Engenharia do Ambiente Qualidade da Água. Ambiente Sedimentar. Marta Martins.

Tamanho: px

Começar a partir da página:

Download "Engenharia do Ambiente Qualidade da Água. Ambiente Sedimentar. Marta Martins."

Airton Domingos Rosa
6 Há anos
Visualizações:

1 Engenharia do Ambiente Qualidade da Água Ambiente Sedimentar Marta Martins 2017/2018

2 Ecosistema Marinho Neritic zone Sublittora l zone Littoral zone Bathyal zone MMartins_QA_2017/2018 Hadal zone Abyssal zone 2

3 Porquê estudar os sedimentos Reservatório de contaminantes Risco para fauna e flora bentónica Remobilização dos sedimentos Aumento da biodisponibilidade de contaminantes Risco para organismos pelágicos MMartins_QA_2017/2018 3

de rochas préexistentes; químicos subst.

4 Sedimentos Definição: partículas orgânicas e inorgânicas que acumulam no fundo dos sistemas aquáticos Origem: erosão, precipitação de minerais inorgânicos, actividade biológica Tipos: clásticos gerados pela fragmentação de rochas préexistentes; químicos subst. precipitadas a partir de reacções químicas; bioquímicos minerais não-dissolvidos de restos de organismos ou minerais precipitados por processos biológicos. Erosão MMartins_QA_2017/2018 4

5 Classificação dos sedimentos Dimensão Conteúdo orgânico Adsorção Velocidade de deposição Floculação MMartins_QA_2017/2018 5

6 Argila Silte Areia Cascalho MMartins_QA_2017/2018 6

7 15 principais tipos de sedimentos segundo Folk (1980). L = lodo; l = lodoso; A = areia; a = arenoso; C = cascalho; c = saibroso; (c) = ligeiramente saibroso. Lodo (< 62,5 µm) = silte + argila areia : vasa cascalho (%) <0,01 0,01-5% 5-30% 30-80% >80% < 1:9 V V(c) Vc Cv 1:9-1.1 Va Va(c) 1:1-9:1 Av Av(c) Avc Cav C MMartins_QA_2017/ > 9:1 A A(c) Ac Ca

8 Porosidade - percentagem do volume total (Vt) que é ocupado por espaços intersticiais P = (Vi x 100) / Vt Permeabilidade - em larga medida função da granulometria, no entanto a actividade biológica sob a forma de secreções ou populações microbianas pode colmatar os espaços intersticiais e reduzir a permeabilidade. QL K = volume de água que atravessa, no tempo T, uma secção de sedimento Coesão - é uma estimativa da pressão lateral (Kg.cm-2) necessária para quebrar um bloco de sedimento ou alterar a sua estrutura. Aumenta com o aumento da força de ligação inter-partículas e com a diminuição da porosidade, conteúdo em água e dimensão das partículas. A bioperturbação pela actividade de invertebrados bênticos e por materiais secretados por invertebrados e por microorganismos tende também a aumentar a coesão. MMartins_QA_2017/2018 8

9 Dinâmica do transporte de sedimentos Circulação, salinidade, interacções biológicas, tipo sedimento MMartins_QA_2017/2018 9

10 MMartins_QA_2017/

11 Sedimentos Matriz muito complexa Elevada heterogeneidade espacial (horizontal e vertical) Natureza e dimensão das partículas Adsorção de contaminantes Capacidade de troca iónica Capacidade de fixação de organismos MMartins_QA_2017/

12 Sedimentos como reservatório de contaminantes Fase sólida - argilas, carbonatos, sulfatos, sulfuretos, hidróxidos detritos orgânicos, substâncias orgânicas insolúveis, biomassa... Água interticial - substâncias minerais e orgânicas intervindo em processos de transformação química e bioquímica Contaminante dissolvido (móvel e biodisponível) Contaminante adsorvido (imóvel, menos biodisponível) MMartins_QA_2017/

13 Água interticial substâncias orgânicas actividade biológica (fontes de energia, cometabolitos, factores de crescimento) complexação de substâncias minerais ou orgânicas substâncias minerais actividade microbiológica (derivados de N, P e S) reacções de oxidação-redução, complexação, precipitação modificação da especiação de metais e metaloides presentes gases OD - condiciona a actividade dos microorganismos H 2 S - condiciona a precipitação de metais MMartins_QA_2017/

14 MMartins_QA_2017/

15 Tempo de drenagem (min) Oxigénio dissolvido (% de saturação) praias com camada negra % de finos em sedimentos arenosos % de areia fina MMartins_QA_2017/

16 tpah (µg g -1 ) Matéria orgânica dos sedimentos Podem ser biomoléculas sintetizadas por organismos ou fragmentos biológicos (C, N, P, S, O) Derivada de plantas, animais, bactérias ou fitoplankton, macroalgas Abr/05 Derivada de fontes antropogénicas (aquaculturas, ETARs, etc.) C org (%) Higher organic content related with higher adsorption of organic MMartins_QA_2017/2018 contaminants 16

Pelagic Benthic Ambiente sedimentar Fracção Particulada Decomposição Volatilização Fracção Dissolvida Atmosfera Coluna Água Matéria em suspensão (SPM) Erosão Bioturbação Sedimentação

