MARCADORES ORGÂNICOS GEOQUÍMICOS : TENDÊNCIAS ATUAIS E PERSPECTIVAS EM ESTUDOS OCEANOGRÁFICOS E AMBIENTAIS
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- Nina Ana Carolina Guterres Beltrão
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1 Simpósio sobre Oceanografia e Defesa Sanitária MARCADORES ORGÂNICOS GEOQUÍMICOS : TENDÊNCIAS ATUAIS E PERSPECTIVAS EM ESTUDOS OCEANOGRÁFICOS E AMBIENTAIS César de Castro Martins 1,2 1 Centro de Estudos do Mar Universidade Federal do Paraná Rosalinda Carmela Montone 2 Márcia Caruso Bícego 2 Michel Michaelovitch de Mahiques 2 Rubens Cesar Lopes Figueira 2 2 Instituto Oceanográfico Universidade de São Paulo
2 MARCADORES ORGÂNICOS GEOQUÍMICOS O que são? compostos orgânicos de origem natural ou antrópica. Características particulares : natureza específica; estabilidade química; resistência a processos de degradação; pouca alteração em uma determinada escala de tempo. Para que servem? indicadores de eventos e processos. (Colombo et al., 1989, ES&T 23, 888).
3 Questões Básicas Origem da Matéria Orgânica antrópica natural derrames esgotos queima de combustíveis marinha terrestre processos erosivos desmatamentos organismos plantas C 3 plantas C 4 plâncton bactérias algas diatomáceas paleovegetação paleopluviosidade mudanças climáticas paleoprodutividade
4 MARCADORES ORGÂNICOS DE ATIVIDADES ANTRÓPICAS Contaminantes do ambiente marinho ou apenas indicadores? Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) Compostos organoclorados e organobromados Dioxinas e Ftalatos Fármacos Hidrocarbonetos alifáticos (n-alcanos, isoprenóides ) Esteróis fecais (coprostanol)
5 H3 Simpósio sobre Oceanografia e Defesa Sanitária FAPESP e Fundação Bunge HIDROCARBONETOS POLICÍCLICOS AROMÁTICOS (HPAs) Compostos químicos que apresentam em sua estrutura, pelo menos dois anéis aromáticos. C2H5 naftaleno bifenil acenaftileno acenafteno fluoreno 2-etil-naftaleno 2-metil-naftaleno 1- metil-naftaleno H3C H3C 2,6-dimetil-naftaleno 1,3-dimetil-naftaleno 1,7-dimetil-naftaleno 1,2-dimetil-naftaleno H3 C 2,7-dimetil-naftaleno S dibenzotiofeno fenantreno antraceno H3C H3C H C 3 1,6,7-trimetil-naftaleno H3C 1,4,6-trimetil-naftaleno H3C 2,3,6-trimetil-naftaleno H3C H3C 2,3,5-trimetil-naftaleno 1,4,5-trimetil-naftaleno S C H 3 fluoranteno pireno benzo(a)antraceno criseno S 1-metil-dibenzotiofeno S 3-metil-dibenzotiofeno CH 3 C H 3 4-metil-dibenzotiofeno S C H 3 2,3-dimetil-dibenzotiofeno benzo(b)fluoranteno benzo(k)fluoranteno benzo(e)pireno benzo(a)pireno 9-metil-fenantreno 2-metil-fenantreno 3-metil-fenantreno 4-metil-fenantreno 1-metil-fenantreno H3C H3C 3,6-dimetil-fenantreno 1,8-dimetil-fenantreno 2,7-dimetil-fenantreno indeno[1,2,3-c,d]pireno dibenzo(a,h)antraceno benzo(g,h,i)perileno
6 Fontes de HPAs QUEIMA DE LIXO TRÁFEGO URBANO COMBUSTÃO DE BIOMASSA ATIVIDADE PORTUÁRIA ATIVIDADE INDUSTRIAL
7 Os HPAs são eficientes marcadores geoquímicos? Química orgânica marinha e Geocronologia
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10 Os esteróis fecais são marcadores de atividades antrópicas? colestanol 5a-coprostanona Redução bacteriana H O H colesterol colestanona Redução bacteriana O Etapas de transformação do colesterol (Grimalt et al., 1990, ES&T 19, 90) coprostanol 5b-coprostanona
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12 Os esteróis fecais são marcadores geoquímicos de atividades antrópicas? Química orgânica e Geocronologia
13 Tendências históricas de introdução de esgoto
14 MARCADORES ORGÂNICOS DE PROCESSOS NATURAIS Degelo/Temperatura: Alquenonas Isoprenóides Altamente Ramificados (HBIs) Dialcoóis Alcanos Isoprenóides (pristano/fitano)... MUDANÇAS CLIMÁTICAS Produtividade e origem da matéria orgânica Esteróis biogênicos Alquenonas e Dialcoóis n-alcanos Ácidos e Alcoóis Graxos...
