Estudo do carbono inorgânico e orgânico na água, com ênfase na alcalinidade total, em dois estuários brasileiros (MA e SP) sob diferentes regimes de maré

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Almeida, Antonio Jeferson Muniz
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/21/21137/tde-24102024-172042/
Resumo: O ciclo global do carbono envolve trocas entre as interfaces ar-água-sedimento-biota. A interface ar-oceano tem sido amplamente estudada devido ao aumento das emissões antropogênicas de CO2 atmosférico, e o oceano possui capacidade limitada para removê-lo da atmosfera. O principal objetivo do presente estudo foi avaliar as variações na alcalinidade total, e nos demais membros do sistema carbono e seus reflexos nos fluxos de CO2 entre a água e a atmosfera em dois sistemas estuarinos distintos, sob diferentes regimes de maré (micro e macro), localizados nos estados do Maranhão e São Paulo, considerando a sazonalidade e pressões antropogênicas nos setores destes sistemas. No Sistema Estuarino de Raposa e Rio Paciência (SERP) as campanhas amostrais ocorreram em maio de 2022 (período chuvoso) e setembro de 2022 (período de estiagem). No Complexo Estuarino-Lagunar de Cananéia-Iguape (CELCI), as campanhas ocorreram em agosto de 2022 (período de estiagem) e fevereiro de 2023 (período chuvoso). Foram coletadas amostras de água superficial em 17 estações em cada sistema, ao longo do gradiente de salinidade e em cada um dos períodos sazonais. Foram analisados os parâmetros hidrológicos (temperatura e salinidade) acompanhando os dados de oxigênio dissolvido, pH, alcalinidade total, carbono orgânico dissolvido, clorofila-a, feopigmento, material particulado em suspensão e material orgânico particulado em suspensão. Diferentes parâmetros do sistema carbonato, como pCO2, fluxo de CO2 e fator Revelle foram calculados usando o software CO2Calc®, com suporte de dados de pressão atmosférica, velocidade do vento, fosfato e silicato. As diferenças sazonais considerando os períodos de maior e menor pluviosidade, promovem diferenças no comportamento do sistema carbono na água superficial. De modo geral, no SERP, o estuário do Rio Paciência mostrou maior gradiente de salinidade e com isso os valores de alcalinidade total variaram mais, enquanto o estuário de Raposa apresentou maior influência de águas mais salinas e com isso os maiores valores de alcalinidade total. Assim, o SERP, como um todo, mostrou valores de alcalinidade variando de 1419,71 a 1813,11 µmol kg-1 no período chuvoso e de 2195,23 a 2389,98 µmol kg-1 no período de estiagem. Neste sistema, variáveis salinidade e pH estiveram com alto grau de associação com a alcalinidade. Em relação CELCI, foi observado um gradiente decrescente de salinidade da região sul em direção à região norte do sistema. Os maiores valores foram observados na região do Ararapira e de Cananéia, e os mais baixos na região de Iguape. De modo geral, a alcalinidade total variou de 467,86 a 2134,82 µmol kg-1 no período chuvoso e de 729,41 a 2127,32 µmol kg-1 no período de estiagem. Neste sistema, variáveis como salinidade, pH e o processo de diluição estiveram fortemente associadas aos valores de alcalinidade nos dois períodos. A distribuição das variáveis no sistema carbonato difere principalmente devido ao regime de marés. O SERP sofre influência de macro e hipermarés, enquanto o CELCI é afetado por micromarés. Essa variação afeta diretamente a emissão e absorção de CO2. No período de estiagem, o SERP tende a emitir e absorver mais CO2 do que o CELCI em ambos os períodos sazonais.
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spelling Estudo do carbono inorgânico e orgânico na água, com ênfase na alcalinidade total, em dois estuários brasileiros (MA e SP) sob diferentes regimes de maréStudy of inorganic and organic carbon in water, with emphasis on total alkalinity, in two Brazilian estuaries (MA and SP) under different tidal regimescarbonate systemCarbono inorgânico dissolvido (CID)carbono orgânico dissolvido (COD)CO2 fluxDissolved inorganic carbon (DIC)dissolved organic carbon (DOC)fluxo de CO2micro and macrotidesmicro e macromaréssistema carbonatoO ciclo global do carbono envolve trocas entre as interfaces ar-água-sedimento-biota. A interface ar-oceano tem sido amplamente estudada devido ao aumento das emissões antropogênicas de CO2 atmosférico, e o oceano possui capacidade limitada para removê-lo da atmosfera. O principal objetivo do presente estudo foi avaliar as variações na alcalinidade total, e nos demais membros do sistema carbono e seus reflexos nos fluxos de CO2 entre a água e a atmosfera em dois sistemas estuarinos distintos, sob diferentes regimes de maré (micro e macro), localizados nos estados do Maranhão e São Paulo, considerando a sazonalidade e pressões antropogênicas nos setores destes sistemas. No Sistema Estuarino de Raposa e Rio Paciência (SERP) as campanhas amostrais ocorreram em maio de 2022 (período chuvoso) e setembro de 2022 (período de estiagem). No Complexo Estuarino-Lagunar de Cananéia-Iguape (CELCI), as campanhas ocorreram em agosto de 2022 (período de estiagem) e fevereiro de 2023 (período chuvoso). Foram coletadas amostras de água superficial em 17 estações em cada sistema, ao longo do gradiente de salinidade e em cada um dos períodos sazonais. Foram analisados os parâmetros hidrológicos (temperatura e salinidade) acompanhando os dados de oxigênio dissolvido, pH, alcalinidade total, carbono orgânico dissolvido, clorofila-a, feopigmento, material