Programa de Pós-Graduação em Oceanologia

Publicações de 2020

• Tese - Caroline Monteiro

  Suscetibilidade e vulnerabilidade ambiental a vazamentos de óleo em áreas ambientalmente sensíveis   Autor: Caroline Monteiro   Resumo   Modelos numéricos têm sido utilizados na simulação do comportamento e do transporte de vazamentos de óleo em ambientes marinhos. Considerando que as cargas poluidoras destes acidentes geralmente concentram-se em áreas urbanizadas e economicamente ativas, é provável que algumas das regiões com alta sensibilidade ambiental não apresentem necessariamente as maiores vulnerabilidades por não serem as mais propensas ao contato com o óleo. Esta suposição foi testada partindo das estimativas das probabilidades de revestimento por óleo obtidas de simulações de vazamentos hipotéticos. Assim, para avaliar a hipótese em estudo, uma região foi definida nos limites da Plataforma Continental do Sul do Brasil, inserida na Bacia Sedimentar de Pelotas. Esta região possui um conjunto diverso de elementos ambientais com diferentes níveis de sensibilidade ao óleo, além de também ser marcada por conflitos decorrentes dos usos e interesses múltiplos dos recursos naturais. Na área também ocorrem vazamentos de óleo esporádicos e de pequenas proporções, provocados por falhas técnicas e erros humanos em unidades operacionais do sistema petrolífero e hidroviário local. A estimativa da vulnerabilidade ambiental deu-se com a integração de fatores diversos como os níveis de sensibilidade ao óleo, variável estática e que traduz as características do meio frente às ameaças geradas pelos vazamentos. Também foram integradas informações de natureza dinâmica como o tempo de chegada na costa, concentrações de óleo em superfície e taxas de evaporação. Logo, esta a quantificação da vulnerabilidade ambiental mostrou-se consistente com os pressupostos da vulnerabilidade física, obtida do produto entre a suscetibilidade e a intensidade destes acidentes, além dos níveis de sensibilidade ao óleo correspondentes aos diferentes compartimentos ambientais. Os resultados das simulações numéricas do comportamento, do transporte e destino de 17.382 vazamentos de óleo hipotéticos mostraram-se importantes no delineamento das poligonais de suscetibilidades, e posteriormente nas estimativas das probabilidades ao revestimento por óleo. Por fim, a estimativa da vulnerabilidade pautada na integração de informações dinâmicas e estáticas permitiu o cômputo de áreas críticas. Em vista disso, os resultados podem colaborar com o monitoramento das áreas prioritárias às ações de remediação e contenção da carga poluidora dos vazamentos marinhos de óleo.   Texto completo: Tese_Final_Caroline_Monteiro.pdf

• Tese - Fiamma Eugênia Lemos Abreu

  RELEVÂNCIA DA CONTAMINAÇÃO POR BIOCIDAS ANTI-INCRUSTANTES NA COSTA BRASILEIRA

  Autor: Fiamma Eugênia Lemos Abreu

  Resumo:

  A fim de conhecer os níveis atuais da contaminação por biocidas anti-incrustantes de 2ª geração e preencher lacunas sobre o possível impacto dos biocidas de reforço de tintas anti-incrustantes, a presente Tese teve como objetivo geral avaliar a efetiva relevância ambiental dos principais biocidas anti-incrustantes nas zonas costeiras do Brasil. Análises de butilestânicos (tributilestanho, dibutilestanho, monobutilestanho), biocidas de reforço (diuron, Irgarol, clorotalonil, diclofluanida, DCOIT) e partículas de tintas anti-incrustantes (PTAs) foram analisadas em sedimentos coletados ao longo de todo Brasil. Embora, a contaminação tenha sido relacionada diretamente com as atividades marítimas locais em um estuário de São Paulo (butilestânicos próximos à areas de tráfego e estaleiros de barcos de pesca enquanto biocidas de reforço foram mais evidentes em áreas de barcos de lazer), o mesmo não foi observado no restante das áreas brasileiras. De forma geral, os butilestânicos apresentaram maiores concentrações em áreas de estaleiros do que áreas próximas à portos, marinas ou de zonas de tráfego. Adicionalmente, a contaminação desse grupo ocorreu preferencialmente pelos produtos de degradação. Dentre os biocidas de reforço, DCOIT foi amplamente detectado ao longo da costa do Brasil seguido pelo diuron sugerindo o uso atual de tintas anti-incrustantes compostas por esses biocidas. Possivelmente, pelas baixas concentrações encontradas e fontes difusas dos biocidas de reforço, não foi possível observar diferenças de contaminação entre as principais atividades marítimas. Além disso, os resultados mostraram um aporte secundário dos biocidas anti-incrustantes provenientes das PTAs. Por fim, a Avaliação de Risco Ecológico para os biocidas de reforços nos sedimentos de toda costa do Brasil mostrou que DCOIT, diuron, clorotalonil e diclofluanida representam alto risco para biota em pelo menos um local estudado. Assim, algumas regiões de São Paulo, Pernambuco e Santa Catarina devem ser melhor investigadas quanto aos possíveis impactos ambientais. Portanto, o presente trabalho fornece os primeiros subsídios para atualização e implementação de medidas regulatórias para uso dos biocidas anti-incrustantes e consequentemente proteção dos ecossistemas aquáticos costeiros.

  Texto completo: Tese_FiammaaAbreu_Final.pdf

• Tese - GABRIEL KARAGIANNIS DE SOUZA

  FONTES E FLUXOS CONTINENTAIS DE ELEMENTOS DISSOLVIDOS PARA O OCEANO COSTEIRO SUL DO BRASIL   Autor: GABRIEL KARAGIANNIS DE SOUZA   Resumo   As zonas costeiras são ambientes de transição que desempenham importante função de ligação entre os ecossistemas terrestres e marinhos. Os intrínsecos processos de formação da Planície Costeira do Rio Grande do Sul (PCRS), como a presença de grandes corpos lagunares (Complexo lagunar Patos-Mirim) e inúmeras lagoas costeiras, contribuíram significativamente no desenvolvimento dos aquíferos costeiros do ambiente, os quais estão conectados com o oceano devido à formação de um gradiente hidráulico positivo entre esses corpos hídricos. Este processo favorece a advecção de água subterrânea em direção à costa, constituindo a descarga de água subterrânea, uma importante fonte de elementos dissolvidos para o oceano costeiro. Dessa forma, no primeiro manuscrito, a descarga de água doce continental associada aos nutrientes inorgânicos dissolvidos foi estimada considerando os cenários de alto e baixo nível de água da Lagoa dos Patos (LP). Os fluxos subterrâneos foram estimados a partir da Lei de Darcy, um método antes nunca utilizado na PCRS, e encontrado uma taxa de advecção de 0,043 m3 km-1 dia-1 . Os diferentes cenários de nível da LP mostraram mudanças na disponibilidade dos nutrientes ao longo da interface aquífero-oceano. No cenário de menor nível de água da LP, as concentrações dos nutrientes nesse trajeto foram significativamente maiores, com um aumento de aproximadamente 25%. No cenário de maior nível de água da LP, as concentrações dos nutrientes tiveram uma diminuição de pelo menos 78%. Considerando a razão molar de Redfield, o fósforo (P) foi o elemento potencialmente limitante, podendo sustentar uma produtividade primária potencial de 2735 gC m-2 ano-1 . Além dos aquíferos costeiros, no litoral do Rio Grande do Sul encontram-se numerosos corpos d’água superficiais, denominados sangradouros, os quais fazem parte da drenagem da planície costeira. Considerando toda a extensão da costa, o número de sangradouros é bastante significativo. Portanto, o segundo manuscrito teve como objetivos avaliar de forma inédita a disponibilidade dos nutrientes, carbono e ferro dissolvidos nos sangradouros e sua contribuição em termos de concentração para o oceano. Além disso, devido a água subterrânea na região de praia ser uma das fontes majoritárias para a formação e manutenção desses corpos hídricos, utilizou-se o Radar de Penetração do Solo (GPR) como ferramenta para entender a interação entre os compartimentos superficial e subterrâneo, a influência de água doce dos sangradouros nos aquíferos e a extensão dessa interação. A influência do fluxo de água doce pelo sangradouro pode atingir 1,000 m de extensão e uma calha de até 3.2 m de profundidade. A vazão média de água doce dos sangradouros foi fortemente influenciada pelas taxas pluviométricas, variando entre 0.12 m3 s -1 e 0.95 m3 s -1 , nos períodos seco e chuvoso, respectivamente. Em toda a PCRS, os sangradouros podem representar 28% da vazão média do estuário da Lagoa dos Patos e ser 25% mais alto que a vazão de água doce da Lagoa de Tramandaí. A alta vazão no período chuvoso influenciou os fluxos dos elementos dissolvidos, com estimativas de 274 ton ano-1 para SiO4 4- , 0,42 ton ano-1 para PO4 3- , 7,07 ton ano-1 para N inorgânico total, 1,7 ton ano-1 para Fe e 262 ton ano-1 para C dissolvido total. A partir dos fluxos de nitrogênio inorgânico, os sangradouros podem sustentar uma produtividade primária potencial na zona de surfe de 18 gC m-2 ano-1 , considerando toda a PCRS. Portanto, o estudo mostrou que tanto os aquíferos costeiros, quando os sangradouros da PCRS devem ser considerados como fonte importante de água doce continental e elementos dissolvidos para o oceano costeiro na PCRS.   Texto completo: Tese_-_Gabriel_K_Souza.pdf

