Determinação experimental e modelagem termodinâmica do equilíbrio de fases em sistemas com CO2, n-hexano, n-hexadecano e tetralina

A descoberta de petróleo na camada de Pré-Sal possibilita a geração de ganhos em relação à dependência energética do país, mas também grandes desafios econômicos e tecnológicos. Os custos de extração são maiores devido a vários fatores como a exigência de equipamentos de exploração que suportem elevadas pressões, altas temperaturas e grandes concentrações de gases ácidos, tais quais, dióxido de carbono (CO2) e sulfeto de hidrogênio (H2S). Uma das principais preocupações com o CO2 é evitar liberá-lo para a atmosfera durante a produção. Com a modelagem termodinâmica de dados de equilíbrio de sistemas envolvendo CO2 supercrítico e hidrocarbonetos é possível projetar equipamentos utilizados em processos de separação. A principal motivação do trabalho é o levantamento de dados de equilíbrio de fases de sistemas compostos de CO2 e hidrocarbonetos, possibilitando assim prever o comportamento dessas misturas. Os objetivos específicos são a avaliação do procedimento experimental, a estimação e predição dos parâmetros de interação binários para assim prever o comportamento de fases dos sistemas ternários envolvendo CO2 e hidrocarbonetos. Duas metodologias foram utilizadas para obtenção dos dados de equilíbrio: método estático sintético (visual) e método dinâmico analítico (recirculação das fases). Os sistemas avaliados foram: CO2 + n-hexano, CO2 + tetralina, CO2 + n-hexadecano, CO2 + n-hexano + tetralina e CO2 + tetralina + n-hexadecano à alta pressão; tetralina + n-hexadecano à baixa pressão. Para o tratamento dos dados foi utilizada equação de estado cúbica de Peng-Robinson e a regra de mistura clássica

Caracterização do conteúdo orgânico e posicionamento palinoestratigráfico de sedimentos eocretáceos na área de Aramari Bacia do Recôncavo

O presente estudo baseou-se na análise do conteúdo orgânico do furo de sondagem rasa do poço 9-FBA-69-BA localizado na Bacia do Recôncavo. Foram utilizadas 126 amostras para análise de COT e 35 pares de lâminas para as análises palinológicas e palinofaciológicas. As análises palinofaciológicas mostraram que os componentes orgânicos particulados são dominados por material orgânico amorfo em praticamente toda a seção. Representantes alóctones estão pontualmente presentes e representados por fitoclastos, grãos de pólen e esporos. Os resultados de COT mostram valores percentuais acima de 1% em praticamente todo o intervalo estudado. Através da observação à luz de microscopia branca transmitida e luz incidente, foi possível individualizar três palinofácies distintas para a seção, levando-se em conta os tipos e o grau de preservação da matéria orgânica. A análise do ICE (Índice de Coloração dos Esporos) apresenta valores de maturação entre 4,5 a 5, caracterizando um grau de maturação térmica próximo da janela de geração de hidrocarbonetos. A associação palinoflorística mostra uma baixa diversidade de representantes, onde dentre os 292 palinomorfos com 28 gêneros e 11 espécies de grãos de pólen e esporos, 167 são representados somente pela espécie Classopollis classoides. Baseado na associação palinoflorística presente e na análise litológica do poço podemos inferir que a sedimentação ocorreu em um paleoambiente fluvial deltaico- lacustre, sob um clima árido a semiárido visto a abundante presença de formas Rimuladas. Apesar da não detecção das formas guias diagnósticas de idade, que definem as palinozonas do arcabouço palinoestratigráfico válido para seções cretáceas brasileiras, a associação palinológica recuperada, com formas típicas do eocretáceo (Classopollis classoides, Araucariacites australis, Equisetosporites sp.), aliado a presença da espécie Vitreisporites pallidus, e ausência de formas do neocretáceo, nos permitiu posicionar a seção na palinozona Vitreisporites pallidus considerada de idade Aratu

Caracterização e pirólise de arenitos asfálticos oriundos da Formação Pirambóia, Bacia do Paraná: avaliação da viabilidade para produção de óleo

