tipo de relação com o substrato (espécies infaunais ou epifaunais). Na avaliação da variabilidade de médio prazo, durante o período de 2002-2004 foram identificadas diferenças nos parâmetros da coluna de água, do substrato, em composição e abundância do macrozoobentos entre ENSO - El Niño Southern Oscillation - e pós-El Niño, principalmente em relação aos recrutamentos tardios dos principais componentes da macrofauna. De forma destacada os recrutamentos do bivalve E. mactroides foram associados às menores vazões após a influência do fenômeno. Os resultados de longo prazo evidenciaram a influência do ENSO - El Niño (fenômenos 1997-98 e 2002-03) e a presença de fundos de macrófitas submersas (Ruppia maritima e Ulva sp.) como os principais fatores estruturadores na dinâmica temporal do macrozoobentos. O desenvolvimento de estratégias amostrais de dias (curto prazo), mensais (médio prazo) e semestrais (longo prazo) apresentou-se adequado para a avaliação dos parâmetros ambientais relevantes em cada escala assim como para a variabilidade temporal do macrozoobentos de enseadas rasas na região estuarina da Lagoa dos Patos.
- ItemA corvina Micropogonias furnieri (Desmarest, 1823) como biomonitora da contaminação aquática por metais e de efeitos biológicos destes poluentes no estuário da Lagoa dos Patos (RS)(2008) Chaves, Isabel Soares; Bianchini, Adalto; Martínes, Pablo EliasEsta tese teve como objetivo avaliar a resposta da corvina Micropogonias furniericoletada em diferentes áreas do estuário da Lagoa dos Patos (Rio Grande, RS) à exposição de metais através da medida da concentração tecidual (fígado e brânquias) de metais (Cu, Cd, Zn e Pb), bem como da análise de biomarcadores bioquímicos (proteínas semelhantes à metalotioneínas - PSMT, e peroxidação de lipídios - LPO no fígado e nas brânquias; genéticos (dano de DNA em hemáceas) e imunológicos (fagocitose e explosão respiratória em leucócitos). Para todos os parâmetros analisados, não foram observadas diferenças significativas entre os diferentes pontos de coleta e o sexo dos animais. Também não foram observadas correlações significativas entre os parâmetros analisados e a biometria (comprimento total) das corvinas. Porém, foram observadas diferenças sazonais significativas nas concentrações teciduais de metais e em todos os biomarcadores avaliados. A concentração dos metais foi geralmente maior no inverno e na primavera. A concentração de PSMT hepática foi maior nas estações mais frias, enquanto branquial foi maior nas estações mais quentes. No fígado, o conteúdo de LPO foi maior no inverno e na primavera, enquanto que nas brânquias o maior conteúdo de LPO ocorreu no outono e inverno. A freqüência de células micronucleadas foi maior na primavera. Tanto a atividade fagocitária quanto a explosão respiratória apresentaram seus valores mais baixos no outono e no inverno. Foram observadas correlações negativas significativas apenas entre a concentração de metais analisados nos tecidos e os biomarcadores imunológicos. As variações sazonais observadas nos outros biomarcadores não podem ser diretamente explicadas pela variação sazonal do acúmulo de metais nos tecidos, sugerindo que poluentes não analisados neste estudo podem estar envolvidos nas variações sazonais observadas nos 8 biomarcadores bioquímicos e genéticos. Finalmente, recomendamos o uso de juvenis de corvina M. furnieri como potencial bioindicador de poluição por metais traço para futuros programas de biomonitoramento no estuário da Lagoa dos Patos.
- ItemDistribuição Geoquímica do mercúrio nos sedimentos do estuário da Lagoa dos Patos(2020) Quintana, Guilherme Castro da Rosa; Mirlean, NicolaiO estuário da Lagoa dos Patos está sujeito a um regime hidrológico irregular e recebe efluentes contaminados com mercúrio (Hg) da cidade de Rio Grande, localizada na zona intertidal direita. A cobertura do solo de Rio Grande está severamente contaminada por Hg (até 27 mg kg-1 ) até o nível do lençol freático. A concentração de mercúrio dissolvido nas águas subterrâneas foi 13 vezes maior do que a encontrada no ponto controle. Apesar da identificação das fontes de Hg orinudas de Rio Grande para o estuário (cobertura do solo e águas subterrâneas), não havia evidências claras da antiguidade da contaminação por Hg em Rio Grande. Uma avaliação conjunta da distribuição de traçadores geoquímicos (mercúrio, chumbo, cobre e urânio) nos sedimentos de uma enseada rasa perto de Rio Grande e a consulta a documentos históricos nos permitiram descobrir que a contaminação por Hg começou no período colonial no sul do Brasil (século dezoito). A distribuição de mercúrio em sedimentos de áreas rasas ao longo do gradiente de salinidade no estuário é controlada pelo teor de grãos finos e provavelmente pela formação de sulfetos metálicos. A imobilização de Hg em sedimentos provavelmente ocorre através da ligação ao revestimento de matéria orgânica em partículas de sedimentos de granulometria fina, bem como pela incorporação e/ou co-precipitação com sulfeto de ferro. A distribuição de mercúrio em sedimentos de marismas é principalmente controlada pelo conteúdo de sedimentos de granulometria fina. A adsorção/incorporação de mercúrio em sulfetos de ferro provavelmente é um processo de menor importância em sedimentos de marismas devido à bioturbação causada principalmente por plantas e caranguejos.