• Tese - Guilherme Castro da Rosa Quintana

  Distribuição Geoquímica do mercúrio nos sedimentos do estuário da Lagoa dos Patos   Autor: Guilherme Castro da Rosa Quintana   Resumo   O 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.   Texto completo: Tese_Fina_Guilherme_Quintana.pdf

• Tese - Iole Beatriz Marques Orselli

  On the role of Agulhas eddies to anthropogenic carbon absorption and acidification state in the South Atlantic Ocean

  Autor: Iole Beatriz Marques Orselli

  Resumo:

  Atividades humanas vêm liberando grandes quantidades de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera desde a Revolução Industrial. Parte desse excesso de CO2 é capturado pelos oceanos (carbono antropogênico, Cant) e vêm causando perturbações e alterações no ciclo do sistema carbonato. Essas alterações no sistema carbonato alteram o estado de acidificação dos oceanos. No oceano Atlântico Sul observa-se os vórtices das Agulhas, que estão entre as maiores estruturas de mesoescala dos oceanos. Por serem estruturas anticiclônicas, estes vórtices estão associados às regiões em que o oceano perde calor para a atmosfera, porém seu papel em relação ao sistema carbonato ainda é pouco estudado. Dessa forma, o objetivo principal dessa pesquisa de doutorado foi investigar a relação dos vórtices das Agulhas com
  a captura e transporte de CO2/Cant ao longo de suas vidas e qual o papel dessas estruturas no estado de acidificação no oceano Atlântico Sul. Como conclusão principal dessa tese, pudemos demonstrar que os vórtices das Agulhas são capazes não só de capturar mais CO2 do que as águas ao seu redor, como também de transferir para o interior da coluna d’água, podendo carregar mais Cant ao longo de suas trajetórias. Como estudos mostram que 30% dessas estruturas liberadas no vazamento das Agulhas atingem a costa Oeste do Oceano Atlântico Sul e chegam a interagir com a Corrente do Brasil, podemos indicá-los como um dos gatilhos que podem estar intensificando a acidificação observada para as camadas centrais dessa região.