Neste trabalho, algumas caracterizações químicas foram realizadas em arenitos asfálticos da região de Piracicaba-SP, Formação Piramboia da Bacia do Paraná, para verificar seu potencial de produção de óleo. Para isso, as amostras obtidas da região foram submetidas a avaliação por termogravimetria, teor de umidade, teor de cinzas, teor de material orgânico por extração, pirólise, análise elementar e fracionamento em coluna. Por TGA observou-se que a 500 C praticamente todo material orgânico presente sofreu pirólise. A extração colaborou para se obter a classificação das amostras quanto ao teor de material orgânico, apresentando entre 4 e 13%, sendo que pelos teores encontrados a amostra AM06 é considerada de alto potencial produtivo, as amostras AM05, AM08 e AM09 são de médio, as amostras AM01, AM02, AM03 e AM07 possuem baixo, mas ainda atrativo, e a AM04 não possui atratividade. Pela avaliação elementar, a relação H/C e O/C dos extratos evidenciaram que algumas amostras estão no processo final da diagênese e outras no início da catagênese, indicando que elas estão no processo inicial de maturação. A avaliação cromatográfica dos extratos revelou que houve perdas de óleo por intemperismo restando majoritariamente compostos de alto peso molecular. O fracionamento permitiu verificar que as amostras AM01, AM06 e AM09 possuem maior quantidade de hidrocarbonetos livres e as amostras AM06 e AM07 e AM09 apresentaram maior teor de óleo. O procedimento de pirólise evidenciou que as amostras AM01, AM05, AM06 e AM09 apresentam maior potencial de geração de óleo, sendo que a faixa encontrada de óleo pirolítico ficou entre 2 e 8%, e através de avaliação por CGAR e CGAR-EM observou-se que ela promove a liberação de quantidades consideráveis de substâncias mais leves do que quando comparados aos extratos obtidos diretamente nas amostras originais. Além de produzir uma série homóloga de hidrocarbonetos parafínicos e olefínicos. A comparação dos produtos de pirólise dos arenitos com os produtos de pirólise de um resíduo de vácuo por CGAR-EM permitiu observar que existe similaridade entre suas composições, onde o processo de pirólise do resíduo de vácuo gera uma série homóloga de hidrocarbonetos entre C10 a C32, similar aos produtos de pirólise da amostra AM09, porém com menor variedade de tipos de hidrocarbonetos. A pré-avaliação da co-pirólise dos arenitos com resíduos plásticos indicou que é possível aumentar a geração de líquidos, porém é necessário mais estudo para afirmações inequívocas. Com base nos resultados das avaliações realizadas podemos concluir que a região apresenta na sua maioria potencial interessante para produção de óleo utilizando pirólise

Perfil dos HPA prioritários na exaustão de veículo a diesel, no combustível diesel utilizado durante os ensaios de emissão veicular e no óleo lubrificante do motor

