Sedimentos Límnicos 15/06/2015. Disciplina: Limnologia Docente: Elisabete L. Nascimento. Integrantes: Gabriel Jussara Natalia Nilza Solange

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1 Sedimentos Límnicos 1 Autores: Francisco de Assis Esteves e Antônio Fernando Monteiro Camargo. Capítulo 19 Universidade Federal de Rondônia UNIR. 2 Disciplina: Limnologia Docente: Elisabete L. Nascimento Integrantes: Gabriel Jussara Natalia Nilza Solange 1

2 Sedimentos Límnicos: 3 O sedimento pode ser considerado como o resultado da interação de todos os processos que ocorrem em um ecossistema lacustre. Importância dos sedimentos: 4 Nos sedimentos ocorrem processos físicos e/ou químicos e biológicos, que influenciam o metabolismo de todo o sistema. O sedimento através de sua composição química e biológica é importante nos estudos da evolução histórica de ecossistemas lênticos e dos ecossistemas terrestres adjacentes. Também é importante na avaliação da intensidade e formas de impactos a que os ecossistemas aquático estão ou estiveram submetidos. 2

3 Consideração Histórica: 5 Naumman (1930), através do seu livro sobre sedimento de lagos lacustre, foi o primeiro cientista a descrever a implicações do sedimento no metabolismo destes ecossistemas. Consideração Histórica: 6 Os estudos sobre sedimentos de ecossistemas aquáticos se concentraram inicialmente nos sedimentos lacustres, com ênfase nos estudos de lagos.posteriormente se expandiram para os ambientes lóticos. 3

4 Classificação do Sedimento Lacustre: 7 Segundo Naumman (1930) o sedimento lacustre pode ser de dois tipos: orgânico e mineral Sedimento orgânico Segundo Ungemach (1960), para o sedimento ser considerado orgânico deve possuir teor de matéria orgânica superior a 10% da massa seca. Sedimento Orgânico: 8 Dentre o sedimento orgânico pode ser distinguido dos tipos: gyttja e dy gyttja. Um sedimento do tipo gyttja é formado a partir de detritos formados do próprio lago, sendo característico de lagos eutróficos de regiões de clima temperado. 4

5 Sedimento Orgânico: 9 Dentre o sedimento orgânico pode ser distinguido dos tipos: gyttja e dy gyttja. O dy gyttja é o termo utilizado para caracterizar o sedimento orgânico cuja matéria orgânica tem origem alóctone. É encontrado principalmente em ambientes aquáticos com características distróficos. O sedimento nos lagos brasileiros podem ter características de gyttja ou dy yttja. Sedimento Mineral: 10 O sedimento mineral é caracterizado pelo baixo teor de matéria orgânica (menos de 10% da massa seca), e ocorre principalmente em ambientes lacustres oligotróficos de regiões temperadas. 5

6 Camadas dos sedimentos límnicos: 11 Recente Permanente Camadas dos sedimentos límnicos: 12 Recente Compreende a maior parte do sedimento, geralmente com a maior concentração orgânica, que está em contato direto com a coluna D água. Corresponde a parte dos sedimentos biologicamente mais ativa, pois nela os microrganismos e organismos bentônicos encontram as condições ambientais mais favoráveis para o seu desenvolvimento. 6

7 Características: 13 Alto teor de matéria Orgânica; Maior Densidade de Organismos; Grande atividade microbiana; O limite inferior desta camada é demarcado pela região na qual não há mais colonização por micro invertebrados. Camadas dos sedimentos límnicos: 14 Permanente: Localiza-se abaixo da camada recente e é caracterizada pelo baixo teor de matéria orgânica e pelo fato de estar geralmente em anaerobiose. Devido a isso, poucos organismos, além de bactérias se desenvolvem nessa região. 7

