Phosphorus fractionation in sediments from a small-sized dam in a rural mountainous catchment: case study in Vila Real, NE Portugal
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2015 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10348/5978 |
Resumo: | Atualmente, um dos principais problemas que afetam a qualidade da água doce e dos ecossistemas marinhos costeiros é a entrada de nutrientes derivados de atividades antrópicas. Este enriquecimento de nutrientes faz com que as plantas e algas cresçam mais rapidamente do que os ecossistemas conseguem lidar. À medida que as plantas e algas morrem, depositam-se no fundo dos lagos ou rios onde sofrem decomposição, libertando ainda mais nutrientes e consumindo o oxigénio dissolvido na água. Este processo designa-se por eutrofização. Os principais nutrientes envolvidos no processo de eutrofização são o fósforo, o azoto e o carbono. O fósforo é um recurso não renovável dependente exclusivamente de fosfatos extraídos das rochas. A maioria dos compostos produzidos atualmente que contêm fósforo são fertilizantes. Este elemento é muito utilizado na agricultura porque aumenta a produtividade do solo; induz o crescimento das culturas e é retido pelos solos. Apesar disso, é também um elemento altamente problemático pois pode atingir águas superficiais e, eventualmente, causar eutrofização e pode também causar o excesso de fósforo nos solos. Por estas razões, é importante perceber as interações entre os nutrientes e os ecossistemas e também conhecer o conteúdo em fósforo de lagos e albufeiras. O presente estudo foi desenvolvido numa albufeira de pequena dimensão, construída para geração de energia elétrica, localizada numa região de montanha rural (Vila Real) no noroeste de Portugal, onde a ocupação do solo é maioritariamente floresta e agricultura, com aglomerados urbanos dispersos. Estudos prévios realizados na área mostraram conteúdos de metais associados a partículas finas consideráveis. No final do período seco, foram recolhidas amostras do fundo da albufeira, e também nos afluentes perto da confluência com a albufeira. O objetivo deste estudo consistiu em avaliar os teores de fósforo associados aos sedimentos depositados no fundo da albufeira. A biodisponibilidade potencial foi também avaliada através do fracionamento químico do fósforo. A informação obtida através do estudo das formas de fósforo permite estimar a libertação potencial de fósforo para a coluna de água, em determinadas condições físico-químicas. Os teores de P total extraído variam entre 1484,03 e 2454,32 μg g-1. As fases Fe-P e Al-P apresentam os teores mais elevados, variando entre 643,23 –900,22 μg g-1 e 328,10 –994,74 μg g-1, respectivamente. A fase Ca-P também apresenta valores de P elevados, podendo estar relacionados com o uso de fertilizantes fosfatados com Ca em actividades agrícolas. Assim, este estudo pretende ser um contributo para a avaliação da qualidade/química ambiental dos sedimentos que se acumulam em pequenas albufeiras em áreas de montanha com uma ocupação rural dominante. Os resultados demonstram a necessidade do controlo da troca do P entre a interface sedimento-água em reservatórios, através de processos de adsorção-desorção e através das características mineralógicas e biogeoquímicas dos sedimentos. A associação do P com o Fe, que atua maioritariamente como depósito de P, enfatiza o papel de sedimentos acumulados em reservatórios, ricos em óxidos/hidróxidos de Fe, no sequestro de P das águas superficiais, diminuindo o risco de eutrofização em sistemas ribeirinhos. |
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A maioria dos compostos produzidos atualmente que contêm fósforo são fertilizantes. Este elemento é muito utilizado na agricultura porque aumenta a produtividade do solo; induz o crescimento das culturas e é retido pelos solos. Apesar disso, é também um elemento altamente problemático pois pode atingir águas superficiais e, eventualmente, causar eutrofização e pode também causar o excesso de fósforo nos solos. Por estas razões, é importante perceber as interações entre os nutrientes e os ecossistemas e também conhecer o conteúdo em fósforo de lagos e albufeiras. O presente estudo foi desenvolvido numa albufeira de pequena dimensão, construída para geração de energia elétrica, localizada numa região de montanha rural (Vila Real) no noroeste de