Caracterização química e toxicológica da água produzida descartada em plataformas de óleo e gás na costa brasileira e seu comportamento dispersivo no mar

The production of oil and gas is usually accompanied by the production of water, also known as produced water. Studies were conducted in platforms that discharge produced water in the Atlantic Ocean due to oil and gas production by Petrobras from 1996 to 2006 in the following basins: Santos (Brazilian south region), Campos (Brazilian southeast region) and Ceara (Brazilian northeast region). This study encompasses chemical composition, toxicological effects, discharge volumes, and produced water behavior after releasing in the ocean, including dispersion plumes modeling and monitoring data of the marine environment. The concentration medians for a sampling of 50 samples were: ammonia (70 mg L-1), boron (1.3 mg L1), iron (7.4 mg L-1), BTEX (4.6 mg L-1), PAH (0.53 mg L-1), TPH (28 mg L-1); phenols (1.3 mg L-1) and radioisotopes (0.15 Bq L-1 for 226Ra and 0.09 Bq L-1 for 228Ra). The concentrations of the organic and inorganic parameters observed for the Brazilian platforms were similar to the international reference data for the produced water in the North Sea and in other regions of the world. It was found significant differences in concentrations of the following parameters: BTEX (p<0.0001), phenols (p=0.0212), boron (p<0.0001), iron (p<0.0001) and toxicological response in sea urchin Lytechinus variegatus (p<0.0001) when considering two distinguished groups, platforms from southeast and northeast Region (PCR-1). Significant differences were not observed among the other parameters. In platforms with large gas production, the monoaromatic concentrations (BTEX from 15.8 to 21.6 mg L-1) and phenols (from 2 to 83 mg L-1) were higher than in oil plataforms (median concentrations of BTEX were 4.6 mg L-1 for n=53, and of phenols were 1.3 mg L-1 for n=46). It was also conducted a study about the influence of dispersion plumes of produced water in the vicinity of six platforms of oil and gas production (P-26, PPG-1, PCR-1, P-32, SS-06), and in a hypothetical critical scenario using the chemical characteristics of each effluent. Through this study, using CORMIX and CHEMMAP models for dispersion plumes simulation of the produced water discharges, it was possible to obtain the dilution dimension in the ocean after those discharges. The dispersion plumes of the produced water modelling in field vicinity showed dilutions of 700 to 900 times for the first 30-40 meters from the platform PCR-1 discharge point; 100 times for the platform P-32, with 30 meters of distance; 150 times for the platform P-26, with 40 meters of distance; 100 times for the platform PPG-1, with 130 meters of distance; 280 to 350 times for the platform SS-06, with 130 meters of distance, 100 times for the hypothetical critical scenario, with the 130 meters of distance. The dilutions continue in the far field, and with the results of the simulations, it was possible to verify that all the parameters presented concentrations bellow the maximum values established by Brazilian legislation for seawater (CONAMA 357/05 - Class 1), before the 500 meters distance of the discharge point. These results were in agreement with the field measurements. Although, in general results for the Brazilian produced water presented toxicological effects for marine organisms, it was verified that dilutions of 100 times were sufficient for not causing toxicological responses. Field monitoring data of the seawater around the Pargo, Pampo and PCR-1 platforms did not demonstrate toxicity in the seawater close to these platforms. The results of environmental monitoring in seawater and sediments proved that alterations were not detected for environmental quality in areas under direct influence of the oil production activities in the Campos and Ceara Basin, as according to results obtained in the dispersion plume modelling for the produced water discharge

Caracterização química e toxicológica da água produzida descartada em plataformas de óleo e gás na costa brasileira e seu comportamento dispersivo no mar