- ItemDistribuição de sulfetos em sedimentos do estuário da Lagoa dos Patos(2018) Bem, André Luiz de; Mirlean, NicolaiOs processos diagenéticos recentes associados a sulfato-redução são de grande importânciapara a química de sedimentos costeiros e estuarinos. No estuário da Lagoa dos Patos, noentanto, até agora não haviam sido efetuados estudos sobre distribuição vertical de sulfetos nossedimentos. Este trabalho teve como objetivo estudar a distribuição vertical de diferentes formasde sulfetos (Free-S2-, AVS e CRS), bem como outros parâmetros geoquímicos, em testemunhossedimentares (0-40cm), buscando investigar como estes produtos e subprodutos da sulfatoreduçãovariam temporalmente e localmente na região. Para tanto, em termos de variaçãotemporal, foi efetuada uma investigação geoquímica comparativa entre condições hidrológicasdistintas (período de água doce e período de água salgada) em dois sítios de naturezacontrastante (marisma (M2) e zona não vegetada (Z2)). Para investigação acerca de variaçõeslocais, foram analisados testemunhos coletados em zonas sem vegetação (Z1, Z2 e Z3) ao longodo gradiente estuarino. A investigação sobre variação temporal demonstrou que houveramcondições mais redutoras durante período de água doce em ambos os sítios (M2 e Z2). Isto serefletiu em um maior teor médio de enxofre reduzido em ambos os testemunhos neste período(água doce), com um grande acúmulo de AVS (>100 mg kg-1) sendo observado nos primeiroscentímetros da pilha sedimentar. No período de água salgada, condições mais oxidantes passama prevalecer nas camadas superficiais, o que diminui significativamente as concentrações dossulfetos metaestáveis. Em camadas mais profundas dos testemunhos, a variação temporal dosparâmetros tendeu a ser influenciada por fatores inerentes a cada sítio amostral. Intensosprocessos de bioturbação presentes em M2, muito provavelmente, exercem um controle de igualimportância sobre a formação e distribuição de sulfetos àquele exercido pelas variações doregime hidrológico local. Na zona sem vegetação (Z2), não foram observadas variaçõestemporais significativas para a distribuição de sulfetos abaixo de 10cm de profundidade, o queindicou que a influência exercida pelas variações hidroquímicas entre os dois períodos é de maiorimportância apenas sobre processos geoquímicos ocorrendo próximos a interface águasedimento.Localmente, foi possível observar que a zonação vertical da sulfato-redução e o teore a distribuição de sulfetos ao longo do gradiente estuarino foram controlados pela granulometriae pelo teor de carbono orgânico nos sedimentos. As profundidades onde há aumento dos teoresda fração fina coincidem com aquelas onde há aumento dos teores de C-org. Isto visivelmentese refletiu na distribuição dos sulfetos, principalmente Free-S2- e CRS. No geral, nossosresultados demonstraram que sulfetos são componentes abundantes, localmente heterogêneose temporalmente variáveis nos sedimentos do estuário da Lagoa dos Patos, e sugerem que asulfato-redução, ainda pouco compreendida neste estuário, é um processo de grandeimportância na geoquímica dos sedimentos da região.Palavras-Chave: Sulfetos, Sedimentos, Estuário, Marisma, Variação, Distribuição.
