Alta variabilidade de curto prazo de dióxido de carbono em um estuário urbano tropical eutrofizado (Baía de Guanabara, RJ, Brasil)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Fernandes, Tainan da Fonseca
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
Texto Completo: http://app.uff.br/riuff/handle/1/32425
Resumo: Evidências crescentes têm mostrado que a intensa ciclagem de carbono (C) nos estuários é um fator crítico para a emissão de gases de efeito estufa, especialmente o dióxido de carbono (CO2). O enriquecimento de nutrientes (i.e., eutrofização) por descargas de esgoto não tratado é comumente associado ao aumento dos processos metabólicos e físico-químicos, determinando importantes fontes e sumidouros de CO2 nas águas costeiras urbanas em relação à atmosfera. Apesar de sua relevância para melhorar os modelos de previsão dos efeitos das mudanças climáticas, mudanças drásticas em curto prazo na pressão parcial de CO2 (pCO2) em ciclos de 24 horas entre estações do ano ainda são pouco conhecidas em águas costeiras altamente produtivas em baixas latitudes quentes. Desta forma, o objetivo desta dissertação é avaliar os potenciais controles metabólicos e físico-químicos das variações diárias e sazonais da pCO2 em águas superficiais eutróficas de um estuário urbano tropical, que recebe grande descargas de esgoto sem tratamento (Praia do Catalão, Baía de Guanabara - RJ, Brasil). A abordagem de alta resolução foi utilizada para medir a pCO2 mensal continuamente durante 24 h entre junho de 2018 e janeiro de 2020. Os resultados indicaram uma ampla variabilidade de pCO2 entre estações (mínima-máxima de 30 a 1668 μatm), caracterizadas em mediana por um pequeno sumidouro de CO2 durante o verão (pCO2=387 μatm) e fonte de CO2 para a atmosfera durante a primavera (pCO2= 488 μatm), outono (pCO2=481 μatm) e inverno (pCO2=652 μatm). Também, em escala nictemeral, descobrimos diferença na pCO2 em todos os horários. Nesse sentido, os presentes dados revelam a importância de amostrar continuamente e em alta resolução temporal em um estuário tropical eutrófico. Apesar de sempre mostrar uma sub saturação mediana de pO2, houve uma pequena variabilidade sazonal com valores mais baixos durante o inverno (pO2= 120.975 μatm) do que na primavera (pO2= 168.994 μatm), outono (pO2= 142.462 μatm) e verão (pO2= 131.103 μatm). A maior mediana da pO2 ocorreu entre 14h e 16h, o que reflete um padrão contrário aos menores valores de pCO2 devido ao controle metabólico impulsionado pelo equilíbrio entre a produção primária e a respiração. Portanto, nossas descobertas revelaram que mudanças drásticas em curto prazo da pCO2 com predominância de controles metabólicos podem ser um componente potencialmente importante no balanço de carbono, cujas implicações podem ser globais ao considerar o aumento da eutrofização antropogênica em águas costeiras ao redor do mundo. As práticas de monitoramento em alta resolução podem gerar dados mais acurados para subsidiar ações de mitigação aos eventos de hipóxia e mudança climática nas águas da baía de Guanabara, sugerimos a inclusão da variação temporal do CO2 altamente dinâmico em estuários eutróficos em ações relacionadas a poluição da água e clima.