The production of oil and gas is usually accompanied by the production of water, also known as produced water. Studies were conducted in platforms that discharge produced water in the Atlantic Ocean due to oil and gas production by Petrobras from 1996 to 2006 in the following basins: Santos (Brazilian south region), Campos (Brazilian southeast region) and Ceara (Brazilian northeast region). This study encompasses chemical composition, toxicological effects, discharge volumes, and produced water behavior after releasing in the ocean, including dispersion plumes modeling and monitoring data of the marine environment. The concentration medians for a sampling of 50 samples were: ammonia (70 mg L-1), boron (1.3 mg L1), iron (7.4 mg L-1), BTEX (4.6 mg L-1), PAH (0.53 mg L-1), TPH (28 mg L-1); phenols (1.3 mg L-1) and radioisotopes (0.15 Bq L-1 for 226Ra and 0.09 Bq L-1 for 228Ra). The concentrations of the organic and inorganic parameters observed for the Brazilian platforms were similar to the international reference data for the produced water in the North Sea and in other regions of the world. It was found significant differences in concentrations of the following parameters: BTEX (p<0.0001), phenols (p=0.0212), boron (p<0.0001), iron (p<0.0001) and toxicological response in sea urchin Lytechinus variegatus (p<0.0001) when considering two distinguished groups, platforms from southeast and northeast Region (PCR-1). Significant differences were not observed among the other parameters. In platforms with large gas production, the monoaromatic concentrations (BTEX from 15.8 to 21.6 mg L-1) and phenols (from 2 to 83 mg L-1) were higher than in oil plataforms (median concentrations of BTEX were 4.6 mg L-1 for n=53, and of phenols were 1.3 mg L-1 for n=46). It was also conducted a study about the influence of dispersion plumes of produced water in the vicinity of six platforms of oil and gas production (P-26, PPG-1, PCR-1, P-32, SS-06), and in a hypothetical critical scenario using the chemical characteristics of each effluent. Through this study, using CORMIX and CHEMMAP models for dispersion plumes simulation of the produced water discharges, it was possible to obtain the dilution dimension in the ocean after those discharges. The dispersion plumes of the produced water modelling in field vicinity showed dilutions of 700 to 900 times for the first 30-40 meters from the platform PCR-1 discharge point; 100 times for the platform P-32, with 30 meters of distance; 150 times for the platform P-26, with 40 meters of distance; 100 times for the platform PPG-1, with 130 meters of distance; 280 to 350 times for the platform SS-06, with 130 meters of distance, 100 times for the hypothetical critical scenario, with the 130 meters of distance. The dilutions continue in the far field, and with the results of the simulations, it was possible to verify that all the parameters presented concentrations bellow the maximum values established by Brazilian legislation for seawater (CONAMA 357/05 - Class 1), before the 500 meters distance of the discharge point. These results were in agreement with the field measurements. Although, in general results for the Brazilian produced water presented toxicological effects for marine organisms, it was verified that dilutions of 100 times were sufficient for not causing toxicological responses. Field monitoring data of the seawater around the Pargo, Pampo and PCR-1 platforms did not demonstrate toxicity in the seawater close to these platforms. The results of environmental monitoring in seawater and sediments proved that alterations were not detected for environmental quality in areas under direct influence of the oil production activities in the Campos and Ceara Basin, as according to results obtained in the dispersion plume modelling for the produced water discharge

Vinculando a etnoictiologia às evidências biológicas para explicar o declínio da riqueza da ictiofauna neotropical

The diversity of fish species from South America has been affected by various anthropogenic practices. Some studies have reported the influence that illegal transferring or introduction of exotic species have on the trophic webs of continental lakes. The loss of diversity on fish populations and consequent impacts on fishery are commonly evidenced in these cases. The Brazilian Northeast has ponds for which exotic Amazonian species were transferred as Extremoz Lake. These environments serve as study models for comparison and investigation about the possible impacts of these introductions. We tested the hypothesis that loss of species that this trend can be related with the insertion of the genus Cichla, commonly documented as top predator in its endemic environment. Possible structural causes that interfere in other processes such as migration were also investigated. Thus, the local ecological knowledge of fishermen and a current ecotrophic model were used. We took samples of phytoplankton, zooplankton and fishes during two annual cycles. Concurrently, we made interviews with the fishing community. In fact, there are relations between the loss of fish and the insertion of peacock bass in Extremoz Lake. However, Cichla kelberi was not indicated as primary factor to explain fish species decline. The construction of bridges located in the Rio Doce was main factor for respondents and what explains loss of species. The migration of saltwater fish and / or from the river to Extremoz Lake is hindered by the unsuitability of the crossing-streams that are under these structures. According to the ecotrophic model Hoplias malabaricus was considered key-species and Cichla kelberi top predator. This last trend was similarly noticed in the stomach and local ecological knowledge of fishermen analysis. Overfishing simulations to Cichla kelberi resulted that only raising its captures in 200%, other native species would increase their biomass values only 15 to 30% (in 6 years).The negative effects of the alien species introduction without prior studies and lack of investments in appropriating these constructions to the needs of the fish fauna structures seem to act simultaneously. Both are causing the decline of fish species richness and consequent local artisanal fishery collapse

