Optical Resilience of the Paraíba do Sul River (Brazil) during a Toxic Spill of a Wood-Pulping Factory: The Cataguazes Accident

Abstract

This study investigates the inherent optical properties (IOP) of a Brazilian river during a non-natural, anthropogenically mediated, toxic spill of a wood-pulping factory (the 'Cataguazes accident'). The results indicated an outstanding transformation in the river water chromophoric dissolved organic matter (CDOM) pools. For instance, increases in CDOM absorption coefficients, a(CDOM)(lambda), which were averaged at specific spectral intervals, [see text], ranged from 58-fold at the UV-B and UV-A ranges to 95-fold at the PAR range. As a result, the water color expressed as CDOM absorption at 440 nm, a(CDOM (440), varied from 4.16 to 365.03 m(-1). For S-coefficient, the variations ranged from approximately 1.1 to 5.6-fold, respectively, at the 300-650 nm and UV-B range. The variability of S as a proxy of dissolved chromophores was thus clearly influenced by the spectral range used. Optical proportions were also investigated through the use of [see text] and S ratios at the UV-B, UV-A, and PAR ranges and, in the case of [see text], also at the NIR range. This approach also showed clear variations between the water samples, likely reflecting changes in the composition of optically active substances in the river system. As a whole, the findings obtained here indicated that both the quantity and quality of the chromophoric material dissolved in the river water were greatly altered by the toxic spill. The changes in the optical properties of the river water, although extreme and likely with no parallel in the literature, were quite rapid as indicated by the optical resilience of the system. Overall, this study indicates that IOP might be thought, and possibly used, as a metric tool for monitoring the state of waters and aquatic ecosystems.

Matéria Orgânica Dissolvida Cromófora E Não Cromófora Em Sistemas Fluviais Tropicais

“…fitoplâncton) e alóctone (ex. plantas vasculares; Stedmon & Markager 2001, Chen et al 2002, Conmy et al 2004, Azevedo 2006, Fichot & Benner 2012 as quais podem ser relacionadas a fontes lábeis e recalcitrantes (Del Castillo et al 1999), composição e reatividade do COD (Weishaar et al 2003), sazonalidade óptica (Fernandes et al 2008) e monitoramento de águas naturais acometidas por acidente ambiental (Pedrosa 2007).…”

“…No rio Paraíba do Sul foram desenvolvidos estudos sobre a dinâmica do COD e a caracterização óptica da MODC (Krüger et al 2003, Azevedo 2006, Pedrosa 2007, Fernandes et al 2008, Borges 2011. Pedrosa (2007) investigou as POIs do rio Paraíba do Sul durante o derramamento de licor negro, um subproduto da indústria de papel e celulose Cataguases (acidente Cataguases, MG).…”

“…No rio Paraíba do Sul foram desenvolvidos estudos sobre a dinâmica do COD e a caracterização óptica da MODC (Krüger et al 2003, Azevedo 2006, Pedrosa 2007, Fernandes et al 2008, Borges 2011. Pedrosa (2007) investigou as POIs do rio Paraíba do Sul durante o derramamento de licor negro, um subproduto da indústria de papel e celulose Cataguases (acidente Cataguases, MG). Os dados obtidos indicaram que tanto a quantidade como a qualidade do material cromóforo dissolvido nas águas do rio foram grandemente alteradas pelo vazamento tóxico (Pedrosa 2007).…”

“…Pedrosa (2007) investigou as POIs do rio Paraíba do Sul durante o derramamento de licor negro, um subproduto da indústria de papel e celulose Cataguases (acidente Cataguases, MG). Os dados obtidos indicaram que tanto a quantidade como a qualidade do material cromóforo dissolvido nas águas do rio foram grandemente alteradas pelo vazamento tóxico (Pedrosa 2007). Fernandes et al (2008) compararam o comportamento sazonal da MODC no rio Paraíba do Sul e sugeriram que padrões ópticos podem contribuir para a caracterização e possível monitoramento de um ecossistema aquático.…”

Sazonalidade Óptica Nas Águas Do Rio Paraíba Do Sul (Campos Dos Goytacazes, Rj): Referenciais Métricos Para O Monitoramento De Águas Naturais?

“…As propriedades ópticas inerentes (POIs) da MODC podem ser caracterizadas via coefi cientes de absorção (a MODC ) e de inclinação espectral (S), os quais servem à quantifi cação e caracterização de pools orgânicos cromofóricos, dissolvidos em águas naturais (Stedmon & Markager 2003). Estes coefi cientes ópticos têm sido utilizados com relativo sucesso no inferenciamento de fontes (autóctones e alóctones) (Stedmon & Markager 2001), tipos (lábil e recalcitrante) (Del Castillo et al 1999), e alterações da matéria orgânica dissolvida (Waiser & Robarts 2004), assim como na identifi cação de massas de água (Stedmon & Markager 2003, Kowalczuk et al 2003, em monitoramento de acidente ambiental (Pedrosa 2007), e no ajuste de algoritmos aplicados a estimativas de biomassa fi toplanctônica (clorofi la) via sensoriamento remoto (Carder et al 1989, IOCCG 2000, Gin et al 2002.…”