Identification of the urban heat islands phenomenon in a small city: the study case of Três Rios/RJ, Brazil

The phenomenon of urban heat islands (UHI) is caused by the increase in temperatures of an urban area as a result of the development of human activities within that area, this phenomenon is usually studied in medium and large cities. This study aims to verify if the phenomenon of UHI occurs in the municipality of Três Rios – RJ, a small sized city. This study included the use of mobile transect, through pre-established data collection points/stations. Five data collection points were selected, from which one was included in a rural area, one in the Parque Natural Municipal (Urban Park, within the city), and three points within the urbanized area. The equipment used was the Brunton® / ADC PRO handheld weather station. The data collection period ranged from September 2018 until July 2019, which included the four seasons. Measurements were taken at 6:00, 12:00, 15:00, 18:00, and 21:00h, in alternate days during the study period. Considering the temperature measurements, two different indicators of thermal variability were used. Strong magnitude heat islands were detected, taking into consideration the relevant variation of maximum temperatures observed in the urban area when compared to the rural area. The results indicate the most affected populations to be the ones located within urban areas, mostly individuals under socioeconomic vulnerability. The results obtained can be used as support for the development of strategies to minimize the thermal discomfort to populations exposed to the influence of higher magnitude urban heat islands.O fenômeno Ilha de Calor Urbana (ICU) consiste no aumento de temperaturas de uma área urbana influenciado pelo desenvolvimento de atividades antrópicas e comumente estudado em cidades de médio e grande porte. O objetivo do presente estudo foi verificar se há ocorrência do fenômeno ICU na cidade de Três Rios - RJ, uma cidade de pequeno porte. Esse trabalho consistiu no uso de um transecto móvel, a partir de pontos/estações preestabelecidos. Foram selecionados cinco pontos de medidas, sendo um ponto na zona rural, um ponto no Parque Natural Municipal da cidade (parque urbano) e três pontos na área urbana. O equipamento portátil utilizado foi uma Central Meteorológica Brunton® / ADC PRO. O período analisado compreendeu de setembro/2018 a julho/2019, englobando as quatro estações do ano. As medidas foram realizadas as 6:00, 12:00, 15:00, 18:00 e 21:00 horas em dias alternados dos meses em questão. A partir das medições de temperatura dois indicadores distintos de diferenciação térmica foram considerados, sendo possível constatar ilhas de calor de forte magnitude, considerando relevante variação das máximas das temperaturas identificadas para zona urbana em relação a zona rural. De acordo com a análise dos resultados a população mais afetada seria a que reside na área urbanizada, sobretudo a população em vulnerabilidade socioeconômica. Os resultados obtidos poderão servir como subsídio para a elaboração de estratégias, que visam minimizar o desconforto térmico na população em áreas onde ocorreram maiores amplitudes sob influência das ilhas de calor