Portugal, onde a ocupação do solo é maioritariamente floresta e agricultura, com aglomerados urbanos dispersos. Estudos prévios realizados na área mostraram conteúdos de metais associados a partículas finas consideráveis. No final do período seco, foram recolhidas amostras do fundo da albufeira, e também nos afluentes perto da confluência com a albufeira. O objetivo deste estudo consistiu em avaliar os teores de fósforo associados aos sedimentos depositados no fundo da albufeira. A biodisponibilidade potencial foi também avaliada através do fracionamento químico do fósforo. A informação obtida através do estudo das formas de fósforo permite estimar a libertação potencial de fósforo para a coluna de água, em determinadas condições físico-químicas. Os teores de P total extraído variam entre 1484,03 e 2454,32 μg g-1. As fases Fe-P e Al-P apresentam os teores mais elevados, variando entre 643,23 –900,22 μg g-1 e 328,10 –994,74 μg g-1, respectivamente. A fase Ca-P também apresenta valores de P elevados, podendo estar relacionados com o uso de fertilizantes fosfatados com Ca em actividades agrícolas. Assim, este estudo pretende ser um contributo para a avaliação da qualidade/química ambiental dos sedimentos que se acumulam em pequenas albufeiras em áreas de montanha com uma ocupação rural dominante. Os resultados demonstram a necessidade do controlo da troca do P entre a interface sedimento-água em reservatórios, através de processos de adsorção-desorção e através das características mineralógicas e biogeoquímicas dos sedimentos. A associação do P com o Fe, que atua maioritariamente como depósito de P, enfatiza o papel de sedimentos acumulados em reservatórios, ricos em óxidos/hidróxidos de Fe, no sequestro de P das águas superficiais, diminuindo o risco de eutrofização em sistemas ribeirinhos.One of the main problems that currently affect water quality in freshwater and coastal marine ecosystems of the world is the increase of nutrient inputs by anthropogenic activities. This enrichment of nutrients causes plants and algae to grow faster than the ecosystems can handle. As algae and plants die, they sink to the lake or river bottom to decay and release even more nutrients depleting the water dissolved oxygen. This process is called eutrophication. The main nutrients involved in eutrophication are phosphorus, nitrogen and carbon. Phosphorus is a non-renewable resource reliant completely on mined rocks phosphates. The majority of compounds containing phosphorus that are currently produced are fertilizers. This element is widely utilized in agriculture because it enhances soils productivity, supports crop growth and is highly retained by soils. However, it is also problematic because it can reach surface waters and eventually cause eutrophication. For these reasons it is important to understand the interactions between the nutrients and the ecosystems. The present study was developed in a small-sized reservoir, constructed for electric power generation, located in a mountainous rural region (Vila Real) in NE Portugal where the land use is mainly forest and agriculture, with scattered urban settlements. The previous studies performed in the area showed considerable content of metals associated to finer particles, significantly associated to urban and agricultural activities. At the end of the dry period, samples of bottom sediments were collected from the reservoir, as well as in the tributaries near the confluence with the reservoir. The objective of this study was to evaluate the content of phosphorus occurring in the bottom sediments of the reservoir, as well as to assess its potential bioavailability, though a fractionation methodology. The information obtained from the study of the forms of P, through speciation, enlightens the potential release of P from the sediments under certain conditions, into the water column. Regarding the total extractable P, the contents ranged between 1484.03 and 2454.32 μg g-1. In the different fractions the Fe-P and Al-P showed higher contents, ranging between 643.23 –900.22 μg g-1 and 328.10 –994.74 μg g-1 respectively. The Ca-P phase also showed high contents, which can be related to the agricultural activity, and the use of phosphate fertilizers with calcium in it. This study aims to be a contribute to the assessment of environmental quality of sedimentary material that accumulates