- ItemQualidade química das águas de margem e do Canal do Rio Grande, no sul do estuário da Lagoa dos Patos (RS)(2015) Marreto, Rafaela Neves; Wallner-Kersanach, MônicaOs aportes antropogênicos de origem urbana, portuária, naval e industrial provenientes da cidade do Rio Grande, situada às margens do estuário da Lagoa dos Patos (RS), podem alterar a qualidade das águas estuarinas. Foram avaliadas de forma espacial e temporal, as variações dos parâmetros físico-químicos, das concentrações totais de cobre (Cu), ferro (Fe) e zinco (Zn), dos nutrientes dissolvidos (amônio, fosfato), do fósforo total, da clorofila a e do Índice do Estado Trófico (IET) nas águas de margem e do Canal do Rio Grande. Os nutrientes e o IET foram avaliados também nas águas rasas da enseada Saco da Mangueira, ao sul da cidade. As amostragens da água, na superfície e fundo da coluna d´água, ocorreram em 2011 em três locais da área portuária (margem e canal) e em dois locais do Saco da Mangueira, em diferentes condições de salinidade. A localização e o tipo das principais indústrias e das atividades portuárias e navais instaladas nas margens da cidade foram identificados. Uma caracterização teórica dos efluentes gerados em cada uma destas atividades foi realizada. As concentrações de Cu, Zn e Fe na água variaram de forma distinta, de acordo com a salinidade do estuário. Os teores de Cu não apresentaram diferenças significativas (p>0,05) entre a margem e o canal, e entre os períodos amostrados. A concentração de Zn na margem diferiu significativamente (p<0,05) das concentrações verificadas no canal. Sazonalmente, as concentrações de Zn indicaram variações significativas (p<0,05). Os teores deste elemento no canal apresentaram correlações significativas (p>0,05) com o material em suspensão e o pH na água de superfície e com o pH na água do fundo. As concentrações de Fe das águas da margem diferiram significativamente (p<0,05) das do canal. Altos teores de Fe foram encontrados em todos os locais amostrados no inverno. No fundo do canal, os teores de Fe foram em geral elevados, independente dos locais e do período sazonal. O comportamento das concentrações de Fe e Zn esteve diretamente relacionado com a entrada da água salina no estuário, favorecida pelos ventos SSE, os quais influenciam na salinidade, pH e material em suspensão na coluna d´água. Os valores do IET indicaram que as águas do Saco da Mangueira são muito contaminadas por compostos fosfatados. O IET classifica essas águas como hipereutróficas, consequência do lançamento de efluentes insuficientemente tratados e da menor circulação da água nessa enseada. As concentrações de amônio indicam contaminação por nutrientes nitrogenados nessas águas. Nas margens do canal, a contaminação foi amena, sendo classificadas desde eutróficas até mesotróficas. Na água do canal houve um equilíbrio trófico (águas mesotróficas na superfície e oligotróficas no fundo), consequência da intensa circulação da água e diluição dos contaminantes oriundos das margens. O tratamento dos efluentes deve ser uma exigência para controlar os graves desequilíbrios tróficos das águas da margem da cidade do Rio Grande. Apesar das concentrações de metais analisados terem sido baixas nos locais amostrados, devido a diluição dessas concentrações causada pela grande mudança na dinâmica estuarina, estudos adicionais devem ser conduzidos junto ao novo estaleiro para construção de plataformas de petróleo (ERG), já que esta atividade é fonte provável de metais traço para as águas deste estuário.
- ItemAplicação da cromatografia de permeação em gel na avaliação da interação entre metais pesados e a matéria orgânica - lagoa de patos, RS, Brasil(2013) Costa, Ana Hilda Romero; Viana, Rommel Bezerra; Mirlean, Nicolai; Baisch, Paulo Roberto Martins; Cavalcante, Rivelino MartinsGel permeation chromatography method was applied to evaluate the Zn metal distribution levels in the organic fraction from sediments collected in the Patos Lagoon estuary. The analysis was performed based in metal distribution levels comparing with the dissolved organic carbon one and the molecular mass of the organic fraction. Initially, it was considered the analysis of three different metals: Cu, Pb and Zn. Nevertheless, while Cu and Pb levels were below the detection limit, Zn concentration ranges from 5 to 205 μg L1. In this study was analyzed four different points: I {[Zn] = 4.88-24.47 μg L-1} and II {[Zn] = 11.33-91.06 μg L-1} in north region; III {[Zn] = 5.82-39.26 μg L-1} and IV {[Zn] = 22.78-205.41 μg L-1} in south region. The Zn levels in south were ten times higher than in north region, which is due to several industrial and port activities in this area. In both regions, there are significant amounts of Zn associated with the organic fraction (1.8 Da-1.4 kDa), while in south region there is a high level of Zn in its free form. It is important to comment that Zn complexation in the estuary was highly variable between north and south region (Lagoon estuary), which may be attributable to the lower salinity level in north region when compared with south one.