  Texto completo: Tese_Iole_Orselli.pdf

• Tese - Larissa Pinheiro Costa

  Geoquímica do Arsênio em Sedimentos do Estuário da Lagoa dos Patos   Autor: Larissa Pinheiro Costa   Resumo   Este estudo apresenta resultados acerca da geoquímica do arsênio (As) no estuário da Lagoa dos Patos, onde predominam zonas rasas de alta produtividade biológica sob um regime hidrológico irregular. Para compreender a geoquímica do metaloide no estuário, investigou-se a relação dos processos diagenéticos/biológicos na distruibuição do As. Testemunhos foram coletados em três locais dentro do estuário para analisar possíveis alterações no conteúdo de As com o gradiente de salinidade. Dois testemunhos foram coletados em cada localidade, um em água rasa sem vegetação e o outro em uma marisma. Juntamente com As, quantificamos o tamanho das partículas, potencial redox (Eh), manganês (Mn), ferro (Fe), carbono orgânico total (COT), concentrações de sulfeto livre (dissolvido), os sulfetos voláteis ácidos (AVS) e os sulfetos redutíveis em cromo (CRS). Ademais, para estudar os efeitos da bioturbação/bioirrigação testemunhos foram obtidos durante um período dominado por água polihalina, em dois ambientes diferentes de uma marisma: um não vegetado colonizado por caranguejos (Neohelice granulata) e um local vegetado por Spartina alterniflora. Especificamente, determinamos a porcentagem de nódulos em cada intervalo de profundidade, juntamente com o conteúdo de As, Fe e Mn dos nódulos, que foi analisado por espectrometria ICP-MS. A mineralogia dos nódulos foi investigada por microscópio eletrônico de varredura (MEV) com sistema EDS, e por difratômetria de raios-X. Os resultados demonstraram que nódulos são compostos principalmente por quartzo, filossilicatos e óxidos/oxi-hidróxidos amorfos de Fe-Mn. Nos sedimentos de zonas rasas, elevadas concentrações de As, Fe e Mn ocorrem em profudidades entre 40 cm e 50 cm (abaixo da superfície). Perfis verticais de Eh, sulfetos livres e CRS para testemunhos de zona rasa mostraram distribuição semelhante em profundidades de 50 cm, sugerindo que a formação de pirita é um importante reservatório para o As em sedimentos de águas rasas abertas. Nas marismas do estuário, a bioturbação/bioirrigação dos sedimentos leva à penetração de oxigênio abaixo da fronteira das zonas óxica e subóxica e à subsequente formação de óxi-hidróxidos de FeMn em maior profundidade, onde a distribuição do As está fortemente correlacionada com a do Fe. Variações das concentrações de Fe e Mn da água intersticial foram analisadas, para períodos dominados por água polihalina e oligohalina. Os resultados do estudo da água instersticial mostraram que nas marismas ocupadas por S. alterniflora, o crescimento desta planta apresenta maior impacto na geoquímica do As, se comparado ix aos efeitos da salinidade, devido à sulfato redução e a consequente redução do pH da água intersticial. Maiores concentrações de Fe foram observadas nas águas intersticiais durante o período de água polihalina, o que correspondeu à época de crescimento da S. alterniflora no estuário. O oposto ocorre em zonas ocupadas por N. granulata, onde maiores concentrações de Fe são observadas durante período oligohalino. Constatou-se também que áreas com sedimentos biologicamente perturbados podem superar concentrações de As estipuladas pelo legislativo, onde a formação de anomalias é resultado da redistribuição diagenética do metaloide, e não tem caráter antropogênico. Este estudo demonstra diferenças nas condições geoquímicas para os diferentes tipos de bioirrigação em sedimentos de marismas, além de diferenças nas condições geoquímicas para marismas e águas rasas abertas que podem ter implicações importantes para a distribuição de As em sedimentos estuarinos. Estudos futuros devem incluir taxas de sulfato redução e conteúdo de pirita, para assim fornecer uma melhor compreensão sobre a geoquímica e destino final do Fe e, consequentemente do As.   Texto completo: Tese_Larissa_Costa_corrigida_banca.pdf

