Efeitos das mudanças do uso da terra na biogeoquímica dos corpos d'água da bacia do rio Ji-Paraná, Rondônia

Este trabalho discute os efeitos das mudanças do uso do solo na biogequímica dos rios da bacia de drenagem do rio Ji-Paraná (Rondônia). Nesta região, a distribuição espacial do desmatamento e das propriedades do solo resultam em sinais diferentes, possibilitando a divisão dos sistemas fluviais em três grupos: rios com águas pobres em íons e baixo impacto; rios com conteúdo iônico intermediário e impacto médio e rios com elevados conteúdo iônico e impacto antropogênico. As características biogeoquímicas dos rios têm relação significativa com a área de pasto, melhor parâmetro para prever a condutividade elétrica (r² = 0,87) e as concentrações de sódio (r² = 0,75), cloreto (r² = 0,69), potássio (r² = 0,63), fosfato (r² = 0.78), nitrogênio inorgânico (r² = 0.52), carbono inorgânico (r² = 0.81) e carbono orgânico (rain ² = 0.51) dissolvidos. Cálcio e magnésio tiveram sua variância explicada pelas características do solo e pastagem. Nossos resultados indicam que as mudanças observadas na micro-escala constituem "sinais biogeoquímicos" gerados pelo processamento do material nas margens dos rios. A medida em que os rios evoluem para ordens superiores, os sinais persistentes nos canais fluviais estão mais associdados às características da bacia de drenagem (solos e uso da terra). Apesar dos efeitos das mudanças observadas no uso do solo não serem ainda detectáveis na macro-escala (bacia amazônica), a disrupção da estrutura e funcionamento dos ecossistemas é detectável nas micro e meso escalas, com alterações significativas na ciclagem de nutrientes nos ecossistemas fluviais.

pH como un trazador de la variabilidad biogeoquímica en el Sistema de Humboldt

Se analizó información sobre parámetros biogeoquímicos como pH, CO2 parcialmente disuelto, clorofila-a, oxígeno, salinidad y temperatura, obtenidos en el Sistema de Humboldt frente a Perú en los años 2007-2009, a fin de comprender la importancia del pH como una variable clave para trazar la variabilidad biogeoquímica del Sistema de Afloramiento de Humboldt. Las Aguas Costeras Frías (ACF) ricas en nutrientes evidencian una relación inversa con el pH, en ese sentido valores de 7,6 a 8,0 se encontraron asociados a la ocurrencia de eventos de afloramiento; en condiciones frías como La Niña 2007 el pH predominante se encuentra por debajo de 8,0, y en el caso de las Aguas Subtropicales Superficiales presentan un pH entorno a 8,3. La productividad en los veranos se incrementa debido a factores como la intensidad de luz generándose núcleos de clorofila-a superiores a 10,0 μg.L-1; como constituyentes de la reacción bioquímica de fotosíntesis se tiene en cuenta la forma inmediata del compuesto CO2 y el consumo de iones hidronio; en situaciones extremas de fertilización, se tiene elevado pH entre 8,2 e inclusive 9,0, en donde los contenidos de oxígeno disuelto superan los 6,0 mL.L-1.

Crostas biológicas em saprolitos de gnaisse: ciclagem biogeoquímica, micromorfologia e ensaio de colonização

O papel biogeoquímico e estrutural das crostas microbióticas é praticamente desconhecido, embora estas sejam freqüentes na superfície de taludes naturais e antrópicos expostos em domínio tropical úmido. O presente trabalho teve como objetivo estudar as interações envolvidas no intemperismo biogeoquímico decorrente da ação de microrganismos e plantas inferiores na superfície de saprolitos gnáissicos expostos em taludes da Zona da Mata de Minas Gerais. Foram investigados também os efeitos das associações organominerais na formação e estabilização estrutural de agregados, bem como as feições micropedológicas das diferentes crostas e do substrato sob influência destas. Fez-se o isolamento de cianobactérias, objetivando uma visão preliminar da viabilidade de obtenção de inóculo em laboratório, para posterior utilização na estabilização de superfícies minerais expostas. O grau de intemperismo e o caráter máfico ou félsico dos substratos foram determinantes no comportamento dos organismos em relação à ciclagem biogeoquímica, influenciando os valores de pH, a atividade de argila e o caráter eutrófico ou distrófico das crostas e saprolitos. Em geral, observou-se concentração de K e Al trocáveis na crosta, sendo K o elemento mais consistentemente associado à ciclagem biogeoquímica. O mesmo ocorreu em relação a Ca e Mg trocáveis, exceto nos saprolitos mais máficos, onde sua abundância mascarou a ciclagem biogeoquímica. As crostas tenderam também a concentrar P, Mn, Pb e Ni disponíveis, em todos os pontos, embora a contribuição de poluentes atmosféricos, no caso de Pb, possa estar mascarando os efeitos da atividade microbiana na mobilidade deste elemento. Os teores de N disponíveis foram elevados, em decorrência do N fixado pelas cianobactérias. Os valores de Fe-ditionito, juntamente com os resultados das observações micropedológicas, mostraram um modelo de oxidação por influência microbiótica em microssítios da crosta e da camada micropedogenizada subjacente, baseado na liberação de O2 pelas cianobactérias e na utilização de quelatos de Fe-MO por bactérias quimiolitotróficas, que derivam energia da oxidação do Fe, promovendo a formação de micronódulos ferruginosos. Fotomicrografias obtidas em microscópio eletrônico de varredura ilustram, de modo inequívoco, o papel da mucilagem de polissacarídeos na estruturação de agregados, unindo a matéria orgânica fresca à parte mineral. Os resultados evidenciaram a possibilidade do uso de inóculo de algas na recuperação e estabilização de superfícies minerais expostas, por meio da aceleração do processo de sucessão ecológica.

