Avaliação química e ecotoxicológica para seleção de bioensaios aquáticos sensíveis a efluentes contendo metais

A Resolução CONAMA N 430/2011 exige a utilização de dois bioensaios (dois níveis tróficos) para avaliação ecotoxicológica de efluentes, mas a seleção ao acaso de bioensaios pode permitir lançamentos tóxicos. A sensibilidade dos bioindicadores irá depender da substância tóxica avaliada. Assim, baterias de bioensaios sensíveis devem ser estabelecidas às classes de contaminantes. Na literatura não há estudos que indiquem uma bateria de bioensaios ecotoxicológicos sensíveis para avaliação de efluentes contendo principalmente metais. Esse trabalho teve como objetivo selecionar uma bateria de bioensaios ecotoxicológicos que conjuntamente detectem toxicidade ao maior número de metais isolados e em misturas e que sejam realizados no menor tempo indicado pelas normas de padronização. Foram avaliadas as sensibilidades de seis bioensaios, incluindo três níveis tróficos (produtores, algas: Pseudokirchneriella subcapitata e Chlorella vulgaris; consumidores primários, cladóceros: Daphnia similis e Ceriodaphnia dubia; consumidores secundários, peixes: Poecilia reticulata e Danio rerio), a 10 espécies metálicas individuais (Ag+, Cd2+, Cu+, Cu2+, Cr3+, Cr6+, Pb2+, Ni2+, Zn2+ e Hg2+) e a efluentes reais (siderúrgicos) e simulados em laboratoriais (baseado nos limites máximos permitidos para descarte). Os bioensaios com peixes foram os menos sensíveis, D. rerio não detectou toxicidade em nenhum dos efluentes testados. P. subcapitata foi um bom bioindicador de toxicidade de Cr3+ e D. similis foi o organismo mais sensível a Hg2+. O uso combinado do bioensaio crônico de 72h com C. vulgaris e do bioensaio agudo de 48h com C. dubia garantiu a detecção das menores concentrações dos metais tanto individualmente quanto em efluentes reais e simulados. Apesar de P. subcapitata ser um bom bioindicador da toxicidade de Cr3+, a interação dos metais em misturas tornou C. vulgaris igualmente sensível. Da mesma forma, apesar de D. similis ter sido mais sensível ao Hg2+, o efeito da toxicidade dos efluentes com maiores teores de Hg2+ foi detectado por C. dubia

Polaridade regional e percepção de ameaças: comparando as políticas de defesa de África do Sul, Brasil e Índia

Tendo como pressuposto teórico a regionalização das questões de segurança internacional no pós Guerra Fria, esta dissertação objetiva realizar uma análise comparativa da Política de Defesa de três potências regionais, quais sejam, África do Sul, Brasil e Índia, identificando percepção de ameaça no âmbito das suas políticas de defesa. Para fazê-lo, fez-se necessário ter em consideração as capacidades materiais (inspirado no neorrealismo e realismo neoclássico), e os aspectos relativos à percepção de ameaças, numa dimensão ampliada dos estudos de segurança (inspirados pela Escola de Copenhague). Com isso em mente, este trabalho lida com a literatura sobre a segurança regional e as potências regionais, a qual se baseia em vários pressupostos teóricos Neorrealistas, Realistas Neoclássicos e da Escola de Copenhague. A proposição heurística que guia este trabalho é, dado que a percepção de ameaça externa vem de uma leitura, feita pelo Estado, do seu contexto regional, um Estado com baixo nível de ameaças externas tende a vincular de forma mais intensiva de segurança com o desenvolvimento. As fontes utilizadas são dados quantitativos (Composite Index of National Capabilities do projeto Correlates of War), que permitem avaliar a distribuição de capacidades materiais em três regiões (América do Sul, África do Sul, e no Sul da Ásia) e, principalmente, as políticas declaratórias de defesa, os documentos que carregam percepção dos Estados em relação à segurança. Na comparação dos casos, dois aspectos são o foco para a análise do discurso de segurança: as percepções de segurança sobre as suas regiões, o nexo entre segurança e desenvolvimento.