• Tese - MARIA HELENA PAULO ANTÓNIO

  O EFEITO DA MORFOLOGIA DOS MOLHES NO TRANSPORTE DE OVOS E LARVAS DA CORVINA MICROPOGONIAS FURNIERI NO ESTUÁRIO DA LAGOA DOS PATOS   Autor: MARIA HELENA PAULO ANTÓNIO   Resumo   Os Molhes da Barra do Rio Grande, na desembocadura do estuário da Lagoa dos Patos, sofreram recentemente modificações que aumentaram o seu comprimento, tornando-os simétricos, mais afunilados e convergentes. Estudos tem reportado que a construção ou modificação de infraestruturas costeiras afetam a dinâmica da região, que por conseguinte pode influenciar o transporte e distribuição de propriedades ou organismos no estuário. A corvina, Micropogonias furnieri, é um peixe com ovos e larvas planctônicos e ciclo de vida estuarino-dependente que têm importância econômica para a pesca regional. Nesta tese, eu estudo o efeito da mudança nos Molhes da Barra no transporte de ovos e larvas da corvina para o estuário da Lagoa dos Patos (ELP). O transporte foi simulado com o modelo hidrodinâmico TELEMAC-3D acoplado a um módulo de partículas passivas. Duas categorias de simulações foram feitas com características extremas de vazão e situações controladas de ventos. A primeira, meramente hidrodinâmica, considerou forçantes dinâmicas extremas de vazante características durante a ocorrência de eventos ENOS (El Niño Oscilação Sul), para análise das mudanças hidrodinâmicas ocorridas entre a antiga e a nova configuração dos Molhes da Barra. Posteriormente, foram realizadas simulações controladas com ventos SW, S e SE com 5 (cinco) dias de duração no mês de janeiro dos mesmos anos, acoplando partículas passivas à componente hidrodinâmica. Os resultados demonstraram que as modificações feitas nos Molhes da Barra reduziram a extensão da intrusão salina na nova configuração. De forma similar, mudanças na estrutura da estratificação lateral, bem como o seu tempo de ocorrência foi reduzido em cerca de um terço da antiga para a nova configuração dos Molhes da Barra. Um atraso no início da estratificação lateral foi observado em função do vento incidente, estabelecendo-se primeiro durante os ventos SW, seguido dos ventos S e posteriormente o vento SE. Este atraso foi sempre maior na nova configuração para os 3 ventos. Pequenas mudanças no ângulo de incidência bem como redução em cerca de 20% da intensidade das velocidades de corrente, tanto de enchente como de vazante, foram constatados, assim como uma centralização parcial do fluxo ao longo do canal de navegação. As mudanças hidrodinâmicas ocorridas refletiram sobre o transporte de ovos e larvas, constatando-se uma redução da abundância e extensão da incursão para o interior do estuário com a nova configuração dos Molhes da Barra. A redução também foi percebida na distância média percorrida pelas larvas ao final de cada dia de simulação. Os resultados do estudo são os primeiros a reportar as mudanças ocorridas no transporte de ovos e larvas da corvina após as recentes obras de modernização e servem de base para estudos posteriores associados a aspetos do ciclo de vida da espécie. Associados a outros estudos já feitos na região, estes resultados servem de base para a compreensão e tomada de medidas de gestão para contornar o cenário de declínio dos estoques pesqueiros no estuário e região costeira adjacente à Lagoa dos Patos.   Texto completo: Tese_Doutorado_MH1_VersaoFinalFinal.pdf

• Tese - Mauro Medeiros Barbat

  Tese - Mauro Medeiros Barbat