Using lead isotopes and potentially toxic elements to trace pollutant sources in the northern region of Guanabara Bay, southeastern Brazil

Potratz, Guilherme Loriato; Geraldes, Mauro César; Bizzi, Sávio; Nogueira, Leandro; Martins, Maria Virgínia Alves

doi:10.1016/j.marpolbul.2019.04.057

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“…14). On the other hand, the values obtained in this study are higher than those obtained by Geraldes et al (2006) in Guanabara Bay, that is influenced by several anthropogenic activities (Potratz et al, 2019), and where 206 Pb/ 207 Pb ratios ranged between 1.092 and 1.151 (Fig. 14).…”

Section: Comparison Of Pb Signatures Obtained In Different Brazilian contrasting

confidence: 67%

Anthropogenic Impacts on the Western Sector of Sepetiba Bay (Se Do Brazil) Accessed by the Pb Isotope Composition of Surface Sediments

et al. 2019

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This work analyses lead concentrations and isotope ratios 204Pb,206Pb,207Pb,208Pb, determined by leaching and total dissolution techniques from surface bottom sediment samples collected in the western sector of Sepetiba Bay, Rio de Janeiro (SE Brazil). The main aim of this work was to identify possible sources of Pb, particularly those related to anthropogenic activities for the study area located in the external region of this bay. Isotope ratios of 206Pb, 207Pb ranged from 1.160 to 1.259 for the total dissolution technique and from 1.175 to 1.188 for the leaching technique. The Pb isotope signature of the surface sediments of the western sector of Sepetiba Bay were compared with that obtained in other studies performed in Sepetiba Bay, including records of pre- and pos-industrial activity, and in other Brazilian regions. The isotope signature of the analyzed sediments in the western sector of Sepetiba Bay is similar to that obtained in previous works realized in the eastern and northeastern internal region of this bay which is under strong urbanization and industrial pressure. The results of Pb isotope signature obtained by the integrated use of total dissolution and leaching techniques allowed to trace the presence of sediments dredged from highly contaminated areas located in the eastern and north-eastern internal region of Sepetiba Bay probably as a consequence of dredging activities and natural processes of sediment dispersion. IMPACTOS ANTROPOGÊNICOS NO SETOR OESTE DA BAÍA DE SEPETIBA (SE DO BRASIL) ACESSADOS PELA COMPOSIÇÃO ISOTÓPICA DE PB DE SEDIMENTOS SUPERFÍCIAIS ResumoEste trabalho analisa as concentrações de chumbo (Pb) e isótopos de Pb (204Pb, 206Pb, 207Pb, 208Pb) determinados por técnicas de lixiviação e dissolução total de amostras de sedimentos de fundo, coletadas no setor oeste (região externa) da Baía de Sepetiba, no Rio de Janeiro (SE Brasil). O principal objetivo deste trabalho foi identificar possíveis fontes de Pb, principalmente aquelas relacionadas a atividades antropogênicas na área de estudo. A assinatura do isótopo Pb dos sedimentos analisados foi comparada com os dados obtidos em outros estudos realizados na Baía de Sepetiba e em outras regiões brasileiras, incluindo registros de atividade pré e pós-industrial. Na região externa da Baía de Sepetiba, os valores de 206Pb/207Pb variaram de 1.160 a 1.259 para a técnica de dissolução total e de 1.175 a 1.188 para a técnica de lixiviação. A assinatura isotópica dos sedimentos analisados é semelhante à obtida em trabalhos anteriores realizados na região interna leste e nordeste desta baía, que está sob forte influência da urbanização e pressão industrial. Os resultados da assinatura dos isótopos de Pb obtidos pelo uso integrado das técnicas de dissolução total e lixiviação permitiram rastrear, no setor oeste (região externa) da Baía de Sepetiba, a presença de sedimentos provinientes de áreas altamente contaminadas localizadas na região interna leste e nordeste da baía de Sepetiba, provavelmente como conseqüência das atividades de dragagem e processos naturais de dispersão de sedimentos. Palavras-chave: Isótopos de Pb. Geoquímica. Atividades antropogênicas. Fonte de sedimentos. Impacto de dragagem. Litoral.

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Section: Comparison Of Pb Signatures Obtained In Different Brazilian contrasting

confidence: 67%

Anthropogenic Impacts on the Western Sector of Sepetiba Bay (Se Do Brazil) Accessed by the Pb Isotope Composition of Surface Sediments

et al. 2019

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“…6). According to Baptista Neto et al (2006) and Potratz et al (2019) the regions where cores T3 and T8 were collected are low polluted by metals in GB. However, changes in sedimentological characteristics, metal concentrations and stable isotopes of lead along the cores T3 and T8 evidence Aily (2001), rock Aily (2001), gasoline Gioia et al (2006), sediments Moura et al (2004), sediments Moraes et al (2004), galena deposit Geraldes et al (2006), surface sediments of the inner area of Guanabara Bay Saliba et al 2011 an increasing trend eutrophication and metal pollution in this region northern/northeast of Guanabara Bay clearly marked since the 50's, with another pulse after the 70's, related to anthropic activities.…”

