UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS Programa de Pós-Graduação em Sistemas Aquáticos Tropicais

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

Programa de Pós-Graduação em Sistemas Aquáticos Tropicais

JORSANETE PASSOS CARDOSO FOEPPEL

INFLUÊNCIA DO APORTE CONTINENTAL E PROCESSOS DE PLATAFORMA ESTREITA NA CONCENTRAÇÃO DE NUTRIENTES E BIOMASSA

FITOPLANCTÔNICA

ILHÉUS – BAHIA 2013

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JORSANETE PASSOS CARDOSO FOEPPEL

INFLUÊNCIA DO APORTE CONTINENTAL E PROCESSOS DE PLATAFORMA ESTREITA NA CONCENTRAÇÃO DE NUTRIENTES E BIOMASSA

FITOPLANCTÔNICA

Dissertação apresentada para obtenção do titulo de mestre em Sistemas Aquáticos Tropicais, à Universidade Estadual de Santa Cruz.

Área de concentração: Ecologia

Orientador: Marcelo Friederichs Landim de Souza

ILHÉUS – BAHIA 2013

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F654 Foeppel, Jorsanete Passos Cardoso.

Influência do aporte continental e processos de plataforma estreita na concentração de nutrientes e biomassa fitoplanctônica / Jorsanete Passos Cardoso Foeppel. – Ilhéus, BA: UESC, 2013.

xiii, 61 f. : il.

Orientador: Marcelo F. Landim de Souza. Dissertação (Mestrado) – Universidade Estadual de Santa Cruz – UESC. Programa de Pós-Gradua- ção em Sistemas Aquáticos Tropicais.

Referências bibliográficas: f. 56-61.

1. Estuários. 2. Plataforma continental. 3. Fito- plâncto marinho. 4. Nutrientes. I. Título.

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JORSANETE PASSOS CARDOSO FOEPPEL

INFLUÊNCIA DO APORTE CONTINENTAL E PROCESSOS DE PLATAFORMA ESTREITA NA CONCENTRAÇÃO DE NUTRIENTES E BIOMASSA FITOPLANCTÔNICA

Ilhéus – BA, 17 de abril de 2013.

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Prof. Dr. Marcelo Friederichs Landim de Souza

UESC/DCET (Orientador)

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Profª. Drª. Daniela Mariano Lopes da Silva UESC/DCB

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Profª. Drª. Letícia Cotrim da Cunha UERJ/DOQ

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Profª. Drª. Sylvia Maria Moreira Susini Ribeiro UESC/DCB

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DEDICATÓRIA

Quem sou eu? Ah… eu me chamo perseverança e fui amiga da dificuldade, do obstáculo e da alegria, que me fizeram perder a vergonha, para poder dizer: - eu não sei. E bater na porta de quem sabia, até mesmo quando este não estava com possibilidade de ajudar. Eu sou filha da esperança que me educou, e ainda me educa, no porto da esperança e me faz sempre lembrar da fé... Esta fé que me fez acreditar que é sim possível concretizar, de ser o que hoje sou uma QUÍMICA ECÓLOGA FELIZ!

Eu dedico este trabalho ao CEPE em nome de Samuel Bulamack, Dr. Hans, Lindomar Coutinho e Jorge Santana (pais pelos laços fraternos), Aura Celeste e Diva, que com muito AMOR, tiveram a paciência de me segurar nas horas difíceis e comemorar a cada passo conquistado.

Dedico também a Ivana Porto e a Karina Moraes, as irmãs de laços fraternos, que a vida me deu de presente. Pérolas que sempre estarão ao meu lado. Amo muito vocês!

Dedico a Hellen Aff, por todo carinho e ajuda nos momentos difíceis.

Dedico ao meu mestre e orientador, professor Dr. Marcelo Landim, que um dia, na aula de graduação, me fez ver que o estudo da química podia ir muito além do que eu enxergava, e então, maravilhada pela minha pequena descoberta, este querido mestre se propôs a me mostrar um novo mundo que eu ainda não conhecia a fusão da química com a biologia... Obrigada amigo, por ter perseverado comigo.

E por último dedico a mim mesma, por ter sido perseverante diante de todos os obstáculos que a vida nos proporciona como prova de resistência, para que nos conheçamos mais e hoje sou feliz porque cheguei até aqui e comemoro com vocês o presente, fruto desta linda conquista.

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AGRADECIMENTO

Em uma caminhada, qualquer que seja, aparecem sempre obstáculos que precisam ser superados. A fé, a perseverança e o amor são os elementos chaves para a realização, juntos a estes elementos encontram-se pessoas que por carisma, respeito e desejo de compartilhar o crescimento e a descoberta do próximo, surgem no cenário para contribuir, de forma direta e indireta, para a travessia do conhecimento. Com estas pessoas conto e a agradeço a participação de cada uma:

Lindomar Coutinho, um dia eu menina sonhava em ser pesquisadora, cresci e acabei acreditando que isso era apenas sonho de criança, mas um dia acordei e percebi que é possível realizarmos aquilo que queremos... Ao te conhecer, você fez os meus olhos brilharem, mostrando que podemos mudar tudo nas nossas vidas, se preciso for, para sermos felizes. E assim fiz, mudei a minha vida e continuo tentando mudá-la cada vez mais. E com isso sou feliz por sempre te dizer que “Eu te amo” meu querido pai fraternal.

Agradeço a Helga Dulce pelos meus primeiros passos.

Agradeço a Rosa Santana, por ser a minha professora de base biológica, principalmente para adentrar neste curso, amiga, lembro do dia em que você me levou para fazer a prova, com o objetivo de me deixar serena, e ainda sentou com Álvaro e contou piadas, para aliviar a minha ansiedade.

Agradeço a Helen Affe por toda ajuda em momentos difíceis! Hummm… A lista de agradecimento a você é grande, devo passar muitos anos ajudando o “povo” para recompensar todo o seu apoio. Fique feliz eu cheguei até aqui!

Agradeço a Maxwell Ribeiro, “meu pardal” nunca vou te esquecer. Mil agradecimentos!

Agradeço a Haialla, Drielle e Rita Fabiana, eternas amigas que ganhei neste mestrado.

Agradeço a minha Cidoca (laboratório), pérola que o professor Marcelo nos deu de presente... Cida eu não tenho palavras para expressar a minha admiração por você.

Agradeço ao Colégio Fênix na pessoa de Professor Arléo Barbosa, por sempre me apoiarem no meu crescimento profissional.

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Agradeço a Marcos, Cida e Margareth por serem meus amigos de todos os momentos.

Agradeço a Gilmara, por ser a inspiração da Plataforma Continental e pela linda amizade que temos desde o período da graduação, realmente eu sou sua irmã mais nova.

Agradeço a DINHA, minha parceira de trabalho e de todos os momentos deste curso, você faz parte da minha historia.

Agradeço a minha mãe, por compreender a minha ausência... Agradeço a Jorge Santana por todos os conselhos...

Agradeço ao Professor Felipe Artigas, por ter me mostrado o mundo e a Jessica Weindenbaum por ter auxiliado nas minhas análises no seu país.

Agradeço ao “seu Ruy” e a sua equipe em todas as coletas e atenção para as minhas pequenas dúvidas de marinheira de primeira viagem.

Agradeço a Lenilda pelo com carinho.

Agradeço a Deninha e familia (CEPE) pelo amor, no meu retorno para a minha cidade.

Agradeço a Max Raniere, ao seu pai (Ivan) e sua mãe (Nora), pelo carinho nestes últimos momentos.

Agradeço a Cibelle, Ananda e Taiana, por ter dado todo o apoio nas coletas e tratamentos das amostras no período inicial do trabalho.

Agradeço ao CNPq por financiar o meu projeto. Agradeço a CAPEs pela bolsa de estudo.

Agradeço a paciência do meu orientador, meu grande amigo. Enfim, agradeço ao pai maior por permitir realizar o meu sonho!

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Diz-se que, mesmo antes de um rio cair no oceano ele treme de medo.

Olha para trás, para toda a jornada, os cumes, as montanhas, o longo caminho sinuoso através das florestas, através dos povoados, e vê à sua frente um oceano tão vasto que entrar nele nada mais é do que desaparecer para sempre.

Mas não há outra maneira. O rio não pode voltar. Ninguém pode voltar. Voltar é impossível na existência. Você pode apenas ir em frente. O rio precisa se arriscar e entrar no oceano. E somente quando ele entra no oceano é que o medo desaparece.

Porque, apenas então, o rio saberá que não se trata de desaparecer no oceano. Mas tornar-se oceano, Por um lado é desaparecimento e por outro lado é renascimento.

