Poluição Marinha

1. ECOSSISTEMAS MARINHOS POTENCIALMENTE CONTAMINADOS

   O estudo do funcionamento dos ecossistemas marinhos é a base para poder avaliar os impactos sofridos pelo meio biótico do mar. Seguindo sob esta premissa, são abordados temas de grande interesse ecológico, da classificação dos organismos que vivem no litoral às relações entre eles existentes. Do mesmo modo, são identificados os parâmetros naturais que intervêm na distribuição dos organismos pelas costas.

   INTRODUÇÃO AOS ORGANISMOS MARINHOS

   Plâncton: fitoplâncton, bacterioplâncton, zooplâncton, variação sazonal do plâncton. Bentos: produtores bentônicos (plantas marinhas, algas), diversidade do zoobentos, adaptações e estratégias dos organismos bentônicos (adaptações ao tipo de substrato, adaptações alimentares).

   ECOLOGIA MARINHA BÁSICA

   Conceitos básicos de ecologia marinha: ecologia, organismos marinhos, ambientes marinhos. Comparação entre ecossistemas marinhos e terrestres: diferentes fatores físicos e químicos, diferenças em termos de estrutura e função dos ecossistemas. Ecologia trófica: a produção primária, fatores que afetam a produção primária (luz, nutrientes, dinâmica das águas), distribuição geográfica da produção primária (áreas de afloramento de águas profundas, áreas costeiras, frentes marinhas, divergências e convergências oceânicas, áreas centrais dos oceanos), os fluxos de energia nos ecossistemas (cadeias e redes tróficas). Dinâmica das populações: crescimento populacional, estratégias de populações.

   COMUNIDADES BENTÔNICAS COSTEIRAS

   Costas rochosas: zonação do litoral rochoso, causas da zonação (fatores físicos, fatores biológicos). Costas arenosas: condições ambientais, organismos, zonação. Costas lodosas: fatores ambientais, ecologia.

   COMUNIDADES BENTÔNICAS SUBMARINAS

   Comunidades de fundos brandos:características, ecologia dos fundos brandos. Comunidades sobre fundo rochoso: ecologia dos fundos duros. Campos de fanerógamas marinhas: as fanerógamas, ecologia dos campos, importância. Bosques de laminares: as algas laminares, ecologia.

   ESTUÁRIOS E MARISMAS

   Estuários: condições ambientais (salinidade e temperatura, sedimentos e turbidez, ondulação e marés, oxigênio), produtores primários dos estuários, fauna estuarina (animais estuarinos, adaptações dos animais estuarinos), ecologia dos estuários, os estuários e o homem.

   COMUNIDADES TROPICAIS

   Manguezais: os mangues, distribuição dos manguezais e fatores ambientais, ecologia dos manguezais (ambiente terrestre, ambiente marinho), importância e problemática dos manguezais. Recifes de coral: estrutura do coral, distribuição e fatores limitantes dos recifes, zonação do recife, diversidade no recife de coral, produção primária, destruição e conservação de recifes.

2. FATORES AMBIENTAIS QUE AFETAM OS CONTAMINANTES

   No seio do mar há uma série de sistemas dinâmicos que condicionam a presença e a concentração de contaminantes antrópicos. É imprescindível uma aproximação a tais sistemas para que se possa compreender seus impactos reais. Especificamente, são abordados os processos físicos que regem a circulação e a difusão de contaminantes e as reações químicas que ocorrem no meio.

   DINÂMICA MARINHA

   Ciclo hidrológico: etapas do ciclo da água, distribuição do vapor d'água (renovação do vapor d'água na atmosfera, movimentos atmosféricos das massas, reservas sob a forma de gelo nos oceanos, águas subterrâneas), critérios de exploração das reservas de água. Circulação oceânica: interação atmosfera-oceano, movimento no oceano (a força de Coriolis), circulação superficial, afloramentos ou surgências, frentes marinhas.

