Evidences of continental groundwater inputs to the shelf zone in Albardão, RS, Brazil

A região sul do Brasil é uma área altamente produtiva, cujos processos oceanográficos ainda são pouco compreendidos devido ao grande número de forçantes, tais como aportes continentais do Rio da Prata, Lagoa dos Patos, diferentes massas de água oceânicas e a complexa contribuição da água subterrânea. A plataforma da região do Albardão é extremamente rica em nutrientes dissolvidos, especialmente na zona costeira. O estreito cordão arenoso que separa a região do Albardão da Lagoa Mangueira levou-nos a questionar a possibilidade do transporte de água subterrânea e se este poderia contribuir de forma expressiva na produtividade dessa região. Para testar essa hipótese, associamos dados de nutrientes das Lagoas Mirim e Mangueira a dados inéditos da plataforma da região do Albardão, todos em período de alta precipitação. Este trabalho demonstra a necessidade de incluir o transporte de água subterrânea da Lagoa Mangueira para a região costeira, como uma das principais fontes para o aumento da produtividade da região. Entretanto, para quantificar e compreender melhor este fenômeno faz-se necessário o uso de isótopos naturais como traçadores desses aportes subterrâneos.The southern coastal region of Brazil is highly productive and many of its oceanographic processes are still poorly understood due to a great number of forces, such as the continental input from the Plata River and Patos Lagoon, several distinct oceanic water masses, and a complex contribution from groundwater. The shelf near Albardão is highly rich in dissolved nutrients, particularly in the coastal zone. The narrow sandy barrier that separates the ocean from Mangueira Lagoon has led us to wonder about the possibility of groundwater, and if it might play a role in the productivity of the surrounding area. In order to test this hypothesis, nutrient data from Mirim and Mangueira Lagoons and from Albardão were collected during a rainy period. The present work shows the need to include groundwater transport from Mangueira Lagoon to the coastal zone as one of the main sources for the productivity in that region. However, for such phenomenon to be quantified and better understood, it becomes necessary to use natural isotopes as tracers of the underground input

A oceanografia química e os processos oceanográficos presentes na plataforma continental das regiões de Santa Marta (SC) e Albardão (RS)

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Oceanografia Física, Química e Geológica, Instituto de Oceanografia, 2007.A costa sul do Brasil, constituída pelas áreas costeiras e oceânicas do Rio Grande do Sul e Santa Catarina, é conhecida como uma das regiões de maior potencial pesqueiro de todo o litoral brasileiro. Isto se deve, sobretudo, a presença de várias massas de água que interagem formando um sistema complexo, dinâmico e altamente produtivo. Além dos intensos processos de mistura, essas regiões apresentam frentes termohalinas e ação de ventos. O presente trabalho apresenta um diagnóstico comparativo, de enfoque químico, entre a plataforma das regiões de Santa Marta (SC) e Albardão (RS). Para tanto, são utilizados parâmetros hidroquímicos, amostrados em 33 estações oceanográficas importantes para a avaliação da produção biológica, e também a interpretação dos processos oceanográficos. Ao efetuar a comparação entre as referidas regiões de plataforma, durante o inverno de 2005, observou-se claramente maiores concentrações de nutrientes dissolvidos na região do Albardão, devido a menor influência da Água Tropical, apresentando-se submetida a processos oceanográficos mais intensos resultantes da proximidade à Convergência Subtropical, da intrusão da Água Subtropical de Plataforma (através do paleocanal), da formação da Frente Subtropical de Plataforma, frentes frias e do volume de descarga continental substancial proveniente do Rio do Prata, Lagoa dos Patos e do transporte subterrâneo que potencializam a dinâmica entre as massas de água, elevando a produtividade da região.The southern Brazilian Coast comprises of the coastal and oceanic areas of Rio Grande do Sul and Santa Catarina and is a region with the highest fishing potential along the Brazilian coast. This is due to the presence of several water masses that interact form a complex, dynamic and highly productive system. Mixing is also provided by thermohaline fronts, upwelling and wind. The present work presents a diagnosis, using hydrochemical data, between Santa Marta Shelf (SC) and Albardão (RS) (33 oceanographic stations) to determine biological production and other oceanographical processes. During the 2005 winter there were higher nutrients concentrations in Albardão zone, due to less influence of Tropical Water. There is high productivity in the region due to mixing of water masses by proximity to Subtropical Convergence, intrusion of the Subtropical Water on to the Shelf (through the paleochannel), formation of Subtropical Shelf Front, groundwater transport, cold fronts discharge from Prata River, Patos Lagoon

Aporte subterrâneo: uma fonte complementar de nutrientes para a costa do Sul do Brasil e plataforma adjacente