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Direção e intensidade dos ventos resultantes dos cincos dias próximos à coleta no período de agosto de 2010 a setembro de 2011. Valores de intensidade baixo de 3m.s-1 , intensidade moderada 3,0 a 6,0m.s-1 , maiores intensidades ≤ 7m.s -1

. ... 29 Tabela 2 – Valores médios das variáveis ambientais (transparência, salinidade, temperatura, concentração de oxigênio dissolvido, percentual de oxigênio dissolvido,

ρH2O, pH, TSS, CDOM. Média ± Desvio padrão, mínimo e máximo entre parêntese. Variáveis ambientais na região externa do estuário REE (Rio Cachoeira de Ilhéus-Bahia), na plataforma continental interna PCI e na plataforma continental externa PCE adjacente a Ilhéus, no período de agosto de 2010 à setembro de 2011. ... 32 Tabela 3 – Aporte fluvial do N-amoniacal, trocado com o mar e retido/ou liberado no estuário do Rio Cachoeira entre agosto de 2010 e setembro de 2011. Valores negativos representam fluxo não conservativo (liberação) ou entradas na região estuarina... 42 Tabela 4 – Aporte fluvial do nitrato, trocado com o mar e retido/ou liberado no estuário do Rio Cachoeira entre agosto de 2010 e setembro de 2011. Valores negativos representam fluxo não conservativo (liberação) ou entradas na região estuarina... 43 Tabela 5 – Aporte fluvial do fosfato, trocado com o mar e retido/ou liberado no estuário do Rio Cachoeira entre agosto de 2010 e setembro de 2011. Valores negativos representam fluxo não conservativo (liberação) ou entradas na região estuarina... 44 Tabela 6 – Aporte fluvial do silicato, trocado com o mar e retido/ou liberado no estuário do Rio Cachoeira entre agosto de 2010 e setembro de 2011. Valores negativos representam fluxo não conservativo (liberação) ou entradas na região estuarina... 45

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Localização dos pontos de coleta (1 e 2 ) parte externa do estuário do Rio Cachoeira, (3,4 e 5) plataforma interna e (6, 7 e 8) plataforma externa adjacente ao município de Ilhéus-Bahia. ... 23 Figura 2 : Vazão diária da vazão do Rio Cachoeira no período de agosto de 2010 a setembro de 2011 (estação 53180000). As setas indicam as datas das coletas. Fonte: Agência Nacional de Águas. ... 28 Figura 3 – Distribuição da temperatura e salinidade nas amostras coletadas no período de agosto de 2010 a setembro de 2011 na plataforma continental de Ilhéus (pontos 3-8). A linha vertical destaca a salinidade 36 separando a AC (S < 36) da AT (S >36). ... 30 Figura 4 – Concentrações de N-amoniacal, nitrato, fosfato, silicato e clorofila-a entre a porção externa do estuário do Rio Cachoeira (pontos 1 e 2) à quebra da plataforma continental de Ilhéus (pontos 7-8) no período de agosto de 2010 à setembro de 2011; A barra vertical , representa o mínimo e o máximo, os retângulos maiores representam 25% e 75% das amostras, os retângulos menores representam a mediana... 33 Figura 5 – Variação temporal das concentrações de N-amoniacal e nitrato, na porção externa do estuário do Rio Cachoeira (pontos 1 e 2), na parte interna da plataforma continental (pontos 3, 4 e 5) e na parte externa da plataforma continental de Ilhéus (pontos 6, 7 e 8), no período de agosto de 2010 a setembro de 2011. ... 35 Figura 6 – Variação temporal das concentrações de slicato e fosfato, na porção externa do estuário do Rio Cachoeira (pontos 1 e 2), na parte interna da plataforma continental (pontos 3, 4, 5) e na parte externa da plataforma continental de Ilhéus (pontos 6, 7, 8), no período de agosto de 2010 a setembro de 2011. A quebra no gráfico do silicato foi de 60 a 100 e a quebra do gráfico do fosfato foi de 1 a 1,5. .... 36 Figura 7 – Variação temporal das concentrações de clorofila-a, na porção externa do estuário do Rio Cachoeira (pontos 1 e 2), na parte interna da plataforma continental (pontos 3, 4 e 5) e na parte externa da plataforma continental de Ilhéus (pontos 6, 7 e 8), no período de agosto de 2010 a setembro de 2011, a quebra do gráfico foi em 6 e 8 ... 37 Figura 8 – Percentual das formas nitrogenadas dissolvidas: N-amoniacal (representada pela cor preta), nitrato (representado pela cor cinza), na porção externa do estuário do Rio Cachoeira (pontos 1 e 2) à quebra da plataforma continental de Ilhéus (pontos 3-8) no período de agosto de 2010 à setembro de 2011. ... 39

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Figura 9 – Razão molar NID:PID, NID:SID e SID:PID no Estuário do Rio Cachoeira (pontos 1 e 2), plataforma Continental Interna (pontos 3 a 5) e plataforma externa (pontos 6, 7 e 8). ... 40 Figura 10 – Fluxo do N-amoniacal, no período de agosto de 2010 a setembro de 2011. a) entrada fluvial; b) retidas ou liberadas no Rio Cachoeira; c) fluxo do N-amoniacal do estuário com o mar. Valores negativos representam fluxo não conservativo (liberação) ou entradas na região estuarina. ... 42 Figura 11 – Fluxo do nitrato no período de agosto de 2010 a setembro de 2011. a) entrada fluvial; b) retidas ou liberadas no Rio Cachoeira; c) fluxo do nitrato do estuário com o mar. Valores negativos representam fluxo não conservativo (liberação) ou entradas na região estuarina. ... 43 Figura 12 – Fluxo do fosfato, no período de agosto de 2010 a setembro de 2011. a) entrada fluvial; b) retidas ou liberadas no Rio Cachoeira; (c) fluxo do fosfato no estuário do Rio Cachoeira com o mar. Valores negativos representam fluxo não conservativo (liberação) ou entradas na região estuarina. ... 44 Figura 13 – Fluxo do silicato no período de agosto de 2010 a setembro de 2011. a) entrada fluvial; b) retidas ou liberadas no Rio Cachoeira; c) fluxo do silicato no estuário do Rio Cachoeira com o mar. Valores negativos representam fluxo não conservativo (liberação) ou entradas na região estuarina. ... 45 Figura 14 - Variação da densidade ao longo dos pontos, com distância de 2,5km da parte externa do estuário do Rio Cachoeira a parte externa da plataforma continental, nos meses de dezembro de 2010, agosto de 2011 e setembro de 2011. ... 49

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SUMARIO 1 INTRODUÇÃO ... 16 2 OBJETIVOS ... 20 2.1 Objetivo geral ... 20 2.2 Objetivos específicos ... 20 3 MATERIAL E MÉTODOS ... 21 3.1 Área de estudo ... 21 3.2 Atividades de campo ... 24 3.3 Análises químicas ... 24

3.4 Aquisição dos dados ... 25

3.5 Fluxos de nutrientes ... 25

3.6 Análise dos dados ... 27

4 RESULTADOS ... 28

4.1 Variáveis ambientais ... 28

4.1.1 Vazão ... 28

4.1.2 Ventos ... 29

4.1.3 Diagrama de T-S... 29

4.1.4 Parâmetros físicos e químicos ... 30

4.2 Nutrientes e clorofila ... 33 4.2.1 Variação espacial ... 33 4.2.2 Variação Temporal ... 34 4.3 Fluxos de Nutrientes ... 41 5.DISCUSSÃO ... 46 5.1 Fluxo de nutrientes ... 46 5.3 Distribuição de nutrientes ... 50 5.3.1 Variação Espacial ... 50 5.3.2 Variação Temporal ... 52 5.3.3 Razões de NID:PID:SiD ... 55

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6 CONCLUSÕES ... 57 7REFERÊNCIAS...57