Tectonic history and the biogeography of the freshwater fishes from the coastal drainages of eastern Brazil: an example of faunal evolution associated with a divergent continental margin

As drenagens costeiras do leste do Brasil correspondem a áreas de grande significado biogeográfico, apresentando um alto grau de endemismo em sua fauna de peixes. Padrões filogenéticos sugerem uma relação próxima entre os rios que correm para o Atlântico a os adjacentes das terras altas do escudo cristalino. Entretanto, pouco tem sido dito sobre a dinâmica dos processos geológicos relacionados aos eventos cladogenéticos entre estas áreas. Padrões de distribuição e filogenéticos sugerem uma íntima associação com a história geológica da margem continental passiva da América do Sul, desde o Cretáceo aos dias atuais. Soerguimentos macrodômicos, rifteamento, movimentos verticais entre blocos falhados e o recuo erosivo da margem leste sul-americana são considerados como as principais forças geológicas atuando sobre a distribuição da ictiofauna de água doce nestas áreas. A atividade tectônica associada à ruptura do Gondwana e separação da América do Sul e África criou seis megadomos que são responsáveis por configurar a maior parte do atual curso das principais bacias hidrográficas do escudo cristalino. Com exceção das bacias localizadas às margens de tais megadomos, estes rios desenvolveram longos e sinuosos circuitos sobre o antigo escudo cristalino brasileiro antes de desaguarem no então recentemente aberto Oceano Atlântico. Eventos cladogenéticos iniciais entre drenagens de terras altas do escudo cristalino e tributários do Atlântico podem estar associados com processos vicariantes desta fase inicial, e alguns táxons antigos, basais, grupos-irmão de táxons muito inclusivos e de ampla distribuição são encontrados nestas bacias hidrográficas. Mais tarde, a denudação erosiva generalizada resultou em um ajuste isostático da margem leste da plataforma. Tal ajuste, concomitantemente a reativações de antigas zonas de falha, resultou em movimentos verticais entre blocos falhados, dando origem, no sudeste do Brasil, a bacias tafrogênicas. Tais bacias, como a de Taubaté, São Paulo, Curitiba e Volta Redonda, entre outras, capturaram drenagens e fauna de terras altas adjacentes. Os peixes fósseis da Formação Tremembé (Eoceno-Oligoceno da Bacia de Taubaté) exemplificam este processo. Outros sistemas tafrogênicos de idade Terciária foram também identificados em outros segmentos da margem continental Atlântica, como na Província Borborema, no NE do Brasil, com marcada influência sobre o padrão de drenagem. Ao mesmo tempo, o recuo erosivo da margem leste da plataforma capturou sucessivamente rios de planalto, os quais se tornaram tributários atlânticos, evoluindo associados aos principais sistemas de falha. A natureza continuada destes processos explica os padrões filogenéticos e de distribuição miscigenados entre os tributários atlânticos e as terras altas do escudo cristalino adjacente, especialmente na margem sudeste do continente, representados por sucessivos, cada vez menos inclusivos, grupos irmãos, associados a eventos cladogenéticos desde o final do Cretáceo ao presente.

