Substratos para uso em telhados verdes: Avaliação da retenção hídrica e qualidade da água de escoamento.

Telhados verdes são uma alternativa interessante para mitigar o risco de enchentes dada a enorme área de telhados não utilizada das superfícies impermeáveis nas áreas urbanas. Graças a sua capacidade de armazenagem de água, os telhados verdes podem reduzir significativamente o pico de escoamento dos eventos de maior pluviosidade. Investigações sobre a composição de substratos baseados em materiais locais e projetos adequados para regiões climáticas tropicais são menos frequentes. Vegetação e substrato são elementos de um telhado verde que precisam ser adaptados para cada microclima e não universalizados. O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho de diferentes composições de substratos baseados em solo local, biomassa de coco, condicionador de solo e componentes comerciais, com a finalidade de maximizar a capacidade de retenção da água de chuva e diminuir necessidades de manutenção. Um pré-ensaio de colunas avaliou a capacidade de retenção hídrica e a relação peso seco x peso úmido de 15 composições de substrato. As composições com melhores resultados constituíram os substratos S1(15% solo + 55% coco + 30%componentes comerciais), S2 (30% solo + 40% coco + 30%componentes comerciais) e S3 (60% solo + 10% coco + 30%componentes comerciais). A caracterização físico-química dos substratos, solo e fibra de coco foi realizada. Em seguida um teste de colunas avaliou a capacidade de retenção hídrica dos substratos sob duas condições de precipitação: uma leve (8,77 mm/h); e outra mais forte (42,0 mm/h). Os resultados apontaram que os substratos S2 e S3 apresentaram melhores resultados de retenção para ambas as intensidades de precipitação. Observou-se que S1, que apresentou melhor capacidade de retenção no pré-ensaio, teve desempenho inferior aos demais o que pode ser atribuído à maior concentração de fibra de coco na sua composição e o consequente surgimento de caminhos preferenciais ao longo do perfil da coluna, por onde a água escoou mais rapidamente. Em eventos de precipitação mais leve, os substratos reteram de 60 a 100% do total aplicado. Quando se aplicou uma intensidade de precipitação mais forte, a faixa de retenção ficou entre 40% e 59%. No entanto, as variáveis analisadas para avaliar a qualidade da água de escoamento dos substratos (pH, CE, P, NO3, NH4, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Zn, Cr, Co, Ni) ficaram acima dos valores comumente encontrados na literatura, indicando que as composições aqui adotadas para os substratos podem implicar em uma fonte de poluição hídrica. Os substratos para uso em telhados verdes apresentados neste estudo atenderam seu objetivo quanto à retenção hídrica, mas a qualidade da água percolada torna seu uso inviável até o momento. Verificou-se a necessidade de estudar mais profundamente a qualidade da água lixiviada por cada componente dos substratos, individualmente, a fim de identificar as fontes dos elementos que presentes em concentrações elevadas tornam-se poluentes. Pode ser considerada a remoção de algum (s) dos componentes presentes na composição para se atingir um nível satisfatório de qualidade da água de escoamento.

Estudo do Controle das Emissões de poluentes em Caldeira Aquatubular de alta pressão com Queimadores Convencionais, Abordagem da Eficiência Versus Custo do Dano.