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RESUMO

As plataformas continentais compreendem a margem rasa das bacias oceânicas, desde a linha da costa até o talude. Estes ambientes são influenciados pela ação de ventos, a topografia, o aporte continental e padrões de circulação de grande a pequena escala. Todos estes fatores condicionam a dinâmica de distribuição dos nutrientes e biomassa fitoplanctônica. Este trabalho teve oobjetivo de avaliar a influência do aporte fluvial e a intrusão da Água Tropical (AT) na concentração de nutrientes e biomassa fitoplanctônica no continuum estuário externo - plataforma continental adjacente a Ilhéus/Bahia. A área estudada foi compartimentalizada em região externa estuarina (REE), plataforma continental interna (PCI) e plataforma continental externa (PCE). As baixas vazões do Rio Cachoeira contribuíram para a dominância das águas tropicais (AT) na plataforma continental. A dominância do N-amoniacal em boa parte do período de estudo, pode ser explicada pela influência de diferentes vias de contribuição, como descargas de outros rios ou mesmo o transporte de material ao longo da plataforma continental. A alternância entre as exportações de N-amoniacal e nitrato pelo Rio Cachoeira, indicam os processos que dominam a ciclagem do nitrogênio no estuário, como aporte antropogênico, nitrificação e desnitrificação. Apesar das elevadas exportações de nitrato observaram-se baixas concentrações que indicam a pequena influência deste estuário sobre as características oligotróficas da plataforma continental adjacente. A reversão encontrada do N-amoniacal para o nitrato na plataforma foi interpretada como possível resultado de processos de nitrificação da coluna d‟água, uma vez que em março a agosto de 2011 a PCI e a PCE apresentaram níveis mais elevados de oxigênio dissolvido. A ausência do fosfato entre fevereiro e maio de 2011 na plataforma continental pode também ser explicada pelo consumo por parte do fitoplâncton e processos de retenção nos estuários. Já as concentrações de silicato sugerem a contribuição da região costeira e a influência de frentes de plataforma. Apesar do estuário do Rio Cachoeira exportar parte dos nutrientes para a região adjacente, a assimilação biológica, ação do vento e marés, e circulação de plataforma impedem a transferência destes nutrientes para a PCE. A biomassa fitoplanctônica decresceu em direção ao talude, apresentando uma relação com as concentrações de silicato. As concentrações dos nutrientes avaliados neste estudo foram elevadas na REE durante todo período de estudo.

Palavras chaves: Estuários, Rios, Plataforma continental, nutrientes, biomassa fitoplanctônica, transporte de nutrientes

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ABSTRACT

Continental shelves are regions that comprise the shallow edge of the ocean basin, linked to the mainland through the coastline. These environments are influenced by various mechanisms such as the action of wind, topography, the continental contribution and circulation patterns from large to small scale. All these factors resulted in the dynamic distribution of nutrients and phytoplankton biomass. This work intended to evaluate the influence of river inflow and the intrusion of Tropical Water (TA) in the concentration of nutrients and phytoplankton biomass in the continuum outer estuary - continental shelf near Ilhéus, Bahia. Sampling was carried out in the outer estuary (REE), inner shelf (PCI) and the outer continental shelf (PCE). The low discharge of the Cachoeira River contributed to the dominance of tropical waters (AT) in the continental shelf. The prevalence of ammoniacal nitrogen during great part of the study period can be explained by the influence of discharges from other rivers and the transport along the continental shelf. The fact that Cachoeira River estuary alternate between export of ammoniacal nitrogen and nitrate indicate the processes that dominate nitrogen cycling within this estuary, as anthropogenic inputs nitrification and denitrification. Despite the high export of nitrate by the estuary, low concentrations were observed along the shelf, indicating the small influence over the oligotrophic characteristics of the continental shelf adjacent. The observed reversal from ammoniacal nitrogen to nitrate as the main inorganic nitrogen form along the shelf was interpreted as a possible result of nitrification in the water column, since higher levels of dissolved oxygen were recorded in the PCI and PCE from March to August 2011. The low concentrations of phosphate in the continental shelf from February to May 2011 can be explained by consumption by phytoplankton and retention processes in the estuaries. Silicate concentrations suggest the contribution of the coastal region and the influence of shelf break fronts. Despite the Cachoeira River estuary export of nutrients to the inner shelf, the biological assimilation, wind and tidal action, and shelf circulation patterns prevents the transfer of these nutrients to the PCE. The phytoplankton biomass decreased towards the shelf break and was related to silicate concentrations. Nutrient concentrations in this study were high in EER during all the study period.

Keyword: Estuaries, rivers, Continental shelf, nutrients, phytoplankton biomass.

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1 INTRODUÇÃO

As plataformas continentais são regiões que compreendem a margem rasa da bacia oceânica, conectadas ao continente através da linha de costa, representando cerca de 7,5% de toda a área oceânica. Com elevada importância econômica e ecológica (AMORIM et al., 2012), são caracterizadas pela dinâmica de distribuição de matéria orgânica, inorgânica e produção biológica, condicionadas à circulação, ao aporte continental, a ação das marés, aos ventos e a precipitação, bem como aos fatores topográficos e geomorfológicos (ACHA et al., 2004).

Uma plataforma continental apresenta padrões diversos de circulação diferenciados, podendo ser de larga, média ou de pequena escala, os quais podem ser alterados mediante as mudanças sazonais da atuação de ventos.

Segundo Moller et al. (2008) e Rao et al. (2008) os ventos apresentam uma grande importância como mecanismo forçante sobre o movimento das águas e ainda influenciam na variação da temperatura superficial da água do mar. Esta atuação dos ventos (direção e intensidade) ligada à topografia podem, em algumas áreas, gera o fenômeno denominado ressurgência, que consiste no afloramento à superfície de águas mais profundas, ricas em nutrientes.

As plataformas continentais tropicais da costa oeste do Atlântico são consideradas as menos produtivas do mundo. A parte Leste da Costa Brasileira é a que apresenta menor concentração de nutrientes e clorofila (PEREIRA et al., 2005).

Em trabalhos realizados na Plataforma Continental Leste Brasileira (PCLB) na parte central e sul desta região, observou-se que as interações com as correntes de maré e a topografia local são capazes de produzir fenômenos de ressurgência, aflorando águas mais frias, ricas e profundas do Atlântico Sul central (PEREIRA et

al., 2005). Já nas regiões Sul e Sudeste do Brasil o afloramento de massas de água

mais profundas são influenciadas pela formação de vórtices (BRAGA et al., 2008). As plataformas continentais das regiões sul e sudeste do Brasil, são mais largas, apresentando uma quebra mais suave. Nas regiões Nordeste e Leste as plataformas são mais estreitas em extensão, podendo chegar a 8 km (Salvador, BA), e, além disso, apresentam uma quebra mais abrupta. Constituem exceções o banco Royal Charlotte e o banco de Abrolhos, os quais apresentam extensões máximas de 150 e 245 km, respectivamente (KNOPPERS et al.,1999).

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diferentes, observaram que a sua extensão determina os processos biogeoquímicos responsáveis pela dinâmica de circulação do ambiente. Em uma plataforma extensa, por exemplo, os processos que ocorrem na parte interna podem apresentar uma maior variabilidade se comparados aos da parte externa. As regiões internas estão mais sujeitas à influência de águas costeiras e, a depender da vazão dos rios que as cercam, apresentam uma acentuada influência da regeneração bêntico-pelágica. Porém as plataformas mais estreitas tendem a sofrer uma maior influência de circulação de larga escala, como a de elevadas vazões estuarinas cobrindo toda a plataforma continental.

A costa brasileira é influenciada pela Corrente sub-Equatorial do Oceano Atlântico que se bifurca ao encontrar a costa nordestina, formando correntes em larga escala como: Corrente Norte do Brasil, em direção ao Norte (CNB) e Corrente do Brasil (CB) que se dirige ao Sul, contornando toda a costa brasileira até a sua confluência com a Corrente das Malvinas, quando se afasta da costa (VIANA, et al., 1998). A CB é encontrada nos primeiros três quilômetros de coluna d‟agua e flui pela parte externa da Plataforma Leste Brasileira transportando a massa de Água Tropical (AT) (SILVEIRA et al., 2000).

A AT é caracterizada por apresentar baixas concentrações de nutrientes, temperatura em torno de 26°C e alta salinidade, que chega a 37 ao longo da costa Sul da Bahia (CIRANO et al., 2006). Esta massa d‟agua sofre influência de águas costeiras que, por sua vez, apresentam maiores temperaturas e menores salinidades, sob a influência do escoamento superficial e/ ou precipitação, que contribuem ainda mais com o aporte de material orgânico e inorgânico (OVALLE et

al., 1999).

A ciclagem de nutrientes nestes ambientes costeiros está sujeita a um diverso conjunto de mecanismos de regulação, como a inserção de nutrientes no estuário, a transferência destes para sistemas adjacentes ou assimilação dos mesmos via fitoplâncton e posterior consumo e degradação por uma gama diversa de micro-organismos ligados a diferentes vias metabólicas de regeneração ou perda para o ambiente (HULTH et al., 2004).

A degradação da matéria orgânica pode ser realizada por bactérias que têm a capacidade de disponibilizar para o meio os nutrientes que encontravam-se na forma particulada (AZAM; CHO, 1987), possibilitando a sua assimilação pelo fitoplâncton, que possui capacidade de absorver os nutrientes inorgânicos dissolvidos como:

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nitrogênio (N), fósforo (P) e silício (Si) e os transformam em matéria orgânica particulada viva, que serve de base para toda a cadeia trófica destes ambientes.