Section: Anthropic Impact In the Northern/northeast Area Of Guanabaramentioning

confidence: 98%

“…Barth et al, 2004;Pereira et al, 2007;Borges e al., 2009;Vilela et al, 2014;Baptista Neto et al, 2017) of negative impacts in Guanabara Bay. However, the main determinant sources of pollutants for the north/northeastern area of GB, which is considered less polluted by metals (Baptista Neto et al, 2006;Potratz et al, 2019) during the last decades are not yet known.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Sources of Pollutants in the Northern/Northeast Area of Guanabara Bay (Se, Brazil) Since the Late Nineteenth Century Using Lead Isotopes and Metal Concentrations

et al. 2019

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The coastal areas, the most populated regions in the world, are those which have undergone the greatest human influence. In Brazilian southeastern coast, the region around Guanabara Bay (GB) is one of the most densely populated, with large cities, such as Rio de Janeiro and Niteroi, and is highly industrialized. Due to anthropic activities tones of effluents, waste and sewage is daily released in GB. Despite, several works have been performed aiming to study the current and past human influence in GB, the sources of pollutants that have impacted this bay since the late nineteenth century. This work is a new contribution aiming to identify the main sources of pollution in the northern/northeast region of GB using stable isotopes of lead (Pb) and metal concentrations during the last decades. It analyses results obtained along the core T3 collected in the northeast region of Guanabara Bay, near the Guapimirim Environmental Protected Area (known as Apa de Guapimirim), a mangrove fringe. Twenty-two sediment samples collected along this core were submitted to grain size, total organic carbon content (TOC), elemental concentrations (Ag, Ca, Cu, P, Pb, S and Zn) and stable isotopes of lead (Pb) analyses. The sediment accumulation rate was estimated by 210Pb. Results of core T3 were compared with similar data acquired in core T8, collected in Guanabara Bay, at north of Paquetá island. The comparison of the geochemical results allowed to verify that both cores recorded the same reality. Previous works have shown that the northern/northeast region of Guanabara Bay is low polluted by metals, however, since the ≈1950 a marked increase in eutrophication and metal contamination and another noticeable pulse after ≈1970, were recorded in both cores studied in this work. The 206Pb/207Pb values suggest that the main source of pollutants to northern/northeast region of GB since the second half of the 20th century have been related to deforestation and landfill and embankment engineering works preformed around the GB, in addition to mineral products applied in industrial goods, as well as oil, agricultural and organic loads. FONTES DE POLUENTES NA ÁREA NORTE / NORDESTE DA BAÍA DE GUANABARA (SE, BRASIL), DESDE O SÉCULO XIX, COM BASE EM ISÓTOPOS DE CHUMBO E CONCENTRAÇÕES DE METAIS ResumoAs áreas costeiras, as mais populosas do mundo, são as que têm recebido a maior influência humana. No litoral sudeste brasileiro, a região em torno da Baía de Guanabara (GB), uma das mais densamente povoadas, com grandes cidades, como Rio de Janeiro e Niterói, é altamente industrializada. Devido às atividades antrópicas toneladas de efluentes, resíduos e esgoto são liberados diariamente na GB. Apesar de vários trabalhos terem sido realizados com o objetivo de estudar a influência humana atual e passada na GB, não se sabe quais têm sido as fontes de poluentes mais impactantes nesta baía desde o final do século XIX. Assim, este trabalho tem como principal objetivo identificar as principais fontes de poluição na região norte / nordeste da GB usando isótopos estáveis de chumbo (Pb) e concentrações de metais nas últimas décadas. Analisa os resultados obtidos ao longo do testemunho T3, coletado na região nordeste da Baía de Guanabara, próximo à Área Ambiental Protegida de Guapimirim (conhecida como Apa de Guapimirim), uma orla de mangue. Vinte e duas amostras de sedimentos coletadas ao longo deste testemunho foram submetidas a análises granulométricas, teor de carbono orgânico total (COT), concentrações elementares (Ag, Ca, Cu, P, Pb, S e Zn) e isótopos estáveis de chumbo (Pb). A taxa de acumulação de sedimentos foi estimada com Pb210. Os resultados do testemunho T3 foram comparados com dados semelhantes adquiridos no testemunho T8, coletado na Baía de Guanabara, a norte da ilha de Paquetá. A comparação dos resultados geoquímicos permitiu verificar que os dois testemunhos registram a mesma realidade. Trabalhos anteriores mostraram que a região norte / nordeste da Baía de Guanabara é pouco poluída por metais, no entanto, observou-se nos dois testemunhos que desde 1950 aumentou acentuadamente a eutrofização e a concentração de metais tendo ocorrido um outro pulso de contaminação depois de 1970. Os valores de 206Pb / 207Pb sugerem que as principais fontes de poluentes na região norte / nordeste da GB, desde a segunda metade do século 20, estiveram relacionadas com o desmatamento e aterros em torno da GB, além de minerais aplicados em produtos indústrias, e ainda petróleo, produtos aplicados na agricultura e matéria orgânica. Palavras-chave: Concentração de metais. Isótopos de Pb. Contaminação. Fontes de poluição. Litoral. Registro antropogénico.