As emissões atmosféricas têm sido consideradas por especialistas, poder público, iniciativa privada e organizações ambientalistas, um dos maiores impactos ambientais que o planeta vem enfrentando. Neste contexto estão tanto as fontes estacionárias quanto as fontes móveis. Ao mesmo tempo em que se lançam na atmosfera milhões de toneladas de poluentes a cada ano através da indústria, o homem procura soluções alternativas através de fontes de energia limpa. Adicionalmente, procura-se ao diminuir as emissões das fontes fixas exercer melhor controle e tratamento. Apresenta-se nesse trabalho, a possibilidade da implementação de ações que visem minimizar o impacto causado pelas caldeiras geradoras de energia, em especial as que operam com queimadores convencionais. Experimentou-se um procedimento capaz de ser utilizado de imediato pelas indústrias, antes mesmo de se implementar inovações tecnológicas, que demandam tempo e recursos. Desta forma, pode-se reduzir, de maneira imediata, o volume de poluentes lançados diariamente na atmosfera, em especial o monóxido de carbono, CO, os óxidos de nitrogênio, NOx, e o material particulado, MP. Objetivou-se atingir um nível de emissões capaz de minimizar o custo do dano, sem perder a eficiência da combustão. Apresenta-se ainda a base metodológica de um modelo, utilizando-se a lógica difusa, como forma de se obter um controle e confiabilidade na gestão das emissões.

Ecossistema Engenheirado no tratamento descentralizado de águas residuárias de pequenos geradores: A Engenharia Ecológica na Ilha Grande, RJ.

Em várias regiões do mundo, assim como no Brasil, um alto percentual da população e até comunidades inteiras não têm acesso a um sistema de tratamento de esgoto centralizado, sendo comum o uso das fossas sépticas e/ou sumidouros e, em muitos casos, os esgotos são lançados in natura diretamente nos corpos hídricos. Com o objetivo de oferecer uma alternativa tecnológica de baixo custo de implantação e operação com vistas à minimização dos impactos ambientais e em atendimento a pequenas comunidades isoladas e de interesse social, o presente projeto desenvolveu com base em sistemas apresentados na literatura, um ecossistema engenheirado compacto para o tratamento de esgoto domiciliar de pequenos geradores. O sistema é composto por tratamento preliminar (caixa controladora de vazão e caixa de gordura), primário (fossa séptica), secundário (filtro aerado submerso e decantador secundário) e um conjunto de tanques vegetados por macrófitas aquáticas (Eichhornia crassipes, Schoenoplectus sp., Panicum cf. racemosum) intercalados por um tanque de algas para remoção da carga poluidora remanescente e nutrientes. O sistema foi instalado no CEADS/UERJ na Vila de Dois Rios, Ilha Grande, litoral Sul do Rio de Janeiro, operado e monitorado desde Abril de 2009, sendo que o presente estudo referese aos primeiros 200 dias de monitoramento. A remoção da carga poluidora foi monitorada na vazão de 200 L/h, posteriormente corrigida para 52 L/h, almejando alcançar os padrões de lançamento da Resolução CONAMA 357 e a NBR 13969 da ABNT, para os parâmetros de OD, pH, Temperatura, Nitrato, N amoniacal, DBO5, DQO, SSD, Cloreto e, Óleos e Graxas e outros parâmetros não incluídos na Resolução (Cond. Elétrica, COT, Alcalinidade, Dureza, Nitrito, Fósforo total e demais Sólidos (ST, SST, SSV, SSF e SDT ). Os resultados obtidos indicam que o sistema foi mais eficiente quando operado na vazão de 52 L/h, quando apresentou as seguintes taxas de remoção: 96 % (Nitrito); 71 % (Nitrato); 47 % (N amoniacal); 96,7 % (DQO); 95,7 % (DBO5); 10 % (Fósforo total). O sistema apresentou uma evolução ao longo do tempo de operação e após a redução na vazão, garantiu o enquadramento de 12 dos 14 parâmetros analisados (exceto N amoniacal e Fósforo total), nos padrões de lançamento contemplados pela Legislação Federal, CONAMA 357 e Legislação Estadual do RJ, SP, MG e GO. Para aumento da eficiência de tratamento, recomenda-se redimensionamento do filtro aerado submerso-decantador e tanques vegetados, com base nas recomendações do PROSAB 2.