Em algumas áreas, incluindo a região costeira, o escoamento das águas continentais ou a subida de águas profundas podem fornecer altas quantidades de determinados nutrientes (ZEHR; WARD, 2002), e por vezes a carência de outros. As diferenças no balanço químico destes nutrientes no ambiente observado através da razão estequiométrica Si:N:P, 16:16:1 estabelece qual nutriente esta agindo como fator limitante para a produtividade primária (STATHAM, 2012).

Atualmente tem-se discutido como esta razão molar tem sido modificada, mediante as entradas antropogênicas que atingem as plataformas continentais e oceanos (JUSTIC et al., 1995; JICKELLS, 1998; JARVIE et al., 2012; STATHAM, 2012). Um dos principais fatores apontados como responsáveis por essas alterações é o aumento da densidade demográfica que leva não apenas a ocupação das regiões ribeirinhas, mas também a um aumento nas atividades agrícolas e industriais que contribuem para as modificações entre as razões Si:N:P e o aumento das concentrações de nutrientes (JARVIE et al., 2012) carreados através do continuum estuário–plataforma, decorrentes de altas descargas fluviais, promovido por elevadas precipitações pluviométricas, e de regimes de ventos que promovem a distribuição de nutrientes no ambiente (NIELSEN et al., 1995; MANN; LAZIER, 1996). Esta alteração na proporção dos nutrientes transportados para o mar tem modificado as estruturas das teias alimentares, o estabelecimento das comunidades biológicas, bem como a manutenção das taxas de produtividade desses ambientes (PAERL, 2009).

As regiões estuarinas funcionam como reatores químicos, onde ocorrem processos como: adsorção e dessorção dos nutrientes para o sedimento, perdas de espécies gasosas de N e P, via processos reações de oxido-redução, devido a sua dinâmica, associada à circulação dos rios, misturas com a água do mar, atuação de ventos e ondas, bem como o balanço biogeoquímico de nutrientes e atividades biológicas (PAERL, 2009; DOLGOPOLOVA; ISUPOVA, 2010; DURR et al., 2011). O ambiente estuarino, também funciona como um sitio de estocagem de nutrientes suspenso a ser futuramente disponibilizado para a região costeira (OVALLE et al., 1999; CUNHA; MARCO, 2005).

Por considerar a região estuarina e a plataforma continental, ambientes de elevada importância, e por apresentarem vias de conexão que refletem na dinâmica

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dos mesmos, este estudo, propõe caracterizar as variáveis físicas, químicas, nutrientes inorgânicos dissolvidos e a biomassa fitoplanctônica no continuum do estuário à quebra da plataforma continental.

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2 OBJETIVOS

2.1 Objetivo geral

Avaliar a influência do aporte fluvial e a intrusão da Água Tropical (AT) na concentração de nutrientes e biomassa fitoplanctônica no continuum estuário externo- plataforma continental.

2.2 Objetivos específicos

 Determinar a concentração dos nutrientes inorgânicos dissolvidos (N-amoniacal, nitrato, fosfato e silicato) do continuum, durante 1 ano.

 Determinar a biomassa fitoplanctônica no continuum estuário externo-plataforma continental.

 Estimar o aporte de nutrientes através do estuário do Rio Cachoeira para a plataforma.

 Relacionar a influência da intensidade dos ventos e o aporte continental nas variáveis físicas e químicas das massas de água, no continuum estuário-plataforma continental.

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3 MATERIAL E MÉTODOS

3.1 Área de estudo

A área de estudo compreende desde a porção média do estuário do Rio Cachoeira até o talude da plataforma continental adjacente a Ilhéus, BA (14°42‟15.20”S a 30°01‟40.09”O), uma das áreas que apresentam plataformas continentais mais estreitas (8 a 280 km.) na região da Plataforma Continental Leste Brasileira (PCLB) (Figura 1).

No período de abril a setembro, a plataforma continental apresenta maior influência dos ventos alísios de Sudeste, que favorecem a dinâmica de circulação na plataforma continental em direção ao Norte. No período de outubro a março, esta dinâmica muda, devido aos ventos alísios de Nordeste (NE) que se direcionam para o Sul do Brasil. Estes padrões de frentes de onda E e NE influenciam a dinâmica na coluna d„agua, ressuspendendo material de fundo de até 20m e os padrões de frentes de onda E e SE influenciam até 35m (BITTENCOURT et al., 2000).

A plataforma continental na área estudada é inclinada, com forte gradiente batimétrico ao norte em relação à foz do estuário do Rio Cachoeira, com isóbatas quase paralelas entre si e em relação à costa. Além disso, apresenta gradiente batimétrico mais suave e isóbatas com contornos irregulares mais ao sul (APOLUCENO, 1998). A plataforma nesta região é estreita, apresentando cerca de 15km de extensão, com uma quebra bastante abrupta. A plataforma continental localizada em frente a foz do Rio Cachoeira, encontra-se próximo a foz do Rio Almada e há alguns quilômetros de distância de outros rios como o Rio de Contas e o Rio Pardo de vazões mais elevadas.

O estuário do Rio Cachoeira possui uma área de drenagem de 4,6 km2 (BAHIA, 2011) e uma cobertura de mangue de 13 km2 (SOUZA, 2005). As maiores vazões ocorrem de novembro a maio, quando a média da descarga fluvial é de 24,1m3/s-1, com regime de maré semi-diurno, com dois ciclos, enchente e vazante, em um período de 24h, atingindo uma amplitude máxima de 2,4m.

O maior aporte de nutrientes para a plataforma ocorre na época do ano que apresenta os maiores índices pluviométricos e vazão do Rio Cachoeira, devido ao aumento de nutrientes oriundos da bacia de drenagem. Além disso, bancos de macrófitas aquáticas (e.g. Eichhornia crassipes) são transportadas via estuário para

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a plataforma continental interna, onde sofrem decomposição, liberando grande quantidade de matéria orgânica e nutrientes inorgânicos (SOUZA, 2005; SILVA, 2012).

(23)

23 Figu ra 1 L o ca liza çã o dos p o n to s de co le ta (1 e 2 ) p a rte ex te rna do e stu á ri o do Rio Cac h o e ir a , (3,4 e 5) p lat a fo rm a int e rna e (6, 7 e 8) p lat a fo rm a e xte rna a d ja ce n te ao m u n icíp io de Il h é u s -B a h ia.

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3.2 Atividades de campo

Campanhas mensais foram realizadas, com início em agosto de 2010 e término em setembro de 2011, totalizando 11 coletas em 8 pontos. Os pontos 1 e 2, representam a parte externa do estuário com profundidade de 1 e 10m respectivamente , os pontos 3, 4 e 5 a parte interna da plataforma com profundidade respectivas de 8, 20 e 32m e os pontos 6, 7 (quebra) e 8 (talude) a parte externa da plataforma com profundidades de 42, 65 e maiores que 1000.

Os meses de novembro de 2010, junho e julho de 2011 não apresentaram condições favoráveis para a saída de campo.

Para coleta da água, utilizou-se garrafa de 10L confeccionada em PVC e bronze. As amostras foram armazenadas em frascos de polietileno previamente lavados com HCl 50% e água destilada, e mantidas em isopor com gelo durante transporte até o laboratório.

Em campo, foram medidos os parâmetros físicos e químicos (pH, temperatura, salinidade e oxigênio dissolvido) utilizando-se uma sonda (YSi 6920 V2 e Manta) e transparência, usando disco de Secchi.

3.3 Análises químicas

Em laboratório, as amostras foram filtradas em filtro de fibra de vidro (0,7µm), pré-calcinados à 450ºC e, após a filtração, foram reservadas alíquotas de 100 mL para análise de nutrientes inorgânicos (N-amoniacal, nitrato, fosfato e silicato) que foram imediatamente congeladas para análises posteriores. Alíquotas foram reservadas também para análise de Matéria Orgânica Colorida Dissolvida (MOCD). A fluorescência da MOCD (excitação 350/80 nm; emissão 410-450 nm) foi medida utilizando-se um fluorimetro Trilogy (Turner Designs), com módulo ótico com LED de 365 nm. A fluorescência da MOCD não foi calibrada com um padrão primário (sulfato de quinina), sendo expressa como unidade relativa de fluorescência, configurado a absorção de luz ultravioleta UV e emissão de luz azul visível, modulo (P / N: 7200-041), apresentando mínimo de detecção de 0,1ppb.

Os filtros foram pesados antes da filtração e após a filtração, foram secos em estufas a 60°C e pesados para posterior análise do total de sólidos em suspensão

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25

(TSS). Já os filtros utilizados para análise de clorofila-a, foram armazenados em freezer a -4°C e protegidos da luz até a análise.

