Análise do efeito da acidificação dos oceanos no desenvolvimento larvar de Crassostrea gigas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente – Perfil Engenharia Ecológica

Impacto da acidificação dos oceanos no desenvolvimento embrionário e larvar de peixes marinhos

Devido à acumulação atmosférica de CO2 antropogénico, a pressão parcial de dióxido de carbono (ρCO2) na água do mar aumenta e o pH diminui. Atualmente, este processo conhecido como a acidificação dos oceanos, está a ocorrer a um ritmo mais rápido do que em qualquer outro momento dos últimos 300 milhões de anos, o que leva a um desafio ecológico para os organismos marinhos a nível mundial. Embora este processo afete significativamente mais os organismos marinhos que sintetizam exosqueletos de calcário ou conchas, ainda não está claro como este processo irá afetar organismos calcificados internamente, tais como peixes marinhos. Embora se pense que os peixes adultos são relativamente mais tolerantes a níveis elevados de CO2 ambiental, sabe-se muito pouco sobre a sensibilidade dos estágios iniciais de vida, que são geralmente mais vulneráveis às mudanças ambientais do que os juvenis e os adultos. Determinar que espécies marinhas são sensíveis ou tolerantes aos elevados níveis de CO2 e redução do pH é fundamental para prever os impactos da acidificação dos oceanos nas cadeias alimentares marinhas e nos ecossistemas nos próximos 300 anos. O presente estudo aborda o efeito da acidificação dos oceanos sobre os estágios iniciais de desenvolvimento de três espécies comercialmente importantes, Solea senegalensis, Diplodus sargus, Argyrosomus regius. Estas espécies foram sujeitas a diferentes níveis de pH e ρCO2 (pH 8.0, ~400 μatm; pH 7.8, ~1000 μatm; pH 7.6, ~2000 μatm) desde a fase do ovo até à abertura de boca. Os resultados deste estudo sugerem que a exposição das fases iniciais de vida de Solea senegalensis e Diplodus sargus a elevadas concentrações de CO2 podem levar a taxas de eclosão e crescimento reduzidas e taxas de sobrevivência e peso seco elevados. Quando comparado com os níveis atuais de ρCO2 (400 ppm), a exposição de embriões Argyrosomus regius a 1000 μatm aumentou a sua sobrevivência, crescimento e comprimento total ao fim de 3 dias após eclosão. Não se detetaram diferenças significativas entre tratamentos no que respeita à organogénese e às dimensões e morfologia do ovo. De uma forma geral, este estudo parece indicar que Diplodus sargus e Solea senegalensis são substancialmente mais suscetíveis aos efeitos fisiológicos da acidificação dos oceanos do que Argyrososmus regius que está presumivelmente melhor adaptada às variações das condições ambientais, devido ao seu rápido desenvolvimento e ampla distribuição geográfica.

Investigação em ambientes marinhos naturalmente acidificados

Jornadas "Ciência nos Açores – que futuro?", Ponta Delgada, 7-8 de Junho de 2013.

European lobster (Homarus gammarus) larvae under an acidification scenario: addressing biochemical, development and behaviour responses

