Registro da deposição temporal de hidrocarbonetos em testemunhos sedimentares das Ilhas Deception e Pinguim (Antártica)

Orientador: Prof. Dr. César de Castro MartinsDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Centro de Estudos do Mar, Programa de Pós-Graduação em Sistem as Costeiros e Oceânicos. Defesa : Curitiba, 20/03/2019Inclui referências: p.43-52Resumo: A distribuição vertical de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) e hidrocarbonetos alifáticos (HAs), incluindo biomarcadores de petróleo (BMP), foi estudada em quatro testemunhos sedimentares coletados no entorno das Ilhas Deception e Pinguim, no Arquipélago Shetlands do Sul, Antártica. As concentrações de HPAs totais nas amostras da Ilha Deception variaram de 2,01 a 26,84 ng g-1 e na Ilha Pinguim de 13,20 a 60,34 ng g-1. As fontes de HPAs nas amostras da Ilha Deception foram multiplas, com predominância de origem petrogênica nos últimos 10 anos. Na Ilha Pinguim, os HPAs foram associados a um predomínio de fontes petrogênicas, e também relacionadas às contribuições naturais proveniente da erosão de depósitos de carvão. Os valores de AHs totais nas amostras da Ilha Deception variaram de 4,50 a 19,01 pg g-1, e na Ilha Pinguin de 5,35 a 21,91 pg g-1. Na Ilha Deception, o padrão de distribuição de n-alcanos sugeriu a presença de resíduos de petróleo nas seções de topo. Na Ilha Pinguim, a principal fonte de n-alcanos foi de aporte marinho. Na Ilha Deception, terpanos e hopanos foram detectados, relacionados ao uso de combustíveis fósseis para a geração de energia e para os diferentes tipos de embarcações. Na Ilha Pinguim, apenas os terpanos foram detectados, associados à erosão de depósitos de carvão. O leve aumento nos níveis de hidrocarbonetos observado a partir de 1980 na Ilha Deception foi relacionado ao desenvolvimento do turismo na região e ao estabelecimento de estações científicas. Na Ilha Pinguim, foram detectados hidrocarbonetos de origem antrópica nas seções recentes, podendo ser relacionados ao desenvolvimento do turismo próximo à ilha, atividades científicas pontuais e ao aumento do tráfego de embarcações na região. Em geral, a concentração de hidrocarbonetos encontrada em ambas as ilhas foi comparada àquelas encontradas em regiões antárticas não contaminadas. Palavras-chave: Testemunhos sedimentares. Depósitos de carvão. Antártica.Abstract: The vertical distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and aliphatic hydrocarbons (AHs), including petroleum biomarkers (PBMs), was studied in four sediment cores collected around Deception and Penguin Island, Antarctica. Total PAHs concentrations in Deception Island samples ranged from 2.01 to 26.84 ng g-1, whereas levels from Penguin Island varied between 13.20 and 60.34 ng g-1. Multiple sources of PAHs were verified in Deception Island, with petrogenic-derived compounds being predominant over the last 10 years. In Penguin Island, PAHs with a petrogenic source pattern were observed, being related to natural contributions from the erosion of coal deposits. Total AHs in Deception Island ranged from 4.50 to 19.01 ^g g-1, whereas those in Penguin Island varied between 5.35 and 21.91 ^g g-1. In Deception Island, the n-alkanes distribution pattern showed the presence of petroleum residues in the top sections. In Penguin Island, the main source of n-alkanes was marine inputs. In Deception Island, both terpanes and hopanes were detected, related to the use of fossil fuels for power generation and in different types of vessels. In Penguin Island, only terpanes were detected, associated with the erosion of coal deposits. The slight increase in hydrocarbon levels observed from 1980 onward in Deception Island was assumed to be due to the development of tourism in the region and to the scientific station activities. In Penguin Island, anthropogenic-related hydrocarbons were detected in the recent sections and were linked to the development of tourism near the island, scientific activities and the increase in vessel traffic. In general, the concentrations of hydrocarbons found around both islands were compared to those found in uncontaminated Antarctic regions. Key-w ords: Sediment core. Coal deposits. Antarctica

Natural archives of long-range transported contamination at the remote lake Letšeng-la Letsie, Maloti Mountains, Lesotho