A concentração dos nutrientes inorgânicos dissolvidos (N-amoniacal, nitrato, fosfato e silicato) foi determinada por espectrofotometria segundo o método de Grasshoff et al. (1983). A biomassa fitoplanctônica foi estimada através da concentração de clorofila-a determinada por fluorímetria (WELSCHMEYER, 1994), utilizando-se um fluorímetro Turner Designs modelo Trilogy, usando o módulo Clorofila–a não acidificada (Chl-a NA).

3.4 Aquisição dos dados

Os dados de descargas pluviais foram obtidos através do banco de dados da Agência Nacional de Águas (ANA), através do sistema de informações hidrológicas HIDROWEB.

Os dados de direção de ventos foram obtidos por Araujo, 2012 (dados não publicados), referente à atividade realizadas nos mesmos meses de amostragem do presente trabalho.

A densidade da água foi calculada a partir dos dados de temperatura e salinidade nos meses amostrados com o programa CO2SYS.EXE (LEWIS; WALLACE, 1998).

3.5 Fluxos de nutrientes

Os fluxos de nutrientes foram calculados com base no trabalho de Beusekom; Jonge (1998), para avaliar o aporte fluvial de nutrientes, a retenção/liberação dos nutrientes no estuário e as trocas com o mar, de acordo com as fórmulas abaixo:

 Entrada Fluvial

Rco = R. Co

Onde:

R= Descarga fluvial (x 108 m3mês)

(26)

 Liberação/retenção no estuário

L = Fr - Fe Onde:

L (-) = o estuário age como fonte do nutriente L(+) = o estuário age como sumidouro do nutriente

Fr = Fluxo do rio (mmol. mês-1)

Fe = Trocas com o mar (fluxo exportado do estuário para o mar ou importado do mar para estuário) (mmol. mês-1)

Fe (-) = o estuàrio está importando o nutriente do mar Fe (+) = o estuário está exportando nutriente para o mar

 Trocas com o mar

Onde:

F = fluxo de nutrientes dissolvidos do estuário (mmol . mês-1); R = Descarga fluvial (10x m3 mês);

ce = concentração média de nutriente na boca do estuário (mmol . m-3); se = salinidade média na boca do estuário;

cmar = concentrações médias de nutriente no mar (mmol . m-3); smar = salinidade média no mar.

c = (cmar+ ce)/2 s = (smar + se)/2

Os percentuais de trocas para o mar e de retenção/liberação no estuário foram calculados em relação ao aporte fluvial (100%)

(27)

27

3.6 Análise dos dados

Foi realizada uma análise estatística descritiva (mínimo, máximo, média, desvio padrão) dos dados de transparência (Secchi), temperatura, salinidade e nutrientes inorgânicos dissolvidos (N-amoniacal, nitrato, fosfato e silicato), MOCD, pH e densidade. Para avaliar as relações entre as variáveis (secchi, transparência, salinidade, oxigênio dissolvido, MOCD, N-amoniacal, nitrato, fosfato, silicato e pH),abióticas gerou-se uma Análise de Componentes Principais (ACP), com base em uma matriz de correlação, utilizando-se o programa PAST.

(28)

4 RESULTADOS

4.1 Variáveis ambientais

4.1.1 Vazão

As maiores vazões do Rio Cachoeira (Figura 2) ocorreram nos meses de dezembro de 2010, março, abril, maio e agosto de 2011, sendo registradas no mês de abril e maio, as maiores descargas durante o período estudado.

Figura 2 : Vazão diária da vazão do Rio Cachoeira no período de agosto de 2010 a setembro de 2011 (estação 53180000). As setas indicam as datas das coletas. Fonte: Agência Nacional de Águas.

(29)

29

4.1.2 Ventos

Ventos do quadrante sudeste, de intensidade menor ou igual a 8m·s-1, predominaram durante os cinco dias anteriores às coletas em todos os meses amostrados. Os ventos de direção nordeste foram predominantes apenas nos meses de dezembro de 2010 e agosto de 2011 (Tabela 1).

Tabela 1 - Direção e intensidade dos ventos resultantes dos cincos dias próximos à coleta no período de agosto de 2010 a setembro de 2011, com intensidade: baixa (< 3 m/s), moderada (3,0 a 6,0 m/s) e forte (≤ 7m/s).

Mês / ano Direção resultante Intensidade

Agosto de 2010 Sudeste e Sul Forte

Setembro de 2010 Sudeste e Sul Moderada

Outubro de 2010 Sudeste Moderada

Dezembro de 2010 Nordeste Moderada

Janeiro de 2011 Leste e Nordeste Fraco Fevereiro de 2011 Leste e Sudeste Moderada

Março de 2011 Sudoeste Forte

Abril de 2011 Sudoeste Forte

Maio de 2011 Sudoeste Forte

Agosto de 2011 Nordeste Forte

Setembro de 2011 Sudeste Forte

4.1.3 Relação entre temperatura e salinidade na superfície da água

Observa-se na relação da temperatura e salinidade na superfície da água (T-S) uma maior influência da AT nos meses de agosto, setembro, outubro, dezembro de 2010 e em fevereiro de 2011, e o predomínio da AT no mês de abril do mesmo ano.

A AC e a AT estiveram presentes na plataforma continental interna nos meses de janeiro, março, agosto e setembro de 2011. Porém, no mês de maio de 2011, a plataforma continental apresentou apenas características de AC, e o mês de agosto de 2010 foi o único, durante o período de estudo, em que registrou-se temperatura baixa e salinidade mais elevada.

(30)

33 34 35 36 37 38 39 18 20 22 24 26 28 Te m pe ra tu ra ( C °) Agosto 2010 Janeiro 2011 AT AC 33 34 35 36 37 38 39 18 20 22 24 26 28 AT AC Fevereiro 2011 Setembro 2010 33 34 35 36 37 38 39 18 20 22 24 26 28 Março 2011 Outubro 2010 AC AT 33 34 35 36 37 38 39 18 20 22 24 26 28 H Abril 2011 Dezembro 2010 AC AT 33 34 35 36 37 38 39 18 20 22 24 26 28 Te m pe ra tu ra ( C °) Maio 2011 33 34 35 36 37 38 39 18 20 22 24 26 28 Agosto 2011 33 34 35 36 37 38 39 18 20 22 24 26 28 Setembro 2011 33 34 35 36 37 38 39 18 20 22 24 26 28 33 34 35 36 37 38 39 18 20 22 24 26 28 Te m pe ra tu ra (C °) Salinidade 33 34 35 36 37 38 39 18 20 22 24 26 28 Salinidade 33 34 35 36 37 38 39 18 20 22 24 26 28 Salinidade

Figura 3 – Distribuição da temperatura e salinidade nas amostras coletadas no período de agosto de 2010 a setembro de 2011 na plataforma continental de Ilhéus (pontos 3-8). A linha vertical destaca a salinidade 36 separando a AC (S < 36) da AT (S >36).

4.1.4 Parâmetros físicos e químicos

As menores transparências ocorreram na região externa do estuário do Rio Cachoeira (REE), com valores entre 0,4 a 1,4 m. Por outro lado, os maiores valores (13 a 36 m) foram encontrados na plataforma continental externa adjacente a Ilhéus (PCE). Na plataforma continental interna (PCI) a transparência variou entre 0,6 e 26m (Tabela 2).

A salinidade foi crescente do REE a PCE, chegando a atingir o máximo de 36 na REE. Na PCI e a PCE, a salinidade variou de 34 a 37 e 36 a 38, respectivamente (Tabela 2). Os valores da temperatura não exibiram muita diferença entre a REE (24 – 29°C) (Tabela 2) em relação à PCI (24 – 28°C), e a PCE (25 – 29°C).

As menores concentrações de oxigênio dissolvido (OD) foram registradas no REE, com mínimo de 4,2 mg L-1 e máximo de 8,2 mg L-1. Os valores de OD da PCI e

(31)

31

PCE variaram de 4,9 a 8,2 mg L-1 e de 4,9 a 7,9 mg L-1,respectivamente. A REE, PCI e PCE exibiram uma média percentual baixa de saturação de oxigênio dissolvido (OD%), com valores de 58 a 119% na REE, 77,4 a 121% na PCI e 77 a 119 % na PCE (Tabela 2).

A REE apresentou as menores densidades da água (1.000 a 1.023 Kg m-3) em relação à PCI (1.021 a 1.026 Kg m-3) e PCE (1.022 a 1.025 Kg m-3). O mesmo comportamento foi observado para o pH na REE (7,4 a 8,5) em relação à PCI (8,1 a 8,6) e PCE (8,2 a 8,6) (Tabela 2).

Os valores de TSS decresceram da REE a PCE, com mínimo de 5,2 e máximo de 161 mg L-1 na REE; 0,2 a 95 mg L-1 na PCI e 0,1 a 20 mg L-1 na PCE. O mesmo ocorreu com os valores de MOCD, com 1.677 a 19.176 na REE, 500 a 5.286 na PCI e 442 a 2.914 na PCE (Tabela 2).