Biogeoquímica de metais em sedimentos dos rios da Bacia Hidrográfica do Turvo/Grande

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

Impactos del ENSO en la biogeoquímica del sistema de afloramiento frente a Perú central, febrero 2013 - diciembre 2015

El ecosistema de afloramiento frente a Perú, tiene características que le confieren propiedades únicas y relevantes en el contexto regional y global. Entre sus propiedades biogeoquímicas se destaca la presencia de i) una alta productividad consecuencia de aguas ricas en nutrientes, ii) una extensa y somera Zona de Mínimo Oxígeno (ZMO) y iii) un alto reciclaje y pérdida de nitratos, asociado a los procesos de productividad como a la remineralización de la materia orgánica. Todas estas características están inmersas en una alta variabilidad temporal, observándose cambios significativos a escala interanual asociados con el ciclo ENSO y su fase cálida El Niño y fría La Niña. En este contexto, desde el año 2013, la DGIOCC de IMARPE desarrolla el proyecto “Estudio integrado del Afloramiento Costero frente a Perú Central”, con la finalidad de caracterizar el afloramiento costero, sus forzantes y sus características físico- químicas y biológicas en una gradiente costa-océano. En este artículo, se presentan resultados de las condiciones químicas del afloramiento frente a Callao, poniendo en evidencia el impacto del ciclo El Niño Oscilación del Sur (ENSO) que se desarrolló entre los años 2013 y 2015.

Caracterização biogeoquímica de minas abandonadas: os casos da mina de São Domingos e da mina da Mostardeira

O objectivo do presente trabalho foi avaliar os impactos ambientais de duas áreas mineiras abandonadas, a Mina de São Domingos e a Mina da Mostardeira. Procedeu-se a uma caracterização biogeoquímica detalhada das duas áreas mineiras e suas envolventes, a qual consistiu na análise de parâmetros físico-químicos e determinação das concentrações de metais nos aquíferos adjacentes; identificação da flora nativa; caracterização mineralógica dos resíduos mineiros, escórias, solos e sedimentos; e avaliação dos seus prováveis perigos ambientais através da determinação dos teores total, parcial e lixiviável de metais presentes. Os resultados permitiram aprofundar o conhecimento dos processos que ocorrem nestes sistemas e as plantas nativas que colonizam os solos metalíferos da mina de São Domingos foram estudadas não só para avaliar o seu potencial como hiperacumuladoras mas também para estudar em detalhe os mecanismos de tolerância e defesa apresentados pelas plantas desenvolvidas sob stress metálico e o trinómio solo-metal-planta. ABSTRACT: The purpose of this study was to evaluate the environmental impacts of two old mining areas, the São Domingos Mine and the Mostardeira Mine. A detailed biogeochemical characterization of the two mining areas and their surroundings was performed including the analysis of physical and chemical parameters and the determination of metal concentrations in adjacent aquifers, identification of native flora, study of the mineralogy of the tailings, slags, soils and sediments, and assessment of their likely environmental hazards by determining the levels of total, partial and leachable metals present. The results led to a greater understanding of the geochemical processes occurring in these systems. Furthermore, the study of the native plants that colonize the metalliferous soils of São Domingos mine allowed a deeper insight on the mechanisms of tolerance and defense developed by plants under metallic stress and also to evaluate their hyper accumulator potential and therefore their potential use in phytoremediation strategies.

