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Title: Entrada e saída de nitrogênio e fósforo em cabeceiras de drenagem cobertas por floresta Atlântica montana nas vertentes oceânica e continental da Serra dos Órgãos, RJ
Authors: Vidal, Marcella da Silva Maia
metadata.dc.contributor.advisor: Mello, William Zamboni de.
metadata.dc.contributor.advisorco: Souza, Patrícia Alexandre de
metadata.dc.contributor.members: Silveira, Carla Semiramis
Bernardes, Marcelo Correa
Gomes, Olga Venimar de Oliveira
Balieiro, Fabiano de Carvalho
Issue Date: 2018
Abstract: Concentração de nutrientes acima dos níveis naturais são encontrados até em locais remotos ou ambientes protegidos devido ao transporte atmosférico pela queima de biomassa e emissões urbanas e industriais. Assim, este estudo avaliou a deposição atmosférica de N e P nas vertentes oceânica e continental da Serra dos Órgãos, que são potencialmente influenciados pelos poluentes emitidos pela Região Metropolitana do Rio de Janeiro, pela queima de biomassa local e regional e pelo padrão de circulação atmosférico. Fluxo das formas dissolvidas de N e P foram medidas em três cabeceiras de drenagem localizadas na bacia do Rio Piabanha, sudeste do Brasil, com o objetivo de entender a dinâmica dos processos biogeoquímicos desses elementos nesses sistemas, relacionado às influências antrópicas das entradas atmosféricas, transformações e subsequente exportação através do fluxo do rio. Amostras de precipitação total (semanal; n=50) e de água dos rios (mensal; n=13) foram coletadas de setembro de 2014 a setembro 2015. Durante esse período, a precipitação anual na vertente oceânica (2163 mm) foi duas vezes maior que a vertente continental (1195 mm). Em 2014 e 2015 a precipitação na vertente oceânica foi 13 e 28% menores respectivamente que a média histórica anual de precipitação. A medição da vazão instantânea dos rios foram feitas mensalmente. A deposição atmosférica do Nitrogênio Total Dissolvido (NTD) nas vertentes oceânica e continental foram respectivamente 16 e 9,0 kg ha-1 ano-1 e as saídas de NTD pelos rios foram 5 – 7 vezes menores na vertente oceânica e 28 vezes menor na vertente continental. A contribuição relativa do nitrogênio orgânico dissolvido (NOD;52-59%) foi maior que do nitrogênio inorgânico dissolvido (NID; 41-48 %) para a deposição atmosférica de NTD. A deposição atmosférica do fósforo total dissolvido (PTD) nas vertentes oceânica e continental foram 1,4 e 0,95 kg P ha-1 ano-1. O fósforo orgânico dissolvido (POD; 90 – 95%) foi maior que o fósforo inorgânico (PO43-; 5-10%). A saída de PTD foi 2-4 vezes menor em relação à contribuição atmosférica. A contribuição relativa do POD (72-74 %) foi maior que do PID (26-28 %). Os resultados mostram variações nas quantidades e formas das espécies de N e P devido aos diferentes processos naturais e antropogênicos que contribuem para a ciclagem desses elementos nas cabeceiras da Serra dos Órgãos. A deposição atmosférica de NTD e a taxa NOD/NID na vertente oceânica foi maior que dos trabalhos anteriores já realizados na mesma área. O desbalanço entre as entradas de N e P e suas saídas encontradas nas cabeceiras pode ser atribuído a uma combinação de fatores, incluindo processos biogeoquímicos e físicos e também a uma possível subestimativa das medidas das vazões dos rios em escala anual.
metadata.dc.description.abstractother: Concentration of nutrients above natural levels are found even at remote or protected environments due to atmospheric transportation from biomass burning, urban and industrial emissions. Therefore, this study evaluates the N and P atmospheric deposition at the oceanic and continental slopes of Serra dos Órgãos mountain, which are potentially influenced by pollutants emitted from the Metropolitan Region of Rio de Janeiro, by local and regional biomass burning and by the atmospheric circulation pattern. Fluxes of dissolved forms of N and P were measured in three watersheds located in headwaters of Piabanha basin, southeastern Brazil, in order to understand the dynamics of the biogeochemical processes of these elements in these systems, related to anthropogenic influences of atmospheric inputs, transformations and subsequent export via stream flow. Samples of bulk precipitation (weekly; n=50) and stream water (monthly; n=13) were collected from September 2014 to September 2015. During that period, the annual rainfall in the oceanic (2163 mm) was twice as large as the continental slope. In 2014 and 2015, the rainfall in the oceanic slope was 13% and 28% lower than the long-term annual average. Instantaneous stream water flow rate measurements were done monthly. Atmospheric deposition of total dissolved nitrogen (TDN) on the oceanic and continental slopes were, respectively, 16 and 9.0 kg N ha-1 year-1. The TDN outputs by stream water were 5-7 times lower in the oceanic slope and 28 times lower on the continental one. The relative contribution of dissolved organic nitrogen (DON; 52%-59%) was higher than that of dissolved inorganic nitrogen (DIN; 41-48%) to the TDN atmospheric deposition. Atmospheric deposition of total dissolved phosphorus (TDP) in oceanic and continental slopes were 1.4 and 0.9 kg P ha-1 year-1. Dissolved Organic (DOP; 90-95%) was higher than the inorganic phosphorus (PO43-; 5-10%). TDP outputs were 2-4 times lower regarding to atmospheric contribution. The relative contribution of DOP (72-74 %) was higher than DIP (26-28 %). The results show variations in the quantities and forms of the N and P species due to the different natural and anthropogenic processes which contribute to the cycling of these elements in the Serra dos Órgãos watersheds. TDN atmospheric deposition and the DON/DIN ratio as the oceanic slope were higher than those found by previous studies on the same area. The imbalance between the N and P inputs and outputs found in the studied watersheds can be attributed to a combination of factors, including biogeochemical and physical processes, and also to an underestimation of the stream flows in annual scale.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/8493
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