Caribbean corals in crisis: record thermal stress, bleaching, and mortality in 2005

Background: The rising temperature of the world’s oceans has become a major threat to coral reefs globally as the severity and frequency of mass coral bleaching and mortality events increase. In 2005, high ocean temperatures in the tropical Atlantic and Caribbean resulted in the most severe bleaching event ever recorded in the basin. Methodology/Principal Findings: Satellite-based tools provided warnings for coral reef managers and scientists, guiding both the timing and location of researchers’ field observations as anomalously warm conditions developed and spread across the greater Caribbean region from June to October 2005. Field surveys of bleaching and mortality exceeded prior efforts in detail and extent, and provided a new standard for documenting the effects of bleaching and for testing nowcast and forecast products. Collaborators from 22 countries undertook the most comprehensive documentation of basin-scale bleaching to date and found that over 80% of corals bleached and over 40% died at many sites. The most severe bleaching coincided with waters nearest a western Atlantic warm pool that was centered off the northern end of the Lesser Antilles. Conclusions/Significance: Thermal stress during the 2005 event exceeded any observed from the Caribbean in the prior 20 years, and regionally-averaged temperatures were the warmest in over 150 years. Comparison of satellite data against field surveys demonstrated a significant predictive relationship between accumulated heat stress (measured using NOAA Coral Reef Watch’s Degree Heating Weeks) and bleaching intensity. This severe, widespread bleaching and mortality will undoubtedly have long-term consequences for reef ecosystems and suggests a troubled future for tropical marine ecosystems under a warming climate

Anfíbios em uma floresta úmida da vertente pacífico ao sudoeste da Colômbia: avaliação da diversidade e sistemática de espécies, e o uso de recursos alimentares

Na Colômbia ocorrem 787 espécies de anfíbios. Por causa da preocupação com o estado de conservação de muitas dessas espécies, tem se sugerido que na Colômbia deveriam-se priorizar as pesquisas em taxonomia e ecologia em regiões sub-amostradas a fim de intensificar o conhecimento e conservação dos anfíbios colombianos. Baseados em uma análise cienciométrica de 319 trabalhos sobre a ecologia dos anfíbios colombianos publicados entre 1840 e 2014 (No Capítulo 1), identificamos as tendências nos esforços realizados em distintos temas de pesquisa, e a distribuição regional e taxonômica desses estudos. A maioria dos estudos (67%) foi realizada na região Andina colombiana em comparação com outras regiões naturais da Colômbia. Apenas 46% das espécies de anfíbios ocorrendo na Colômbia foi tratada nos estudos analizados, e a maioria (58%) delas é da região Andina. Entre as publicações analizadas identificamos 14 temas de pesquisa em ecologia, dos quais ecologia reprodutiva (26%), conservação de espécies (23%) e dieta (14%) foram os mais pesquisados. Nossos dados mostraram que na Colômbia há um considerável avanço na pesquisa sobre a ecologia dos anfíbios do país, mas ainda são necessários esforços para cobrir muitos vazios de informação para muitas regiões e para muitas espécies de anfíbios que possuem dados incipientes. No sudoeste da Cordilheira Ocidental colombiana há pouca informação ecológica sobre os anfíbios ali ocorrendo. A fim de saber alguns aspectos ecológicos dessas espécies, desenvolvimos três estudos sobre a diversidade e ecologia de anfíbios presentes na Reserva Natural Río Ñambí (a seguir RNRÑ). No Capítulo 2 apresentamos uma análise sistemática do gênero Andinophryne (Família Bufonidae), composto por três espécies, A. atelopoides, A. colomai (presente na RNRÑ) e A. olallai. As filogenias mostraram que Andinophryne está incorporado dentro de Rhaebo. Portanto, sinonimizamos Andinophryne sob Rhaebo e discutimos as sinapomorfias morfológicas putativas para Rhaebo. Além, fornecemos informações ecológicas e sobre o estado de conservação das três espécies incluídas na nova combinação taxonômica. No Capítulo 3 apresentamos uma lista de 19 espécies de anfíbios pertencentes a oito famílias, com uma dominância numérica da família Craugastoridae e do gênero Pristimantis. As espécies com a maior abundância relativa (> 25%) foram Pristimantis labiosus e P. verecundus. Sete diferentes modos de reprodução foram reconhecidos, com a maioria das espécies (68%) possuindo desenvolvimento direto de ovos. Cinco (26%) das espécies registradas estão classificadas dentro das categorias de maior ameaça de extinção. Reportamos para sete espécies a extensão da faixa de distribuição geográfica latitudinal na Colômbia. No Capítulo 4 comparamos a dieta de jovens e adultos de P. labiosus para identificar se houve uma mudança ontogenética no tamanho de presa consumido com o aumento na largura da boca. A dieta foi composta por 19 categorias de presas (> artrópodes), com as duas classes de idade consumindo um similar espectro de categorias. Os jovens têm um nicho trófico maior (0,45) do que os adultos (0,25), com uma sobreposição de nicho relativamente baixa (0,39) entre eles. Apesar da diferencia na largura da boca entre jovens e adultos, não houve uma correspondente mudança ontogenética no tamanho de presa consumida. Consideramos P. labiosus como um predador generalista que parece consumer uma ampla gama de tipos e tamanhos de presas