A acidificação dos oceanos constitui uma problemática global e a realidade de que está, efetivamente, a acontecer não é uma consideração subjetiva. A Acidificação dos oceanos provocada por emissões de dióxido de carbono de origem antropogénica tem vindo a reduzir o pH das águas superficiais do Oceano e projeções preveem a continuidade deste processo. Embora muita investigação tenha sido desenvolvida no âmbito dos invertebrados que calcificam, tais como moluscos e crustáceos, poucos consideraram o estudo de efeitos ao nível sub-celular para avaliar stress oxidativo ou respostas funcionais do metabolismo energético em tais condições, interligando vários níveis de organização biológica. O objetivo do presente estudo foi o de avaliar os efeitos da exposição a diferentes níveis-alvo de pCO2 (controlo: 370 μatm; aumentado: 710 μatm) e de pH (controlo: 8.15; reduzido: 7.85) em parâmetros de crescimento bem como avaliar respostas comportamentais e bioquímicas relacionadas com stress oxidativo e metabolismo energético durante o desenvolvimento larvar de um crustáceo decápode. Este cenário de acidificação está de acordo com os RCPs previstos pelo Painel Intergovernamental para as Alterações Climáticas (IPCC, 2014) para o ano 2100. Para o presente estudo, foi utilizado o crustáceo Homarus gammarus (L.) – sendo uma espécie com elevado valor comercial, que tem vindo a sofrer elevada pressão de pesca em águas Europeias. Fêmeas adultas provenientes da costa Atlântica Oeste Portuguesa foram obtidas de um retalhista local. Após a eclosão em ambiente laboratorial controlado, larvas provenientes da mesma progenitora foram expostas às condições acima descritas desde o momento da eclosão até à chegada ao Estádio III. A sobrevivência individual e ocorrência de ecdise foram avaliados individualmente de 12h em 12h. Réplicas de cada tratamento foram recolhidas em momentos específicos durante o Estádio I (primeiro estádio larvar) e Estádio III (último estádio larvar) para análise morfométrica e de crescimento (peso fresco e comprimento carapaça) e respostas bioquímicas. Os biomarcadores analisados incluíram parâmetros relacionados com stress oxidativo e danos (atividade da enzima superóxido dismutase (SOD), peroxidação lipídica (LPO) e danos no DNA) e metabolismo energético (atividade da cadeia transportadora de eletrões (ETS) e da enzima lactato desidrogenase (LDH) e quantificação de Hidratos de Carbono). Os resultados obtidos sugerem que a sobrevivência diminui e que o período inter-muda é afetado durante a exposição a cenários de acidificação. No que respeita aos parâmetros de crescimento/morfométricos, larvas do cenário de acidificação apresentam uma tendência para crescimento diminuído, menor peso e comprimento de carapaça. As análises bioquímicas realizadas indicam a ocorrência de stress oxidativo sob condições de acidificação. Respostas ao nível do metabolismo energético não variaram significativamente entre tratamentos. Os resultados apontam também para que fases larvares possam possuir um sistema antioxidante ainda em desenvolvimento, tornando-as mais suscetíveis ao stress oxidativo. As fases larvares são uma fase vulnerável e crucial no ciclo de vida das espécies, influenciando o recrutamento e a renovação de stocks. Este estudo contribui para um melhor entendimento sobre a vulnerabilidade desta espécie num cenário de alterações climáticas – Acidificação dos oceanos – ao endereçar os mecanismos envolvidos nas respostas deste crustáceo a este agente causador de stress.

Aquecimento global e acidificação oceãnica: efeitos da temperatura, salinidade e dióxido de carbono no desenvolvimento larval do caranguejo intertidal Eriphia gonagra (Crustacea, Decapoda, Eriphiidae)

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

Sulfetos volatilizáveis por acidificação e metais extraídos simultaneamente na avaliação de sedimentos de água doce

This paper discusses the historical and methodological fundaments of the dynamics and quantification of acid volatile sulfides (AVS) and simultaneously extracted metals (SEM) in aquatic sediments. It also discusses the SEM/AVS relationship, which involves several controversial aspects such as sulfide stability, sulfide-organic matter interaction, and the inability to predict the toxicity of organic compounds in the environment. This relationship is an important tool for the inference of metal bioavailability. The use of ecotoxicological tests with target organisms regulated by international standards is also a relevant aspect.