Estudo de níveis de ozônio troposférico usando métodos de estatística univariada e multivariada para duas localidades da cidade do Rio de Janeiro

Com cada vez mais intenso desenvolvimento urbano e industrial, atualmente um desafio fundamental é eliminar ou reduzir o impacto causado pelas emissões de poluentes para a atmosfera. No ano de 2012, o Rio de Janeiro sediou a Rio +20, a Conferência das Nações Unidas sobre Desenvolvimento Sustentável, onde representantes de todo o mundo participaram. Na época, entre outros assuntos foram discutidos a economia verde e o desenvolvimento sustentável. O O3 troposférico apresenta-se como uma variável extremamente importante devido ao seu forte impacto ambiental, e conhecer o comportamento dos parâmetros que afetam a qualidade do ar de uma região, é útil para prever cenários. A química das ciências atmosféricas e meteorologia são altamente não lineares e, assim, as previsões de parâmetros de qualidade do ar são difíceis de serem determinadas. A qualidade do ar depende de emissões, de meteorologia e topografia. Os dados observados foram o dióxido de nitrogênio (NO2), monóxido de nitrogênio (NO), óxidos de nitrogênio (NOx), monóxido de carbono (CO), ozônio (O3), velocidade escalar vento (VEV), radiação solar global (RSG), temperatura (TEM), umidade relativa (UR) e foram coletados através da estação móvel de monitoramento da Secretaria do Meio Ambiente (SMAC) do Rio de Janeiro em dois locais na área metropolitana, na Pontifícia Universidade Católica (PUC-Rio) e na Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) no ano de 2011 e 2012. Este estudo teve três objetivos: (1) analisar o comportamento das variáveis, utilizando o método de análise de componentes principais (PCA) de análise exploratória, (2) propor previsões de níveis de O3 a partir de poluentes primários e de fatores meteorológicos, comparando a eficácia dos métodos não lineares, como as redes neurais artificiais (ANN) e regressão por máquina de vetor de suporte (SVM-R), a partir de poluentes primários e de fatores meteorológicos e, finalmente, (3) realizar método de classificação de dados usando a classificação por máquina de vetor suporte (SVM-C). A técnica PCA mostrou que, para conjunto de dados da PUC as variáveis NO, NOx e VEV obtiveram um impacto maior sobre a concentração de O3 e o conjunto de dados da UERJ teve a TEM e a RSG como as variáveis mais importantes. Os resultados das técnicas de regressão não linear ANN e SVM obtidos foram muito próximos e aceitáveis para o conjunto de dados da UERJ apresentando coeficiente de determinação (R2) para a validação, 0,9122 e 0,9152 e Raiz Quadrada do Erro Médio Quadrático (RMECV) 7,66 e 7,85, respectivamente. Quanto aos conjuntos de dados PUC e PUC+UERJ, ambas as técnicas, obtiveram resultados menos satisfatórios. Para estes conjuntos de dados, a SVM mostrou resultados ligeiramente superiores, e PCA, SVM e ANN demonstraram sua robustez apresentando-se como ferramentas úteis para a compreensão, classificação e previsão de cenários da qualidade do ar

Impacto do uso de biocombustíveis na qualidade do ar da cidade do Rio de Janeiro um estudo de simulação