Uso de imagens de radar para o cálculo da produção primária de plantas aquáticas nas várzeas da Amazônia

A área da planície de inundação da Amazônia é estimada em 300 000km² e sua produtividade primária em 1,17 x 10(14) g C yr-1. Deste total de área e produtividade, estimativas sugerem que 43% e 62%, respectivamente, são atribuídos às plantas aquáticas. Estas estimativas variam de acordo com o pulso de inundação. Por exemplo, durante o período de seca as plantas terrestres (herbáceas) geralmente ocupam áreas que apresentam plantas aquáticas na cheia. A área e a produtividade destes ecossistemas são informações essenciais para a compreensão da dinâmica biogeoquímica da Amazônia. Imagens de satélites (radar) combinadas com amostragem de campo foram utilizadas para estimar a biomassa e mapear a área de cobertura de plantas aquáticas emergentes para calcular a produção primária de plantas aquáticas na várzea do baixo Amazonas. A combinação de bandas C e L forneceu a melhor correlação (r=0,82) e um ponto de saturação de biomassa intermediário (620 gm-2) para estimar biomassa aérea. O método de segmentação e classificação por região foi utilizado para classificar combinações de bandas C e L para cada período de nível de água, e forneceu uma precisão de mapeamento maior que 95% para determinação espacial de áreas cobertas por plantas aquáticas. Combinando a distribuição espacial de plantas aquáticas, o modelo para estimativa de biomassa aérea e a porcentagem de biomassa submersa, estimou-se espacialmente uma produção primária líquida anual de 1.9x10(12) g C yr-1 (±28%) para as plantas aquáticas em uma área de 394km².

Two different 3D biogeochemical models for the NW mediterranean sea: validation with Meris data and intercomparison

Report for the scientific sojourn carried out at the University of New South Wales from February to June the 2007. Two different biogeochemical models are coupled to a three dimensional configuration of the Princeton Ocean Model (POM) for the Northwestern Mediterranean Sea (Ahumada and Cruzado, 2007). The first biogeochemical model (BLANES) is the three-dimensional version of the model described by Bahamon and Cruzado (2003) and computes the nitrogen fluxes through six compartments using semi-empirical descriptions of biological processes. The second biogeochemical model (BIOMEC) is the biomechanical NPZD model described in Baird et al. (2004), which uses a combination of physiological and physical descriptions to quantify the rates of planktonic interactions. Physical descriptions include, for example, the diffusion of nutrients to phytoplankton cells and the encounter rate of predators and prey. The link between physical and biogeochemical processes in both models is expressed by the advection-diffusion of the non-conservative tracers. The similarities in the mathematical formulation of the biogeochemical processes in the two models are exploited to determine the parameter set for the biomechanical model that best fits the parameter set used in the first model. Three years of integration have been carried out for each model to reach the so called perpetual year run for biogeochemical conditions. Outputs from both models are averaged monthly and then compared to remote sensing images obtained from sensor MERIS for chlorophyll.

Capacitat de segrest de carboni dels sòls de Sant Feliu de Guíxols, Santa Cristina d'Aro i Castell d'Aro (Baix Empordà)

En l’actualitat s’està generant una consciència col·lectiva sobre les repercussions que pot tenir l’escalfament global causat pels gasos d’efecte hivernacle (GEH). Amb l’objectiu de reduir les emissions de CO2 (segon gas responsable del canvi climàtic) cap a l’atmosfera, s’estan buscant possibles embornals de carboni. El sòl tot i ser el principal reservori de carboni del planeta, mai s’ha considerat com un factor important per la reducció de les emissions de GEH. Amb aquest projecte es pretén concretar quina és la capacitat de segrest de carboni per part dels sòls de les zones de St. Feliu de Guíxols i la Vall d’Aro, prenent en consideració les diferents variables que puguin influenciar.

Avaluació de la capacitat de segrest de carboni d'un sòl restaurat amb fangs de depuradora: estabilitat de la matèria orgànica

L’avaluació de la capacitat de segrest de carboni d’un sòl denudat per l’extracció de calcàries i la seva posterior restauració amb fangs de depuradora s’ha realitzat mitjançant l’anàlisi de l’estabilitat de la matèria orgànica del sòl (MOS) en funció de la dosi de fangs aplicada. Els resultats d’aquest treball demostren dos fets fonamentals per a l’estudi de la capacitat de segrest de carboni, els qual són: la conservació del contingut total de MOS i l’augment de la seva estabilitat fins a nivells més alts que els de la MOS de les parcel·les de control. Aquests resultats són explicables per (i) la conservació i augment de la MOS recalcitrant, i (ii) la protecció d’una porció més o menys rellevant de la MO làbil continguda amb els fangs gràcies a l’acció simultània dels mecanismes d’estabilització de la MOS, com són: l’estabilització bioquímica (humificació), química, física, a més de la pròpia hidrofobicitat de la MOS, aquests dos últims potenciats per l’addicció del fangs de depuradora.