As concentrações na exaustão e os fatores de emissão dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) prioritários de um veículo a diesel e as suas respectivas concentrações no diesel usado durante os ensaios de emissão veicular foram determinados com a finalidade de estimar a contribuição dos HPA provenientes do combustível nas emissões. Os produtos da combustão foram coletados diretamente nas emissões brutas do escapamento, utilizando um sistema de amostragem a volume constante sem diluição dos gases da exaustão. Os HPA associados ao MP foram amostrados de forma estratificada, utilizando um impactador em cascata MOUDI e filtros de fibra de vidro como substratos, e os HPA em fase gasosa foram amostrados usando cartuchos de amberlite XAD-2. A concentração dos HPA no óleo lubrificante do motor também foi monitorada ao longo do tempo até a sua troca após 12.000 km de uso. Após a extração e tratamento das amostras, a identificação e quantificação dos HPA foram realizadas, utilizando cromatografia de fase gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM) com injetor de grande volume de vaporização com a temperatura programável (PTV-LVI). Cinco variáveis do PTV-LVI foram otimizadas, utilizando planejamento de experimentos, o que permitiu obter limites de detecção menores do que 2,0 g L-1. Somente 7 dos 16 HPA prioritários foram identificados na exaustão: NAP, ACY, ACE, FLU, FEN, FLT e PYR. Os ensaios de emissão veicular foram realizados com o veículo em modo estacionário, sem aplicação de carga e com baixa velocidade de rotação do motor (1500 rpm), utilizando um diesel com menor teor de enxofre (10 mg kg-1) e com 5% v/v de biodiesel. Esses fatores possivelmente contribuíram para reduzir as emissões dos outros 9 HPA a valores abaixo dos limites de detecção do método desenvolvido. Aproximadamente 80% da massa dos HPA totais associados ao MP estavam presentes em partículas com tamanho entre 1,0 m e 56 nm, e aproximadamente 4,5% estavam presentes em partículas menores do que 56 nm. Partículas menores que 2,5 m são facilmente inaladas e depositadas no trato respiratório e na região alveolar, justificando a preocupação com relação às emissões de HPA associados a partículas provenientes da exaustão veicular de motores a diesel. Somente 5 dos 7 HPA identificados na exaustão foram detectados no diesel: NAP, ACY, FLU, FEN e PYR. A razão entre os fatores de emissão (g L-1diesel) dos HPA na exaustão e suas respectivas concentrações do diesel (g L-1) variaram de 0,01 0,02 a 0,05 0,029, dependendo do HPA. Esses valores indicam que pelo menos 95 a 99% dos HPA identificados no diesel foram destruídos e/ou transformados em outros compostos durante a combustão, e/ou foram retidos no reservatório do óleo lubrificante. Por outro lado, os HPA que tiveram maiores concentrações no diesel também apresentaram maiores fatores de emissão, o que sugere que os HPA provenientes do diesel possuem uma contribuição significativa para as emissões dos HPA totais. O perfil dos HPA prioritários no óleo lubrificante mostrou-se semelhante ao perfil dos HPA no diesel e nas emissões totais, onde o NAP, FEN e PYR foram os HPA majoritários

Consumo de carnes por forma de preparo no Brasil.

A plausível associação entre o consumo de carnes e o desenvolvimento do câncer colorretal vem sendo em parte explicada pelo processo de formação de aminas heterocíclicas e hidrocarbonetos aromáticos durante a cocção. No Brasil este tipo de câncer encontra-se entre as três mais frequentes causas de óbito por câncer tanto em homens como em mulheres, sendo as regiões Sul e Sudeste as que apresentam as maiores taxas de mortalidade. Este estudo tem como objetivo estimar o consumo médio per capita e prevalência de carnes segundo formas de preparo no Brasil, com ênfase nas técnicas grelhado/brasa/churrasco e frito. Foram utilizados dados do Inquérito Nacional de Alimentação (INA) que faz parte da Pesquisa de Orçamentos Familiares (POF) realizado entre os anos de 2008 e 2009. Nesse inquérito foram analisadas informações referentes ao consumo alimentar de 34.003 indivíduos com dez anos de idade ou mais, contemplando questões a cerca da quantidade de alimentos consumidos em unidades de medidas caseiras, forma de preparo do alimento e local de consumo (alimentação dentro do domicílio ou quando o alimento foi preparado e consumido fora do domicílio). As medias de carnes em geral foram estratificadas por sexo, escolaridade, quarto de renda, grandes regiões geográficas, situação do domicílio (urbano/rural) e local de consumo (dentro/fora do lar). Para a extração dos valores médios per capita consumidos, foram utilizados os procedimentos survey para levar em consideração os efeitos do desenho amostral. Verificou-se que a maior média per capita de consumo em gramas ocorreu no grupo de carne bovina, e a forma de preparo frito apresentou a maior média per capita de ingestão (31 gramas/ dia). Agrupando-se todos os tipos de carnes em apenas uma classe, "carnes em geral", a forma de preparação frita permaneceu com média de consumo demasiadamente maior que a forma grelhado/brasa/churrasco em todas as variáveis analisadas. Quando desagregado pelas variáveis de interesse, a maior média de consumo per capita de carnes em geral ocorreu na mais alta categoria de escolaridade (21 gramas/ dia) para o tipo grelhado/brasa/churrasco e entre residentes da região Norte (111gramas/ dia) para o tipo frito. As menores médias per capita ocorreram entre os indivíduos no primeiro quarto de renda (1,96 gramas/ dia) para aqueles que consumiram grelhado/brasa/churrasco e para as carnes fritas a menor média foi observada fora do domicílio (20 gramas/ dia). Os achados indicam que existe uma acentuada diferença entre o consumo médio per capita de grelhado/brasa/churrasco e fritos entre as regiões brasileiras, sendo mais evidente quando desagregado por variáveis sócio demográficas.