A frota de veículos movidos por biocombustíveis tem aumentado nos últimos dez anos e com isso as emissões para a atmosfera nas cidades têm sofrido alterações. Devido a esta problemática, estudos com modelos de previsão de emissões são o foco deste trabalho. Alguns modelos, homologados por agências de regulamentação de alguns países ou comunidades, servem de base para as análises de risco com auxílio de simulação.O objetivo geral deste trabalho é avaliar o impacto do uso de biocombustíveis na qualidade do ar na cidade do Rio de Janeiro e estudar cenários de qualidade do ar, em função do aumento da quantidade de biodiesel e álcool adicionada ao diesel e gasolina. Nesta dissertação, monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, compostos orgânicos voláteis e ozônio são os principais poluentes estudados para a cidade do Rio de Janeiro. A avaliação de cenários foi realizada empregando um modelo de qualidade do ar com base no modelo de trajetórias OZIPR e no modelo químico SAPRC. Os resultados demonstram que o aumento do uso de biodiesel diminui a concentração de ozônio na atmosfera em relação ao caso base estudado, em 10,23% utilizando a mistura BE Diesel, em 5,28% utilizando a mistura B20 e apenas 0,33% utilizando a mistura B10. Isso de fato acontece pois o biodiesel possuiu mais oxigenados na sua estrutura. O estudo revelou o aumento nas emissões e concentrações de NOx na troposfera da cidade do Rio de Janeiro, para as mistura de BE- Diesel, B20 e o B10 em relação ao caso base, foram de 5,66%, 2,83% e 0% respectivamente. Em especial na cidade do Rio de janeiro existe um consumodo O3 pelo NO presente na atmosfera urbana. A redução na concentração de CO para as misturas de BE- Diesel, B20 e o B10 em relação ao caso base, foram de 13,11%, 6,56% e 4,12% respectivamente. O aumento da disponibilidade de oxigênio presente no biodiesel produz uma melhor queima do combustível, contribuindo para uma menor concentração de CO na troposfera

The history of contamination in sediments from the Mersey Estuary. Development of a chronology for the contamination of the Mersey Estuary by heavy metals and organochlorines

This is the history of contamination in sediments from the Mersey Estuary: Development of a chronology for the contamination of the Mersey Estuary by heavy metals and organochlorines Report produced by the Environment Agency in 1998. This report looks at the history of industrial contamination of the Mersey and Ribble Estuaries back to the early part of the last century, many decades before the start of monitoring programmes providing a remarkably detailed picture of very complex changes. There is a clear record in the sediment of the contamination by each heavy metal (including: Cu, Cr, Hg, Pb, Zn) and organochlorine chemical (including DDT isomers and PCB congeners) studied. The results of the study clearly show the increases in levels of contamination as industry expanded early last century followed by various improvements as this century progressed. Each pollutant has its own idiosyncratic pattern of change with some improvements predating modern environmental concerns whilst other changes seem to relate directly to recent improvements in legislative control. Overall, for the pollutants studied, the results clearly demonstrate the magnitude of improvement that has been achieved in what was a very polluted area. The only major reservation to this story is that despite the wide range of substances covered, many other potentially important pollutants remain to be studied in a similar manner.

Temperatura atmosférica e internações hospitalares por doenças cardíacas no município do Rio de Janeiro.

Os efeitos das temperaturas elevadas na saúde humana representam um problema de grande magnitude na saúde pública. A temperatura atmosférica e a poluição do ar são fatores de risco para as doenças crônicas não transmissíveis, em particular as doenças isquêmicas do coração. O estudo teve como objetivo analisar a associação entre a temperatura atmosférica e internações hospitalares por doenças cardíacas isquêmicas no município do Rio de Janeiro entre os anos de 2009 e 2013. Utilizaram-se modelos de séries temporais, via modelos aditivos generalizados, em regressão de Poisson, para testar a hipótese de associação. Como variáveis de controle de confusão foram utilizadas as concentrações de poluentes atmosféricos (ozônio e material particulado) e umidade relativa o ar; utilizou-se método de defasagem simples e distribuída para avaliar o impacto da variação de 1oC nas internações hospitalares diárias. No modelo de defasagem simples foram encontradas associações estatisticamente significativas para as internações por DIC no dia concorrente a exposição ao calor, tanto para a temperatura média quanto para a máxima. No modelo de defasagem distribuída polinomial, essa associação foi observada com 1 e 2 dias de defasagem e no efeito acumulado tanto para a temperatura média quanto para a máxima. Ao estratificarmos por faixa etária, as associações para as internações por DIC e exposição ao calor não foram estatisticamente significativas no modelo de defasagem simples para as temperaturas média e máxima. Em contrapartida, no modelo de defasagem distribuída polinomial, a correlação entre internações por DIC e exposição ao calor foi observada na faixa de 30 a 60 anos no efeito acumulado para a temperatura média; e com defasagem de 1 e 2 dias para 60 anos ou mais de idade para a temperatura média. Estes resultados sugerem associação positiva entre as internações hospitalares por doença cardíaca isquêmica e temperatura na cidade do Rio de Janeiro. Os resultados do presente estudo fornecem informações para o planejamento de investimentos de áreas urbanas climatizadas e para a preparação dos hospitais para receber emergências relacionadas aos efeitos de calor que é uma das consequências mais importantes das mudanças climáticas.