Hidrogeoquímica dos aquíferos da bacia sedimentar do Macacu – Itaboraí, RJ

A Bacia Sedimentar do Macacu, localizada a nordeste da Baía da Guanabara, compreende uma das 3 bacias emersas alongadas de reduzida espessura sedimentar existentes no estado do Rio de Janeiro e a única inserida na Região Metropolitana do Rio de Janeiro (RMRJ). A bacia é formada por sedimentos de origens aluvionares, lacustrinas e marinhas de idades terciárias e quaternárias que podem ultrapassar 200 metros de espessura. Os principais argilominerais verificados nos sedimentos dessa região foram a caulinita, ilita e ilita-esmectita formados a partir do intemperismo e erosão das rochas do embasamento constituído por gnaisses-biotíticos e rochas alcalinas do Complexo Alcalino do Tanguá. Os argilominerais, micas e feldspatos depositados na Bacia do Macacu têm papel fundamental para a composição físico-química das águas subterrâneas que percolam por 3 unidades hidroestratigráficas sedimentares; Sistema Aquífero Macacu, Sistema Aquífero Aluvial-lacustrino e Sistema Fluvial-marinho. Com intuito de realizar caracterização hidrogeoquímica dessas unidades aquíferas, entre agosto/2009 e agosto/2010 foram realizadas campanhas de amostragens, medidas físico-químicas e análises químicas da água subterrânea, a partir de cinco poços de monitoramento multiníveis instalados ao longo da Bacia do Macacu. Foram determinadas as concentrações dissolvidas dos íons maiores Na+, K+, Mg+2, Ca+2, Cl-, SO4 -2, HCO3 - e dos constituintes secundários Al, Ag, Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Zn, Fe, Mn, Ba, As, B, F, Sulfetos, SiO2, N-NH4, N-NO2, N-NO3 e P-PO4.Os tipos hidroquímicos identificados nas águas subterrâneas foram: água bicarbonatada-cálcica e sódica integrantes do sistema aquífero Macacu, para o aquífero Aluvial-lacustrino foram caracterizados os tipos bicarbonatadasódica, cloretada-cálcica e cloretada-sódica e, para o sistema Fluvial-marinho a água caracterizada foi do tipo cloretada-sódica. Apesar das conexões hidráulicas entre esses sistemas aquíferos e da distribuição dos sedimentos numa área restrita, já que a Bacia Sedimentar do Macacu possui uma área de 375 km2, suas águas possuem salinidades distintas que refletem comportamentos geoquímicos diversificados discutidos ao logo deste estudo. As origens das salinidades das águas foram analisadas a partir de dados hidrodinâmicos, razão rCl/Br associadas as concentrações de cloreto e razões isotópicas (18O e 2H). A maior salinidade foi encontrada no sistema aquífero Fluvial-marinho e reflete a influência de cunha salina, já a salinidade do aquífero Aluvial-lacustrino estaria associada à lixiviação de sais de sedimentos terciários de origem lacustre e a baixa salinidade do sistema aquífero Macacu estaria relacionada diretamente à lixiviação dos íons das rochas do embasamento e de sedimentos sobrejacentes. Quanto à contaminação, foram encontradas concentrações acima dos padrões de referência para ao menos uma amostra de água subterrânea em relação aos seguintes constituintes secundários: Cd, Mo, As, B, Fe, Mn, N-NO2, Pb, F, Ba e Sulfetos. Dois desses constituintes foram intensamente analisados em função de suas reconhecidas ocorrências no material geológico da região, sendo eles o bário e o fluoreto. Constatou-se que as concentrações dissolvidas de bário foram maiores em aquíferos mais rasos e para o fluoreto, suas maiores concentrações foram encontradas nos aquíferos mais profundos. Observou-se inclusive que as maiores concentrações de bário estão subordinadas diretamente a ambientes mais reduzidos. O sulfeto verificado em altas concentrações nas águas subterrâneas se oxida para sulfato e se liga com o bário liberado das argilas formando a barita presente nas águas subterrâneas. Este estudo aponta fontes naturais e antropogênicas para os contaminantes dissolvidos identificados na Bacia do Macacu e, apesar de não ter sido realizado nenhum estudo de análise de risco, estima-se que o consumo dessas águas sem o devido tratamento possa acarretar danos à saúde humana.The Macacu sedimentary basin, located at the northeast of Guanabara Bay, embodies one of the three extended continental basins with sediments thickness reduced in Rio de Janeiro state. The basin is formed by aluvionary deposits, lacustrine and marine tertiaryquaternary sediments which can exceed 200 meters depth. The main clay minerals verified in these sediments consist in caulinita, illite and illite-smectite formed by weathering and erosion of the rocks in the basement composed by gnaiss and alkaline rocks of the Tanguá Alkaline Complex. The clay minerals, as well as the micas and feldspars weathered and deposited in these sediments, have a fundamental role in the physical-chemical composition of the groundwaters in this region, in which three sedimentary units hydrostratigraphic were studied: Aquifer System of Macacu, Aquifer System Alluvial-lacustrine and Fluvial-marine System. The hydrogeochemistry characterization of aquifers was based in five wells of multi-level monitoring. Between August/2009 and August/2010, it was determined the concentration of the dissolved ions Na+, K+, Mg+2, Ca+2, Cl-, SO4 -2, HCO3. Moreover, it was also determined the concentration of the metals Al, Ag, Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sb, Zn, Fe, Mn and Ba, and of other elements such as As, B and F, H2S, SiO2 in addition to nutrients as N-NH4, NNO2, N-NO3 and P-PO4. The hydrochemical types for groundwaters were verified as calcium – sodium bicarbonate faces integrating the Aquifer System of Macacu. For the alluviallacustrine, they belong to sodium-bicarbonate, calcium-chloride and sodium-chloride faces and for Fluvial-marine system they belongs to sodium-chloride faces. Besides hydraulic connections among these aquifer systems and the distribution of sediments in a restrict area, since Macacu sedimentary basin covers an area of 375 m2, its groundwater present distinct salinity, which reflect a diverse geochemical behavior. The source of waters salinity was analyzed through hydrodynamic data, rC1/Br ratio associated to chloride concentrations and isotopic ratios (18O e 2H). Based in the results, the highest salinity level was found in the Fluvial-marine system and reflects the influence of saltwater intrusion. On the other hand, the salinity of the Alluvial-lacustrine aquifer would be originated by salt leaching of paludial tertiary sediments, whereas the low levels of salinity in Macacu aquifer system would be directly associated to leaching of the ions from foundation rocks and overlying sediments. The results showed concentrations above the reference standard (CONAMA 420/2009) for at least one groundwater sample regarding to one of the following elements or substances: Cd, Mo, Sb, As, B, Fe, Mn, N-NO2, Pb, F, Ba and H2S. Two of these dissolved ions (Ba and F) were analyzed due to their occurrence in the geological material of the region. It was verified that Ba concentrations are higher in shallow aquifers and are subordinated to reduced environments. The variations in the watershed are responsible for sulfide oxidation in aquifer systems leading to sulphate availability in groundwater, which may associates to the absorbed barium from feldspars forming barite. This sulphate can be reduced again and precipitate as mackinawita, releasing the ion Ba2+ to groundwater. The highest fluoride concentrations were found in deeper aquifers close to Caceribu River, having weathering of clay minerals and micas deposited in the basin as its main source. The use of groundwater by the rural population of Itaboraí without the environmental diagnosis of the collected waters may be harmful to people’s health, especially due to natural incidents and the availability of hydrochemical elements such as Ba, F-