- ItemTemporal evolution of the contamionation in the southern area of patos lagoon estuary,RS, Brazil(2015) Wallner-Kersanach, Mônica; Mirlean, Nicolai; Baumgarten, Maria da Graça Zepka; Costa, Luiza Dy Fonseca; Baisch, Paulo Roberto MartinsThe southern area of the Patos Lagoon estuary has been subjected to intense industrial and port-related activities which have not only caused meaningful changes in the landscape but also degraded aquatic resources by contaminating them with dissolved nutrients and trace metals in the last decades. This study aims at compiling data on the development that has happened in the urban and industrial occupation in Rio Grande, a city located in the south of Rio Grande do Sul, RS, Brazil, by relating it to the main results of contamination indicators in the estuarine environment regarding water, sediment, soil and atmosphere. Bibliographic data have shown an increase in domestic effluents around the city in the 1980’s, mainly in more sheltered areas, such as the Saco da Mangueira, where cyanobacteria eutrophication has often occurred because of the high concentration of nutrients. The content of trace metals in the water of channel areas of the estuary was always lower than the maximum limit established by Brazilian quality criteria. However, the sediment showed higher concentrations of some trace metals (e.g. copper, lead, nickel, vanadium and zinc), the metalloid As and Hg than the maximum concentrations established by the legislation, mainly in several places around urban, industrial and port areas. The labile fraction (or potentially bioavailable) in the water and in the sediment showed that trace metals have provided significant contributions to sheltered areas, such as marinas, but have exceeded in shipyards. Trace metals in the urban soil and man-made ground of the city indicated that there were anthropogenic contributions, mainly by mercury. Anomalies in the content of lead found in the atmospheric particulate matter and acid rain were also reported. Therefore, more severe environmental policies, effective control, industrial wastewater treatment and control of atmospheric emissions must be carried out in order to maintain environmental quality and public health. The city authorities in Rio Grande need to implement the existing integrated estuary management program in a proper and practical way, involving stakeholders and local governments.
- ItemAssessment of the labile fractions of copper and zincin marinas and port areas in southern Brazil(2014) Costa, Luiza Dy Fonseca; Wallner-Kersanach, MônicaThe dissolved labile and labile particulatefractions (LPF) of Cu and Zn were analyzed duringdifferent seasons and salinity conditions in estuarinewaters of marina, port, and shipyard areas in thesouthern region of the Patos Lagoon (RS, Brazil).The dissolved labile concentration was determinedusing the diffusive gradients in thin films technique(DGT). DGT devices were deployed in seven loca-tions of the estuary for 72 h and the physicochemicalparameters were also measured. The LPF of Cu andZn was determined by daily filtering of water samples.Seasonal variation of DGT–Cu concentrations wasonly significant (p<0.05) at one shipyard area, whileDGT–Zn was significant (p<0.05) in every locations.The LPF of Cu and Zn concentrations demonstratedseasonal and spatial variability in all locations, mainlyat shipyard areas during high salinity conditions. Ingeneral, except the control location, the sampling loca-tions showed mean variations of 0.11–0.45μgL−1forDGT–Cu, 0.89–9.96μgL−1for DGT–Zn, 0.65–3.69μgg−1for LPF–Cu, and 1.35–10.87μgg−1forLPF–Zn. Shipyard areas demonstrated the most ex-pressive values of labile Cu and Zn in both fractions.
- ItemRio Grande municipal dump site impact in the estuary of the Patos Lagoon (RS, Brazil)(2007) Spengler, Ângela; Wallner-Kersanach, Mônica; Baumgarten, Maria da Graça ZepkaO lixo do município do Rio Grande vem sendo depositado nas margens da enseada do Saco do Martins (estuário da Lagoa dos Patos) há aproximadamente três décadas. Esta região é classificada pela Fundação Estadual de Proteção Ambiental do estado do Rio Grande do Sul (FEPAM/RS) como uma área de preservação desde 1995. Desde então não é permitido nenhum tipo de lançamento antrópico. Para avaliar a contaminação dessas águas e a influência do regime hídrico do estuário da Lagoa dos Patos na dispersão dos contaminantes oriundos do lixão, foram realizadas amostragens de água superficial em cada estação do ano (em diferentes condições salinas). As amostras foram coletadas em onze pontos distribuídos ao longo da costa e quatro pontos em um córrego, o qual recebe o chorume do lixão. Amostras, como controle, foram coletadas a cerca de 7 km de distância para evitar a influência do lixão. Os seguintes parâmetros foram analisados: nutrientes, clorofila (a), parâmetros físico e químicos, além de metais traço nas amostras de chorume. Os resultados mostraram que as águas junto à margem apresentaram os maiores contamina- ções. Destaca-se o aumento dos compostos nitrogenados na primavera, quando a água estava menos salina, favorecendo a eutrofização e um conseqüente aumento de clorofila (a) nessas águas. No verão, quando a salinidade estava alta, os níveis de contaminação de compostos nitrogenados foram baixos, provavelmente devido aos processos de diluição. No entanto, as concentrações de fosfato foram mais elevadas na presença de água mais salina, o que pode ter sido devido à liberação de fosfato a partir da água intersticial da coluna sedimentar. O deságüe do chorume no córrego adjacente ao lixão resultou na contaminação do mesmo principalmente com relação a nitrogênio amoniacal e chumbo, consequentemente indicando aporte destes elementos para a margem do Saco do Martins