Staff View: Origem e degradação da matéria orgânica em um estuário tropical eutrofizado

Origem e degradação da matéria orgânica em um estuário tropical eutrofizado

Estuários urbanos recebem aportes de matéria orgânica (MO) de fontes antrópicas como esgoto doméstico e hidrocarbonetos derivados de petróleo. Nesses estuários, uma condição de eutrofia (i.e, elevada produção primária aquática) frequentemente é observada. O objetivo do presente trabalho foi avaliar...

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Main Author:	COSTA, Bruno Varella Motta da
Other Authors:	YOGUI, Gilvan Takeshi
Format:	doctoralThesis
Language:	por
Published:	Universidade Federal de Pernambuco 2019
Subjects:	Oceanografia Isótopo estável Hidrocarboneto Rio Capibaribe Eutrofização Esgoto doméstico
Online Access:	https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/33456
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spelling	ir-123456789-334562019-10-26T06:01:12Z Origem e degradação da matéria orgânica em um estuário tropical eutrofizado COSTA, Bruno Varella Motta da YOGUI, Gilvan Takeshi SANTOS, Paulo Jorge Parreira dos http://lattes.cnpq.br/2290636648098144 http://lattes.cnpq.br/8100420570768004 Oceanografia Isótopo estável Hidrocarboneto Rio Capibaribe Eutrofização Esgoto doméstico Estuários urbanos recebem aportes de matéria orgânica (MO) de fontes antrópicas como esgoto doméstico e hidrocarbonetos derivados de petróleo. Nesses estuários, uma condição de eutrofia (i.e, elevada produção primária aquática) frequentemente é observada. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a origem da MO particulada (MOP) e sedimentar (MOS) em um estuário urbano localizado na cidade de Recife (nordeste do Brasil). A área de estudo foi o Sistema Estuarino do Rio Capibaribe (SERC), cuja bacia hidrográfica é delimitada pela malha urbana e por pequenos fragmentos de matas. Marcadores bioquímicos (clorofila), elementares [razão (C:N)ₐ], isotópicos (δ¹⁵N e δ¹³C) e moleculares (hidrocarbonetos alifáticos) foram utilizados para investigar a origem da MO. O modelo de mistura SIAR foi utilizado para quantificar a contribuição das fontes após determinação de suas assinaturas isotópicas. Três campanhas de amostragem foram conduzidas durante o período seco (setembro-fevereiro), que é o período de maior produtividade primária planctônica local. A primeira campanha (setembro/outubro de 2013) avaliou a origem da MOP durante ciclos completos de maré de quadratura e sizígia. Amostras (n = 72) da MOP superficial e de fundo foram coletadas no médio e baixo estuário do SERC. Na porção média, uma condição eutrófica e de hipoxia foi predominante ao longo dos ciclos de maré. Nessa região, o modelo de mistura indicou que a MOP foi predominantemente (> 90%) oriunda do fitoplâncton, refletindo a fertilização do estuário pelo aporte de esgoto. Na porção inferior, uma condição eutrófica e de hipoxia foi observada em curtos períodos dos ciclos de maré. Nessa região, a MOP superficial foi predominantemente (94%) oriunda do fitoplâncton. Em contraste, detritos predominaram na MOP de fundo. Um gradiente de variação longitudinal das assinaturas isotópicas da MOP foi observado no SERC. Isso reflete a utilização pelo fitoplâncton de fontes de carbono e nitrogênio com assinaturas isotópicas distintas. A segunda campanha (dezembro/2014) avaliou a origem da MOS no sublitoral da porção inferior do SERC. Amostras (n = 13) foram coletadas e peneiradas para separação das frações areia (≥ 63 µm) e lama (< 63 µm) do sedimento. A MOS foi predominantemente composta de MO proveniente do fitoplâncton (43%), esgoto doméstico (33%) e plantas superiores (24%). As frações do sedimento concentraram MO de origens diferentes, com predominância de detritos de plantas superiores na fração areia. Em contraste, a fração lama concentrou MO proveniente de algas, bactérias e esgoto doméstico. A fração lama registrou acuradamente a contaminação petrogênica da área de estudo. Isso indica que