Cetacean records along São Paulo state coast, Southeastern Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Evolução da margem atlântica equatorial do Brasil: Três fases distensivas

The extension of the Pangaea started in the Upper Triassic and evolved to uplifts, magmatism and development a triple junction during the Mesozoic, and opening the Central Atlantic Ocean. The Brazilian Equatorial Atlantic margin was formed in three Mesozoic extensional events. The first event is recorded by the Calçoene Graben of the Foz do Amazonas Basin. The second event started in the Valangian and is recognized by the enlargement of the Foz do Amazonas Basin, formation of the Marajó and Grajaú basins, and the Gurupi Graben System. The third event commenced in the Albian related to northwestward progression of the rift system, which enlarged the Foz do Amazonas and formed the Potiguar, Ceará, Barreirinhas and Pará-Maranhão basins. At the end of the Lower Cretaceous the movements attenuated in the Marajó Basin and Gurupi Graben System; the extension concentrated in the Foz do Amazonas, Pará-Maranhão and Barreirinhas basins, and evolved to continental rupture of northern South America and western Africa opening of the Equatorial Atlantic Ocean.

Evolução do rifteamento e paleogeografia da margem Atlântica Equatorial do Brasil: Triássico ao Holoceno

The Equatorial Atlantic Margin evolved from three rift systems recorded by a complex set of sedimentary basins developed since Upper Triassic to the Lower Cretaceous (Albian). The first rift system formed Foz do Amazonas Basin in Upper Triassic; the second phase formed Marajó Basin in Berriasian, a new rift in Foz do Amazonas Basin in Valanginian and Bragança-Viseu, Ilha Nova, São Luís e Barreirinhas basins in Aptian; the third phase formed Barreirinhas and Pará- Maranhão basins and a new rifting in the Foz do Amazonas Basin between the Aptian and Albian and evolved to continental break up. The main paleostress field during rift evolution was NE-SW and after the continental break up took the E-W direction, from the development of transform zones in the oceanic crust. From Miocene, South America was subjected to intraplate tectonics, which resulted in formation of E-W transcurrent faults that generated transtensive and transpressive segments that formed sedimentary basins and hills, resulting in changes in the drainage network. In Quaternary the landscape was modified by the last ice age that changed the sea level; the coastal drainage network was drowning resulting in the formation of the current line coast.

Caracterização da estrutura genética populacional do tubarão-crocodilo (Pseudocarcharias kamoharai) no Atlântico equatorial utilizando marcadores moleculares

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Caracterização do arcabouço estrutural da Bacia de Pelotas e da área emersa adjacente

Pós-graduação em Geologia Regional - IGCE

Variabilidade da precipitação pluviométrica nas regiões Sudeste e Sul do Brasil

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Eventos extremos da zona de convergência intertropical sobre o Atlântico durante o período chuvoso da Amazônia oriental

Este trabalho reporta uma investigação observacional sobre as características climatológicas (período de 1985 a 2007) associadas aos eventos extremos da ZCIT observados sobre o Oceano Atlântico equatorial, procurando estabelecer as influências na variabilidade pluviométrica da Amazônia oriental, durante os meses de fevereiro, março e abril. Tais eventos foram selecionados objetivamente através da análise de Funções Ortogonais Empíricas e os padrões oceano-atmosfera associados aos eventos da ZCIT, bem como seus impactos na precipitação da Amazônia oriental, foram investigados com base em composições mensais. Os resultados evidenciaram algumas diferenças mensais, principalmente no padrão da circulação atmosférica em 200 hPa e na configuração vertical da circulação troposférica meridional associada à célula de Hadley equatorial. Quanto à estrutura dinâmica dos padrões oceano-atmosfera observada nos meses de fevereiro, março e abril, basicamente evidenciou-se que a ZCIT forma-se sobre o Oceano Atlântico equatorial numa região de confluência dos ventos alísios de sudeste e nordeste, coincidente com áreas contendo TSM anomalamente quente, movimento vertical ascendente associado à célula de Hadley, com divergência do vento em altos níveis. Os impactos de tais eventos na variabilidade espacial da precipitação sobre a Amazônia oriental mostrou que os principais estados afetados pela ZCIT são: Amapá, Pará e Maranhão. Adicionalmente, relatam-se alguns impactos sócio-ambientais (enchentes, alagamentos, queda de árvores, proliferação de doenças, entre outros) que ocorreram na Região Metropolitana de Belém, associados a ocorrência dos eventos extremos da ZCIT selecionados neste trabalho.

