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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.21.2005.tde-03042006-171357
Documento
Autor
Nome completo
César de Castro Martins
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2005
Orientador
Banca examinadora
Montone, Rosalinda Carmela (Presidente)
Elias, Vladimir Oliveira
Mahiques, Michel Michaelovitch de
Marchi, Mary Rosa Rodrigues de
Weber, Rolf Roland
Título em português
"Marcadores orgânicos geoquímicos em testemunhos de sedimento do Sistema Estuarino de Santos e São Vicente, SP: um registro histórico da introdução de hidrocarbonetos no ambiente marinho"
Palavras-chave em português
Estuário de Santos e São Vicente
hidrocarbonetos
matéria orgânica
susceptibilidade magnética
testemunhos
Resumo em português
Os sistemas estuarinos são ambientes de transição entre o continente e o oceano, onde atividades humanas são intensivamente desenvolvidas. O Sistema Estuarino de Santos e São Vicente, localizado na porção central do Litoral do Estado de São Paulo, tem se destacado como um dos principais pólos econômicos do Brasil, devido ao complexo petroquímico e siderúrgico, ao Porto de Santos e à aptidão turística da região. O rápido e intenso desenvolvimento, a partir da década de 40, resultou na degradação do ecossistema local devido à introdução de esgotos e efluentes não-tratados, bem como ao aporte atmosférico de substâncias nocivas. O objetivo principal deste trabalho foi determinar as concentrações de hidrocarbonetos marcadores geoquímicos em sedimentos de testemunhos, para traçar o histórico da contribuição destes compostos ao longo dos últimos 100 anos, relacionando os resultados com a ocupação urbano-industrial da região. Paralelamente, procurou-se determinar a origem da matéria orgânica sedimentar (C, N e S) assim como verificar a existência de correlação estatística entre os hidrocarbonetos e a susceptibilidade magnética, ou seja, indicadores de poluição de natureza distinta. Quatro testemunhos foram coletados em áreas de mangue e próximas à fontes pontuais de poluição, como o lixão do Alemoa, o terminal petrolífero do Alemoa e próximo ao acesso do Pólo Industrial de Cubatão. A identificação e quantificação dos hidrocarbonetos foram feitas por um cromatográfo a gás acoplado a um detector de ionização de chama (GC-FID) para os hidrocarbonetos alifáticos e a um espectrômetro de massa (GC-MS) para os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (PAHs). A análise granulométrica mostrou o predomínio de sedimentos lamosos nos sedimentos mais recentes, devido a progradação das áreas de mangue e às atividades antrópicas como o escorregamento de morros adjacentes e a dragagem de canais. A aumento no teor do nitrogênio (Ntot.) nas secções próximas ao topo dos testemunhos é proveniente das indústrias de fertilizantes e do lançamento de esgotos não-tratados. Embora tenha ocorrido um aumento na concentração de n-alcanos de fontes antrópicas ao longo dos últimos anos, a introdução biogênica aparece como um importante componente no total dos n-alcanos, sendo atribuída à contribuição dos múltiplos rios que deságuam no estuário e do mangue adjacente. A distribuição da concentração dos hidrocarbonetos alifáticos, em particular a mistura complexa não resolvida, foi relacionada com o desenvolvimento do Pólo Industrial de Cubatão e do Porto de Santos, à deposição de resíduos sólidos no morro do Alemoa e à adoção de medidas de controle de poluição por parte das indústrias da região. Em relação aos PAHs, foi possível estabelecer as principais fontes (petrogênica ou pirolítica) destes compostos ao longo dos testemunhos. O predomínio de PAHs de maior peso molecular (4 – 6 anéis), indicou contribuição antrópica da queima de biomassa, carvão, óleo bruto e combustíveis fósseis. A correlação estatística entre hidrocarbonetos e susceptibilidade magnética mostrou a aplicabilidade deste parâmetro na avaliação preliminar do histórico da poluição de sedimentos marinhos. O aporte de metais magnéticos, caracterizado pela susceptibilidade magnética, foi associado a diferentes fontes antrópicas de hidrocarbonetos e aos principais eventos históricos relacionados com o desenvolvimento urbano-industrial da Baixada Santista.