Determinação de cádmio e chumbo em peixes da espécie geophagus brasiliensis, no rio Paraíba do Sul, entre os municípios de Barra Mansa e Pinheiral

Sabendo que os peixes são bioacumuladores de contaminantes do ambiente aquático e com isso representam riscos para seus consumidores, podendo ampliar tal poluentes para a cadeia trófica, este estudo tem por objetivo determinar os níveis de cádmio e chumbo presentes na espécie de peixe Acará (Geophagus brasiliensis), tradicional do consumo da população ribeirinha, devido a grande quantidade de indivíduos na região industrial do Sul Fluminense, no rio Paraíba do Sul, do estado do Rio Janeiro, além de comparar as faixas de concentração destes elementos-traço com dados estabelecidos pela ANVISA, utilizando estes peixes como bioindicadores das regiões estudadas. Os peixes foram capturados ao longo do rio Paraíba do Sul, nos municípios de Pinheiral, Barra Mansa e Volta Redonda. A identificação e quantificação dos metaisforam realizados, por um sistema de pré-concentração, baseado na adsorção de metais por uma resina quelante (chelex100) acoplada em linhacom um espectrômetro de absorção atômica com chama (FAAS). O método de pré-concentração permitiu a detecção de cádmio em níveis maiores que ao limite de detecção do FAAS e quando comparados com os valores estabelecidos pela ANVISA, indicou que o peixe estaria impróprio para o consumo humano. Nas análises de pré-concentração para chumbo, não houve sinal expressivo a ser comparado, apresentando somente sinais de ruído do equipamento. O cádmio e o chumbo foram escolhidos para análise uma vez que são regulamentados como contaminantes inorgânicos pela ANVISA e não foi encontrado na literatura nenhum dado sobre esses metais em Geophagus brasiliensis

Human use pharmaceuticals in the estuarine environment: a survey of the Chesapeake Bay, Biscayne Bay, and Gulf of the Farallones

The assessment of emerging risks in the aquatic environment is a major concern and focus of environmental science (Daughton and Ternes, 1999). One significant class of chemicals that has received relatively little attention until recently are the human use pharmaceuticals. In 2004, an estimated 2.6 billion prescriptions were written for the top 300 pharmaceuticals in the U.S. (RxList, 2005). Mellon et al. (2001) estimated that 1.4 million kg of antimicrobials are used in human medicine every year. The use of pharmaceuticals is also estimated to be on par with agrochemicals (Daughton and Ternes, 1999). Unlike agrochemicals (e.g., pesticides) which tend to be delivered to the environment in seasonal pulses, pharmaceuticals are continuously released through the use/excretion and disposal of these chemicals, which may produce the same exposure potential as truly persistent pollutants. Human use pharmaceuticals can enter the aquatic environment through a number of pathways, although the main one is thought to be via ingestion and subsequent excretion by humans (Thomas and Hilton, 2004). Unused pharmaceuticals are typically flushed down the drain or wind up in landfills (Jones et al. 2001).