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“…Tais iniciativas levariam à criação da Cidade de São Sebastião do Rio de Janeiro pelos portugueses. Essas transformações continuaram com os ciclos econômicos da cana-de-açúcar, mineração, café e, finalmente, com a industrialização (Amador, 1997;Paula & Geraldes, 2007;Cunha et al, 2009;Potratz et al, 2019;Alves Martins et al, 2018). Esses modos de produção acarretaram a ocupação de áreas no entorno e nas ilhas da Baía de Guanabara, descaracterizando-a devido à retirada de grande parte da vegetação natural.…”

Section: Evolução Ambiental Da Baía De Guanabara Entre O Século XV E unclassified

O Histórico Das Intervenções Humanas Na Baía De Guanabara (Brasil) E O Registro Do Antropoceno Em Quatro Unidades Sedimentares

Filho

Neto²,

Martins³

et al. 2020

J. Human Env. Trop. Bays

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A Baía de Guanabara, um dos mais importantes sistemas costeiros do sudeste brasileiro, com os seus primeiros rasgos estruturais durante o pré-cambriano e instalação definitiva durante o Cenozoico, tem vindo a ser modelada por processos relacionados com alterações climáticas e mais recentemente pela forte atividade antrópica, na região. Este trabalho pretende efetuar uma síntese de registros sedimentares históricos relacionados com a ação antrópica no entrono da Baía de Guanabara e definir o início do Antropoceno neste sistema costeiro.Em adição, os resultados desta investigação permitem a divisão do Antropoceno em quatro periodos de sedimentação na Bia da Guanabara.A documentação e os dados analisados permitem considerar que a camada sedimentar que marca o início do Antropoceno, na Baía de Guanabara foi depositada em 1502 (Ano Domine), no decurso da “Pequena Idade do Gelo”, ano a partir do qual teve início o processo de ocupação colonialista dos Portugueses. Esforços de ocupação e defesa local após o descobrimento, em 1502, culminou com a criação da cidade do Rio de Janeiro, em 1565.A partir de então observam-se no registro sedimentar a redução granulométrica dos sedimento, em plena Pequena Idade do Gelo, aumento progressivo dos teores de matéria orgânica mudanças polínicas resultantes do desmatamento para extração do pau-brasil, para a cultura da cana-de-açúcar, que se estendeu dos séculos XVI ao XIX, e do café nos séculos XVIII e XIX. De meados do séc. XVIII ao início do séc. XX inicia o ciclo da mineração, seguida do começo do ciclo da industrialização e principia de forma incipiente a poluição danosa na Baía de Guanabara. O desenvolvimento industrial, a partir da invenção da máquina a vapor, associado à necessidade de matéria-prima, conseguida a baixo custo nos países colonizados à época, marcou a segunda fase do Antropoceno na Baía de Guanabara, a partir de meados do século XVIII e que terá durado até ao início do século XX. Esta fase é identificada em registros sedimentares onde ocorre aumento expressivo de metais.Início do séc. XX ao início dos anos 50 a alteração de mais de 10 Km da orla ocidental da baía próxima a desembocadura causa a alteração do padrão hidrodinâmico dando lugar a um aumento acentuado da acumulação de sedimentos finos em vastas áreas da Baía de GuanabaraA quarta fase do Antropoceno, após meados do século XX, teve lugar num cenário de grande crescimento demográfico e industrial. A Baía de Guanabara passou a recolher o excedente sedimentar provocado pelas intervenções antrópicas acrescido do aumento dos resíduos domésticos (lixo em geral e esgoto) e industriais (óleo, metais pesados, substâncias tóxicas e carga orgânica) oriundos da expansão das atividades no seu entorno, acarretando a aceleração da perda de sua área de superfície e de profundidade.

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Using lead isotopes and potentially toxic elements to trace pollutant sources in the northern region of Guanabara Bay, southeastern Brazil

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Anthropogenic Impacts on the Western Sector of Sepetiba Bay (Se Do Brazil) Accessed by the Pb Isotope Composition of Surface Sediments

Anthropogenic Impacts on the Western Sector of Sepetiba Bay (Se Do Brazil) Accessed by the Pb Isotope Composition of Surface Sediments

Sources of Pollutants in the Northern/Northeast Area of Guanabara Bay (Se, Brazil) Since the Late Nineteenth Century Using Lead Isotopes and Metal Concentrations

O Histórico Das Intervenções Humanas Na Baía De Guanabara (Brasil) E O Registro Do Antropoceno Em Quatro Unidades Sedimentares

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