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Apesar de sua relevância para melhorar os modelos de previsão dos efeitos das mudanças climáticas, mudanças drásticas em curto prazo na pressão parcial de CO2 (pCO2) em ciclos de 24 horas entre estações do ano ainda são pouco conhecidas em águas costeiras altamente produtivas em baixas latitudes quentes. Desta forma, o objetivo desta dissertação é avaliar os potenciais controles metabólicos e físico-químicos das variações diárias e sazonais da pCO2 em águas superficiais eutróficas de um estuário urbano tropical, que recebe grande descargas de esgoto sem tratamento (Praia do Catalão, Baía de Guanabara - RJ, Brasil). A abordagem de alta resolução foi utilizada para medir a pCO2 mensal continuamente durante 24 h entre junho de 2018 e janeiro de 2020. Os resultados indicaram uma ampla variabilidade de pCO2 entre estações (mínima-máxima de 30 a 1668 μatm), caracterizadas em mediana por um pequeno sumidouro de CO2 durante o verão (pCO2=387 μatm) e fonte de CO2 para a atmosfera durante a primavera (pCO2= 488 μatm), outono (pCO2=481 μatm) e inverno (pCO2=652 μatm). Também, em escala nictemeral, descobrimos diferença na pCO2 em todos os horários. Nesse sentido, os presentes dados revelam a importância de amostrar continuamente e em alta resolução temporal em um estuário tropical eutrófico. Apesar de sempre mostrar uma sub saturação mediana de pO2, houve uma pequena variabilidade sazonal com valores mais baixos durante o inverno (pO2= 120.975 μatm) do que na primavera (pO2= 168.994 μatm), outono (pO2= 142.462 μatm) e verão (pO2= 131.103 μatm). A maior mediana da pO2 ocorreu entre 14h e 16h, o que reflete um padrão contrário aos menores valores de pCO2 devido ao controle metabólico impulsionado pelo equilíbrio entre a produção primária e a respiração. Portanto, nossas descobertas revelaram que mudanças drásticas em curto prazo da pCO2 com predominância de controles metabólicos podem ser um componente potencialmente importante no balanço de carbono, cujas implicações podem ser globais ao considerar o aumento da eutrofização antropogênica em águas costeiras ao redor do mundo. As práticas de monitoramento em alta resolução podem gerar dados mais acurados para subsidiar ações de mitigação aos eventos de hipóxia e mudança climática nas águas da baía de Guanabara, sugerimos a inclusão da variação temporal do CO2 altamente dinâmico em estuários eutróficos em ações relacionadas a poluição da água e clima.Intense carbon (C) cycling in estuaries is a critical driving factor of greenhouse gas emissions, especially carbon dioxide (CO2). The nutrient enrichment (i.e., eutrophication) by untreated sewage discharges is commonly associated with increased metabolic and physicochemical processes, determining important CO2 sources and sinks in urban coastal waters with respect to the atmosphere. Despite their relevance to improve prediction models on climate change effects, drastic short-term changes in the partial pressure of CO2 (pCO2) over 24 h cycles among year seasons are still little known in highly productive coastal waters at warm low latitudes. In this way, the aim of this Master dissertation is to evaluate potential metabolic and physicochemical controls of daily and seasonal variations of pCO2 in eutrophic surface waters of a tropical urban estuary, which receive large untreated sewage discharges (Praia do Catalão, Guanabara Bay - RJ, Brazil). High-resolution approach was used to measure monthly pCO2 continuously over 24 h between June 2018 and January of 2020. The results indicate a largely variable median pCO2 among seasons characterized by CO2 sink during the summer (pCO2=387μatm) or source during Spring (pCO2=488 μatm), Autumn (pCO2=481 μatm), and Winter (pCO2=652 μatm). In addition, at a nictemeral scale, we found a difference in pCO2 at all hourly intervals. The present data reveal the importance of sampling continuously and high-resolution temporal at tropical eutrophic estuary. Despite variations between over or undersaturation of O2 within the day, median pO2 in all seasons were below the atmospheric equilibrium. The highest median pO2 occurred between 2 pm and 4 pm, which reflected a contrary pattern to the smallest values of pCO2, probably due to the metabolic control driven by the balance between primary production and respiration. Therefore, our findings revealed that drastic short-term changes