Invasion of the Indo-Pacific blenny Omobranchus punctatus (Perciformes: Blenniidae) on the Atlantic Coast of Central and South America

Nós examinamos 308 espécimes do blenídeo Omobranchus punctatus, de origem Indo-Pacífica, depositados em coleções de quatro museus. Os dados de distribuição foram analisados com o objetivo de avaliar a invasão das águas costeiras do Oceano Atlântico nas Américas do Sul e Central. Em sua área de distribuição original, O. punctatus ocorre em ambientes marinhos e estuarinos. Amostragens datadas de 1930 e de 2004 produziram 20 registros da espécie no Atlântico Oeste tropical, incluindo amostras do Panamá, Colômbia, Venezuela, Trinidade e Brasil. Neste trabalho nós apresentamos 17 novos registros em áreas da Venezuela e nordeste do Brasil. O padrão temporal dos dados (1930-2009) e a proximidade da maioria das áreas de amostragem a regiões portuárias indicam que a espécie foi inicialmente introduzida no Atlântico pela água de lastro de navios navegando na rota India-Trinidade. No Brasil, a introdução parece estar associada ao movimento de navios em torno das plataformas de petróleo. No Maranhão e no Pará, a introdução está associada ao movimento de navios entre os portos próximos à foz do rio Amazonas. Alternativamente, a expansão de área desta espécie ao longo da costa da América pode ter acontecido através de dispersão larval, acompanhando as correntes em direção ao norte. Nós recomendamos o monitoramento desta espécie, bem como o desenvolvimento de estudos sobre sua ecologia em ambientes do Atlântico ocidental agora ocupados por ela.

Avaliação quantitativa da dinâmica espaço-temporal da precipitação na região hidrográfica Tocantins-Araguaia

A análise do comportamento da precipitação em uma bacia hidrográfica é fundamental para a engenharia e gerenciamento dos recursos hídricos. A Região Hidrográfica Tocantins-Araguaia (RHTA) pela sua ocupação recente e potencialidades econômicas, ganha destaque no cenário nacional. Este trabalho avalia quantitativamente a dinâmica espaço-temporal da precipitação anual nesta região durante um período de 30 anos de dados. A dinâmica da precipitação pode ser analisada pelo cálculo da precipitação média em uma dada área, compondo assim mapas de isoietas de precipitação anual. No entanto, a confecção destes mapas requer um método de interpolação que melhor represente as características pluviométricas em locais não amostrados para posterior análise quantitativa do comportamento da precipitação. Para tanto, foram realizados análises exploratórias descritivas amostral e espacial como requisito de estacionaridade do método de interpolação geoestatístico, ajuste e validação do modelo teórico que se adéque ao variograma de precipitação anual. Após a confecção do mapa de isoietas pelo método de Krigagem Ordinária (sem tendência) e Krigagem Universal (com tendência) foi realizado o cálculo do volume precipitado na região hidrográfica pelo método dos contornos. A dinâmica espacial da precipitação foi realizada com base na análise da estatística descritiva, mapa de isoietas, mapa hipsométrico, Índice de Irregularidade Meteorológica (IMM) e Coeficiente de Variação. A dinâmica temporal foi analisada pela distribuição dos totais anuais de precipitação volumétrica para cada sub-bacia da RHTA, pelo Índice de Anomalia Padronizada, na variação interanual de precipitação e teste de tendência e magnitude representados respectivamente pelo Teste de Mann Kendall e Sen’s. Os resultados correlacionados com as anomalias meteorológicas do Oceano Atlântico (Dipolo) e Pacífico (ENOS) indicam o comportamento da precipitação bastante heterogêneo e com grande variabilidade temporal principalmente na sub-bacia Tocantins-Alto (TOA) (14%). Diminuição da amplitude pluviométrica, em anos de anomalia meteorológica intensa ocasionando um incremento de precipitação ao sul das sub-bacias TOA e ARA e diminuição da precipitação na sub-bacia TOB, em eventos de El Niño. Não se pode comprovar pelo teste de Mann Kendall que há uma tendência estatisticamente significativa no volume precipitado na RHTA, mas o estimador Sen’s dá indícios de queda na precipitação na sub-bacia TOA (-1,24 Km^³/ano) e Araguaia (ARA) (-1,13 Km^³/ano) e aumento da precipitação na sub-bacia do Tocantins Baixo (TOB) (0,53 Km^³/ano) e para a RHTA (-1,5 Km^³/ano). Assim a variabilidade espacial e temporal nas sub-bacias está intimamente relacionada aos eventos de anomalia meteorológica, na qual, a sua ação ocorre de maneira irregular ao longo da área de estudo e pode influenciar as diversas atividades sócio-econômicas na RHTA de acordo com sua magnitude e área de ocorrência.

