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Tipo do documento: Dissertação
Título: Fotodegradação e degradação microbiana da matéria orgânica dissolvida no baixo Rio Negro, Amazônia Central
Autor: Amaral, João Henrique Fernandes 
Primeiro orientador: Melo, Sérgio de
Primeiro coorientador: Farjalla, Vinícius Fortes
Resumo: A matéria orgânica dissolvida (MOD) pode, dentre outros processos, ser mineralizada na coluna d’água pela respiração dos organismos ou pelo processo de fotodegradação, ou ainda, ser incorporada à biomassa dos microorganismos e transferida pela cadeia trófica. A interação entre os raios solares e a MOD promove sua quebra, gerando carbono inorgânico e moléculas orgânicas menores. Essa interação é mais forte em ecossistemas húmicos, onde a MOD é predominantemente refratária, como os ecossistemas aqui investigados. A fotodegradação pode resultar em estímulo ao crescimento bacteriano, uma vez que pode gerar substrato mais lábil ao consumo destes organismos. A interação entre radiações-MOD-bactérias é influenciada diretamente pela qualidade do substrato (MOD). Apesar de representar uma das maiores bacias de drenagem do planeta, poucos estudos acerca da degradação e/ou foto-degradação da MOD foram realizados na bacia do Rio Amazonas mais carente ainda, de estudos desta natureza explorando a variação temporal em um ciclo hidrológico. O presente trabalho de dissertação teve por objetivos: (1) estimar a produção potencial de carbono inorgânico dissolvido (CID) pela fotodegradação, a partir da incidência dos raios solares em ecossistemas aquáticos amazônicos de águas pretas; (2) avaliar o papel da dinâmica do pulso de inundação na entrada de MOD em ambientes aquáticos amazônicos de águas pretas, e as influências de sua qualidade para o processo de degradação abiótica (foto-oxidação) e biótica; (3) avaliar os efeitos da foto-degradação da MOD para o seu subseqüente consumo e mineralização pelas bactérias planctônicas em ecossistemas amazônicos de águas pretas. O estudo foi realizado com amostras coletadas do lago Tupé e no Rio Negro em sua porção baixa, próximo a cidade de Manaus, Amazonas – Brasil. Para atingir os objetivos 1 e parte do 2 foram expostas ao sol, amostras de dois ecossistemas amazônicos de águas pretas, sem a presença de bactérias, nas quais eram medias a foto-produção de CID, bem como alterações nas características de absorvâncias das mesmas (430 nm). Para atingir os objetivos 3 e parte do 2, foram realizadas quatro coletas em três períodos distintos do pulso hidrológico (setembro e dezembro de 2008 e abril e setembro de 2009). Essas amostras, sem bactérias, eram expostas ao sol e posteriormente inoculadas com bactérias para avaliar os efeitos da degradação foto-química da MOD para as bactérias planctônicas. A intensidade da luz solar e a coloração da MOD apresentaram ampla variação em um ciclo hidrológico causando efeitos significativos nos processos aqui estudados. A fotodegradação estimulou o crescimento bacteriano nos quatro períodos amostrados para os dois ambientes. A MOD foi mais foto-reativa no período de cheia e na vazante, onde foram registradas as maiores taxas de produção de CID e as maiores taxas de respiração, indicando ação complementar dos processos de foto-degradação e degradação bacteriana na remoção do carbono em ecossistemas amazônicos de águas pretas. Houve ocorrência de dois fenômenos climáticos, La Niña e El Niño no período do estudo. O fenômeno La Niña causou aumento de precipitação na bacia amazônica, em 2008, o que resultou em expressivo aumento do nível do Rio Negro em 2009 e atenuação da radiação na vazante de 2008. Em 2009 o El Niño passa a atuar causando uma grande seca na região com incremento da incidência solar (menor cobertura de nuvens). Como conseqüência foram registradas as maiores taxas de produção bacteriana no período de cheia devido a maior oferta de substratos de qualidade ao metabolismo bacteriano, proveniente da inundação dos igapós. As maiores taxas de foto-degradação ocorreram na vazante de 2009, devido à maior incidência de radiação solar e a maior quantidade de MOD resultante da cheia de 2009. Podemos concluir que o processo de foto-degradação nos ecossistemas estudados resultaram na aceleração da mineralização da MOD, uma vez que é capaz de gerar moléculas inorgânicas e aumentar as taxas de remoção da MOD, além de, maneira geral, reduzir a eficiência de crescimento bacteriano (ECB). Podemos concluir ainda que há diferenças sazonais na fotoreatividade da MOD e em sua qualidade que também variam em um ciclo hidrológico.