Tese(doutorado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós–Graduação em Oceanografia Biológica, Instituto de Oceanografia, 2012.A alta produtividade na zona costeira e na Plataforma Continental do Sul do Brasil é dada pelo aporte de nutrientes, os quais são determinantes para a produção primária. As regiões de plataforma (Santa Marta-SC 28,60ºS e Albardão-RS 33,20ºS) foram selecionadas por apresentarem características diferenciadas em relação à topografia, sazonalidade e dinâmica das massas de água. Sendo assim, essas possuem diferentes mecanismos de fertilização, além dos aportes continentais. A proximidade à zona de Convergência Subtropical (CST) é determinante para a produtividade dessas regiões, visto que: no inverno, a intrusão da Água Subantártica de Plataforma na região do Albardão aumenta consideravelmente as concentrações de nutrientes na região e; no verão, a Água Central do Atlântico Sul resultado da CST aflora na região de Santa Marta, sendo responsável por 60% da produção nova local. Além disso, aportes subterrâneos foram evidenciados tanto na zona costeira quanto na região de plataforma. No extremo sul do Brasil verificou-se, mediante a variação espaço-temporal de isótopos naturais de rádio e radônio, a ocorrência de advecção de água subterrânea ao longo de toda a costa, desde a desembocadura da Lagoa dos Patos até as proximidades do Uruguai (média: 2,17± 0,2 cm d-1). Com a aplicação de modelos pré-estabelecidos, foi possível calcular os fluxosde nutrientes para a zona costeira (NIT: 21 105 mol d-1) e avaliar o potencial produtivo relacionado a essas descargas (2800 gC m-2 ano-1). Desse modo, entende-se que a parcela de água subterrânea deva ser definitivamente incluída no balanço de massas da região, uma vez que apresenta um potencial produtivo de 7 a 32 vezes maior quando comparado às outras regiões onde a estimativa foi realizada.High productivity on the coastal region and on the Southern Brazil Continental Shelf is provided by the nutrient input which is fundamental to primary productivity. The regions of Santa Marta, SC (28.60ºS) and Albardão, RS (33.20ºS) were selected due to their special characteristics regarding the topography, seasonality and dynamics of their water mass. Therefore, these areas have different fertilization mechanisms besides the continental input. The proximity to the subtropical convergence zone (SCZ) is determinant in relation to productivity because, in winter, the intrusion of the Subantarctic Shelf Water (SSW) in the Albardão region considerably increases the nutrient concentration whereas, in summer, the South Atlantic Central Water (SACW) that results from the SCZ, moves to the Santa Marta region and is responsible for 60% of the new local production. In addition, subterraneous input was observed both on the coastal areas and on the shelf. In southern Brazil, spatial - time variations of radionuclides (Ra e Rn) show the occurrence of groundwater advection along the coast, from the mouth of Patos Lagoon to Uruguay rates (average: 2.17± 0.2 cm d - 1). Using mathematical models, it was possible to calculate the discharge of nutrients on the coastal zone (TIN: 21105 mol d - 1) and evaluate the productive potential regarding the Submarine Groundwater Discharge (2800 gC m - 2 y - 1). Thus, this study suggests that the portion of ground water should definitely be included in the mass budget of the region, since its productive potential is 7 to 32 times higher by comparison with other regions where this estimate was also carried out

Especiação química do cobre no estuário da Lagoa dos Patos mediante a perspectiva de impacto ambiental

O comportamento biogeoquímico dos metais é definido principalmente pelas espécies químicas presentes, ou seja, por sua especiação química. Esse estudo apresenta resultados da especiação química de cobre no estuário da Lagoa dos Patos em uma área que em pouco tempo poderá sofrer impacto por esse metal, em função do estabelecimento de um pólo naval na região. Os resultados demonstram que mais de 90% do cobre encontra-se complexado por ligantes orgânicos naturais, cujas constantes de estabilidade são da ordem de 1013-14. A concentração de ligantes e de metal dissolvido diminuem com o aumento de salinidade, porém há um aumento da fração lábil, favorecendo a biodisponibilidade e conseqüente trânsito do metal pela cadeia trófica.Metals biogeochemistry behavior is mainly controlled by chemical species presented, ie, by its chemical speciation. This study presents chemical speciation results for copper in Patos Lagoon Estuary in an area that soon shall be impacted by this metal, due to the start of shipyard operations. Results pointed out more than 90% of copper is complexed by natural organic ligands, which conditional stability constants are about 1013-14. The ligands and dissolved metal concentrations diminish with increasing the salinity, but the labil fraction enhances, favoring the bioavailability and the mobility through the trophic levels

Fluxos subterrâneos de nutrientes e metais traço para a Lagoa Mangueira (RS)