Reflexões sobre a Islamofobia nos Estados Unidos após onze de setembro de 2001: a construção discursiva da ameaça islâmica e o processo decisório em política externa

A dissertação objetiva analisar a influência da Islamofobia no processo decisório em política externa nos Estados Unidos após a data de 11 de setembro de 2001 por meio de sua apropriação por atores sociais considerados como potencialmente influentes no referido processo. A Islamofobia será conceituada a partir de um medo cultural que converte as culturas islâmicas em uma fonte de ameaça. Alinhando-se a uma perspectiva teórica que aponta para a força criativa dos discursos, se procederá à análise de alguns discursos ilustrativos para se sugerir a construção da ideia de ameça islâmica, bem como as formas através das quais o medo inspirado por tal concepção de uma ameaça islâmica alcançou as instâncias decisórias em política externa nos Estados Unidos. Por intermédio de uma análise de conteúdo que se utilizará de uma bibliografia de apoio multidisciplinar, serão abordados temas relativos à problemática de se representar as culturas, à dimensão social do medo, e às diretrizes gerais da política externa dos Estados Unidos após os Atentados Terroristas de 11 de Setembro, considerando que o desenvolvimento de tais questões subsidiará o alcance do objetivo principal do trabalho. Trata-se, em última instância, de um estudo que busca conjugar considerações sobre a política externa dos Estados Unidos com uma análise antropológica acerca da problemática das culturas, expressa a partir da conversão de uma cultura determinada em uma fonte de ameaça. Nesse sentido, a dissertação pode ser caracterizada como de natureza exploratória, uma vez que busca situar um tema pouco explorado no horizonte teórico, sobretudo em estudos sobre política externa.

Perfil genético por sequenciamento e genotipagem de cepas multirresistentes do Mycobacterium tuberculosis provenientes de diversos estados brasileiros

A tuberculose multirresistente (MR) a drogas é uma séria ameaça à saúde pública devido à maiores complexidade, custo e efeitos colaterais do tratamento. Poucos estudos descreveram a epidemiologia molecular de isolados de Mycobacterium tuberculosis MR no Brasil. Neste trabalho foi investigada a diversidade genética e mutações associadas à resistência a drogas de 99 isolados MR e 7 não MR coletados em um período de 8 anos e provenientes de 12 estados brasileiros. Esta investigação foi feita através da análise do polimorfismo de fragmentos de restrição do elemento de inserção IS6110 (IS6110-RFLP), spoligotyping e sequenciamento de regiões dos genes rpoB e katG que conferem resistência aos antibióticos rifampicina e isoniazida, respectivamente. Mutações nos genes katG e rpoB foram encontradas em 90,9% e 93% dos isolados MR analisados, respectivamente. Para o gene rpoB, 91,9% das mutações estavam contidas na região RRDR de 81-pb. Um total de 51 (51.5%), 23 (23.3%) e 11 (11.1%) isolados MR apresentaram mutações nos códons 531, 526 e 516, respectivamente. Com relação ao gene katG, foram encontradas mutações em 93% dos isolados MR analisados, sendo que 7 apresentaram mutações apenas na primeira região analisada (katG1). O codon 315 da segunda região analisada do gene katG (katG2) apresentou mutações em 82.8% dos isolados MR, sendo a maioria Ser315Thr. A região katG1 apresentou mutações em 30.3% dos isolados MR sendo a maioria deleção do códon 4. Pelo spoligotyping foi possível determinar que os isolados MR deste estudo pertencem a 5 diferentes famílias (com suas subfamílias) de M. tuberculosis circulantes no Brasil, onde as mais frequentemente encontradas foram: LAM (46%), T (17%) e H (12%). Nós observamos que uma das famílias, a EAI5, carrega mutações no códon 463 do gene katG, o que não ocorre para as demais. Além disso, entre nossos isolados foi identificada um isolado pertencente à cepa Beijing (extremamente virulenta), mas este fato não é alarmante já que se tratou de apenas um caso. Através de nossos dados foram descritos novos alelos mutados para os genes rpoB e katG. Com exceção da família X2, foi identificada uma região inicial do gene katG com alta frequência de mutações nos isolados MR. A análise por IS6110-RFLP revelou que 25 isolados formaram 11 grupos genotípicos enquanto 74 mostraram um padrão único de bandas. Esta alta taxa de polimorfismo indica aquisição independente de resistência entre nossos isolados. Para a família H, foi identificada uma inversão na freqüência de ocorrência de mutações no gene rpoB, sendo o códon 516 o mais mutado, seguido pelo 526 e 531. Os resultados deste estudo fornecem informações úteis para um melhor entendimento do espectro de mutações dos isolados MR de pacientes no Brasil. Nossos resultados também se tornam úteis no desenvolvimento de testes diagnósticos de tuberculose MR e para auxiliar no rastreamento da transmissão global desta doença.