Análise da evolução termomecânica da Bacia do Amazonas

Os dados geológicos e geofísicos escolhidos para o tema de estudo pertencem a Bacia do Amazonas, na região centro-norte do Brasil. A Bacia do Amazonas é uma bacia intracratônica com cerca de 500.000 km. A mesma está limitada ao norte pelo Escudo das Guianas e ao sul pelo Escudo Brasileiro. O limite oeste com a Bacia do Solimões é marcado pelo Arco de Purus, ao passo que o Arco de Gurupá constitui seu limite leste. Possui características inerentes a uma bacia intracratônica paleozóica, com uma longa história evolutiva, marcada por discordâncias expressivas e com uma cunha sedimentar relativamente rasa se comparada às bacias cretáceas brasileiras, o que levanta controvérsia a respeito da suficiência do soterramento para a eficiência de geração de hidrocarboneto. Podem ser reconhecidas nos 5000 m do preenchimento sedimentar da Bacia do Amazonas, duas seqüências de primeira ordem: uma paleozóica, intrudida por diques e soleiras de diabásio, na passagem do Triássico para o Jurássico, e uma mesozóica-cenozóica que representam um aspecto importante na evolução térmica da matéria orgânica que ocorre na primeira seqüência. Com relação à exploração de petróleo, apesar do fomento exploratório ocorrido nos últimos anos, a bacia ainda é considerada pouco explorada sendo sua maior reserva a da província de Urucu. Um dos fatores que dificultam bastante a exploração desta bacia assim como a bacia do Solimões a oeste é o acesso restrito, pois estão situadas em áreas remotas e florestadas, de difícil acesso, com muitas reservas indígenas e florestais, o que causa restrições logísticas, operacionais e legais. O efeito térmico das intrusões ígneas é considerado como o responsável pelo acréscimo de calor necessário à maturação da matéria orgânica e conseqüente geração de hidrocarbonetos. Este trabalho contribui com a reconstrução da história térmica desta bacia a partir da modelagem das variáveis termais e da história de soterramento. Para isso, foram utilizados modelos consagrados na literatura, que permitem, de forma simples, a estimativa do fluxo térmico através do embasamento e da seqüência sedimentar. Na análise da influência de intrusões ígneas na estrutura térmica da bacia, o modelo bidimensional desenvolvido pelo método de diferenças finitas se mostrou apropriado. Utilizou-se o fluxo térmico basal calculado nas condições de contorno da modelagem da influência térmica das ígneas. Como resultado obteve-se a estruturação térmica da bacia e a historia maturação de suas rochas geradoras

Nova metodologia para caracterização litológica das rochas carbonáticas do pré-sal com base na perfilagem e espectroscopia de poço

O cenário mundial de crescimento está favorecendo uma demanda cada vez maior por petróleo e gás. Para se adequar a esta demanda crescente, as companhias petroleiras têm perfurado em regiões de águas profundas e com caráter geológico particular, como os depósitos carbonáticos recém explorados no Brasil pela Petrobras e que entraram em produção a partir de 2008. Para a produção de hidrocarbonetos é preciso um conhecimento profundo das rochas que os contém. Isto se deve ao fato que os sensores usados para detectar hidrocarbonetos no processo conhecido como perfilagem de poço na indústria petroleira são influenciados em suas medições pelas características das rochas. No caso deste trabalho, carbonatos do pré-sal, aparece uma complicação adicional em termos litológicos que é a presença do mineral Estevensita que não é comumente encontrado em ambientes carbonáticos. Em função de não haver uma forma de detectar sem ambiguidades o mineral Estevensita (rico em magnésio) com a Dolomita (também rica em magnésio), e levando-se em consideração o fato de que a Estevensita fecha os poros da rocha (rocha não reservatório) enquanto a Dolomita normalmente pode ser uma excelente rocha reservatório é de fundamental importância conhecer se o magnésio é proveniente da Estevensita ou do processo de dolomitização do carbonato (substituição de cálcio por magnésio). Não existe hoje em dia uma metodologia de perfilagem de poço que possa indicar a proveniência do magnésio. Estevensita ou Dolomita? Rocha reservatório ou não-reservatório? O objetivo deste trabalho é prover respostas às perguntas acima. Desenvolver uma forma de analisar os minerais presentes no pré-sal através da perfilagem e espectroscopia de poço e fazer a separação entre os diversos constituintes das rochas encontradas no pré-sal. O pré-sal brasileiro é constituído por litologia carbonática complexa, sendo a seção rifte formada por coquinas e a seção sag por microbialitos. Estas rochas foram depositadas antes da deposição da camada de sal no fim do Aptiano. Para atingir o resultado esperado neste trabalho serão utilizadas medições convencionais e não convencionais no laboratório com rochas análogas ao pré-sal e minerais puros tais como a Estevensita a fim de determinar respostas padrão para serem utilizados em programas de análise de registros de perfilagem. O produto final deste trabalho é desenvolver um procedimento para determinação de litologia no pré-sal brasileiro através de registros a cabo (wireline) ou enquanto se perfura (Logging While Drilling - LWD)