Estudo de acidificação de um composto de resíduos verdes alcalino

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente – Perfil de Engenharia Sanitária

Caracterização da qualidade da energia entregue à rede por centrais de energia dos oceanos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Elaboração de uma semi-conserva de pescado de água doce "Picles de Peixe". I. Tempo de cura, acidificação, textura e nível de sal

Neste trabalho são estudadas as condições para a correta combinação entre o tempo de cura, acidificação e nível de sal para produzir uma semi-conserva de pescado de de água doce acondicionada em vidro, utilizando o efeito da combinalção sal/ácido. As espécies utilizadas foram jaraqui (Semaprochilodus spp.), Curimatá (Prochilodus nigricans), Dourado (Brachyplastistoma flavicans) e Pirarucu (Arapaima gigas). Na salmora de cura prelimiar o tempo indicado para se obter uma melhor textura foi de 4 semanas, a acidificação até 4,5 foi alcançada na solução contendo 5% de ácido/100 gramas de pescado e o nível adequado de sal foi de 15% (p/v). Na salmora flavorizante a proporção de ácido foi de 1% (v/v) o que torna o produto de sabor agradável, sal na concentração de 2% (p/v) e a adição de 1% de condimentos.

Acidificação de um Latossolo sob plantio direto

A acidificação do solo e a ciclagem de nutrientes são afetadas pelos sistemas de preparo de solo, com possíveis reflexos no desenvolvimento e rendimento das culturas. Neste estudo, avaliou-se o efeito da utilização, durante 21 anos, do sistema de plantio direto (PD) sobre características químicas das fases sólida e líquida de um Latossolo Bruno Alumínico (Guarapuava, PR), com ênfase nos componentes da acidez. No sistema PD, ocorreu uma acidificação da camada superficial do solo, evidenciada pelos menores valores de pH (2-10 cm) e maior concentração e saturação por Al (6-20 cm), em comparação ao solo em preparo convencional (PC). Por outro lado, os maiores teores de Ca, Mg, K, P disponível (Mehlich-1 e Resina), carbono orgânico total e em solução, bem como a maior saturação por bases no solo em PD, contribuíram para um rendimento acumulado (39 safras) das culturas 22 % superior ao obtido no PC.

Dinâmica de íons e acidificação do solo nos sistemas de fertirrigação e adubação sólida na citricultura

A experiência em fertirrigação na citricultura mundial está localizada em clima mediterrânico, geralmente em solos alcalinos, nos quais a acidificação é apontada como uma das vantagens dessa técnica. Por outro lado, nas condições de solos tropicais, a acidificação tem sido um ponto de estrangulamento, pois poderá comprometer a sustentabilidade do sistema de fertirrigação. Este trabalho foi elaborado com objetivo de avaliar a dinâmica de íons no perfil do solo, quantificar as perdas de nutrientes por lixiviação e seus efeitos sobre a acidificação do solo em diferentes sistemas de manejo com adubação sólida e fertirrigação. O experimento foi instalado em um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico, na cidade de Pirajuí - SP, em um talhão de variedade Natal sobre limão Cravo, com quatro anos de idade. Os tratamentos foram constituídos por duas doses de nutrientes (200; 40 e 160 kg ha-1, respectivamente de N, P2O5 e K2O e sua metade) e três formas de aplicação (adubação sólida sem irrigação, adubação sólida irrigada e fertirrigação), totalizando seis tratamentos. A dinâmica de íons no solo foi monitorada pela amostragem do solo, nas profundidades de 0-20; 20-40 e 40-60 cm e também pela coleta da solução do solo, por meio de extratores de solução colocados em todas as parcelas, nas profundidades de 30 e 60 cm, durante três anos. As maiores concentrações de íons na solução do solo ocorreram nos tratamentos fertirrigados; conseqüentemente, estes tratamentos foram os que apresentaram maiores valores de condutividade elétrica. Teores elevados de N-NH4 e N- NO3 na solução do solo foram observados nos tratamentos fertirrigados, nas duas profundidades, mostrando que existe grande potencial de perda de nitrogênio por lixiviação. Essas perdas de nutrientes por lixiviação, observadas nos tratamentos fertirrigados, com conseqüente acidificação do solo, podem acarretar em restrições ao uso da técnica de fertirrigação em solos tropicais.