Título em inglês
Geochemical organic markers in sediment cores of the Santos-São Vicente Estuary, SP: a historical register of the introduction of hydrocarbons in the marine environment
Palavras-chave em inglês
hydrocarbons
magnetic susceptibility
organic matter
Santos and São Vicente Estuary
sediment cores
Resumo em inglês
Estuarine areas are environments between land and ocean, where human activities are intensively developed. The Santos and São Vicente Estuary, located on the central portion of the coast of São Paulo state, has one of the most important industrial areas of Brazil. The increasing of urbanization and industrialization near the margins of Estuary, in the 50’s, has been responsible for the degradation of the mangrove, for the discharge of sewage, and consequently, it affects the input of organic matter and sedimentary deposition. The main objective of this work was to determine the concentration of hydrocarbons biomarkers in sediment cores in order to investigate the input of these substances in the last 100 years, and to find a relation with the urban and industrial occupation in this area. The organic matter origins (C, N and S) are also studied. A possible statistical correlation between two different pollution indicators (hydrocarbons and magnetic susceptibility) was investigated. Four sediments cores are collected in mangrove areas and near polluted places, as Alemoa garbage disposal, Alemoa petroliferous terminal and Cubatão industrial complex. Hydrocarbons concentrations were determined by gas chromatograph with flame ionization detector (GC-FID) for aliphatic compounds and by gas chromatograph coupled with mass spectrometer for polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). The grain-size analyses showed that in the recent sediments, mud was predominant. It was associated with the mangrove progradation and anthropogenic activities such as settlement, garbage disposal and sweep activities. High nitrogen concentrations were found in the sediments near the top of the cores and it was associated with inputs from untreated sewage and industries. Although a large anthropogenic input of n-alkanes was detected in the recent sediments, the biogenic contribution by rivers and direct input from mangrove vegetation is an important in the total n-alkanes. The distribution of aliphatic hydrocarbons in the cores, meanly concerning “Unresolved Complex Mixture”, was associated with the formation and development of Cubatão industrial complex and the Santos harbour, waste disposal in Alemoa hill and with the preservation program, that results in the improvement of waste treatment and decrease of organic pollutants input in this area. The PAHs analyses indicated multiplies sources of these compounds (petrogenic and pyrolitic). The predominance of higher molecular weight compounds (4 – 6 aromatic rings) showed anthropogenic contribution from biomass, coal, oil and fossil fuels combustion. Statistical correlation of magnetic susceptibility with hydrocarbons indicated that the input of magnetic metals could be associated with several sources of hydrocarbons, related with the urban and industrial development of Santos and São Vicente Estuary.
 
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Tese_C_C_Martins.pdf (6.49 Mbytes)
Trabalhos.pdf (281.60 Kbytes)
Data de Publicação
2006-04-13
 
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  • BíCEGO, Márcia Caruso, et al. Assessment of contamination by polychlorinated biphenyls and aliphatic and aromatic hydrocarbons in sediments of the Santos and São Vicente Estuary System, São Paulo, Brazil [doi:10.1016/j.marpolbul.2006.09.011]. Marine Pollution Bulletin [online], 2006, vol. 52, n. 12, p. 1804-1816.
  • MARTINS, César C., et al. Comparison between anthropogenic hydrocarbons and magnetic susceptibility in sediment cores from the Santos Estuary, Brazil [doi:10.1016/j.marpolbul.2006.11.006]. Marine Pollution Bulletin [online], 2007, vol. 54, n. 2, p. 240-246.
  • MARTINS, César C., et al. Depositional history of sedimentary linear alkylbenzenes (LABs) in a large South American industrial coastal area (Santos Estuary, Southeastern Brazil) [doi:10.1016/j.envpol.2010.07.040]. Environmental Pollution [online], 2010, vol. 158, n. 11, p. 3355-3364.
  • MARTINS, César C., et al. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in a large South American industrial coastal area (Santos Estuary, Southeastern Brazil) : Sources and depositional history [doi:10.1016/j.marpolbul.2011.03.017]. Marine Pollution Bulletin [online], 2011, vol. 63, n. 5-12, p. 452-458.
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