Naturally accumulating archives, such as lake sediments and wetland peats, in remote areas may be used to identify the scale and rates of atmospherically deposited pollutant inputs to natural ecosystems. Co-located lake sediment and wetland cores were collected from Letšeng-la Letsie, a remote lake in the Maloti Mountains of southern Lesotho. The cores were radiometrically dated and analysed for a suite of contaminants including trace metals and metalloids (Hg, Pb, Cu, Ni, Zn, As), fly-ash particles, stable nitrogen isotopes, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and persistent organic pollutants such as polychlorinated biphenyls (PCBs), polybrominated flame retardants (PBDEs) and hexachlorobenzene (HCB). While most trace metals showed no recent enrichment, mercury, fly-ash particles, high molecular weight PAHs and total PCBs showed low but increasing levels of contamination since c.1970, likely the result of long-range transport from coal combustion and other industrial sources in the Highveld region of South Africa. However, back-trajectory analysis revealed that atmospheric transport from this region to southern Lesotho is infrequent and the scale of contamination is low. To our knowledge, these data represent the first palaeolimnological records and the first trace contaminant data for Lesotho, and one of the first multi-pollutant historical records for southern Africa. They therefore provide a baseline for future regional assessments in the context of continued coal combustion in South Africa through to the mid-21st century

Registro da deposição temporal de hidrocarbonetos em testemunhos sedimentares das Ilhas Deception e Pinguim (Antártica)

Orientador: Prof. Dr. César de Castro MartinsDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Centro de Estudos do Mar, Programa de Pós-Graduação em Sistem as Costeiros e Oceânicos. Defesa : Curitiba, 20/03/2019Inclui referências: p.43-52Resumo: A distribuição vertical de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) e hidrocarbonetos alifáticos (HAs), incluindo biomarcadores de petróleo (BMP), foi estudada em quatro testemunhos sedimentares coletados no entorno das Ilhas Deception e Pinguim, no Arquipélago Shetlands do Sul, Antártica. As concentrações de HPAs totais nas amostras da Ilha Deception variaram de 2,01 a 26,84 ng g-1 e na Ilha Pinguim de 13,20 a 60,34 ng g-1. As fontes de HPAs nas amostras da Ilha Deception foram multiplas, com predominância de origem petrogênica nos últimos 10 anos. Na Ilha Pinguim, os HPAs foram associados a um predomínio de fontes petrogênicas, e também relacionadas às contribuições naturais proveniente da erosão de depósitos de carvão. Os valores de AHs totais nas amostras da Ilha Deception variaram de 4,50 a 19,01 pg g-1, e na Ilha Pinguin de 5,35 a 21,91 pg g-1. Na Ilha Deception, o padrão de distribuição de n-alcanos sugeriu a presença de resíduos de petróleo nas seções de topo. Na Ilha Pinguim, a principal fonte de n-alcanos foi de aporte marinho. Na Ilha Deception, terpanos e hopanos foram detectados, relacionados ao uso de combustíveis fósseis para a geração de energia e para os diferentes tipos de embarcações. Na Ilha Pinguim, apenas os terpanos foram detectados, associados à erosão de depósitos de carvão. O leve aumento nos níveis de hidrocarbonetos observado a partir de 1980 na Ilha Deception foi relacionado ao desenvolvimento do turismo na região e ao estabelecimento de estações científicas. Na Ilha Pinguim, foram detectados hidrocarbonetos de origem antrópica nas seções recentes, podendo ser relacionados ao desenvolvimento do turismo próximo à ilha, atividades científicas pontuais e ao aumento do tráfego de embarcações na região. Em geral, a concentração de hidrocarbonetos encontrada em ambas as ilhas foi comparada àquelas encontradas em regiões antárticas não contaminadas. Palavras-chave: Testemunhos sedimentares. Depósitos de carvão. Antártica.Abstract: The vertical distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and aliphatic hydrocarbons (AHs), including petroleum biomarkers (PBMs), was studied in four sediment cores collected around Deception and Penguin Island, Antarctica. Total PAHs concentrations in Deception Island samples ranged from 2.01 to 26.84 ng g-1, whereas levels from Penguin Island varied between 13.20 and 60.34 ng g-1. Multiple sources of PAHs were verified in Deception Island, with petrogenic-derived compounds being predominant over the last 10 years. In Penguin Island, PAHs with a petrogenic source pattern were observed, being related to natural contributions from the erosion of coal deposits. Total AHs in Deception Island ranged from 4.50 to 19.01 ^g g-1, whereas those in Penguin Island varied between 5.35 and 21.91 ^g g-1. In Deception Island, the n-alkanes distribution pattern showed the presence of petroleum residues in the top sections. In Penguin Island, the main source of n-alkanes was marine inputs. In Deception Island, both terpanes and hopanes were detected, related to the use of fossil fuels for power generation and in different types of vessels. In Penguin Island, only terpanes were detected, associated with the erosion of coal deposits. The slight increase in hydrocarbon levels observed from 1980 onward in Deception Island was assumed to be due to the development of tourism in the region and to the scientific station activities. In Penguin Island, anthropogenic-related hydrocarbons were detected in the recent sections and were linked to the development of tourism near the island, scientific activities and the increase in vessel traffic. In general, the concentrations of hydrocarbons found around both islands were compared to those found in uncontaminated Antarctic regions. Key-w ords: Sediment core. Coal deposits. Antarctica