A contaminação dos oceanos por radionuclídeos antropogênicos

Several hundreds of artificial radionuclides are produced as the result of human activities, such as the applications of nuclear reactors and particle accelerators, testing of nuclear weapons and nuclear accidents. Many of these radionuclides are short-lived and decay quickly after their production, but some of them are longer-lived and are released into the environment. From the radiological point of view the most important radionuclides are cesium-137, strontium-90 and plutonium-239, due to their chemical and nuclear characteristics. The two first radioisotopes present long half life (30 and 28 years), high fission yields and chemical behaviour similar to potassium and calcium, respectively. No stable element exists for plutonium-239, that presents high radiotoxicity, long half-life (24000 years) and some marine organisms accumulate plutonium at high levels. The radionuclides introduced into marine environment undergo various physical, chemical and biological processes taking place in the sea. These processes may be due to physical dispersion or complicated chemical and biological interactions of the radionuclides with inorganic and organic suspend matter, variety of living organisms, bottom sediments, etc. The behaviour of radionuclides in the sea depends primarily on their chemical properties, but it may also be influenced by properties of interacting matrices and other environmental factors. The major route of radiation exposure of man to artificial radionuclides occuring in the marine environment is through ingestion of radiologically contamined marine organisms. This paper summarizes the main sources of contamination in the marine environment and presents an overview covering the oceanic distribution of anthropogenic radionuclides in the FAO regions. A great number of measurements of artificial radionuclides have been carried out on various marine environmental samples in different oceans over the world, being cesium-137 the most widely measured radionuclide. Radionuclide concentrations vary from region to region, according to the specific sources of contamination. In some regions, such as the Irish Sea, the Baltic Sea and the Black Sea, the concentrations depend on the inputs due to discharges from reprocessing facilities and from Chernobyl accident. In Brazil, the artificial radioactivity is low and corresponds to typical deposition values due to fallout for the Southern Hemisphere.

Níveis e origem da acidificação das chuvas na região do Rio Grande, RS

The current article presents the first data on physical-chemical parameters of wet precipitation collected at single collection point in the city of Rio Grande, during the period of 12 months in 1997-1998. The employed technique of rainwater separation into several portions made clear the process of the atmosphere self-purification during a precipitation event. The pH of rainwater depends on the extent of industrial emissions and increases during a precipitation event. The first portion of rainwater shows an obvious neutralizing effect of soil and ocean-derived components, whose intensity depends on the duration of the preceding dry period.

O papel dos sulfetos volatilizados por acidificação no controle do potencial de biodisponibilidade de metais em sedimentos contaminados de um estuário tropical, no sudeste do Brasil

Measurements of acid volatile sulfide (AVS) and simultaneously extracted metals (SEM) were combined in order to verify the ecological hazard of contaminated sediments from the Santos-Cubatão Estuarine System (SE Brazil), which is located in one of the most industrialized areas in the Latin America. Intertidal sediments from the Morrão River estuary were collected seasonally in short cores. The redox conditions, organic matter contents and grain-size were the main controlling factors on SEM distribution. However, clear relationships among these variables and AVS were not observed. The molar SEM/AVS ratios were frequently > 1 especially in the summer, suggesting major metal bioavailability hazard in this humid hot season.

Aplicação de planejamento fatorial a protocolo de extração e fixação de sulfetos volatilizáveis por acidificação (SVA) em amostras de sedimento

The AVS is defined operationally as acid volatile sulfide, which is a controlling phase on the partition of some metallic species in sediments. A Factorial design was evaluated by means of 16 experiments and using four variables: temperature, extraction time, N2 flow, and volume of the S2- collection solution. The factors that contributed to the efficiency of the process were the extraction time and the N2 flow. Trapping of S2- was efficient in AAB. The S2- was quantified using a potentiometric procedure. Recovery tests for S2- concentrations varying from 1×10-5 to 1×10-4 mol L-1 were in the range from 93 to 116%.