particulado em suspensão e material orgânico particulado em suspensão. Diferentes parâmetros do sistema carbonato, como pCO2, fluxo de CO2 e fator Revelle foram calculados usando o software CO2Calc®, com suporte de dados de pressão atmosférica, velocidade do vento, fosfato e silicato. As diferenças sazonais considerando os períodos de maior e menor pluviosidade, promovem diferenças no comportamento do sistema carbono na água superficial. De modo geral, no SERP, o estuário do Rio Paciência mostrou maior gradiente de salinidade e com isso os valores de alcalinidade total variaram mais, enquanto o estuário de Raposa apresentou maior influência de águas mais salinas e com isso os maiores valores de alcalinidade total. Assim, o SERP, como um todo, mostrou valores de alcalinidade variando de 1419,71 a 1813,11 µmol kg-1 no período chuvoso e de 2195,23 a 2389,98 µmol kg-1 no período de estiagem. Neste sistema, variáveis salinidade e pH estiveram com alto grau de associação com a alcalinidade. Em relação CELCI, foi observado um gradiente decrescente de salinidade da região sul em direção à região norte do sistema. Os maiores valores foram observados na região do Ararapira e de Cananéia, e os mais baixos na região de Iguape. De modo geral, a alcalinidade total variou de 467,86 a 2134,82 µmol kg-1 no período chuvoso e de 729,41 a 2127,32 µmol kg-1 no período de estiagem. Neste sistema, variáveis como salinidade, pH e o processo de diluição estiveram fortemente associadas aos valores de alcalinidade nos dois períodos. A distribuição das variáveis no sistema carbonato difere principalmente devido ao regime de marés. O SERP sofre influência de macro e hipermarés, enquanto o CELCI é afetado por micromarés. Essa variação afeta diretamente a emissão e absorção de CO2. No período de estiagem, o SERP tende a emitir e absorver mais CO2 do que o CELCI em ambos os períodos sazonais.The global carbon cycle involves exchanges between air-water-sediment-biota interfaces. The air-ocean interface has been widely studied due to increasing anthropogenic emissions of atmospheric CO2, and the ocean has limited capacity to remove it from the atmosphere. The main objective of the present study was to evaluate variations in total alkalinity, and also the other members of the carbon system, and their impact on CO2 fluxes between water and atmosphere in two distinct estuarine systems, under different tidal regimes (micro and macrotides), located in the states of Maranhão and São Paulo, considering seasonality and anthropogenic pressures in the sectors of these systems. In the Raposa and Rio Paciência Estuarine System (SERP), sampling campaigns were performed in May 2022 (rainy period) and September 2022 (dry period). In the Cananéia-Iguape Estuarine-Lagunar Complex (CELCI), the campaigns took place in August 2022 (dry period) and February 2023 (rainy period). Surface water samples were sampled at 17 stations in each system, along the salinity gradient and in each of the seasonal periods. Hydrological parameters (temperature and salinity) were analyzed, following data on dissolved oxygen, pH, total alkalinity, dissolved organic carbon, chlorophyll-a, pheopigment, suspended particulate matter and suspended particulate organic material. Different parameters of the carbonate system, such as pCO2, CO2 flow and Revelle factor were calculated using the CO2Calc® software, supported by atmospheric pressure, wind speed, phosphate and silicate data. Seasonal differences considering periods of greater and lesser rainfall promote differences in the behavior of the carbon system in surface water. In general, in the SERP, the Paciência River estuary showed a greater salinity gradient and therefore the total alkalinity values varied more, while the Raposa estuary showed a greater influence of more saline waters and therefore the highest total alkalinity values. Thus, the SERP, as a whole, showed alkalinity values ranging from 1419.71 to 1813.11 µmol kg-1 in the rainy season and from 2195.23 to 2389.98 µmol kg-1 in the dry season. In this system, salinity and pH variables had a high degree of association with alkalinity. Regarding CELCI, a decreasing salinity gradient was observed from the southern region towards the northern region of the system. The highest values were observed in the Ararapira and Cananéia regions, and the lowest in the Iguape region. In general, total 12 alkalinity ranged from 467.86 to 2134.82 µmol kg-1 in the rainy season and from 729.41 to 2127.32 µmol kg-1 in the dry season. In this system, variables such as salinity, pH and the dilution process were strongly associated with alkalinity values in both periods. The distribution of variables in the carbonate system differs mainly due to the tidal regime. SERP is influenced by macro and hypertides, while CELCI is affected by microtides. This variation directly affects the emission and absorption of CO2. During the dry period, the SERP tends to emit and absorb more CO2 than the CELCI in both seasonal periods.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSaraiva, Elisabete de Santis Braga da GraçaAlmeida, Antonio Jeferson Muniz2024-08-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/21/21137/tde-24102024-172042/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-11-06T12:16:02Zoai:teses.usp.br:tde-24102024-172042Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-11-06T12:16:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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