a dispersão de hidrocarbonetos de origem petrogênica está predominantemente associada às partículas finas em suspensão. A terceira campanha (novembro/2016-fevereiro/2017) avaliou a contribuição do microfitobentos para composição da MOS na zona intermareal do baixo estuário. Amostras da MOS superficial foram semanalmente coletadas ao longo de 70 dias. A MOS foi predominantemente composta de MO proveniente do fitoplâncton (56%), plantas superiores (21%) e esgoto doméstico (16%). Os produtores bentônicos tiveram contribuição reduzida (7%), porém observou-se uma variação temporal na biomassa dessa fonte de MO. O microfitobentos regulou a variação na concentração de n-alcanos especificamente sintetizados por produtores bentônicos (n-C₁₇). CNPq Urban estuaries receive organic matter (OM) inputs from antropic sources such as domestic sewage and oil-derived hydrocarbons. In these estuaries, an eutrophic condition (i.e., high aquatic primary production) is frequently observed. This study evaluated sources of particulate OM (POM) and sedimentary OM (SOM) in an urban estuary located in Recife city (northeastern Brazil). The study area was the Capibaribe Estuary whose hydrographic basin is delimited by urban area and small forest fragments. Biochemical (chlorophyll), elemental [(C:N)ₐ ratio], isotopic (δ¹⁵N and δ¹³C) and molecular (aliphatic hydrocarbons) proxies were used to unravel the local OM origin. The SIAR mixing model was used to quantify OM contribution from natural and anthropogenic sources. Prior to that signatures of major sources were determined. Three sampling campaigns were carried out in the dry season (SeptemberFebruary) because it exhibits the highest local planktonic primary productivity over the year. The first campaign (September-October, 2013) assessed POM over neap and spring tides at lower and upper estuarine sites. POM samples (n = 72) were collected from surface and bottom waters. In the upper estuary, eutrophic and hypoxic conditions prevailed over the tidal cycle. The SIAR mixing model showed high (> 90%) phytoplanktonic contribution to POM, reflecting anthropogenic eutrophication. In the lower estuary, eutrophic and hypoxic conditions were observed for short periods. Surface POM was mainly (94%) composed of OM from phytoplankton. Conversely, bottom POM consisted mainly of debris. A longitudinal gradient of POM isotopic signatures was observed in the estuary. It reflects assimilation of carbon and nitrogen with distinct isotopic signatures. The second campaign (December, 2014) evaluated sources of SOM collected in the lower estuary sublittoral. Samples (n = 13) were sieved in order to separate sand (≥ 63 µm) and mud (< 63 µm) fractions. SOM was composed of OM derived from phytoplankton (43%), domestic sewage (33%) and higher plants (24%). These sediment fractions revealed OM from diverse sources. Higher plant-derived OM prevailed in sand while OM derived from algae, bacteria and domestic sewage prevailed in mud. This sediment fraction also recorded petrogenic contamination, suggesting that dispersion of oil-derived hydrocarbons is associated to fine-grained suspended POM. The third campaign (November, 2016 through February, 2017) evaluated contribution of microphytobenthos to SOM in the lower estuary intertidal zone. Surface SOM was collected weekly over 70 days. According to the results, it was mainly derived from phytoplankton (56%), higher plants (21%) and domestic sewage (16%). Benthic producers showed lowcontribution (7%) although their biomass changed over time. It was also observed that microphytobenthos can regulate concentrations of specific n-alkanes such as n-C17 in SOM. 2019-09-20T21:01:25Z 2019-09-20T21:01:25Z 2018-12-14 doctoralThesis https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/33456 por openAccess Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal de Pernambuco UFPE Brasil Programa de Pos Graduacao em Oceanografia
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