in small reservoirs in mountain areas with a dominant rural occupation. The results provide evidence for the control of P exchange across the sediment-water interface in reservoirs through adsorption-desorption processes and through the mineralogical and biogeochemical characteristics of the sediments. The prevalent association of P with the Fe-phase, which acts mainly as a P sink, emphasizes the relevant role of accumulated sediments from reservoirs, rich in Fe-oxides/hydroxides, on the sequestration of P from the overlying waters, decreasing the risk of eutrophication in riverine systems.2016-05-27T10:09:06Z2015-01-01T00:00:00Z2015info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10348/5978engPinto, João Pedro Rodrigues Moutinhoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-02-02T12:50:11Zoai:repositorio.utad.pt:10348/5978Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T02:04:59.772961Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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Atualmente, um dos principais problemas que afetam a qualidade da água doce e dos ecossistemas marinhos costeiros é a entrada de nutrientes derivados de atividades antrópicas. Este enriquecimento de nutrientes faz com que as plantas e algas cresçam mais rapidamente do que os ecossistemas conseguem lidar. À medida que as plantas e algas morrem, depositam-se no fundo dos lagos ou rios onde sofrem decomposição, libertando ainda mais nutrientes e consumindo o oxigénio dissolvido na água. Este processo designa-se por eutrofização. Os principais nutrientes envolvidos no processo de eutrofização são o fósforo, o azoto e o carbono. O fósforo é um recurso não renovável dependente exclusivamente de fosfatos extraídos das rochas. A maioria dos compostos produzidos atualmente que contêm fósforo são fertilizantes. Este elemento é muito utilizado na agricultura porque aumenta a produtividade do solo; induz o crescimento das culturas e é retido pelos solos. Apesar disso, é também um elemento altamente problemático pois pode atingir águas superficiais e, eventualmente, causar eutrofização e pode também causar o excesso de fósforo nos solos. Por estas razões, é importante perceber as interações entre os nutrientes e os ecossistemas e também conhecer o conteúdo em fósforo de lagos e albufeiras. O presente estudo foi desenvolvido numa albufeira de pequena dimensão, construída para geração de energia elétrica, localizada numa região de montanha rural (Vila Real) no noroeste de Portugal, onde a ocupação do solo é maioritariamente floresta e agricultura, com aglomerados urbanos dispersos. Estudos prévios realizados na área mostraram conteúdos de metais associados a partículas finas consideráveis. No final do período seco, foram recolhidas amostras do fundo da albufeira, e também nos afluentes perto da confluência com a albufeira. O objetivo deste estudo consistiu em avaliar os teores de fósforo associados aos sedimentos depositados no fundo da albufeira. A biodisponibilidade potencial foi também avaliada através do fracionamento químico do fósforo. A informação obtida através do estudo das formas de fósforo permite estimar a libertação potencial de fósforo para a coluna de água, em determinadas condições físico-químicas. Os teores de P total extraído variam entre 1484,03 e 2454,32 μg g-1. As fases Fe-P e Al-P apresentam os teores mais elevados, variando entre 643,23 –900,22 μg g-1 e 328,10 –994,74 μg g-1, respectivamente. A fase Ca-P também apresenta valores de P elevados, podendo estar relacionados com o uso de fertilizantes fosfatados com Ca em actividades agrícolas. Assim, este estudo pretende ser um contributo para a avaliação da qualidade/química ambiental dos sedimentos que se acumulam em pequenas albufeiras em áreas de montanha com uma ocupação rural dominante. Os resultados demonstram a necessidade do controlo da troca do P entre a interface sedimento-água em reservatórios, através de processos de adsorção-desorção e através das características mineralógicas e biogeoquímicas dos sedimentos. A associação do P com o Fe, que atua maioritariamente como depósito de P, enfatiza o papel de sedimentos acumulados em reservatórios, ricos em óxidos/hidróxidos de Fe, no sequestro de P das águas superficiais, diminuindo o risco de eutrofização em sistemas ribeirinhos. |
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