Mercury bioaccumulation in fishes of a paddy field in Southern of Brazil

Aim: The aim of present study was to evaluate the Hg concentration in two species of fish (Astyanax sp and Corydoras paleatus) and its potential use as a biomonitor, in order to know if the use of pesticides and fertilizers in paddy can enhance the Hg contamination to adjacent aquatic environment.MethodsSoil, suspended particulate matter and fish samples were sampled in a paddy field in South Brazil. A cold vapor system, coupled with a GBC 932 atomic absorption spectrophotometer was used for total Hg determinations in samples.ResultsThe paddy soil shows Hg concentration 2-fold higher (mean 31 ng g-1) in comparison to background areas (not cultivated). Suspended particle matter Hg concentration in paddy channels (mean 232.5 ± 44.2 ng g–1) are 1.5 times higher than the regional background. The analyzed fish specimens Astyanax sp in paddy showed Hg concentration 4-fold higher and significant different to background area. The mean Hg concentration in fish was: 51.7 ± 19.5 ng g–1 in Astyanax sp and 156.8 ± 44.0 ng g–1 in Corydoras paleatus.ConclusionsConsidering the linear regression and Man whitney test hypothesis to Hg concentration in fish tissue from paddy suggests that Astyanax sp. can be a good biomonitor of Hg contamination, whereas Corydoras paleatus is a potential biomonitor. However, more studies with Corydoras are necessary in order to aggregate consistency to this hypothesis

RISCOS DE INGESTÃO DE FLÚOR: ESTUDO DE CASO PARA ÁGUA MINERAL DO INTERIOR DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

O consumo de flúor presente em águas superficiais e subterrâneas é uma prática comum em diversos países. Além de abordar a temática controversa quanto ao consumo do flúor, este artigo apresenta um estudo de caso de avaliação de risco à saúde humana pelo consumo de águas fluoretadas, provenientes do Parque de Águas Minerais, localizado na região Centro-Sul do Estado do Rio de Janeiro. As concentrações de flúor foram medidas entre outubro de 2014 e agosto de 2015 em três poços de água mineral e em seus respectivos fontanários, sendo as fontes denominadas popularmente de Fonte Alcalina Terrosa Cálcica, Alcalina Terrosa Ferruginosa e Alcalina Terrosa Magnesiana. Foi avaliada a possibilidade de haver riscos para o desenvolvimento de fluoroses e aumento de fraturas ósseas nas populações consumidoras. Esta pesquisa modelou a ingestão diária dessas águas com flúor por receptores residenciais dos tipos: bebês, infantes, crianças, adolescentes e adultos. Foi constatado que os grupos de bebês e infantes podem estar mais sujeitos a riscos crônicos para o desenvolvimento de fluorose dentária na fonte de água mineral Alcalina Terrosa Magnesiana. Recomenda-se que a água mineral dessa fonte não seja consumida pelos grupos de crianças