Relações entre raios e chuvas na Amazônia Oriental

O objetivo desse estudo foi analisar a relação entre descargas elétricas, associadas à precipitação dentro de áreas selecionadas no leste da Amazônia no período de setembro de 2008 a dezembro de 2010. Os estudos foram realizados dentro de um raio de 100 km centralizados em pluviômetros instalados das localidades de Belém, Caxiuanã e Santarém. Essas áreas foram escolhidas por encontrarem-se aproximadamente na mesma latitude, e vão se distanciando do Oceano Atlântico, buscando observar a sazonalidade dos sistemas precipitantes causadores de raios e sua penetração no continente, observando as características climatológica distintas de cada área. Os dados de chuvas foram obtidos através do banco de dados da ANA, RPCH, INMET e através do Projeto LBA. Os sistemas meteorológicos de grande escala acompanhados de sistemas de escala menores, parecem atuar primeiramente em Belém e vão adentrando o continente atingindo as outras áreas de estudo. Em Belém, também foram observadas as maiores ocorrências de raios comparados com Caxiuanã e Santarém, sendo que nessas localidades, os raios antecedem as chuvas em quase todas as observações. Foram observadas as defasagens dos máximos de ocorrências de raios e chuvas de aproximadamente dois meses acompanhando principalmente o sentido norte sul de deslocamento da ZCIT e seu acoplamento com outros sistemas de escala local ou de meso escala. Foi feito um estudo de caso em Belém e Santarém onde observou-se que a ZCIT não segue o mesmo padrão de deslocamento para as duas localidades , ou seja, ela atinge primeiramente Belém e aproximadamente três dias depois o sistema atingiu a cidade de Santarém. Mesmo com essa defasagem de tempo foi visto que nas duas localidades as ocorrências de raios antecederam as chuvas. Também foi realizado um estudo pioneiro dentro das bacias do Tocantins e Xingu sobre a relação entre raios e chuva, na tentativa de se desenvolver uma alternativa de método auxiliar para prognostico dos períodos de cheias e secas dentro dessas bacias através das ocorrências de raios sobre essas áreas. Os estudos mais detalhados foram realizados nas áreas a montante das barragens de Tocantins onde se encontra a usina hidroelétrica de Tucuruí, e dentro da área da bacia do Xingu onde está sendo construída a barragem de Belo Monte. Foram utilizados dados de precipitação pluviométrica das bacias do Tocantins e Xingu obtidos através da HIDROWEB-ANA operados pela CPRM dentro de cada área de estudo. Usando filtros de médias móveis foram observados que as melhores correlações entre raios e chuvas, se encontravam dentro da bacia do Tocantins, provavelmente pela influencia da presença da barragem na bacia do Tocantins onde possibilitou respostas positivas entre a relação da cota do rio com os raios. Considerando o fato de que o período de dois anos de dados não possuem peso estatístico suficiente para estabelecer relações definitivas entre raios e precipitação, os resultados apresentados devem ser considerados como preliminares. No entanto essa metodologia pode ser aplicada para subsidiar modelos de estimativas de precipitação em localidades selecionadas e aplicações no modelamento hidrológico de bacias hidrográficas, onde dados pluviométricos ainda são escassos no leste da Amazônia.

Water mass reconstruction by Nd isotopic analysis from Mid Atlantic oceanic sediments

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)