17 Pelagic Benthic Ambiente sedimentar Fracção Particulada Decomposição Volatilização Fracção Dissolvida Atmosfera Coluna Água Matéria em suspensão (SPM) Erosão Bioturbação Sedimentação anóxico Adsorção Desorption óxico Adsorção Desorption Matéria dissolvida Erosão Difusão Água intersticial Bioacumulação Eliminação Bioacumulação eliminação Sediment MMartins_QA_2017/

18 Factores que afectam o ambiente sedimentar Estrutura dos sedimentos Potencial Redox (Eh) ph Grau de compactação e homogeneidade Estratificação estratos com composição e condições diferentes que condicionam a presença de nichos ecológicos Importante na especiação de metais e na actividade dos microorganismos Influência: o grau de ionização de subsâncias minerais a actividade dos microorganismos Possibilita a solubilização de substâncias orgânicas e minerais Condiciona o coeficiente de partição entre as partículas e a água intersticial Temperatura Influência a cinética das reacções químicas e bioquímicas Influência a solubilidade das substâncias orgânicas e minerais Luz Influencia o desenvolvimento de organismos autotróficos Fotodegradação MMartins_QA_2017/2018 Hidrodinamismo 18 Influência a oxigenação das camadas superficiais do sediment Influência o contacto e fixação de organismos ao substracto

19 Sediment depth Perfis de concentração de químicos no sedimento RPDL ph Eh O 2 materia orgânica mg.l -1 Fe 3+ CO 2 NO 3 - NO 2 - Metabolismo aeróbio Fe % mv mg.l -1 H 2 S CH 4 NH 4+ Metabolismo anaeróbio MMartins_QA_2017/

20 Depth MMartins_QA_2017/

21 Qual a importância dos sedimentos em ecologia e na engenharia MMartins_QA_2017/

22 Influence of particles in distribution of contaminants

23 Influence of particles in contaminant distribution Suspended Particulate Matter (SPM) Guadiana river and estuary Polychlorinated biphenyls (PCBs) MMartins_QA_2017/

24 Influência das actividades de dragagem Antes das dragagens (30 days) REF 5 Mytilus edulis Tagus Estuary Durante operações de dragagem T30, T45, T60 MMartins_QA_2017/

25 Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) Dradagens aumentaram a biodisponibilidade de PAHs cancerígenos associados com as parículas de sedimento Dradagens induziram efeitos genotóxicos e de stress oxidativo MMartins_QA_2017/

26 Bioturbação Disturbance of the sediment (or soil) by living things (animals and plants): - displacing by plant roots - pushing sediment aside such as in animal tracks - eating and excreting sediment, as earthworms do. MMartins_QA_2017/

27 Bioturbation disrupts layering creates current flow pathways enables exchange of minerals and fluids chemistry adds or removes organic matter Displacement of microorganisms and non-living particles MMartins_QA_2017/2018 Facilitate or impede mobility of diagenetic fluids Increase or decrease porosity and permeability Mix the sediment matrix Displace sediment grains 27

28 Benthos Community of organisms which live on, in, or near the benthic zone. This communities lives in or near sedimentary environments, from intertidal to continental shelf and then down to the abyssal depths. Important to recycling of nutrients and the burial and storage of organic matter The benthic habitat may contain both primary producers (phytobenthos), and herbivores and carnivores, the zoobenthos. MMartins_QA_2017/

29 By location By type By size Benthos classification Macrobenthos (animals > 1 mm) Meiobenthos (1mm < animals > 0.1 mm) Microbenthos (< 0.1 mm) Zoobenthos Phytobenthos (benthic diatoms and macroalgae (seaweed) Endobenthos Epibenthos Hyperbenthos MMartins_QA_2017/

30 Sapais Spartina maritima Sarcocornia fruticosa MMartins_QA_2017/

31 Sapais Emergent land plants that tolerate the salinities of the open sea Traps and cycle various chemical compounds, organic materials and nutrients. Saltmarsh roots act as physical traps and provide attachment surfaces for various organisms. MMartins_QA_2017/

32 Sapais Provides: - Protection - Food - Shelter - Extension coast - Building islands - Major energy input into fisheries Species are sensitive to extreme temperature and tidal fluctuations, salinity and sediments MMartins_QA_2017/

33 Sarcocornia fruticosa Saltmarsh (colonized areas) trap fine particles enriched in organic contaminants MMartins_QA_2017/

34 Rede de arrasto Box corer draga Ponar MMartins_QA_2017/2018 Corer simples 34

Documentos relacionados

QUALIDADE ECOLÓGICA. Variáveis endógenas e exógenas; Indicadores e índices de qualidade ecológica; Toxicidade e análise de risco

QUALIDADE ECOLÓGICA. Variáveis endógenas e exógenas; Indicadores e índices de qualidade ecológica; Toxicidade e análise de risco QUALIDADE ECOLÓGICA Variáveis endógenas e exógenas; Indicadores e índices de qualidade ecológica; Toxicidade e análise de risco DETERMINAÇÃO DO ESTADO DE QUALIDADE ECOLÓGICA Parâmetros biológicos Indicadores