Protocols for conducting dolphin capture-release health assessment studies

Marine mammals, such as dolphins, can serve as key indicator species in coastal areas by reflecting the effects of natural and anthropogenic stressors. As such they are often considered sentinels of environmental and ecosystem health (Bossart 2006; Wells et al. 2004; Fair and Becker 2000). The bottlenose dolphin is an apex predator and a key component of many estuarine environments in the southeastern United States (Woodward-Clyde Consultants 1994; SCDNR 2005). Health assessments of dolphins are especially critical in areas where populations are depleted, show signs of epidemic disease and/or high mortality and/or where habitat is being altered or impacted by human activities. Recent assessments of environmental conditions in the Indian River Lagoon, Florida (IRL) and the estuarine waters surrounding Charleston, South Carolina (CHS) highlight the need for studies of the health of local bottlenose dolphins. While the condition of southeastern estuaries was rated as fair in the National Coastal Condition Report (U.S. EPA 2001), it was noted that the IRL was characterized by poorer than expected benthic communities, significant sediment toxicity and increased nutrient concentrations. Similarly, portions of the CHS estuary have sediment concentrations of aliphatic aromatic hydrocarbons, select inorganic metals, and some persistent pesticides far in excess of reported bioeffect levels (Hyland et al. 1998). Long-term trends in water quality monitoring and recent scientific research suggest that waste load assimilation, non-point source runoff impacts, contaminated sediments, and toxic pollutants are key issues in the CHS estuary system. Several ‘hot spots’ with high levels of heavy metals and organic compounds have been identified (Van Dolah et al. 2004). High concentrations of anthropogenic trace metals, polychlorinated biphenyls (PCB’s) and pesticides have been found in the sediments of Charleston Harbor, as well as the Ashley and Cooper Rivers (Long et al. 1998). Two superfund sites are located within the CHS estuary and the key contaminants of concern associated with these sites are: polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), lead, chromium, copper, arsenic, zinc and dioxin. Concerns related to the overall health of IRL dolphins and dermatologic disease observed in many dolphins in the area (Bossart et al. 2003) initiated an investigation of potential factors which may have impacted dolphin health. From May-August 2001, 35 bottlenose dolphins died in the IRL during an unusual mortality event (MMC 2003). Many of these dolphins were diagnosed with a variety of skin lesions including proliferative ulcerative dermatitis due to protozoa and fungi, dolphin pox and a vesicular dermatopathy of unknown etiology (Bossart et al. 2003). Multiple species from fish to dolphins in the IRL system have exhibited skin lesions of various known and unknown etiologies (Kane et al. 2000; Bossart et al. 2003; Reif et al. 2006). On-going photo-identification (photo-ID) studies have documented skin diseases in IRL dolphins (Mazzoil et al. 2005). In addition, up to 70% of green sea turtles in the IRL exhibit fibropapillomas, with the highest rates of occurrence being seen in turtles from the southern IRL (Hirama 2001).

Gulf of Mexico tidal creeks serve as sentinel habitats for assessing the impact of coastal development on ecosystem health