Estimativa de fontes externas uniformes de nêutrons em regiões combustíveis para uma distribuição prescrita de potência

Projetos de reatores nucleares foram classificados em quatro gerações (Gen) pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos da América (DOE), quando o DOE introduziu o conceito de reatores de geração IV (Gen IV). Reatores Gen IV são um conjunto de projetos de reator nuclear, em sua maioria teóricos, atualmente sendo pesquisados. Entre os projetos Gen IV, incluem-se os projetos dos ADS (Accelerator Driven Systems), que são sistemas subcríticos estabilizados por fontes externas estacionárias de nêutrons. Estas fontes externas de nêutrons são normalmente geradas a partir da colisão de prótons com alta energia contra os núcleos de metais pesados presentes no núcleo do reator, fenômeno que é conhecido na literatura como spallation, e os prótons são acelerados num acelerador de partículas que é alimentado com parte da energia gerada pelo reator. A criticalidade de um sistema mantido por reações de fissão em cadeia depende do balanço entre a produção de nêutrons por fissão e a remoção por fuga pelos contornos e absorção de nêutrons. Um sistema está subcrítico quando a remoção por fuga e absorção ultrapassa a produção por fissão e, portanto, tende ao desligamento. Entretanto, qualquer sistema subcrítico pode ser estabilizado pela inclusão de fontes estacionárias de nêutrons em seu interior. O objetivo central deste trabalho é determinar as intensidades dessas fontes uniformes e isotrópicas de nêutrons, que se deve inserir em todas as regiões combustíveis do sistema, para que o mesmo estabilize-se gerando uma distribuição prescrita de potência elétrica. Diante do exposto, foi desenvolvido neste trabalho um aplicativo computacional em linguagem Java que estima as intensidades dessas fontes estacionárias de nêutrons, que devem ser inseridas em cada região combustível para que estabilizem o sistema subcrítico com uma dada distribuição de potência definida pelo usuário. Para atingir este objetivo, o modelo matemático adotado foi a equação unidimensional de transporte de nêutrons monoenergéticos na formulação de ordenadas discretas (SN) e o convencional método de malha fina diamond difference (DD) foi utilizado para resolver numericamente os problemas SN físicos e adjuntos. Resultados numéricos para dois problemas-modelos típicos são apresentados para ilustrar a acurácia e eficiência da metodologia proposta.

Process envelopes for stabilisation/solidification of contaminated soil using lime-slag blend.

PURPOSE: Stabilisation/solidification (S/S) has emerged as an efficient and cost-effective technology for the treatment of contaminated soils. However, the performance of S/S-treated soils is governed by several intercorrelated variables, which complicates the optimisation of the treatment process design. Therefore, it is desirable to develop process envelopes, which define the range of operating variables that result in acceptable performance. METHODS: In this work, process envelopes were developed for S/S treatment of contaminated soil with a blend of hydrated lime (hlime) and ground granulated blast furnace slag (GGBS) as the binder (hlime/GGBS = 1:4). A sand contaminated with a mixture of heavy metals and petroleum hydrocarbons was treated with 5%, 10% and 20% binder dosages, at different water contents. The effectiveness of the treatment was assessed using unconfined compressive strength (UCS), permeability, acid neutralisation capacity and contaminant leachability with pH, at set periods. RESULTS: The UCS values obtained after 28 days of treatment were up to ∼800 kPa, which is quite low, and permeability was ∼10(-8) m/s, which is higher than might be required. However, these values might be acceptable in some scenarios. The binder significantly reduced the leachability of cadmium and nickel. With the 20% dosage, both metals met the waste acceptance criteria for inert waste landfill and relevant environmental quality standards. CONCLUSIONS: The results show that greater than 20% dosage would be required to achieve a balance of acceptable mechanical and leaching properties. Overall, the process envelopes for different performance criteria depend on the end-use of the treated material.

