Avaliar técnicas de gestão de sistemas eutrofizados

Apresentação em tema: "Avaliar técnicas de gestão de sistemas eutrofizados"— Transcrição da apresentação:

0 MODELAÇÃO DE MACROALGAS MODELAÇÃO DE MACROALGAS EM ESTUÁRIOS
Instituto Superior Técnico Licenciatura em Engenharia do Ambiente Modelação Ambiental Instituto Superior Técnico Licenciatura em Engenharia do Ambiente Seminários de Modelação Ambiental MODELAÇÃO DE MACROALGAS EM ESTUÁRIOS MODELAÇÃO DE MACROALGAS EM ESTUÁRIOS Ana Rosa Rebelo Trancoso MARETEC Ana Rosa Rebelo Trancoso MARETEC, IST TagusPark

1 Avaliar técnicas de gestão de sistemas eutrofizados
Porquê modelar macroalgas? Importância dos Leitos de Macroalgas: Base de cadeias tróficas (herbívoras e detríticas) Ciclagem de nutrientes Locais de abrigo para peixes, invertebrados e larvas Indicadores locais da qualidade da água Interesse económico (agar, alimentos e cosméticos) Avaliar técnicas de gestão de sistemas eutrofizados

2 Alteração do escoamento
Destruição dos Leitos de Macroalgas Agricultura Aumento de nutrientes Redução da luz na água Efluentes Toxicidade Bioacumulação Contaminantes Dragagens Alteração do escoamento e da dinâmica dos sedimentos Construções

3 Processos Coluna de água Sedimento
fitoplâncton fitoplâncton zooplâncton microfitobentos microfitobentos macroalgas macroalgas plantas plantas bactérias detritos Para se fazer um modelo mecanicista, há que compreender os processos existentes Sedimento Consumo Excreção nutrientes Remineralização Sedimentação (excreção + morte natural)

4 PRODUTORES PRIMÁRIOS Produtor Tipo Consumo de Nutrientes
Zonas Predominância Fitoplâncton Algas microscópicas na coluna de água Coluna de água Zona eufótica da coluna de água Macroalgas Algas macroscópicas fixas num substrato Zonas com luz, substrato rígido adequado Microfitobentos Algas microscópicas sobre um substrato (biofilmes) Água intersticial Substrato instável Plantas macrófitas Plantas vasculares enraizadas num substrato Zonas com luz Substrato vasoso Fitoplâncton Algas microscópicas na coluna de água Coluna de água Zona eufótica da coluna de água Macroalgas Algas macroscópicas fixas num substrato Zonas com luz, substrato rígido adequado

5 Respiração & mortalidade
MODELO ECOLÓGICO 0D Respiração & excreção Respiração & mortalidade Amónia Nitrato Nitrito Bactérias Protozoários Consumo Libertação Predação Mineralização Desnitrificação Nitrificação#1 Nitrificação#2 Fito Zoo MA Níveis tróficos superiores DONnr PON DONre Decomposição

6 DIFERENÇAS Fitoplâncton Macroalgas Transportado na coluna de água
Fixas no substrato Biomassa: kg.m-3 (3D) Biomassa: kg.m-2 (2D) C:N:P Redfield 106:16:1 C:N:P Atkinson 550:30:1 Rápido crescimento e consumo de nutrientes Lento crescimento e consumo de nutrientes Limitação pela luz depende de: – coluna de água Limitação pela luz depende de: – coluna de água – nível da água – biomassa no leito

7 Propriedades do Sedimento
MODELO GERAL Módulo Interface Coluna de água - Sedimento Propriedades da Água Correntes Turbulência Ondas Advecção - Difusão Solutos Mat. Part. Suspensão Modelo 0D Qualidade da Água Processos físicos nos sedimentos Propriedades do Sedimento Água intersticial Fase sólida Qualidade do Sedimento.