(32)

Tab e la 2 – V a lores m é d ios d a s v a ri á ve is a m b ien ta is (tr a n sp a rê n cia, sa lin ida d e , te m p e ratu ra , c o n ce n traçã o de o xigê n io d issolvido , p e rcen tu a l de o xigê n io d issolvid o , ρ H2 O, p H, TSS , CD OM. M é d ia ± Desvio p a d rã o , m ín im o e m á xim o e n tre p a rên te se . V a ri á ve is a m b ien ta is na reg iã o e xte rna do e stu á ri o REE (R io Cach o e ir a de Ilh é u s -B a h ia), na p lat a fo rm a co n tin e n ta l int e rna P CI e na p lat a fo rm a c o n tin e n ta l e x te rna P CE a d jace n te a Il h é u s , no p e río d o de a g o st o de 2 0 1 0 à se te m b ro de 2 0 1 1 . M OCD _URF 5 8 8 1 ±5 4 0 3 1 6 7 7 -1 9 1 7 6 1 6 4 1 ±8 1 6 (50 0 -5 2 8 6 ) 1 4 3 3 ±5 3 4 (44 2 -2 9 1 4 ) REE (n= 2 2 ); P CI (n= 3 3 ); P CE (n= 3 3 ). n= n u m e ro a m o stral. S a l= sa lin ida d e . T= Tem p e ratu ra . OD= Oxig ê n io d issolvido . OD%= P e rcen tu a l de o xigê n io d iss o lvi d o sa tu ra d o .  = d e n si d a d e da á g u a . TSS = Tot a l de só lid o s em su sp e n sã o . CD OM= M a té ri a o rgâ n ica co lori d a d issolvida ; URF = u n ida d e de refe rên cia flu o ri m é trica. TSS (mg.L -1) 2 7 ±3 2 5 ,2 -1 6 1 1 4 ±1 9 (0,2 -95) 3 ,5 ±3 ,9 (0,1 -20) pH 8 ±0 ,3 (7,4 -8 ,5 ) 8 ,3 ±0 ,1 (8,1 -8 ,6 ) 8 ,3 ±0 ,1 (8,2 -8 ,6 )     Kg . m -3 1 0 1 5 ±7 ,7 (10 0 0 -1 0 2 3 ) 1 0 2 4 ±1 ,1 (10 2 1 -1 0 2 6 ) 1 0 2 4 ±0 ,9 (10 2 2 -1 0 2 5 ) OD _(%) 7 9 ±1 4 (58 -119) 9 7 ±1 1 (77 -121) 9 7 ±1 2 (77 -119) OD (mg.L -1) 5 ,4 ±0 ,9 (4,2 -8 ,2 ) 6 ,3 ±0 ,8 (4,9 -8 ,2 ) 6 ,2 ±0 ,8 (4,9 -7 ,9 ) T (° C) 2 6 ±1 ,3 (24 -29) 2 6 ±1 ,1 (24 -28) 2 7 ±1 ,1 (25 -29) S a l. 2 5 ±1 0 (3,6 -36) 3 6 ±0 ,9 (34 -37) 3 7 ±0 ,6 (36 -38) S E CC HI (m) 0 ,9 ±0 ,2 (0,4 -1 ,4 ) 7 ±7 (0,6 -26) 2 3 ±7 (13 -36) REE PCI PCE

(33)

33

4.2 Nutrientes e clorofila

4.2.1 Variação espacial

As concentrações de fosfato, N-amoniacal, nitrato, silicato e clorofila-a foram mais altas nos pontos 1 e 2 (P1 e P2) durante todo o período de estudo, decrescendo da REE para a PCE (Figura 4). As variáveis fosfato, nitrato e clorofila-a exibiram o mesmo comportamento dos pontos 5 ao 8 (P5 a P8) (Figura 4a, 4c e 4e, respectivamente). Já as concentrações de N-amoniacal exibiram diferenças dos pontos P3 ao P8, sendo o P4 o local de menor concentração deste nutriente (Figura 4b). As concentrações de N-amoniacal e de silicato (Figura 4d) variaram do P3 ao P8. Para silicato, os valores no P6 foram mais baixos do que nos outros pontos, enquanto que P7 apresentou concentração mais elevada que P6 e P8 (Figura 4d).

Figura 4 – Concentrações de N-amoniacal, nitrato, fosfato, silicato e clorofila-a entre a porção externa do estuário do Rio Cachoeira (pontos 1 e 2) à quebra da plataforma continental de Ilhéus (pontos 7-8) no período de agosto de 2010 à setembro de 2011; A barra vertical , representa o mínimo e o máximo, os retângulos maiores representam 25% e 75% das amostras, os retângulos menores representam a mediana. P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 PO 4 -3 (µ m o l. L -1 ) P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 0 5 10 15 20 25 30 35 NH 4 + (µ m o l. L -1 ) P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 0 5 10 15 20 25 30 35 NO 3 - (µ m o l. L -1 ) P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 0 40 80 120 160 200 H3 S iO 4 - ( µ m o l. L -1) P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 0 5 10 15 20 25 30 C lo ro fi la -a ( µ g .L -1)

a)

)

b)

c)

d)

e)

(34)

4.2.2 Variação Temporal

As concentrações de N-amoniacal na REE atingiram valores mais elevados em dezembro de 2010 seguido de um declínio até agosto de 2011. Já as concentrações de nitrato foram mais baixas nos meses de janeiro, fevereiro e março de 2011 (Figura 5).

Nas estações da PCI e PCE as concentrações de N-amoniacal estiveram abaixo do limite de detecção do método entre os meses de março e setembro de 2011, período em que as concentrações do nitrato passaram a ser detectadas, havendo assim a predominância deste nutriente.

Os valores de silicato e fosfato também foram mais elevados na REE que na plataforma continental, na qual as concentrações destes nutrientes foram mais elevadas nos meses de dezembro de 2010 e maio de 2011, e mais baixas no período entre janeiro e abril de 2011 (Figura 6).

Os valores de clorofila-a foram também elevados na REE, principalmente nos meses de setembro, outubro e dezembro de 2010 em relação à plataforma. A PCI apresentou concentrações mais altas de clorofila-a do que a PCE. Na PCI e PCE, as maiores concentrações ocorreram no mês de maio de 2011 (Figura 7).

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35 Figu ra 5 – V a ri a ç ã o te m p o ral das co n c e n tr a ç õ e s de N -a m o n ia ca l e n itr a to , na p o rç ã o e xte rna do e st u á ri o do Rio Cach o e ir a (po n to s 1 e 2 ), na p a rt e int e rn a da p la ta fo rm a co n tin e n ta l (p o n to s 3, 4 e 5) e na p a rte e x te rna da p la ta fo rm a c o n tin e n ta l de Ilh é u s (p o n to s 6, 7 e 8 ), no p e río d o de a g o sto de 2 0 1 0 a se te m b ro de 2 0 1 1 .

(36)

Figu ra 6 – V a ri a çã o t e m p o ral das co n c e n tr a çõ e s de sli ca to e fo s fa to , na p o rção e x te rn a do e stu á ri o do Rio Cach o e ir a (po n to s 1 e 2 ), na p a rt e int e rna da p lat a fo rm a co n tin e n ta l (p o n to s 3, 4, 5) e na p a rte e xte rn a da p lat a fo rm a c o n ti n e n ta l de Ilh é u s ( p o n to s 6, 7, 8 ), no p e río d o de a g o sto de 2 0 1 0 a se te m b ro de 2 0 1 1 . A q u e b ra no g ráfico do sil icat o fo i de 60 a 1 0 0 e a q u e b ra do g rá fico do f o sfa to f o i de 1 a 1 ,5 .

(37)

37 Figu ra 7 – V a ri a çã o te m p o ral das co n c e n traç õ e s de cloro fila -a , na p o rção e xt e rna do e stu á ri o do Rio Cach o e ir a (po n to s 1 e 2 ), na p a rte in te rna da p lat a fo rma co n tin e n ta l (po n to s 3, 4 e 5) e na p a rte e x te rna da p lat a fo rm a co n tin e n ta l de Ilh é u s (po n to s 6, 7 e 8 ), no p e ríod o de a g o sto de 2 0 1 0 a se te m b ro de 2 0 1 1 , a q u e b ra do g ráfic o fo i em 6 e 8

(38)

4.2.2.1 Formas nitrogenadas

Em relação aos compostos nitrogenados analisados, o N-amoniacal foi a forma predominante entre agosto de 2010 e março de 2011 atingindo 100%, sobretudo do ponto 3 ao 8. Observou-se que no período de março a maio de 2011, em alguns pontos da plataforma continental, o percentual de N-amoniacal e o nitrato foram muito baixos. Já no período de agosto e setembro de 2011, a plataforma continental evidenciou uma inversão das formas nitrogenadas, N-amoniacal para nitrato (Figura 8).

