Efeitos ecológicos da contaminação com rejeitos de minério no estuário do Rio Doce: uma abordagem utilizando múltiplas linhas de evidência

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dc.contributor.advisor1Bernardino, Angelo Fraga
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000218384597
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7955326454008127
dc.contributor.authorGabriel, Fabrício Ângelo
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-6367-6740
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4141277873952734
dc.contributor.referee1Netto, Sergio Antonio
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-2486-640X
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2448717095256037
dc.contributor.referee2Andrades, Ryan Carlos de
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-2418-1072
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/6620206675151003
dc.contributor.referee3Santos, Matilde Maria Moreira dos
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-7067-5028
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/9649636182414081
dc.contributor.referee4Maciel, Pablo Muniz
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0001-5310-3781
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/1622289785240013
dc.date.accessioned2024-05-30T00:49:41Z
dc.date.available2024-05-30T00:49:41Z
dc.date.issued2021-09-16
dc.description.abstractThe Rio Doce estuary was strongly impacted by the plume of tailings and sediment from the Fundão dam collapse in Minas Gerais state, Brazil. The tailings spill and its arrival in the estuary caused catastrophic ecological and socio-economic consequences. Short-term impacts revealed an immediate reduction in biodiversity and prolonged biological effects of chronic contamination by metals and metalloids. This thesis presents an assessment of the contamination and its long-term effects (2017 to 2020, two to four years after the disaster) after the plume arrival in the estuarine environment, using multiple lines of evidence to reveal potential ecological impacts and risks to the aquatic biota. The present approach includes physicochemical analyzes of sediments, determination of bioaccumulation of chemical elements in aquatic fauna, biosynthesis of oxidative stress biomarkers in fish, and effects on structure and composition of estuarine benthic assemblages. Therefore, the thesis chapters progressively reveal the contamination and the ecological and biological effects of elements associated with mine tailings in the estuarine ecosystem. The first chapter highlights the high contamination of the estuary by potentially toxic elements and the associated ecological risks, evidencing the fragility of the estuarine ecosystem in face of acute and chronic impacts caused by the mine tailings spill. The second chapter consists of a long-term analysis of the presence of metals in sediments and an integrated assessment of contaminants, revealing their seasonal variability and the persistence of possible adverse biological effects on the estuarine fauna. The third chapter makes use of proteomics and metallomics analysis to investigate the exposure of the ichthyofauna to contaminants, suggesting that many species are chronically impacted and bioaccumulate metals and metalloids. The fourth chapter focuses on the study of impacts on benthic assemblages after the initial impact (acute) of the arrival of mine tailings. For this purpose, pre-impact ecological data were combined with long-term data (4 years post-disaster). Although there is an explicit decline in the metals concentrations in estuarine sediment, there has been a stabilization of levels above the reference value for the estuary, probably reflecting a slow recovery of benthic assemblages and continued loss of biodiversity. Finally, the fifth chapter makes an integrative and conclusive synthesis with the multiple lines of evidence used to contribute to the estuarine environmental management after the mine tailings spill in the Rio Doce, as well as to stimulate future studies. The results reported here suggest lasting effects on the ecological system, in which the estuarine biota will continue under chronic disturbance associated with the presence of tailings and metals.
dc.description.resumoO estuário do Rio Doce foi fortemente impactado pela pluma de rejeitos e sedimentos do rompimento da barragem de Fundão, no estado de Minas Gerais, Brasil. O derramamento do rejeito e a sua chegada no estuário causaram consequências ecológicas e socieconômicas catastróficas. Os impactos de curto prazo revelaram redução imediata da biodiversidade e efeitos biológicos prolongados da contaminação crônica por metais e metalóides. Esta tese apresenta uma avaliação da contaminação e seus efeitos interanuais (2017 a 2020, 2 a 4 anos após o desastre) após a chegada da pluma no ambiente estuarino, usando múltiplas linhas de evidência para revelar potenciais impactos ecológicos e riscos para a biota aquática. A presente abordagem incluiu análises físico-químicas de sedimentos, determinação da bioacumulação de elementos químicos em fauna aquática, biossíntese de biomarcadores de estresse oxidativo em peixes e efeitos na estrutura e composição das assembleias bentônicas estuarinas. Os capítulos da tese revelam progressiva contaminação e os efeitos ecológicos e biológicos dos elementos associados aos rejeitos de mineração no ecossistema estuarino. O primeiro capítulo destaca a alta contaminação do estuário por elementos potencialmente tóxicos e os riscos ecológicos associados, ressaltando a fragilidade do ecossistema estuarino frente aos impactos agudos e crônicos pelo derramamento de rejeito de minério. O segundo capítulo consiste em uma análise de longo prazo da presença de metais nos sedimentos e uma avaliação integrada dos contaminantes, revelando sua variabilidade sazonal e a persistência de possíveis efeitos biológicos adversos para a fauna estuarina. O terceiro capítulo faz uso de análises de proteômica e metalômica para investigar a exposição da ictiofauna a contaminantes, sugerindo que muitas espécies estão sob efeito crônico do impacto e bioacumulando metais e metalóides. O quarto capítulo é voltado ao estudo dos impactos nas assembleias bentônicas após o impacto inicial (agudo) da chegada de rejeito de minério. Para tal, usou-se dados ecológicos pré-impacto combinados com dados de 4 anos pós-desastre. Embora tenha ocorrido um claro declínio na concentração dos metais em sedimentos estuarinos, ocorreu uma estabilização dos níveis acima do valor de referência para o estuário, provavelmente refletindo em uma lenta recuperação das assembleias bentônicas e perda contínua de biodiversidade. Por fim, o quinto capítulo faz uma síntese integrativa e conclusiva com as múltiplas linhas de evidência utilizadas para contribuir com a gestão ambiental estuarina após o derramamento de rejeito de minério no Rio Doce, bem como para estimular estudos futuros. Os resultados aqui relatados sugerem efeitos duradouros no sistema ecológico, no qual a biota estuarina continuará sob perturbação crônica associada à presença dos rejeitos e metais.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/14905
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Biologia Animal
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Humanas e Naturais
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Biológicas (Biologia Animal)
dc.rightsopen access
dc.subjectDesastre ambiental
dc.subjectpoluição
dc.subjectmetais
dc.subjectestuário
dc.subjectbiomarcadores
dc.subjectbentos
dc.subjectsamarco
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqZoologia
dc.titleEfeitos ecológicos da contaminação com rejeitos de minério no estuário do Rio Doce: uma abordagem utilizando múltiplas linhas de evidência
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis
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