in pCO2 with predominantly metabolic controls may be a potentially important component of carbon balance, the implications of which may be global when considering increased anthropogenic eutrophication in coastal waters around the world. High-resolution monitoring practices can generate more accurate data to support mitigation actions for hypoxia events and climate change at Guanabara Bay waters, we suggest including the temporal variation of highly dynamic CO2 in eutrophic estuaries in actions related to water pollution and climate.63 f.Ribeiro, Humberto MarottaPeixoto, Roberta BittencourtPinho, Luana QueirozCunha, Letícia Cotrim daCotovicz Junior, Luiz CarlosMarins, Rozane ValenteFernandes, Tainan da Fonseca2024-02-26T19:19:27Z2024-02-26T19:19:27Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfFERNANDES, Tainan da Fonseca. Alta variabilidade de curto prazo de dióxido de carbono em um estuário urbano tropical eutrofizado (Baía de Guanabara, RJ, Brasil). 2022. 63 f. Dissertação (Mestrado em Geografia) – Programa de Pós-Graduação em Geografia, Instituto de Geociências, Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2022.http://app.uff.br/riuff/handle/1/32425CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2024-02-26T19:19:32Zoai:app.uff.br:1/32425Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T11:04:31.997473Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false
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description Evidências crescentes têm mostrado que a intensa ciclagem de carbono (C) nos estuários é um fator crítico para a emissão de gases de efeito estufa, especialmente o dióxido de carbono (CO2). O enriquecimento de nutrientes (i.e., eutrofização) por descargas de esgoto não tratado é comumente associado ao aumento dos processos metabólicos e físico-químicos, determinando importantes fontes e sumidouros de CO2 nas águas costeiras urbanas em relação à atmosfera. Apesar de sua relevância para melhorar os modelos de previsão dos efeitos das mudanças climáticas, mudanças drásticas em curto prazo na pressão parcial de CO2 (pCO2) em ciclos de 24 horas entre estações do ano ainda são pouco conhecidas em águas costeiras altamente produtivas em baixas latitudes quentes. Desta forma, o objetivo desta dissertação é avaliar os potenciais controles metabólicos e físico-químicos das variações diárias e sazonais da pCO2 em águas superficiais eutróficas de um estuário urbano tropical, que recebe grande descargas de esgoto sem tratamento (Praia do Catalão, Baía de Guanabara - RJ, Brasil). A abordagem de alta resolução foi utilizada para medir a pCO2 mensal continuamente durante 24 h entre junho de 2018 e janeiro de 2020. Os resultados indicaram uma ampla variabilidade de pCO2 entre estações (mínima-máxima de 30 a 1668 μatm), caracterizadas em mediana por um pequeno sumidouro de CO2 durante o verão (pCO2=387 μatm) e fonte de CO2 para a atmosfera durante a primavera (pCO2= 488 μatm), outono (pCO2=481 μatm) e inverno (pCO2=652 μatm). Também, em escala nictemeral, descobrimos diferença na pCO2 em todos os horários. Nesse sentido, os presentes dados revelam a importância de amostrar continuamente e em alta resolução temporal em um estuário tropical eutrófico. Apesar de sempre mostrar uma sub saturação mediana de pO2, houve uma pequena variabilidade sazonal com valores mais baixos durante o inverno (pO2= 120.975 μatm) do que na primavera (pO2= 168.994 μatm), outono (pO2= 142.462 μatm) e verão (pO2= 131.103 μatm). A maior mediana da pO2 ocorreu entre 14h e 16h, o que reflete um padrão contrário aos menores valores de pCO2 devido ao controle metabólico impulsionado pelo equilíbrio entre a produção primária e a respiração. Portanto, nossas descobertas revelaram que mudanças drásticas em curto prazo da pCO2 com predominância de controles metabólicos podem ser um componente potencialmente importante no balanço de carbono, cujas implicações podem ser globais ao considerar o aumento da eutrofização antropogênica em águas costeiras ao redor do mundo. As práticas de monitoramento em alta resolução podem gerar dados mais acurados para subsidiar ações de mitigação aos eventos de hipóxia e mudança climática nas águas da baía de Guanabara, sugerimos a inclusão da variação temporal do CO2 altamente dinâmico em estuários eutróficos em ações relacionadas a poluição da água e clima.
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