8 Camadas dos sedimentos límnicos: 15 Frações: Particulada Dissolvida Camadas dos sedimentos límnicos: 16 Particulada: Principal fonte de energia para microrganismos e organismos bentônicos, geralmente em ambiente com alta produção primária ou naqueles que recebem grande quantidade de matéria orgânica alóctone, é composta principalmente por matéria orgânica. 8

9 Camadas dos sedimentos límnicos: 17 Particulada: Em lagos de baixa produção primária, como as lagunas costeiras e represas, a matéria orgânica predominante é a inorgânica, como por exemplo a argila. Camadas dos sedimentos límnicos: 18 Dissolvida: A fração dissolvida na água intersticial(água do sedimento) é de fundamental importância para a produtividade do ecossistema aquático. 9

10 Camadas dos sedimentos límnicos: 19 Dissolvida: As concentrações de nutrientes na água intersticial do sedimento podem ser duas, cinco ou muitas vezes maiores que a coluna d água como mostra a tabela: Sedimento lacustre como objeto da paleolimnologia: 20 Sedimento é o compartimento lacustre onde se depositam todos os compostos e estruturas de animais e vegetais que não foram totalmente decompostos. Diante disso, com o passar o tempo formam-se camadas no sedimento, contendo compostos químicos e estruturas biológicas que representam as diferentes fases do processo. 10

11 Sedimento lacustre como objeto da paleolimnologia: 21 O sedimento lacustre funciona como um banco de dados sobre o ecossistema constituindo-se consequentemente, no principal objeto da paleolimnologia. Para a realização do estudo é importante que amostras de sedimentos sejam tomadas sob a forma de perfis verticais. Sedimento lacustre como objeto da paleolimnologia: 22 Grande parte dos estudos foram realizados em lagos europeus, essas pesquisas possibilitaram: 1. Identificar, através de analise de grãos de pólen, as diferentes fases do processo de sucessão da vegetação aquática e terrestre; 2. Identificar variações no nível d agua em função de alterações paleoclimáticas; 3. Identificar sequencias por colonização por espécies aquáticas; 4. Identificar espécies extintas naturalmente ou devida a ações antrópicas como a poluição ou eutrofização artificial. 11

12 Sedimento lacustre como objeto da paleolimnologia: 23 No Brasil a pesquisa paleolimnologica realizada na Lagoa Grande localizada no Parque Estadual Turístico de Alto Ribeira SP em 2010, permitiu concluir que as condições ambientais se mantiveram estáveis nos últimos mil anos, com características de um clima úmido que permitiu a ocorrência de florestas na região. Sedimento como indicador de estado trófico de ambientes lênticos: 24 Na maioria dos ecossistemas lacustres de região temperada, a concentração de alguns componentes do sedimento reflete o nível de produção do sistema. O teor de matéria orgânica tem sido apontado como o mais apropriado. 12

13 Sedimento como indicador de estado trófico de ambientes lênticos: Lagos oligotróficos Baixo teor de matéria orgânica Cor clara Lagos eutróficos Alto teor de matéria orgânica Cor escura Sedimento como indicador de estado trófico de ambientes lênticos: Lago oligotrófico Lago eutrófico 13

14 Sedimento como indicador de estado trófico de ambientes lênticos: A concentração de nutrientes da água intersticial é mais apropriada para indicar o estado trófico de lagos, do que a concentração de nutrientes da fração particulada, de acordo com Ohle (1976). Sedimento como indicador de estado trófico de ambientes lênticos: 14

15 Sedimento como indicador de estado trófico de ambientes lênticos: 29 Em lagos tropicais a concentração de matéria orgânica e nutrientes do sedimento nem sempre reflete o nível de produção do sistema. Sedimento como indicador de estado trófico de ambientes lênticos: 30 Alta temperatura, reciclagem rápida da matéria orgânica. Pouca profundidade e turbulência da água Sedimento não reflete bem o estado trófico do ecossistema lacustre Taxa de decomposição da matéria orgânica na coluna d água (> 20 C) 15