A study was conducted, in association with the Alabama and Mississippi National Estuarine Research Reserves (NERRs) in the Gulf of Mexico (GoM) as well as the Georgia, South Carolina, and North Carolina NERRs in the Southeast (SE), to evaluate the impacts of coastal development on tidal creek sentinel habitats, including potential impacts to human health and well-being. Uplands associated with Southeast and Gulf of Mexico tidal creeks, and the salt marshes they drain, are popular locations for building homes, resorts, and recreational facilities because of the high quality of life and mild climate associated with these environments. Tidal creeks form part of the estuarine ecosystem characterized by high biological productivity, great ecological value, complex environmental gradients, and numerous interconnected processes. This research combined a watershed-level study integrating ecological, public health and human dimension attributes with watershed-level land cover data. The approach used for this research was based upon a comparative watershed and ecosystem approach that sampled tidal creek networks draining developed watersheds (e.g., suburban, urban, and industrial) as well as undeveloped sites (Holland et al. 2004, Sanger et al. 2008). The primary objective of this work was to define the relationships between coastal development with its concomitant land cover changes, and non-point source pollution loading and the ecological and human health and wellbeing status of tidal creek ecosystems. Nineteen tidal creek systems, located along the Southeastern United States coast from southern North Carolina to southern Georgia, and five Gulf of Mexico systems from Alabama and Mississippi were sampled during summer (June-August) 2005, 2006 (SE) and 2008 (GoM). Within each system, creeks were divided into two primary segments based upon tidal zoning: intertidal (i.e., shallow, narrow headwater sections) and subtidal (i.e., deeper and wider sections), and watersheds were delineated for each segment. In total, we report findings on 29 intertidal and 24 subtidal creeks. Indicators sampled throughout each creek included water quality (e.g., dissolved oxygen, salinity, nutrients, chlorophyll-a levels), sediment quality (e.g., characteristics, contaminant levels including emerging contaminants), pathogen and viral indicators (e.g., fecal coliform, enterococci, F+ coliphages, F- coliphages), and abundance and tissue contamination of biological resources (e.g., macrobenthic and nektonic communities, shellfish tissue contaminants). Tidal creeks have been identified as a sentinel habitat to assess the impacts of coastal development on estuarine areas in the southeastern US. A conceptual model for tidal creeks in the southeastern US identifies that human alterations (stressors) of upland in a watershed such as increased impervious cover will lead to changes in the physical and chemical environment such as microbial and nutrient pollution (exposures), of a receiving water body which then lead to changes in the living resources (responses). The overall objective of this study is to evaluate the applicability of the current tidal creek classification framework and conceptual model linking tidal creek ecological condition to potential impacts of development and urban growth on ecosystem value and function in the Gulf of Mexico US in collaboration with Gulf of Mexico NERR sites. The conceptual model was validated for the Gulf of Mexico US tidal creeks. The tidal creek classification system developed for the southeastern US could be applied to the Gulf of Mexico tidal creeks; however, some differences were found that warrant further examination. In particular, pollutants appeared to translate further downstream in the Gulf of Mexico US compared to the southeastern US. These differences are likely the result of the morphological and oceanographic differences between the two regions. Tidal creeks appear to serve as sentinel habitats to provide an early warning of the ensuing harm to the larger ecosystem in both the Southeastern and Gulf of Mexico US tidal creeks.

An ecological characterization of the marine resources of Vieques, Puerto Rico Part II: Field studies of habitats, nutrients, contaminants, fish, and benthic communities

Since the 1940s, portions of the Island of Vieques, Puerto Rico have been used by the United States Navy (USN) as an ammunition support detachment and bombing and maneuver training range. In April 2001, the USN began phasing out military activities on the island and transferring military property to the U.S. Department of the Interior, the Municipality of Vieques, and the Puerto Rico Conservation Trust. A small number of studies have been commissioned by the USN in the past few decades to assess selected components of the coral reef ecosystem surrounding the island; however, these studies were generally of limited geographic scope and short duration. The National Oceanic and Atmospheric Administration’s (NOAA) National Centers for Coastal Ocean Science (NCCOS), in consultation with NOAA’s Office of Response and Restoration (OR&R) and other local and regional experts, conducted a more comprehensive characterization of coral reef ecosystems, contaminants, and nutrient distribution patterns around Vieques. This work was conducted using many of the same protocols as ongoing monitoring work underway elsewhere in the U.S. Caribbean and has enabled comparisons among coral reef ecosystems in Vieques and other locations in the region. This characterization of Vieques’ marine ecosystems consists of a two part series. First, available information on reefs, fish, birds, seagrasses, turtles, mangroves, climate, geology, currents, and human uses from previous studies was gathered and integrated into a single document comprising Part I of this two part series (Bauer et al. 2008). For Part II of the series, presented in this document, new field studies were conducted to fill data gaps identified in previous studies, to provide an island-wide characterization, and to establish baseline values for the distribution of habitats, nutrients, contaminants, fish, and benthic communities. An important objective underlying this suite of studies was to quantify any differences in the marine areas adjacent to the former and current land-use zoning around Vieques. Specifically of interest was the possibility that either Naval (e.g., practice bombing, munitions storage) or civilian activities (e.g., sewage pollutants, overfishing) could have a negative impact on adjacent marine resources. Measuring conditions at this time and so recently after the land transfer was essential because present conditions are likely to be reflective of past land-use practices. In addition, the assessment will establish benchmark conditions that can be influenced by the potentially dramatic future changes in land-use practices as Vieques considers its development. This report is organized into seven chapters that represent a suite of interrelated studies. Chapter 1 provides a short introduction to the island setting, the former and current land-use zoning, and how the land zoning was used to spatially stratify much of the sampling. Chapter 2 is focused on benthic mapping and provides the methods, accuracy assessment, and results of newly created benthic maps for Vieques. Chapter 3 presents the results of new surveys of fish, marine debris, and reef communities on hardbottom habitats around the island. Chapter 4 presents results of flora and fauna surveys in selected bays and lagoons. Chapter 5 examines the distribution of nutrients in lagoons, inshore, and offshore waters around the island. Chapter 6 is focused on the distribution of chemical contaminants in sediments and corals. Chapter 7 is a brief summary discussion that highlights key findings of the entire suite of studies.