Nós investigamos a distribuição do traçador geoquímico natural (222Rn) na coluna d’água e na água subterrânea da Lagoa Mangueira, Sul do Brasil, como uma aproximação da descarga de água subterrânea. A Lagoa Mangueira é um corpo d’água raso e faz parte de um grande sistema de lagoas costeiras (Patos-Mirim-Mangueira). Amostragens foram realizadas em agosto de 2006 depois de um período de alta precipitação e em janeiro de 2007 (baixa precipitação). A atividade de 222Rn na água subterrânea da Lagoa Mangueira foi de 2-3 ordens de magnitude mais elevada que as águas superficiais. Após feito os apropriadas ajustes de entradas e perdas, foi utilizado o balanço de radônio para estimar os fluxos de águas subterrânea que advectam na lagoa. Como a Lagoa Mangueira não apresenta tributários, as taxas de advecção subterrânea são dominantes. Este trabalho descreve a descarga de água subterrânea, como uma importante fonte de nutrientes e elementos traço para as águas superficiais da Lagoa Mangueira. Este estudo demonstrou uma importante ligação entre as águas superficiais e subterrâneas quanto ao aporte de nutriente, o que faz com que a Lagoa Mangueira se distinga da Lagoa Mirim, devido a sua mais efetiva relação com as águas do lençol freático.We investigate the distribution of naturally-occurring geochemical tracers (222 Rn) in the water column and groundwater of Mangueira Lagoon, Southern Brazil, as proxies of groundwater discharge. Mangueira Lagoon is a shallow water body and part of the largest coastal lagoon system in the world (the Patos-Mirim-Mangueira system). Sampling was carried out in August 2006 after a period of high precipitation and in January 2007 (dry season). 222 Rn activities in shallow groundwater of Mangueira Lagoon basin were 2-3 orders of magnitude higher than in surface water. The radon inventories, after making appropriate allowances for inputs and losses were used to estimate fluxes into the lagoon. As Mangueira Lagoon doesn´t have tributaries, the dominant advection rates are associated with the groundwater from the irrigation canals, nearly 2 orders of magnitude higher than along the beaches. This paper describes the subterranean groundwater discharge, mainly in the irrigation channels, are an important source of nutrients and trace elements for the surface waters from Mangueira Lagoo

Evidences of continental groundwater inputs to the shelf zone in Albardão, RS, Brazil

The southern coastal region of Brazil is highly productive and many of its ceanographic processes are still poorly understood due to a great number of forces, such as the continental input from the Plata River and Patos Lagoon, several distinct oceanic water masses, and a complex contribution from groundwater. The shelf near Albardão is highly rich in dissolved nutrients, particularly in the coastal zone. The narrow sandy barrier that separates the ocean from Mangueira Lagoon has led us to wonder about the possibility of groundwater, and if it might play a role in the productivity of the surrounding area. In order to test this hypothesis, nutrient data from Mirim and Mangueira Lagoons and from Albardão were collected during a rainy period. The present work shows the need to include groundwater transport from Mangueira Lagoon to the coastal zone as one of the main sources for the productivity in that region. However, for such phenomenon to be quantified and better understood, it becomes necessary to use natural isotopes as tracers of the underground input.A região sul do Brasil é uma área altamente produtiva, cujos processos oceanográficos ainda são pouco compreendidos devido ao grande número de forçantes, tais como aportes continentais do Rio da Prata, Lagoa dos Patos, diferentes massas de água oceânicas e a complexa contribuição da água subterrânea. A plataforma da região do Albardão é extremamente rica em nutrientes dissolvidos, especialmente na zona costeira. O estreito cordão arenoso que separa a região do Albardão da Lagoa Mangueira levou-nos a questionar a possibilidade do transporte de água subterrânea e se este poderia contribuir de forma expressiva na produtividade dessa região. Para testar essa hipótese, associamos dados de nutrientes das Lagoas Mirim e Mangueira a dados inéditos da plataforma da região do Albardão, todos em período de alta precipitação. Este trabalho demonstra a necessidade de incluir o transporte de água subterrânea da Lagoa Mangueira para a região costeira, como uma das principais fontes para o aumento da produtividade da região. Entretanto, para quantificar e compreender melhor este fenômeno faz-se necessário o uso de isótopos naturais como traçadores desses aportes subterrâneos

Fluxos subterrâneos para a Lagoa Mangueira (RS)

Em um balanço hídrico, diversas parcelas de contribuição são inseridas, tais como precipitação, evapotranspiração e escoamento superficial. Uma variável normalmente não contemplada é a água subterrânea, a qual pode ser significativa tanto em volume de água quanto em qualidade. A Lagoa Mangueira por não apresentar expressivos tributários, as taxas de advecção subterrânea parecem ser dominantes para a manutenção de sua riqueza ecológica. Este trabalho estima os fluxos de advecção de nutrientes e metais mediante a utilização de 222Rn e apresenta uma forma alternativa de estimar fluxos de advecção de água baseado na Lei de Darcy. O estudo indicou que aportes subterrâneos contribuem para o enriquecimento e a manutenção das concentrações de elementos dissolvidos nas águas superficiais da Lagoa MangueiraThe importance of the groundwater discharge into coastal environments is becoming increasingly because of the potencial significance as a source dissolved elements. Since the concentrations of elements dissolved in groundwater are often higher than superface waters, even small amount of groundwater may have important effects. The waters of Mangueira Lagoon (RS) are rich in nutrients and as this does not present expressive tributaries, the groundwater advection taxes is dominant. This paper esteem the groundwater advection flows by means of the use of 222Rn and the Darcy’s Law. These important water flows act as source of nutrients and elements trace for superficial waters of the Mangueira Lagoon