Abstract: The dissolved organic matter (DOM) can, among other processes, be mineralized in the water column by respiration or by photo-degradation, or be consumed by microorganisms and transferred through the food web. The interaction between sunlight and DOM promotes its break, producing inorganic carbon and smaller organic molecules. This interaction is stronger in humic ecosystems, where DOM is predominantly refractory, as the characteristic of the environments investigated here. The photo-degradation process may enhance bacterial growth, since it can generate more labile substrate to be consumed for these organisms. The interactions between radiation-DOM-bacteria are directly influenced by the substrate quality (DOM). Despite the fact, that Amazon basin is the largest watershed on the planet, few studies about the degradation and / or photo-degradation of DOM were made in this basin, furthermore, studies exploring the temporal variation in a hydrological cycle are even more scarce. This thesis had the following objectives: (1) estimate the potential production of dissolved inorganic carbon (DIC) by photodegradation, from the incidence of solar radiation in Amazonian black water ecosystems, (2) evaluate the role of the flood pulse dynamics in the input of DOM to Amazonian black water ecosystems, and its influences on DOM quality, and their changes to the process of abiotic (photo-oxidation) and biotic degradation, (3) evaluate the effects of photo-degradation on DOM mineralization and consumption by planktonic bacteria in Amazonian black-water ecosystems. The study was conducted on samples collected from Lake Tupé and Rio Negro in its lower portion, near the city of Manaus, Amazonas - Brazil. To achieve the objectives 1 and part of the 2, samples were exposed without bacteria, under natural solar radiation for 6h, were photo-production of DIC was measured, as well as changes in absorbance characteristics (430 nm). To achieve the objectives 3 and part of 2, four experiments were made in three distinct periods of the hydrological pulse (September and December 2008 and April-September 2009). These samples, without bacteria, were exposed under sunlight, and then, inoculated with bacteria from the respective study sites to assess the effects of photo-chemical degradation of DOM on planktonic bacteria degradation. The intensity of sunlight and the color of DOM showed a wide variation in a hydrological cycle, causing significant effects in the intensity of the process studied here. The photodegradation of DOM stimulated bacterial growth in the four sampling periods for in two environments. The DOM was more photo-reactive during the flooding and in the falling-waters, which showed the highest production rates of DIC and the highest rates of respiration, indicating complementary action of the processes of photo-degradation and microbial degradation in DOM removal in black-water Amazonian ecosystems. During our study period we report two weather phenomena, La Niña and El Niño. In 2008 La Niña increased precipitation in Amazon basin, resulting in a abnormal increase of the river water level, which reached, in 2009, the highest water level value ever recorded. In 2009 El Niño caused a severe drought increasing solar radiation. As a consequence of the two phenomenons we recorded the highest rates of bacterial production due to increased supply of high quality substrates to bacterial metabolism, resulting from the inundation of the low land forest. The highest rates of photodegradation occurred at falling- water of 2009 due to higher incidence of solar radiation and the highest amount of DOM, resulted from the flooded period of 2009. We can conclude that the process of photo-degradation in these ecosystems results in acceleration of DOM mineralization since it is able to generate inorganic molecules and stimulating bacterial respiration, reducing bacterial growth efficiency (BGE). We can conclude that, there are seasonal differences in DOM photo-reactivity and DOM quality also varies in a hydrological cycle.
Palavras-chave: Fotodegardação
Bactérias
Ecossistemas aquáticos
Área(s) do CNPq: ECOLOGIA::ECOLOGIA DE ECOSSISTEMAS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Sigla da instituição: INPA
Departamento: Coordenação de Pós Graduação (COPG)
Programa: Biologia de Água Doce e Pesca Interior
Citação: AMARAL, João Henrique Fernandes. Fotodegradação e degradação microbiana da matéria orgânica dissolvida no baixo Rio Negro, Amazônia central. Manaus: [s.n.], 2010. xv, 49 f.. Dissertação (Biologia de Água Doce e Pesca Interior) - Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://localhost:8080/tede/handle/tede/1903
Data de defesa: 21-Jun-2010
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