   PARÂMETROS FÍSICO-QUÍMICOS DA ÁGUA MARINHA

   Química da água do mar: introdução, propriedades fisico-químicas da água (estrutura molecular, ligação de hidrogênio), efeito do sal sobre as propriedades fisico-químicas da água, importância da água, composição da água do mar (tipos de constituintes, constância da composição, exceções à regra das proporções constantes, origem dos sais no oceano). Principais parâmetros hidrográficos: temperatura da água do mar (temperatura superficial, estrutura térmica da coluna d'água, variação sazonal, distribuição latitudinal e vertical), salinidade (medição, salinidade superficial, variação vertical e temporal, importância hidrográfica), densidade (estrutura vertical, distribuição geográfica).

   QUÍMICA DA ÁGUA DO MAR

   Gases dissolvidos na água: processos de camada limite (concentração dos gases na água marinha, leis dos gases), oxigênio dissolvido (distribuição na coluna d'água, ambientes anóxicos, determinação de oxigênio), dióxido de carbono (carbonatos, efeito estufa, distribuição na coluna d'água, pH da água do mar). Elementos nutritivos do meio marinho: ciclo do carbono, ciclo do nitrogênio (especiação, fixação, transformações heterotróficas, distribuição geográfica, alterações do ciclo), silicatos (distribuição da sílica), fósforo, oligoelementos (ferro, manganês), matéria orgânica nos ecossistemas marinhos.

3. AGENTES CONTAMINANTES

   Faz-se uma distinção entre aqueles agentes contaminantes que alteram o equilíbrio natural do meio marinho. Em particular, são identificadas as principais fontes, as formas químicas com as quais podem se apresentar, os principais processos físicos e biológicos que sofrem, seus efeitos sobre organismos e comunidades marinhas e, caso constatados, as medidas corretivas a serem aplicadas. O conteúdo contempla os seguintes temas: metais pesados, hidrocarbonetos, compostos organoclorados, radiatividade, contaminação térmica, espécies exóticas e águas residuárias.

   CONTAMINAÇÃO POR METAIS PESADOS

   Introdução. Fontes. Transporte. Classificação. Características da contaminação: bioacumulação, biomagnificação. Especiação: métodos para estabelecer a especiação (separação física, espécies lábeis à voltometria de redissolução anódica, métodos de intercâmbio iônico, esquemas de especiação). Distribuição no meio marinho: águas oceânicas, sedimentos e estuários. Metais pesados nos organismos: toxicidade. Metais pesados mais representativos. Classificação dos cátions metálicos e ligandos orgânicos.

   MERCÚRIO

   Fontes: fontes naturais, fontes antropogênicas. Especiação e reatividade: especiação do mercúrio, metilação do mercúrio. Distribuição: mercúrio no meio marinho, determinação no meio ambiente, distribuição na atmosfera, distribuição nos sedimentos e solos, distribuição nas águas. Efeitos ecológicos e sobre os seres humanos.

   HIDROCARBONETOS

   Introdução. Propriedades fisico-químicas. Fontes para o oceano: lançamentos devidos à atividade do homem, afloramentos submarinos, hidrocarbonetos de origem biogênica. Interações com a água do mar: processos de dispersão, evaporação, fotooxidação, dissolução, emulsificação, oxidação, sedimentação, degradação bacteriana, formação de bolas de alquitran. Tratamento de despejos: tratamentos mecânicos (tipos de barreiras, eficácia das barreiras, utilidade das barreiras), tratamentos físico-químicos. Métodos de recuperação. Métodos de eliminação. Toxicidade dos hidrocarbonetos. Danos ecológicos provocados por um derramamento de petróleo.

   COMPOSTOS ORGANOCLORADOS

   Introdução. Pesticidas. Bifenilas policloradas (PCB's). Dioxinas e furanos. Natureza. Fontes para o oceano. Contaminação de organismos marinhos. Perspectivas futuras.