8 MODELAÇÃO Macroalgas Propriedade 2D Aproximação Euleriana TRANSPORTE
 – taxa de crescimento r – taxa respiração (endógena + fotorespiração) ex – taxa excreção m – taxa mortalidade natural G – mortalidade por predação Aproximação Euleriana TRANSPORTE Macroalgas Propriedade 2D

9 Luz, Temperatura, Salinidade
Crescimento - factor limitante: = 0  limitação completa = 1  não há limitação Y Luz, Temperatura, Salinidade

10 Extinção da Luz – Coluna de água
z – profundidade [m] k – coeficiente de extinção do meio [m-1] Io – Intensidade radiação incidente [W.m-2] I – Intensidade radiação transmitida [W.m-2] Lei de Lambert-Beer Extinção na Coluna de Água

11 a – área especifica de auto-ensombramento [m2.kgC-1]
Extinção da Luz – Leito de macroalgas Biomassa Extinção no Leito de Macroalgas Altura do Leito Morfologia a – área especifica de auto-ensombramento [m2.kgC-1]

12 Resposta Fotossintética à Luz
Lei de Steele Io1=Io.e-k1.z1 Ioi=Io(i-1).e-ki.zi z1 zi h

13 Factores Limitantes da Luz
Como o leito de macroalgas está no fundo, recebe sempre menos radiação que o fitoplâncton... No Verão, a intensidade da radiação é maior mas pode haver fotoinibição...

14 Os leitos de macroalgas aumentam os gradientes diários de oxigénio
Se se aumentar a extinção de luz na água, podem-se gerar situações anóxicas

15 ZONAS DE ESTABELECIMENTO
FluxDep  5 mg.m-2.s-1  POM Consequências: Desaparecimento do leito Maior extinção da luz Maior consumo de oxigénio

16 Sistemas Eutróficos: Estuário do Tejo (profundo, tr = 25d)
Casos de Estudo Sistemas Eutróficos: Estuário do Tejo (profundo, tr = 25d) Ria de Aveiro (shallow, tr = 20d) Estuário do Mondego (tr = 3d)

17 CONCLUSÕES Parametrização simples permite fácil calibração
Previsão dinâmica das zonas de estabelecimento de macroalgas Parametrização simples permite fácil calibração Possibilidade de simular diferentes morfologias e comportamentos do leito Acoplamento a um modelo hidrodinâmico 3D permite simular: diferentes cenários num mesmo sistema diferentes sistemas topográficos e climatográficos transporte da matéria orgânica libertada – Modelo desenvolvido no âmbito do Trabalho Final de Curso em Engª Ambiente – Trancoso, A. R.; Saraiva, S.; Fernandes, L.; Pina, P.; Leitão, P.; Neves, R.; Modelling Macroalgae using a 3D hydrodynamic-ecological model in a shallow temperate estuary. (in press na Ecological Modelling)

18 MODELAÇÃO DE MACROALGAS
Instituto Superior Técnico Licenciatura em Engenharia do Ambiente Modelação Ambiental Instituto Superior Técnico Licenciatura em Engenharia do Ambiente Seminários de Modelação Ambiental MODELAÇÃO DE MACROALGAS EM ESTUÁRIOS FIM Ana Rosa Rebelo Trancoso MARETEC Ana Rosa Rebelo Trancoso MARETEC, IST TagusPark

19 Estuário do Tejo Tempo de residência ~25 dias Profundidades elevadas
Turbidez elevada Fitoplâncton Inverno Primavera

20 Estuário do Tejo – Traçadores lagrangeanos

21 Estuário do Tejo – Traçadores lagrangeanos

22 Ria de Aveiro Tempo de residência = 20 dias Área intertidal extensa
ILHAVO MIRA ESPINHEIRO S.JACINTO/ OVAR MURTOSA CASTER ANTUÃ VOUGA BOCO DRAINS Tempo de residência = 20 dias Área intertidal extensa Sistema eutrófico

23 Ria de Aveiro Fitoplâncton Macroalgas

24 Ria de Aveiro – Efeitos na qualidade da água

25 Medida eficiente no combate à Eutrofização
Estuário do Mondego Situação Real: Tempo de residência = 3 dias Assoreamento da comunicação Proliferaçao de macroalgas no braço sul Cenário: Abertura da Comunicação Mais mistura no braço sul Menor quantidade de macroalgas Conclusão: Medida eficiente no combate à Eutrofização