Estudo das características fenotípicas e genotípicas de amostras de Corynebacterium pseudotuberculosis

Uma vez que C. pseudotuberculosis é o agente etiológico de processos infecciosos em animais caprinos e ovinos e que também pode ser isolado de processos infecciosos em seres humanos as investigações direcionadas para a espécie em questão são necessárias, visto que a escassez de dados epidemiológicos e de conhecimento relativo ao comportamento do microrganismo em hospedeiros animais e humanos em nosso país dificulta o diagnóstico laboratorial da espécie, à semelhança do observado com outra espécie de transmissão zoonótica, o C. ulcerans. Uma preocupação adicional é o fato da espécie em questão também ser capaz de albergar bacteriófagos codificadores da toxina diftérica, representando uma ameaça à circulação dos bacteriófagos. Assim, o presente estudo tem como objetivo geral analisar as características fenotípicas e genotípicas de amostras de C. pseudotuberculosis. Neste sentido, foram propostos os seguintes objetivos: Avaliar as características bioquímicas das amostras através de testes bioquímicos convencionais; avaliar as características bioquímicas das amostras utilizando o sistema semi-automatizado API Coryne; diferenciar amostras de C. pseudotuberculosis de C. ulcerans utilizando a técnica de PCR multiplex; pesquisar a presença de gene tox. Os resultados demonstraram que amostras de C. diphtheriae, C. ulcerans e C. pseudotuberculosis podem ser caracterizadas por métodos bioquímicos convencionais e por taxonomia numérica (API Coryne System). C. ulcerans e C. pseudotuberculosis, com potencial de circulação zoonótica, da mesma forma que C. diphtheriae são capazes de albergar o gene da toxina diftérica. A reação m-PCR foi capaz de discernir as amostras de C. diphtheriae, C. ulcerans e C. pseudotuberculosis e ainda definir o potencial das amostras em produzir a toxina diftérica. Os dados enfatizam a necessidade da técnica multiplex PCR para o diagnostico e para o controle de espécies associadas a quadros de difteria em populações humana.

The California flooding rains during February, 1986 [abstract]

After an unusually strong and persistent pattern of atmospheric circulation over the United State[s] in Fall 1985, it became quite changeable (although high amplitude anomalies still prevailed). Following a fall that was cold in the West and warm in the East with heavy precipitation, a high pressure ridge set in over the West during December, with generally light precipitation over most of the country. Throughout the winter, the central North Pacific was very active, with large negative atmospheric pressure anomalies centered at about 45°N, l60°W. This activity may have been encouraged by an enhanced meridional eastern North Pacific sea surface temperature (SST) gradient, with positive SST anomalies in the subtropics and negative anomalies in midlatitudes. However, in January, the western high pressure ridge remained strong and temperatures were remarkably warm, increasing the threat of drought in California after the two previous dry winters. However, in February, storms from a greatly expanded and southerly displaced Aleutian Low broke into the West Coast. An unusual siege from February 11 to February 20 flooded central and northern California, with very heavy precipitation and record to near-record runoff. Upwards of 50 percent of annual average precipitation fell on locations from the upper San Joaquin to the Feather River drainage basins, and the largest flow since observations began in the early 1900's was recorded on the Sacramento River at Sacramento. The atmospheric pattern that was responsible for this remarkable stormy spell developed when the western high pressure retrograded to the northwest into the Aleutians, accompanied by the strengthened and southerly extended storm tract that moved into California. Although exact details vary from case to case, this episode displayed meteorological conditions similar to those in several other historical California winter flood events. These included a long duration of very strong westerly to southwesterly winds over a long subtropical fetch into California. Much of the precipitation during this series of storms was orographically induced by the moisture laden flow rising over the Sierra ranges. Due to the warm air mass, snow levels were relatively high (about 7500 feet) during the heaviest precipitation, resulting in copious runoff.

