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Title: Estimativa dos fluxos de amônia e óxido nitroso na interface ar mar da Baía de Guanabara, RJ
Authors: Guimarães, Giselle Parno
metadata.dc.contributor.advisor: Mello, William Zamboni de
metadata.dc.contributor.members: Maddock, John Edmund Lewis
Bernardes, Marcelo Correa
Paranhos, Rodolfo Pinheiro da R.
Issue Date: 2005
Abstract: Em ambientes marinhos, a química do nitrogênio é controlada por reações redox, mediadas pelo fitoplâncton e por bactérias, que produzem gases trocados com a atmosfera devido ao desequilíbrio entre as concentrações do ar e do mar. Os dois principais gases de nitrogênio envolvidos neste processo são a amônia (NH3) e o óxido nitroso (N2O). O NH3 é a base dominante na atmosfera, possuindo grande importância como neutralizador dos ácidos presentes no ar. O N2O é um importante gás traço na atmosfera e absorve radiação infravermelha contribuindo para o efeito estufa, além de estar associado a diminuição de O3 na estratosfera. Na Baía de Guanabara cerca de 7,8 milhões de habitantes geram esgotos domésticos, que são lançados diretamente nas suas águas gerando elevadas concentrações de nitrogênio inorgânico, levando a acreditar que esta é uma importante fonte de NH3 e N2O para a atmosfera. Neste trabalho foi realizada uma estimativa preliminar dos fluxos de NH3 e N2O na interface ar-mar da Baía de Guanabara em dois tipos de abordagem: espacial e temporal. Para a abordagem espacial foram coletadas 37 amostras entre os dias 05 e 07 de abril de 2004. Para a abordagem temporal, foram coletadas amostras semanais em 10 praias da cidade do Rio de Janeiro, durante o período de julho de 2003 e fevereiro de 2004 (macrotemporal, n = 267), e amostras de 3 em 3 horas em um ponto central durante 9 a 12 de fevereiro de 2004 (microtemporal, n = 25). Em todas as análises a temperatura, salinidade e pH foram medidos in situ e o nitrogênio amoniacal analisado através do método do indofenol. Apenas na abordagem espacial foram analisados nitrito, nitrato (métodos espectrofotométricos) e N2O por cromatografia gasosa com ECD. Os fluxos foram calculados baseado no modelo de duas camadas (two-layer model) adotando concentrações atmosféricas de 1 e 5 μg m-3 para NH3 e de 325 ppb para N2O. Os fluxos de NH3 na interface ar-mar variaram de –31 a 3486 μg N m-2 h-1. Considerando as maiores concentrações na atmosfera (5 μg NH3 m-3), 92% dos fluxos na abordagem espacial, 68% na macrotemporal e 20% na microtemporal indicaram emissão de NH3 para a atmosfera. Os fluxos de N2O variaram entre -46 e 2123 ng N m-2 h-1 (média 306 ± 495 ng N m-2 h-1), dos quais 89% representaram emissão para a atmosfera. Foi verificada uma alta correlação do N2O com o nitrito (r=0,84) indicando que provavelmente o processo dominante de produção de N2O nas águas superficiais da Baía de Guanabara é a nitrificação. Todos os dados indicam uma maior contribuição orgânica no setor oeste da Baía de Gaunabara, contribuindo com altos fluxos de NH3 e N2O para a atmosfera.
metadata.dc.description.abstractother: In the marine environment, the chemistry of nitrogen is controlled by redox reactions, mediated by phytoplankton and bacteria, that produce gases exchanged with the atmosphere due to the desequilibrium between the concentrations of air and sea. The two main gases of nitrogen involved in this process are ammonia (NH3) and nitrous oxide (N2O). NH3 is the dominant base in the atmosphere and has great importance as neutralizer of the acids in the air. N2O is a trace gas that absorbs infrared radiation contributing to global warming and to ozone depletion in the stratosphere. Around Guanabara Bay about 7.8 million of habitants release domestic sewage directly in to the water elevating the concentrations of inorganic nitrogen, which leads us to believe that this is an important source of NH3 and N2O to atmosphere. A preliminary estimate of the fluxes of NH3 and N2O in the air-sea interface of Guanabara Bay were made using two approachs: spatial and temporal. For the spatial approach 37 samples were collected from 5 to 7 April 2004. For the temporal approach weekly samples were collected at 10 beaches of the city of Rio de Janeiro, during the period of July 2003 and February 2004 (macro temporal, n = 267), and samples in intervals of 3 hours in a central point from 9 to 12 February 2004 (micro temporal, n = 25). The temperature, salinity and pH were measured in situ and the ammoniacal nitrogen analyzed by the indophenol method. Only in the spatial approach were analyzed the nitrite, nitrate (spectrophotometer methods) and N2O by gaseous chromatography with ECD. The fluxes were calculated based on the two-lawyer model adopting atmospheric concentrations of 1 and 5 μg m-3 for NH3 and 325 ppb for N2O. The fluxes of NH3 in the air-sea interface varied from –31 to 3486 μg N m-2 h-1. Considering the greatest concentrations adopted in air (5 μg NH3 m-3), 92% of the fluxes in the spatial, 68% of macro temporal and 20% of micro temporal approaches indicated emission of NH3 to the atmosphere. The fluxes of N2O varied between –6 and 2123 ng N m-2 h-1, of which 89% indicated emission to the air. A high correlation of N2O with nitrite (r=0.84) was verified indicating that probably the dominant process of production of N2O in the surface waters of Guanabara Bay is nitrification. All data indicate a greater organic contribution in the West sector of Guanabara Bay, contributing with high fluxes of NH3 and N2O to the atmosphere.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/5859
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