Translocation as a strategy to rehabilitate the queen conch (Strombus gigas) population in the Florida Keys

Queen conch (Strombus gigas) stocks in the Florida Keys once supported commercial and recreational fisheries, but overharvesting has decimated this once abundant snail. Despite a ban on harvesting this species since 1985, the local conch population has not recovered. In addition, previous work has reported that conch located in nearshore Keys waters are incapable of spawning because of poor gonadal condition, although reproduction does occur offshore. Queen conch in other areas undergo ontogenetic migrations from shallow, nearshore sites to offshore habitats, but conch in the Florida Keys are prevented from doing so by Hawk Channel. The present study was initiated to determine the potential of translocating nonspawning nearshore conch to offshore sites in order to augment the spawning stock. We translocated adult conch from two nearshore sites to two offshore sites. Histological examinations at the initiation of this study confirmed that nearshore conch were incapable of reproduction, whereas offshore conch had normal gonads and thus were able to reproduce. The gonads of nearshore females were in worse condition than those of nearshore males. However, the gonadal condition of the translocated nearshore conch improved, and these animals began spawning after three months offshore. This finding suggests that some component of the nearshore environment (e.g., pollutants, temperature extremes, poor food or habitat quality) disrupts reproduction in conch, but that removal of nearshore animals to suitable offshore habitat can restore reproductive viability. These results indicate that translocations are preferable to releasing hatchery-reared juveniles because they are more cost-effective, result in a more rapid increase in reproductive output, and maintain the genetic integrity of the wild stock. Therefore, translocating nearshore conch to offshore spawning aggregations may be the key to expediting the recovery of queen conch stocks in the Florida Keys.

Marine pollution and zooplankton: some recent trends in marine pollution studies

The presence of even very minute quantities of pollutants may become harmful either due to their direct effect on zooplankton or indirectly due to the transfer of the pollutants to other trophic levels through zooplankton. The recent trend in marine pollution studies is therefore to find out the effects of very minute quantities of these pollutants on marine zooplankton and the methods of their accumulation and transfer to the organisms of higher trophic level including man. A review of laboratory and field studies concerning the effects of pollutants such as hydrocarbons, crude oil, heavy metals, pesticides and heated waste water on the survival, breeding, movement, faecal pellet production, growth and development on marine zooplankton is presented.

Marine pollution in the Indian Ocean: problems, prospects and perspectives

Following a brief outline of the physiography of the Indian Ocean, an examination is made of the current situation regarding contamination of the environment. Prominent marine pollutants and the consequences of the marine disposal are discussed, considering in particular oil pollution, heavy metal pollution, agricultural wastes and domestic wastes. Research activities conducted in the area investigating the levels of marine pollution are detailed, and an evaluation made of future prospects concerning the monitoring and control of pollution.