Avaluació de la capacitat de segrest de carboni d'un sòl restaurat amb fangs de depuradora: paper de les propietats físiques del sòl

S’ha estudiat el grau de protecció física del carboni dins d’agregats de diferents mides en un sòl d’una pedrera restaurada fa 17 anys amb terres adobades amb fangs de depuradora, i s’ha interpretat el seu paper en el context del segrest de carboni en el sòl. La metodologia aplicada es basa en la d’humitejament ràpid dels agregats del sòl per immersió en aigua (Le Bissonnais, 1996), que simula l’estabilitat d'un sòl sec que es veu sotmès a processos tals com la inundació local o saturació ràpida. També s’ha determinat la quantitat de carboni oxidable present en els agregats del sòl amb el mètode de Nelson i Sommers (1982). Els resultats han mostrat que l’adobat amb fangs de depuradora contribueix a augmentar el contingut de carboni orgànic en els agregats del sòl i n’estimula el segrest a mitjà termini (unes 10 tones ha-1 en 17 anys), aportant estabilitat al sòl i protegint físicament el carboni orgànic dins dels agregats de mida major (5-2 mm). A més s’ha constatat que per determinar l’estabilitat del carboni segrestat en el sòl cal conèixer com es distribueix entre les diferents mides d’agregats. Finalment, l’augment del segrest de carboni en el sòl propiciat per l’aplicació dels fangs de depuradora li dóna més capacitat per fixar CO2 atmosfèric.

Características geoquímicas de sedimentos del perfil Callao, Octubre 2008

Se determinó la tendencia y variabilidad vertical de las características geoquímicas de los sedimentos y del agua intersticial en los primeros 10 cm superficiales de dos testigos de Callao, colectados en dos estaciones del perfil Callao, durante el Crucero Miniox BIC Olaya 0810: (1) E-2, a 8 mn de la costa y 98 m de profundidad, donde la materia orgánica presentó un amplio rango de variabilidad (4,75% a 56,34%) y una tendencia al incremento con la profundización del perfil vertical, al existir condiciones geoquímicas que favorecen una mayor preservación de la materia orgánica y una lenta remineralización; y (2) E-5, a 30 mn de la costa y 178 m de profundidad, donde la materia orgánica presentó una distribución más homogénea en el perfil vertical (30,72% a 36,17%). Las elevadas correlaciones (r > 0,7) de la materia orgánica total con el carbono orgánico total, así como con los fosfatos y los silicatos en sedimentos superficiales indican que la materia orgánica gobierna parcialmente las concentraciones de carbono y fósforo. La variabilidad en la conducta de distribución de las concentraciones de metales Redox sensitivos en los sedimentos recientes, está asociada a condiciones anóxicas y a la intensa actividad sulfato reductora característica en la zona de estudio.

Caracterización de la Zona de Mínimo de Oxígeno (ZMO) frente a la costa peruana entre 3°N y 14°S, 1999 - 2009

Se analizaron datos de oxígeno disuelto, frente a las costas del Perú, para comprender las variaciones de la ZMO, caracterizadas por: a) el espesor de esa zona, limitada por las isolíneas de oxígeno de 0,5 mL.L-1; y b) la profundidad de su límite superior en la franja marino costera. Se muestran los resultados de las evaluaciones en la columna de agua, en la bahía de Callao en el periodo 1999 – 2009, y además en enero - febrero 2009 en un estudio de la ZMO, durante el Crucero Meteor 77-4 0901-02: Interacción en el Océano Tropical, Biogeoquímica y Clima. En la zona costera del Callao (12°S) se acentúa la hipoxia; la ZMO se ve restringida por la plataforma y su límite superior más superficial se ubicó a los 2,5 m de profundidad. A partir de la información obtenida en enero–febrero 2009 (Crucero 0901-02) se analizó la variabilidad espacial de la ZMO, en donde se halló un espesor de ~637,8 m, en la sección Punta Falsa (6°S). Se analizó la dinámica de la ZMO y su límite superior, debido al gran interés que ha tomado, por el posible incremento de su espesor, en el contexto de cambio climático, con grandes repercusiones sobre los recursos pesqueros.

Monitoreo físico y biogeoquímico de alta resolución del evento El Niño 2015-2016 frente a las costas del Perú

El IMARPE, en conjunto con el Instituto de Investigación para el Desarrollo de Francia (IRD) han llevado adelante durante los últimos meses el proyecto CIENPERU (Impacto Costero del evento El Niño en Peru). El objetivo principal del proyecto es de reforzar el monitoreo de las condiciones ambientales en el mar Peruano durante el desarrollo del evento El Niño 2015-2016. Específicamente para lograr la caracterización física y biogeoquímica de la estructura tridimensional del evento El Niño a una mayor resolución espacial (~ 1 Km.) y temporal, a través del uso de vehículos submarinos autónomos (glider), y derivadores perfiladores de tipo ARGO.