A guide to monitoring reef fish in the National Park Service's South Florida/Caribbean Network

Reef fishes are conspicuous and essential components of coral reef ecosystems and economies of southern Florida and the United States Virgin Islands (USVI). Throughout Florida and the USVI, reef fish are under threat from a variety of anthropogenic and natural stressors including overfishing, habitat loss, and environmental changes. The South Florida/Caribbean Network (SFCN), a unit of the National Park Service (NPS), is charged with monitoring reef fishes, among other natural and cultural resources, within six parks in the South Florida - Caribbean region (Biscayne National Park, BISC; Buck Island Reef National Monument, BUIS; Dry Tortugas National Park, DRTO; Everglades National Park, EVER; Salt River Bay National Historic Park and Ecological Preserve, SARI; Virgin Islands National Park, VIIS). Monitoring data is intended for park managers who are and will continue to be asked to make decisions to balance environmental protection, fishery sustainability and park use by visitors. The range and complexity of the issues outlined above, and the need for NPS to invest in a strategy of monitoring, modeling, and management to ensure the sustainability of its precious assets, will require strategic investment in long-term, high-precision, multispecies reef fish data that increases inherent system knowledge and reduces uncertainty. The goal of this guide is to provide the framework for park managers and researchers to create or enhance a reef fish monitoring program within areas monitored by the SFCN. The framework is expected to be applicable to other areas as well, including the Florida Keys National Marine Sanctuary and Virgin Islands Coral Reef National Monument. The favored approach is characterized by an iterative process of data collection, dataset integration, sampling design analysis, and population and community assessment that evaluates resource risks associated with management policies. Using this model, a monitoring program can adapt its survey methods to increase accuracy and precision of survey estimates as new information becomes available, and adapt to the evolving needs and broadening responsibilities of park management.

Survey and impact assessment of derelict fish traps in St. Thomas and St. John, U.S. Virgin Islands

Since 2001, NOAA National Centers for Coastal Ocean Science (NCCOS), Center for Coastal Monitoring and Assessment’s (CCMA) Biogeography Branch (BB) has been working with federal and territorial partners to characterize, monitor, and assess the status of the marine environment across the U.S. Virgin Islands (USVI). At the request of the St. Thomas Fisherman’s Association (STFA) and NOAA Marine Debris Program, CCMA BB developed new partnerships and novel technologies to scientifically assess the threat from derelict fish traps (DFTs). Traps are the predominant gear used for finfish and lobster harvesting in St. Thomas and St. John. Natural phenomena (ground swells, hurricanes) and increasing competition for space by numerous user groups have generated concern about increasing trap loss and the possible ecological, as well as economic, ramifications. Prior to this study, there was a general lack of knowledge regarding derelict fish traps in the Caribbean. No spatially explicit information existed regarding fishing effort, abundance and distribution of derelict traps, the rate at which active traps become derelict, or areas that are prone to dereliction. Furthermore, there was only limited information regarding the impacts of derelict traps on natural resources including ghost fishing. This research identified two groups of fishing communities in the region: commercial fishing that is most active in deeper waters (30 m and greater) and an unknown number of unlicensed subsistence and or commercial fishers that fish closer to shore in shallower waters (30 m and less). In the commercial fishery there are an estimated 6,500 active traps (fish and lobster combined). Of those traps, nearly 8% (514) were reported lost during the 2008-2010 period. Causes of loss/dereliction include: movement of the traps or loss of trap markers due to entanglement of lines by passing vessels; theft; severe weather events (storms, large ground swells); intentional disposal by fishermen; traps becoming caught on various bottom structures (natural substrates, wrecks, etc.); and human error.