   CONTAMINAÇÃO RADIOATIVA

   Conceitos básicos de química nuclear: átomos e isótopos, radioatividade e unidades. Entradas de radioatividade nos oceanos: radioatividade natural, explosões nucleares, reatores nucleares, mineração e enriquecimento de urânio, reatores nucleares, reprocessamento. Despejos sólidos. Armazenamento de resíduos radioativos no mar. Fusão nuclear.

   CONTAMINAÇÃO TÉRMICA

   Introdução. Fontes. Efeitos: alteração da solubilidade dos gases, alteração das propriedades físicas da massa d'água receptora, alteração da velocidade das reações químicas, alterações dos ecossistemas biológicos, efeitos indiretos. Medidas para evitar a contaminação térmica.

   CONTAMINAÇÃO POR ESPÉCIES EXÓTICAS

   Introdução. Antecedentes históricos. Vias de introdução. Etapas da introdução de espécies exóticas vegetais. Problemática das introduções. Efeitos potenciais das espécies exóticas. Critérios para o reconhecimento de uma espécie exótica. Exemplos de introduções marinhas: proliferações fitoplanctônicas, macroalgas, invertebrados bentônicos. Controle de espécies exóticas.

   CONTAMINAÇÃO POR ÁGUAS RESIDUÁRIAS

   Introdução. Caracterização de águas residuárias: composição das águas residuárias, matéria orgânica biodegradável (demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO), Carbono orgânico total (COT), microrganismos patogênicos, nutrientes, metais pesados, detergentes, pH, salinidade, matéria particulada. Impacto das águas residuárias sobre o meio marinho: eutrofização, contaminação microbiana, substâncias tóxicas. Depuração e tratamento.

4. TOXICOLOGIA

   Esta Disciplina pretende dar respostas às seguintes perguntas: O que ocorre quando um contaminante entra em contacto com um organismo? Como se pode avaliar se um entorno costeiro está contaminado por um certo agente contaminante? Para responder a estas e outras questões, realiza-se uma descrição detalhada dos testes toxicológicos a serem realizados, os tipos de intoxicação possíveis, e os fatores que afetam a toxicidade. Ademais, a modo de exemplo, são apresentados um caso prático de toxicidade por rejeitos industriais e outro por pesticidas.

   INTRODUÇÃO

   Definição de toxicidade. Tipos de intoxicação. Definição e tipos de compostos tóxicos. Fatores que modificam a toxicidade. Fases e características do fenômeno tóxico: toxicocinética (absorção, distribuição, biotransformação-metabolização, eliminação-excreção), toxicodinâmica.

   AVALIAÇÃO TOXICOLÓGICA

   Conceitos: IDA, LRM, ITSP, NOEL e Ci. Informação prévia. Testes toxicológicos: requisitos, toxicidade aguda, toxicidade crônica, toxicidade subaguda, estudos especiais, parâmetros a mensurar nos testes toxicológicos.

   TOXICIDADE DOS RESÍDUOS INDUSTRIAIS

   Hidrocarbonetos clorados: bifenilas policloradas (PCBs), dioxinas (TCDDs). Metais pesados: chumbo, cádmio, mercúrio, arsênio, estanho, alumínio.

   TOXICIDADE DOS RESÍDUOS DE PESTICIDAS

   Definição e características dos pesticidas. Resíduos de pesticidas: pesticidas organoclorados (características físico-químicas, ação e metabolismo, efeitos tóxicos), pesticidas organofosforados, pesticidas carbamatos, resíduos de pesticidas nos alimentos (fatores que influem na presença de resíduos de pesticidas nos alimentos).

5. CASOS PRÁTICOS

   Exemplo de toxicidade dos resíduos de pesticidas nos alimentos. Exemplo de toxicidade dos resíduos industriais nos alimentos.

Observação: O conteúdo do programa acadêmico pode estar submetido a ligeiras modificações, em função das atualizações ou das melhorias efetuadas.