(39)

39

Figura 8 – Percentual das formas nitrogenadas dissolvidas: N-amoniacal (representada pela cor preta), nitrato (representado pela cor cinza), na porção externa do estuário do Rio Cachoeira (pontos 1 e 2) à quebra da plataforma continental de Ilhéus (pontos 3-8) no período de agosto de 2010 à setembro de 2011. 1 2 3 4 5 6 7 8 0 20 40 60 80 100

(NID %

)

Nitrato Nitrito Amônia Agosto 2010 Setembro 2010 Outubro 2010 Dezembro 2010 Janeiro 2011 Fevereiro 2011 1 2 3 4 5 6 7 8 0 20 40 60 80 100

(NID %

)

1 2 3 4 5 6 7 8 0 20 40 60 80 100

(NID %

)

1 2 3 4 5 6 7 8 0 20 40 60 80 100

(NID %

)

1 2 3 4 5 6 7 8 0 20 40 60 80 100

(NID %

)

1 2 3 4 5 6 7 8 0 20 40 60 80 100

(NID %

)

Pontos 1 2 3 4 5 6 7 8 0 20 40 60 80 100 (NI D % ) Nitrato Nitrito Amônia 1 2 3 4 5 6 7 8 0 20 40 60 80 100 (NI D % ) 1 2 3 4 5 6 7 8 0 20 40 60 80 100 (NI D % ) Março 2011 Abril 2011 Maio 2011 Agosto 2011 Setembro 2011 1 2 3 4 5 6 7 8 0 20 40 60 80 100 (NI D % ) 1 2 3 4 5 6 7 8 0 20 40 60 80 100 (NI D % ) Pontos 0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10 Y Axi s T itle X Axis Title % (1)

(40)

4.2.2.2 Razão NID:PID:SiD

Durante todo o estudo a razão NID:PID foi menor que 16:1. Os valores desta razão foram menores na região estuarina do que na plataforma continental. Razões maiores que 16:1 foram obtidas nos meses de janeiro, fevereiro, março, agosto e setembro de 2011, com exceção do mês de março do mesmo ano, período em que os valores elevados ocorreram apenas na plataforma continental externa (Figura 9).

Já os valores de SiD:PID foram elevados nas duas regiões da plataforma continental, com exceção dos meses de agosto e setembro de 2011, em que foram obtidas razões mais baixas que 16:1 (Figura 9). As razões de SiD:NID foram semelhantes às razões de SiD:PID na plataforma continental, sendo que no mês de fevereiro os valores foram relativamente baixos (Figura 9).

Figura 9 – Razão molar NID:PID, NID:SID e SID:PID no Estuário do Rio Cachoeira (pontos 1 e 2), plataforma Continental Interna (pontos 3 a 5) e plataforma externa (pontos 6, 7 e 8).

(41)

41

4.3 Fluxos de Nutrientes

Não foi observada importação de nutrientes do mar para o estuário (Fe < 0). O estuário apresentou-se como sumidouro de N-amoniacal durante todo o período de amostragem (com exceção dos meses de outubro de 2010, abril e agosto de 2011), retendo entre 5 e 70% deste nutriente de origem fluvial. No período de outubro de 2010, abril e agosto de 2011, o estuário comportou-se como fonte de N-amoniacal, contribuindo com uma carga maior deste nutriente para a plataforma do que a quantidade que foi recebida pelo rio. Deste modo, o estuário liberou para o mar 78,%, 12% e 27% de N-amoniacal nos meses de outubro de 2010, abril e agosto de 2011, respectivamente. Além disso, no mês de outubro, a exportação para o mar atingiu 178%, quase que o dobro do que entrou pelo rio. (Tabela3; Figura 10).

De um modo geral, o estuário apresentou-se mais como fonte de nitrato para o sistema marinho costeiro adjacente, liberando (valores negativos) de 2 a 204% do que foi importado do rio. Valores positivos entre 10% a 43% foram observados quando o estuário agiu como sumidouro deste nutriente. As trocas com o mar apresentaram, durante quase todo o período de estudo, percentuais maiores que 100%, ou seja, o estuário exportou para o sistema adjacente todo o material que importou do rio, mais o que foi produzido pelo mesmo (Tabela 4) (Figura 11).

Cerca de 93% do fluxo de fosfato foi retido no estuário nos meses de agosto e dezembro de 2010, fevereiro, março, abril, maio e agosto de 2011. O sistema agiu como fonte deste nutriente, produzindo 198% no mês de janeiro e 45% no mês de setembro de 2011. Durante o período de estudo o estuário exportou mais de 70% do fosfato que entrou pelo rio, exceto no mês de fevereiro e maio de 2011, em que a exportação foi de apenas 17 e 7% respectivamente (Tabela 5; Figura 12).

O estuário reteve de 19 a 68% do silicato proveniente do rio. No período de agosto de 2010, janeiro, abril e maio de 2011, as trocas com o mar foram superiores a 100%, isto é, além do que foi importado pelo rio, a zona costeira ainda recebeu o que foi produzido dentro do próprio estuário (Tabela 6; Figura 13). Porém, quando o estuário agiu como fonte, os percentuais de liberação foram de 4% a 208%, sendo que nos meses de janeiro, abril, maio e agosto de 2011 o estuário apresentou uma troca com o mar superior ao que entrou no sistema via rio.

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Tabela 3 – Aporte fluvial do N-amoniacal, trocado com o mar e retido/ou liberado no estuário do Rio Cachoeira entre agosto de 2010 e setembro de 2011. Valores negativos representam fluxo não conservativo (liberação) ou entradas na região estuarina.

Período Trocas com

o mar

Retirado / liberado no estuário

Maior vazão dez/10 94% 6%

mar/11 54% 46%

abr/11 112% -12%

mai/11 95% 5%

Menor vazão ago/10 66% 34%

set/10 45% 55%

out/10 178% -78%

jan/11 61% 39%

fev/11 32% 68%

ago/11 127% -27%

Figura 10 – Fluxo do N-amoniacal, no período de agosto de 2010 a setembro de 2011. a) entrada fluvial; b) retidas ou liberadas no Rio Cachoeira; c) fluxo do N-amoniacal do estuário com o mar. Valores negativos representam fluxo não conservativo (liberação) ou entradas na região estuarina.

ago set out nov dez jan fev mar abr mai jun jul ago set

0 6 12 18 NH 4 + x 10 8 mm ol mês -1

-6 0 6 12 18 NH 4 + x 10 8 mm ol mês -1

0 6 12 18 NH 4 + x 10 8 mm ol mês -1 Entrada Fluvial Retenção e Liberação

Trocas com o mar a)

b)

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43

Tabela 4 – Aporte fluvial do nitrato, trocado com o mar e retido/ou liberado no estuário do Rio Cachoeira entre agosto de 2010 e setembro de 2011. Valores negativos representam fluxo não conservativo (liberação) ou entradas na região estuarina.

Período Trocas com

o mar

Maior vazão dez/10 102% -2%

mar/11 72% 28%

abr/11 89% 11%

mai/11 106% -6%

Maior vazão ago/10 57% 43%

set/10 136% -36% out/10 304% -204% jan/11 138% -38% fev/11 144% -44% ago/11 90% 10% set/11 79% 21%

Figura 11 – Fluxo do nitrato no período de agosto de 2010 a setembro de 2011. a) entrada fluvial; b) retidas ou liberadas no Rio Cachoeira; c) fluxo do nitrato do estuário com o mar. Valores negativos representam fluxo não conservativo (liberação) ou entradas na região.

0 6 12 18 24 30 36 NO - x10 3 8 mm ol mês -1

-60 6 12 18 24 30 36 NO - x 3 10 8 mm ol mês -1

0 6 12 18 24 30 36 NO - x 3 10 8 mm ol mês -1 a) b) c) Entrada Fluvial Retenção e Liberação

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Tabela 5 – Aporte fluvial do fosfato, trocado com o mar e retido/ou liberado no estuário do Rio Cachoeira entre agosto de 2010 e setembro de 2011. Valores negativos representam fluxo não conservativo (liberação) ou entradas na região estuarina.

Período Trocas com o mar

Retido / liberado no estuário

Maior Vazão dez/10 72% 28%

mar/11 83% 17%

abr/11 64% 36%

mai/11 8% 92%

Menor Vazão ago/10 90% 10%

set/10 112% 12% out/10 105% 5% jan/11 298% -198% fev/11 17% 83% ago/11 88% 12% set/11 145% -45%

Figura 12 – Fluxo do fosfato, no período de agosto de 2010 a setembro de 2011. a) entrada fluvial; b) retidas ou liberadas no Rio Cachoeira; (c) fluxo do fosfato no estuário do Rio Cachoeira com o mar. Valores negativos representam fluxo não conservativo (liberação) ou entradas na região estuarina.