Oogenesis and spawn formation in the invasive lionfish, Pterois miles and Pterois volitans

The Indo-Pacific lionfish, Pterois miles and P. volitans, have recently invaded the U.S. east coast and the Caribbean and pose a significant threat to native reef fish communities. Few studies have documented reproduction in pteroines from the Indo-Pacific. This study provides a description of oogenesis and spawn formation in P. miles and P. volitans collected from offshore waters of North Carolina, U.S.A and the Bahamas. Using histological and laboratory observations, we found no differences in reproductive biology between P. miles and P. volitans. These lionfish spawn buoyant eggs that are encased in a hollow mass of mucus produced by specialized secretory cells of the ovarian wall complex. Oocytes develop on highly vascularized peduncles with all oocyte stages present in the ovary of spawning females and the most mature oocytes placed terminally, near the ovarian lumen. Given these ovarian characteristics, these lionfish are asynchronous, indeterminate batch spawners and are thus capable of sustained reproduction throughout the year when conditions are suitable. This mode of reproduction could have contributed to the recent and rapid establishment of these lionfish in the northwestern Atlantic and Caribbean.

Assessing the impacts of experimental derelict fish traps in the U.S. Virgin Islands [Poster]

Fish traps are commonly used throughout the Caribbean to catch reef fish species and lobster and are the primary gear of choice for fishermen in the U.S. Virgin Islands. Once they are lost or abandoned they are referred to as derelict fish traps (DFTs)and a widespread concern exists that they contribute to ghostfishing. Ghostfishing occurs when derelict fishing gear continues to catch fish and induce mortality. Despite the public concerns that DFTs are an environmental threat, few studies have quantified the level of ghostfishing in the Caribbean. To address concerns from the fishing community and other marine stakeholders, this study provides the first experimental examination of ghostfishing impacts to fish and the potential economic impacts to fisheries in the U.S. Virgin Islands.

Threatened corals provide underexplored microbial habitats

Contemporary in-depth sequencing of environmental samples has provided novel insights into microbial community structures, revealing that their diversity had been previously underestimated. Communities in marine environments are commonly composed of a few dominant taxa and a high number of taxonomically diverse, low-abundance organisms. However, studying the roles and genomic information of these “rare” organisms remains challenging, because little is known about their ecological niches and the environmental conditions to which they respond. Given the current threat to coral reef ecosystems, we investigated the potential of corals to provide highly specialized habitats for bacterial taxa including those that are rarely detected or absent in surrounding reef waters. The analysis of more than 350,000 small subunit ribosomal RNA (16S rRNA) sequence tags and almost 2,000 nearly full-length 16S rRNA gene sequences revealed that rare seawater biosphere members are highly abundant or even dominant in diverse Caribbean corals. Closely related corals (in the same genus/family) harbored similar bacterial communities. At higher taxonomic levels, however, the similarities of these communities did not correlate with the phylogenetic relationships among corals, opening novel questions about the evolutionary stability of coral-microbial associations. Large proportions of OTUs (28.7–49.1%) were unique to the coral species of origin. Analysis of the most dominant ribotypes suggests that many uncovered bacterial taxa exist in coral habitats and await future exploration. Our results indicate that coral species, and by extension other animal hosts, act as specialized habitats of otherwise rare microbes in marine ecosystems. Here, deep sequencing provided insights into coral microbiota at an unparalleled resolution and revealed that corals harbor many bacterial taxa previously not known. Given that two of the coral species investigated are listed as threatened under the U.S. Endangered Species Act, our results add an important microbial diversity-based perspective to the significance of conserving coral reefs.