16 Sedimento como indicador de estado trófico de ambientes lênticos: 31 A tabela a seguir mostra os resultados obtidos para a concentração de matéria orgânica, nitrogênio, fósforo e cálcio em alguns ecossistemas lacustres brasileiros. Sedimento como indicador de estado trófico de ambientes lênticos: 32 16

17 Sedimento como indicador do nível de poluição do ecossistema aquático: 33 A capacidade do sedimento em acumular compostos faz deste compartimento um dos mais importantes para a avaliação do nível de contaminação de ecossistemas aquáticos continentais. Sedimento como indicador do nível de poluição do ecossistema aquático: 34 ACUMULO DE COMPOSTOS: Orgânico: Inorgânico: 17

18 Sedimento como indicador do nível de poluição do ecossistema aquático: 35 O sedimento revela despejos no corpo d água que nem sempre podem ser identificados em uma analise de água. Sedimento como indicador do nível de poluição do ecossistema aquático: 36 TABELA 19.4: Concentração de alguns elementos-traço na água e no sedimento do rio Elbe (Alemanha), próximo a cidade de Hamburgo. Observa-se as diferentes unidades de concentração utilizadas. A partir do Forstner & Müller (1974). 18

19 Sedimento como indicador do nível de poluição do ecossistema aquático: 37 Observa-se que os sedimentos contaminados por metais são potencialmente vulneráveis, uma vez que os metais anteriormente imobilizados podem ser liberados novamente para a coluna d água. Quando o grão diminui, as concentrações de nutrientes e contaminantes aumentam. Sedimento como indicador do nível de poluição do ecossistema aquático: 38 Além da concentração de elementos-traço no sedimento, a sua distribuição vertical é um importante indicador da evolução dos impactos antrópicos sobre os ambientes aquáticos. Permite o levantamento histórico da ação antrópica do local de estudo. 19

20 Sedimento como indicador do nível de poluição do ecossistema aquático: (Forstner, 1989) O sedimento constitui um compartimento importante na avaliação da intensidade e formas de impactos a que os ecossistemas aquáticos estão ou estiveram submetidos, uma vez que realizam constantes trocas de nutrientes e outra substância poluente ou não, com a coluna d água. Importância do sedimento na dinâmica de nutrientes: 40 Ecossistemas aquáticos continentais: quase sempre apresenta maior concentração de nutrientes em seus sedimentos. É tido como reservatório de nutrientes para os demais compartimentos. 20

21 Importância do sedimento na dinâmica de nutrientes: 41 Fatores biológicos, físicos e químicos são os principais responsáveis pela dinâmica dos nutrientes acumulados no sedimento. Os sedimentos orgânicos comparado aos minerais tende a apresentar em maior concentração. Importância do sedimento na dinâmica de nutrientes: 42 Os fatores biológicos, físicos e químicos são interdependentes. Tanto podem favorecer a precipitação de íons para a estruturação química de diferentes nutrientes, como a liberação da matéria particulada para a água intersticial e desta para a coluna d água. As maiores taxas de liberação de nutrientes para a coluna d água ocorrem quando o meio se encontra com baixas concentrações ou ausência de oxigênio. Isto favorece à solubilização de alguns íons, decomposição microbiológica e respiração dos organismos bentônicos. 21

22 43 Os compostos orgânicos da coluna d água e do sedimento são na maioria das vezes oxidáveis e reduzíveis. Os íons ferroso e férrico são os mais importantes na intensidade de oxidação/redução. O potencial redox representa um potencial elétrico entre um eletrodo indicador e um eletrodo padrão. A obtenção do valor de íons dissolvidos na água ou sedimentos se dá através de potencial redox aparente, o qual fornece apenas indicações relativas das sequencias de processos bioquímicos. 44 A interface sedimento-água é a região do ecossistema aquático onde se observam as maiores intensidades de processos de oxidação e redução. Esses processos decorrem das concentrações de OD na coluna d água, onde dependem principalmente dos processos de estratificação ou desestratificação. 22

23 45 46 OBRIGADO! 23