Registro histórico da introdução de hidrocarbonetos na Baia de Guaratuba - PR

Orientador: César de Castro MartinsMonografia (graduação) - Universidade Federal do Paraná, Campus Pontal do Paraná, Centro de Estudos do Mar, Curso de Graduação em Oceanografia.Inclui referênciasResumo : As zonas costeiras concentram ecossistemas de grande importancia ecologica, como manguezais e estuarios. Devido a pressao exercida pela ocupacao antropica, estes sistemas estao sujeitos a alteracoes ambientais, os quais podem ser resultantes da introducao de substancias organicas, tais como os hidrocarbonetos do petroleo. Os hidrocarbonetos sao componentes abundantes no material organico de regioes costeiras, e podem ser utilizados para distinguir fontes naturais e antropicas. O objetivo deste trabalho foi determinar as concentracoes de hidrocarbonetos policiclicos aromaticos (HPAs) e de hidrocarbonetos alifaticos (HAs) em uma coluna sedimentar da Baia de Guaratuba, um estuario subtropical localizado no sul do Brasil, no estado do Parana, e associar os niveis encontrados com possiveis incrementos das atividades humanas. Ate a metade do seculo XX o desenvolvimento da regiao foi lento, devido principalmente a falta de infraestrutura e estradas, que dificultava o acesso a esta porcao do litoral. A partir da decada de 1960, linhas de balsa e marinas foram implantadas, e as estradas comecaram a ser construidas e reformadas, o que favoreceu o intenso crescimento populacional local. Para obtencao dos resultados, 20 g de sedimento de cada amostra foram extraidos em Soxhlet durante 8 horas e posteriormente submetidas ao processo de purificacao e fracionamento em colunas de adsorcao de silica e alumina. Os extratos contendo os HPAs foram injetados em um cromatografo a gas acoplado a um espectrometro de massa (GC-MS), e os de HAs injetados em um cromatografo a gas equipado a um detector de ionizacao em chamas (GC-FID). A maior concentracao de HPAs totais foi encontrada na camada mais recente do testemunho, correspondente ao ano de 2010 (35,9 ng g-1), refletindo o intenso desenvolvimento de atividades antropicas na regiao nos ultimos anos. Ainda, entre 1977 e 1983 ocorreu um aumento de concentracao de HPAs, indicando uma possivel resposta tardia das melhorias das vias de acesso para a regiao, que foram realizadas principalmente na decada de 1960. Em geral, os HPAs alquilados predominaram em grande parte das amostras, sugerindo que ao longo do periodo estudado as fontes mais significativas podem ter sido locais (petrogenicas). A maior concentracao de HAs totais foi observada na camada de 16 . 18 cm (194,6 ƒÊg g-1), que corresponde a 1966, evidenciando o periodo de instalacao das vias de acesso a cidade de Guaratuba. A mistura complexa nao resolvida (MCNR), a qual e associada a ambientes contaminados por petroleo, foi identificada em todas as camadas e variou entre 51,8 a 174,7 ƒÊg g-1. As razoes envolvendo os hidrocarbonetos alifaticos revelaram uma possivel mudanca nas fontes ao longo dos anos, sendo que nas camadas mais profundas a fonte era natural, e a partir da secao de 14 . 16 cm ate as mais recentes a origem foi petrogenica, mesmo com a predominancia dos compostos associados a origem natural terrigena, as quais podem mascarar os sinais de contaminacao por petroleo. Apesar do notavel aumento de concentracao de hidrocarbonetos nos ultimos anos, a Baia de Guaratuba ainda pode ser considerada um ambiente preservado, ja que todos os valores encontrados ao longo do testemunho foram baixos em comparacao a limites definidos para indicar efeitos adversos a biota, estabelecidos pelo NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) e CCME (Canadian Council of Ministers of the Environment)