Scientific assessment of hypoxia in U.S. coastal waters

The occurrence of hypoxia, or low dissolved oxygen, is increasing in coastal waters worldwide and represents a significant threat to the health and economy of our Nation’s coasts and Great Lakes. This trend is exemplified most dramatically off the coast of Louisiana and Texas, where the second largest eutrophication-related hypoxic zone in the world is associated with the nutrient pollutant load discharged by the Mississippi and Atchafalaya Rivers. Aquatic organisms require adequate dissolved oxygen to survive. The term “dead zone” is often used in reference to the absence of life (other than bacteria) from habitats that are devoid of oxygen. The inability to escape low oxygen areas makes immobile species, such as oysters and mussels, particularly vulnerable to hypoxia. These organisms can become stressed and may die due to hypoxia, resulting in significant impacts on marine food webs and the economy. Mobile organisms can flee the affected area when dissolved oxygen becomes too low. Nevertheless, fish kills can result from hypoxia, especially when the concentration of dissolved oxygen drops rapidly. New research is clarifying when hypoxia will cause fish kills as opposed to triggering avoidance behavior by fish. Further, new studies are better illustrating how habitat loss associated with hypoxia avoidance can impose ecological and economic costs, such as reduced growth in commercially harvested species and loss of biodiversity, habitat, and biomass. Transient or “diel-cycling” hypoxia, where conditions cycle from supersaturation of oxygen late in the afternoon to hypoxia or anoxia near dawn, most often occurs in shallow, eutrophic systems (e.g., nursery ground habitats) and may have pervasive impacts on living resources because of both its location and frequency of occurrence.

Sediment Quality Triad assessment in Kachemak Bay: characterization of soft bottom benthic habitats and contaminant bioeffects assessment

A baseline environmental characterization of the inner Kachemak Bay, Alaska was conducted using the sediment quality triad approach based on sediment chemistry, sediment toxicity, and benthic invertebrate community structure. The study area was subdivided into 5 strata based on geophysical and hydrodynamic patterns in the bay (eastern and western intertidal mud flats, eastern and western subtidal, and Homer Harbor). Three to seven locations were synoptically sampled within each stratum using a stratified random statistical design approach. Three sites near the village of Port Graham and two sites in the footprint of a proposed Homer Harbor expansion were also collected for comparison. Concentrations of over 120 organic and metallic contaminants were analyzed. Ambient toxicity was assessed using two amphipod bioassays. A detailed benthic community condition assessment was performed. Habitat parameters (depth, salinity, temperature, dissolved oxygen, sediment grain size, and organic carbon content) that influence species and contaminant distribution were also measured at each sampling site. Sediments were mostly mixed silt and sand; characteristic of high energy habitats, with pockets of muddy zones. Organic compounds (PAHs, DDTs, PCBs, cyclodienes, cyclohexanes) were detected throughout the bay but at relatively low concentrations. Tributyltin was elevated in Homer Harbor relative to the other strata. With a few exceptions, metals concentrations were relatively low and probably reflect the input of glacial runoff. Relative to other sites, Homer Harbor sites were shown to have elevated concentrations of metallic and organic contaminants. The Homer Harbor stratum however, is a deep, low energy depositional environment with fine grained sediment. Concentrations of organic contaminants measured were five to ten times higher in the harbor sites than in the open bay sites. Concentration of PAHs is of a particular interest because of the legacy of oil spills in the region. There was no evidence of residual PAHs attributable to oil spills, outside of local input, beyond the confines of the harbor. Concentrations were one to ten times below NOAA sediment quality guidelines. Selected metal concentrations were found to be relatively elevated compared to other data collected in the region. However, levels are still very low in the scale of NOAA’s sediment quality guidelines, and therefore appear to pose little or no ecotoxicity threat to biota. Infaunal assessment showed a diverse assemblage with more than 240 taxa recorded and abundances greater than 3,000 animals m-22 in all but a few locations. Annelid worms, crustaceans, snails, and clams were the dominant taxa accounting for 63 %, 19%, 5%, and 7 % respectively of total individuals. Specific benthic community assemblages were identified that were distributed based on depth and water clarity. Species richness and diversity was lower in the eastern end of the bay in the vicinity of the Fox River input. Abundance was also generally lower in the eastern portion of the study area, and in the intertidal areas near Homer. The eastern portions of the bay are stressed by the sediment load from glacial meltwater. Significant toxicity was virtually absent. Conditions at the sites immediately outside the existing Homer Harbor facility did not differ significantly from other subtidal locations in the open Kachemak Bay. The benthic fauna at Port Graham contained a significant number of species not found in Kachemak Bay. Contaminant conditions were variable depending on specific location. Selected metal concentrations were elevated at Port Graham and some were lower relative to Kachemak Bay, probably due to local geology. Some organic contaminants were accumulating at a depositional site.