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Title: Fluxos de óxido nitroso e amônia na interface ar-água: estimativas e fatores de controle para a Baía de Guanabara (Rio de Janeiro, Brasil).
Authors: Guimarães, Giselle Parno
metadata.dc.contributor.advisor: Mello, William Zamboni de
Issue Date: 2009
Abstract: Em ambientes auqáticos, a química do nitrogênio é controlada por reações redox, mediadas por microorganismos que produzem gases trocados com a atmosfera. 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 8,2 milhões de habitantes geram esgotos domésticos, que são lançados diretamente nas suas águas gerando elevadas concentrações de nitrogênio inorgânico, tornando a Baía uma importante fonte de NH3 e N2O para a atmosfera. Neste trabalho foi realizada uma estimativa dos fluxos de NH3 e N2O na interface ar-água da Baía de Guanabara buscando a identificação dos principais fatores que influenciam nos fluxos e na produção dos gases. Para tal foram coletadas aproximadamente 45 amostras em abril e agosto de 2005, representando os períodos chuvoso e seco. A influência das águas de origem continental na heterogeneidade das concentrações encontradas na Baía de Guanabara é evidente em ambas as épocas amostradas. As maiores concentrações foram normalmente encontradas no setor oeste, ao redor da Ilha do Governador e os menores na entrada da Baía de Guanabara, revelando dois setores com processos distintos. As concentrações de N2O nas águas de superfície nos períodos chuvoso (7,4-10,6 nmol L-1) e seco (5,8-33,9 nmol L-1) refletiram o processo de diluição das águas superficiais causada pela sazonalidade. A correlação entre as concentrações de N2O e as concentrações de NO2 - sugere que a produção de N2O neste ambiente está associada predominantemente ao processo de nitrificação. Os fluxos de N2O mais altos foram observados utilizando o modelo RC01 (-2,1 a 41 μg N m-2 h-1), contudo, 3 medidas realizadas com as câmaras flutuantes (20 a 67 μg N m-2 h-1) foram mais altos do que os estimados usando o modelo de RC01. Os fluxos de NH3 na interface ar-água mostraram ter a concentração de NHx nas águas superficiais como principal fator de controle. Os fluxos médios calculados (chuvosa = 552 a 592 μg N m-2 h-1, seca = 223 a 261 μg N m-2 h-1) refletiram as condições hidrológicas encontradas em ambos os períodos avaliados em 2005 e corresponderam a uma taxa de emissão de aproximadamente 5 t N dia-1 no período chuvoso e 2 t N dia-1 no período seco
metadata.dc.description.abstractother: In the aquatic environment, the chemistry of nitrogen is controlled by redox reactions, mediated by micro-organisms that produce gases exchanged with the atmosphere. 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 an important trace gas in the atmosphere and absorbs infrared radiation contributing to the greenhouse effect. Besides that it is associated with the decrease of O3 in the stratosphere. Around Guanabara Bay about 8.2 million inhabitants generate domestic sewage released directly into the bay waters producing high concentrations of inorganic nitrogen, which leads us to believe that this is an important source of NH3 and N2O to the atmosphere. In this work an estimate of the fluxes of NH3 and N2O in the air-sea interface of Guanabara Bay were made trying to identify the main factors that have influence on the fluxes and production of the gases. For this approximately 44 samples were collected during April and August of 2005 representing the dry and wet seasons. The influence of the continental waters in the heterogeneity of the concentrations found in Guanabara Bay is evident at both sampled seasons. The highest concentrations were usually found at the western sector, around Ilha do Governador and the lowest at the Guanabara Bay entry, revealing two sectors with distinct processes. The concentrations of N2O at surface waters in the wet season (7,4-10,6 nmol L-1) and dry season (5,8-33,9 nmol L-1) reflect the process of dilution of surface waters caused by the seasonality. The correlation between the concentrations of N2O and the concentrations of NO2 - suggest that the production of N2O in this environment can be associated predominantly to the process of nitrification. The highest fluxes of N2O were observed using the model RC01 (-2,1 to 41 μg N m-2 h-1). However, the 3 measurements made with the floating chambers (20 to 67 μg N m-2 h-1) were higher than the ones estimated using the RC01 model. The fluxes of NH3 in the interface air-water are determined by the equilibrium concentration (Ceq) that showed NHx concentration in surface waters as the main control factor. The medium fluxes calculated (wet = 552 a 592 μg N m-2 h-1, dry = 223 to 261 μg N m-2 h-1) reflected the hydrologic conditions encountered during both seasons evaluated in 2005 and were equivalent to an approximately 5 t N/day-1 rate of emission in the wet season and 2 t N day-1 in the dry season.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/6900
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