1983 Biscayne Bay hydrocarbon study: final report

A two year, comprehensive, quantitative investigation was conducted to analyze and identify the spatial distribution of petrogenic and biogenic hydrocarbons in sediments, surface waters, fish and shellfish of Biscayne Bay, Florida. The goal for the first year of the project was to establish baseline information to support oil spill impact assessment and clean-up. One hundred fifty-five sediment and eleven biota samples were collected. The areas sampled included the Miami River, Intracoastal Waterway, tidal flats, access canals and environmentally sensitive shorelines. The second year of the study centered on areas exhibiting petroleum contamination. These areas included the Miami River, Little River, Goulds Canal, Black Creek and Military Canal. Surface and subsurface sediment, biota and surface water were collected. Sample collection, analyses, and data handling for the two year project were conducted so that all information was court-competent and scientifically accurate. Chain of custody was maintained for all samples. Total hydrocarbon content of surface sediments ranged from below detection limits to a high of 2663.44 pg/g. Several sample stations contained petroleum contamination. The majority of biota samples exhibited hydrocarbon concentrations and characteristics that indicated little, if any, petroleum contamination. Surface water samples ranged from 0.78 to 64.47 μg/L and several samples contained petroleum hydrocarbons. Our results indicate several areas of petroleum contamination. These areas are characterized by industrial complexes, port facilities, marinas, major boating routes and many of the major tributaries emptying into Biscayne Bay.

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).

The effects of urbanization on populations of grass shrimp Palaemonetes spp. in small, high salinity estuaries

High salinity estuaries in the southeastern U.S. have experienced increased inputs of contaminants from nonpoint source (NPS) urban runoff and decreases in habitat due to filling of wetlands and dock/bulkhead construction. Urbanization may pose significant risks to estuarine fauna, particularly crustaceans. The grass shrimp of the genus Palaemonetes, is one of the dominant species found in estuarine tidal creeks, accounting for greater than 50% of all macropelagic fauna on an annual basis. Spatial analytical and geographic information system techniques were used to determine which factors influenced the Palaemonetes population structures in a South Carolina bar-built estuary surrounded by urban development. Impacts from land use practices were investigated using concentric circular buffers around study sites. Factors investigated included sediment-associated polycyclic aromatic hydrocarbons concentration, land use classification, percent impervious surfaces, and other selected urban factors. Geographic information system and statistical modeling showed quantitative relationships between land use class and impacts on Palaemonetes density. The study suggests that habitat loss is a major factor influencing grass shrimp densities. Multiple regression modeling suggests a significant relationship between habitat alterations and Palaemonetes densities.

Deepwater Horizon oil spill: assessment of potential impacts on the deep soft-bottom benthos; interim data summary report

A study was initiated in May 2011, under the direction of the Deepwater Horizon (DWH) Natural Resource Damage Assessment (NRDA) Deepwater Benthic Communities Technical Working Group (NRDA Deep Benthic TWG), to assess potential impacts of the DWH oil spill on sediments and resident benthic fauna in deepwater (> 200 meters) areas of the Gulf. Key objectives of the study were to complete the analysis of samples from 65 priority stations sampled in September-October 2010 on two DWH Response cruises (Gyre and Ocean Veritas) and from 38 long-term monitoring sites (including a subset of 35 of the original 65) sampled on a follow-up NRDA cruise in May-June 2011. The present progress report provides a brief summary of results from the initial processing of samples from fall 2010 priority sites (plus three additional historical sites). Data on key macrofaunal, meiofaunal, and abiotic environmental variables are presented for each of these samples and additional maps are included to depict spatial patterns in these variables throughout the study region. The near-field zone within about 3 km of the wellhead, where many of the stations showed evidence of impaired benthic condition (e.g. low taxa richness, high nematode/harpacticoid-copepod ratios), also is an area that contained some of the highest concentrations of total petroleum hydrocarbons (TPH), total polycyclic aromatic hydrocarbons (total PAHs), and barium in sediments (as possible indicators of DWH discharges). There were similar co-occurrences at other sites outside this zone, especially to the southwest of the wellhead out to about 15 km. However, there also were exceptions to this pattern, for example at several farther-field sites in deeper-slope and canyon locations where there was low benthic species richness but no evidence of exposure to DWH discharges. Such cases are consistent with historical patterns of benthic distributions in relation to natural controlling factors such as depth, position within canyons, and availability of organic matter derived from surface-water primary production.