0 6 12 18 24 30 36 PO 4 -3 x 10 8 mm ol mês -1

-60 6 12 18 24 30 36 PO 4 -3 x 10 8 mm ol mês -1

0 6 12 18 24 30 36 PO 4 -3 x 10 8 mm ol mês -1 a) b) c) Entrada Fluvial Retenção e Liberação

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45

Tabela 6 – Aporte fluvial do silicato, trocado com o mar e retido/ou liberado no estuário do Rio Cachoeira entre agosto de 2010 e setembro de 2011. Valores negativos representam fluxo não conservativo (liberação) ou entradas na região estuarina.

Período Trocas com

o mar

Maior Vazão dez/10 81% 19%

mar/11 40% 60%

abr/11 104% -4%

mai/11 308,% -208%

Menor vazão ago/10 174% -74%

set/10 34% 66% out/10 77% 23% jan/11 163% -63% fev/11 70% 30% ago/11 68% 32% set/11 56% 44%

Figura 13 – Fluxo do silicato no período de agosto de 2010 a setembro de 2011. a) entrada fluvial; b) retidas ou liberadas no Rio Cachoeira; c) fluxo do silicato no estuário do Rio Cachoeira com o mar. Valores negativos representam fluxo não conservativo (liberação) ou entradas na região estuarina.

0 20 40 60 80 100 H 3 SO 4 - x10 8 mm ol mês -1

-120-80 -400 40 80 120 H 3 SO 4 - x10 8 mm ol mês -1

0 20 40 60 80 100 H 3 SO 4 - x10 8 mm ol mês -1 b) c) a) Entrada Fluvial Retenção e Liberação

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5.DISCUSSÃO

O continuum estuário do Rio Cachoeira–plataforma continental apresentou características diferentes de distribuição de nutrientes e biomassa fitoplanctônica. Estas diferentes características de distribuição são devidas a própria dinâmica local. Por ser uma plataforma continental estreita, a declividade deste ambiente favorece a ressuspensão de nutrientes na região externa da plataforma. Outra forte contribuição para a região de estudo foi a alternância de descargas fluviais oriundas do estuário do Rio Cachoeira e/ou de outros diferentes contribuintes de maior aporte, próximos a área de estudo.

5.1 Fluxo de nutrientes

O fluxo não conservativo e a exportação de nutrientes do estuário do Rio Cachoeira para a plataforma continental não foram condicionados apenas à alternância entre elevadas descargas fluviais e períodos de estiagem, pois em períodos secos também apresentaram elevadas exportações.

A penetração, tanto da água doce, quanto de águas de maior salinidade na região estuarina, permite interações neste sistema tais como a deposição e/ou modificação do nutriente no estuário, ou o seu transporte para a região adjacente. Estes processos influenciam o funcionamento e a produtividade primaria do ecossistema (GARNIER et al., 2010; ROMERO et al., 2007).

As altas descargas fluviais podem ter contribuído para uma elevada liberação e exportação do N-amoniacal para o mar, nos meses de abril e agosto de 2011. A lixiviação da bacia de drenagem pode ter permitido um grande transporte de nutrientes para o sistema marinho. Sigleo; Frick, (2007) também encontraram na Baía Tillamook, elevadas concentrações de N-amoniacal em período de maior fluxo do rio. Segundo esses autores, o N-amoniacal foi acumulado no rio, sendo que as elevadas concentrações deste nutriente ocorreram devido a um maior tempo de residência da água. Silva (2012) também observou no estuário do Rio Cachoeira no mesmo período deste estudo, que nos períodos mais secos, havia uma maior concentração de nutrientes, originados da decomposição de material particulado autóctone e alóctones na área.

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Processos internos de remineralização da matéria orgânica ou denitrificação podem ocasionar a formação de N-amoniacal no estuário, como observado em outubro de 2010. Assim, mesmo sob baixa vazão, houve um elevado percentual de exportação do N-amoniacal para a plataforma.

A elevada retenção de N-amoniacal no estuário nos meses de setembro de 2010 e fevereiro de 2011 pode estar relacionada a uma maior assimilação por organismos fitoplanctônicos, ou a processos de nitrificação e/ou imobilização do N-amoniacal. A remoção pode ocorrer por vias de óxido-redução com metais, tais como Fe e Mn, assim como sulfetos e sulfatos (HUTLH et al., 2004).

A degradação de elevadas quantidades de matéria orgânica despejadas nesse ambiente libera N-amoniacal, que com a dinâmica de movimentação das ondas de maré e consequente oxigenação da água, favorecem os processos de nitrificação. As elevadas trocas de nitrato do estuário com o mar, principalmente no mês de outubro de 2010, podem estar associadas a processos de nitrificação ocorridos dentro do próprio estuário. Além disso, os elevados percentuais de nitrato e N-amoniacal no estuário do Rio Cachoeira, principalmente nos meses de verão, (janeiro de 2011) ocorreram devido a uma maior quantidade de efluentes domésticos originados por uma maior densidade de pessoas na cidade.

A quantidade e a qualidade dos rejeitos domésticos tem sido motivo de grande preocupação a respeito dos impactos que desencadeiam nos ambientes aquáticos, tais como eutrofização do sistema e condições de anoxia da água, provocando alterações na razão NID:PID:SiD e na comunidade fitoplanctônica. (GARNIER et al., 2010; SIGLEO; FRICK, 2007; STATHAM, 2012).

A degradação da matéria orgânica acumulada no estuário resulta no consumo do oxigênio da água pelos micro-organismos, favorecendo a formação de ambientes anóxicos e a dessorção do fosfato que poderia estar imobilizando as partículas ou complexando a grandes moléculas (STHATAM, 2012). Isto pode ter favorecido a liberação de fosfato para a zona costeira. Um outro fator que pode também ter contribuído para a liberação do fosfato em dezembro de 2011, é a não mistura vertical como consequência da diferença de densidade da água doce e mais salina, que por não ter a mistura na REE com a água mais oxigenada, favoreceu a liberação de fosfato. Em contrapartida, a provável explicação da retenção do fosfato na região estuarina em fevereiro e maio de 2011 pode ter sido o consumo deste nutriente pelo fitoplâncton e/ou a deposição no sedimento.

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Além do fosfato, parte do silicato foi removido da coluna d‟água em período de baixas vazões, possivelmente pela deposição deste nutriente no sedimento do estuário e o possível consumo pelo fitoplâncton, salvo o mês de agosto de 2010 e o mês janeiro de 2011 que apresentou elevado valor de TSS, que pode conter aluminosilicato associados a sedimentos em suspensão (STATHAM, 2012). Já no mês de agosto de 2010 a liberação de silicato deve estar associada à remineralização bêntica e ao intemperismo de rochas.

As fontes de silicato para o estuário são as reciclagens de nutrientes – por organismos bênticos ou pela degradação das células das diatomáceas – na interface água doce/salgada, além do intemperismo de rochas. Estes mecanismos foram relatados em um estudo feito por Eyre; Balls (1999) em estuários tropicais e temperados. Entretanto, nos meses de elevada vazão no Rio Cachoeira, isto é, abril e maio de 2011, a lixiviação da bacia de drenagem pode ter favorecido a liberação de silicato para o estuário e a elevada exportação deste nutriente para a plataforma continental.

5.2 Distribuições das massas d’água superficiais

As baixas vazões do Rio Cachoeira no período de agosto a outubro de 2010 resultaram em uma menor influência da REE na PCI e PCE. Porém as elevadas vazões (nos meses de março, abril, maio e agosto de 2011) do Rio Cachoeira não influenciaram, principalmente a PCE, como observado pelo fluxo de nutrientes. Isso demonstrou que a AC na plataforma continental no mês de maio e agosto de 2011 pode ser oriunda de outras regiões estuarinas ao norte da área de estudo.

As menores salinidades e densidades observadas na REE foram consequência de episódios com vazão mais elevada do Rio Cachoeira (5,7x 107 m3/mês em março; 9,8 x 107 m3 em maio e 1,2 x 107 m3 em agosto). Porém, a abrupta diferença horizontal da densidade da água na REE, nos meses de dezembro e abril, pode ser a explicação da predominância da Água tropical (AT) na plataforma continental. Esta diferença de densidade na REE reflete a formação de uma frente, impedindo a mistura das águas estuarinas e marinha. Especialmente em dezembro, as baixas salinidade e densidade observadas na REE em relação às águas da plataforma adjacente, podem estar associadas à configuração morfológica do estuário e a ação da maré enchente. A entrada da maré através da barra,