15 ALQUENONAS Marcadores orgânicos de Temperatura Derivados de algas cocolitoforídes Indicadores indiretos da temperatura da superfície oceânica e produtividade Heptatriacontana (nc 37 ): Cetonas di, tri ou tetrainsaturadas (Emiliania huxley)
16 TSM» TSM varia entre 20,6 C e 25 C» TSM diminui de 35 a 18 mil anos A.P.» TSM aumenta desde 18 mil anos A.P.» Menor temperatura: 18 mil anos A.P (UMG) Lourenço, R.A., Mahiques, M.M., Bícego, M.C Aplicação de Marcadores Orgânicos Moleculares em Estudos Oceanográficos e Paleoceanográficos para a Margem Continental Superior do Sudeste do Brasil. Tese de Doutorado, IO/USP.
17 Isoprenóides Altamente Ramificados (HBI) Degelo Conhecidos como haslenos, contém 25 átomos de carbono. São compostos biossintetizados por um número limitado de diatomáceas (Haslea sp) associadas ao gelo marinho; Haslenos tetra-insaturados: ~ 25 o C Haslenos tri-insaturados: ~ 15 o C Haslenos di-insaturados : ~ 5 o C (Haslea sp)
18 1,14-Diálcoois Marcadores de Produtividade/Degelo Biossintetizados por diatomáceas do gênero Proboscia. Encontradas em regiões de alta produtividade primária (ressurgência); (Probocia sp) Períodos mais intensos de ressurgência parecem ocorrer durante períodos interglaciais e são reduzidos durante períodos glaciais; Maiores concentrações de diálcoois (períodos interglaciais)
19 Esteróis - produtividade, fontes de MO, condições redox... C 27 H Coprostanol H Epicoprostanol Dehidrocolesterol H Dehidrocolestanol C 30 Colesterol H Colestanol H Dinosterol C 28 Campesterol H Campestanol Brassicasterol H Brassicastanol C 29 Estigmasterol H Estigmastanol Sitosterol H Sitostanol
20 Esteróis - produtividade C 28 Brassicasterol (24-metil-colest-5,22(E)-dien-3b-ol)
21 Esteróis - produtividade C 30 H Dinosterol 4a,23,24-trimetil-5a(H)-colest-22(E)-en-3b-ol
22 Esteróis Fontes de matéria orgânica C 28 Campesterol (24-metil-colest-5-en-3b-ol) C 29 Estigmasterol (24-etil-colest-5,22(E)-dien-3b-ol) Sitosterol (24-etil-colest-5-en-3b-ol)
23 PERSPECTIVAS?? Descoberta de novos marcadores específicos para atividades antrópicas e processos naturais. Aperfeiçoamento nas técnicas analíticas de determinação de marcadores orgânicos. Desenvolvimento de projetos que visam entender as mudanças climáticas em uma escala geológica utilizando marcadores orgânicos geoquímicos. Projeto PaleoAntar (557044/2009-0) Mahiques, M.M., Bícego, M.C. et al.
24 Agradecimento Marcadores orgânicos geoquímicos em testemunhos de sedimento do Sistema Estuarino de Santos e São Vicente, SP: um registro histórico da introdução de hidrocarbonetos no ambiente marinho (Bolsa DR 01/ ) - Bolsa Produtividade (307110/2008-7) - Infra-estrutura analítica para estudos de mudanças ambientais na costa paranaense, utilizando marcadores orgânicos geoquímicos como indicadores de processos naturais e antrópicos (564316/2008-3) - Geoquímica de Esteróis em Sedimentos Recentes das Ilhas Shetlands do Sul, Península Antártica: origens, degradação e respostas a alterações ambientais locais (550014/2007-1) - Evolução geocronológica das atividades humanas baseadas em indicadores de queima de combustíveis fósseis em sedimento da Baía do Almirantado, Ilha Rei George, Península Antártica (557306/2005-1) CONTATO : ccmart@ufpr.br
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