Deep-sea benthic footprint of the Deepwater Horizon blowout

The Deepwater Horizon (DWH) accident in the northern Gulf of Mexico occurred on April 20, 2010 at a water depth of 1525 meters, and a deep-sea plume was detected within one month. Oil contacted and persisted in parts of the bottom of the deep-sea in the Gulf of Mexico. As part of the response to the accident, monitoring cruises were deployed in fall 2010 to measure potential impacts on the two main soft-bottom benthic invertebrate groups: macrofauna and meiofauna. Sediment was collected using a multicorer so that samples for chemical, physical and biological analyses could be taken simultaneously and analyzed using multivariate methods. The footprint of the oil spill was identified by creating a new variable with principal components analysis where the first factor was indicative of the oil spill impacts and this new variable mapped in a geographic information system to identify the area of the oil spill footprint. The most severe relative reduction of faunal abundance and diversity extended to 3 km from the wellhead in all directions covering an area about 24 km2. Moderate impacts were observed up to 17 km towards the southwest and 8.5 km towards the northeast of the wellhead, covering an area 148 km2. Benthic effects were correlated to total petroleum hydrocarbon, polycyclic aromatic hydrocarbons and barium concentrations, and distance to the wellhead; but not distance to hydrocarbon seeps. Thus, benthic effects are more likely due to the oil spill, and not natural hydrocarbon seepage. Recovery rates in the deep sea are likely to be slow, on the order of decades or longer.

An assessment of chemical contaminants, toxicity and benthic infauna in sediments from the St. Thomas East End Reserves (STEER)

This report contains a chemical and biological characterization of sediments from the St. Thomas East End Reserves (STEER) in St. Thomas, U.S. Virgin Islands (USVI). The STEER Management Plan (published in 2011) identified chemical contaminants and habitat loss as high or very high threats and called for a characterization of chemical contaminants as well as an assessment of their effects on natural resources. The baseline information contained in this report on chemical contaminants, toxicity and benthic infaunal community composition can be used to assess current conditions, as well as the efficacy of future restoration activities. In this phase of the project, 185 chemical contaminants, including a number of organic (e.g., hydrocarbons and pesticides) and inorganic (e.g., metals) compounds, were analyzed from 24 sites in the STEER. Sediments were also analyzed using a series of toxicity bioassays, including amphipod mortality, sea urchin fertilization impairment, and the cytochrome P450 Human Reporter Gene System (HRGS), along with a characterization of the benthic infaunal community. Higher levels of chemical contaminants were found in Mangrove Lagoon and Benner Bay in the western portion of the study area than in the eastern area. The concentrations of polychlorinated biphenyls (PCBs), DDT (dichlorodiphenyltrichloroethane), chlordane, zinc, copper, lead and mercury were above a NOAA sediment quality guideline at one or more sites, indicating impacts may be present in more sensitive species or life stages in the benthic environment. Copper at one site in Benner Bay, however, was above a NOAA guideline indicating that effects on benthic organisms were likely. The antifoulant boat hull ingredient tributyltin, or TBT, was found at the third highest concentration in the history of NOAA’s National Status and Trends (NS&T) Program, which monitors the Nation’s coastal and estuarine waters for chemical contaminants and bioeffects. Unfortunately, there do not appear to be any established sediment quality guidelines for TBT. Results of the bioassays indicated significant sediment toxicity in Mangrove Lagoon and Benner Bay using multiple tests. The benthic infaunal communities in Mangrove Lagoon and Benner Bay appeared severely diminished.