Browsing by Author "Caetano, M."
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- A multimetric approach to evaluate offshore mussel aquaculture effects on the taxonomical and functional diversity of macrobenthic communitiesPublication . Lacson, A. Z.; Piló, David; Pereira, F.; Carvalho, A. N.; Curdia, J.; Caetano, M.; Drago, T.; Santos, M. N.; Gaspar, MiguelA multimetric approach was used to detect structural, compositional, and functional shifts in the underlying macrobenthic communities of an offshore mussel (Mytilus galloprovincialis) farm in a Portuguese Aquaculture Production Area. Sampling stations distributed inside and outside this area were used to evaluate sediment descriptors and macrobenthic samples collected before (April and September 2010) and after (June and September 2014) the initiation of mussel farming. Sediment fine fraction, organic matter content, and trace element concentrations were found to increase with depth, independently from the mussel farm. Moreover, the structure and composition of the macrobenthic communities were likewise structured by depth. Turnover was the dominant temporal and spatial pattern of beta diversity for all communities. Furthermore, the functional diversity of these communities was unaffected by the mussel farm. These results suggested that an offshore profile allowed hydrodynamic conditions to weaken the impact of mussel farming and highlighted the importance of conducting an integrative multimetric analysis when studying aquaculture impacts on benthic communities.
- Biogeoquímica do manganês, ferro, cobre e cádmio em sedimentos da Ria FormosaPublication . Caetano, M.; Vale, Carlos Alberto Garcia do; Bebianno, Maria João da Anunciação FrancoA Ria Formosa é uma laguna costeira de características mesotidais, situada na costa Sul de Portugal, que apresenta pronunciadas variações sazonais de temperatura e radiação luminosa. As extensas zonas intertidais desta laguna são inundadas pela maré duas vezes por dia ficando, por isso, também sujeitas a flutuações semidiurnas de temperatura, pressão e radiação luminosa. Estas condições podem afectar os equilíbrios físico-químicos existentes no sedimento. Foi elaborado um esquema de amostragem de sedimentos em suspensão e de fundo em diversos locais da zona intertidal da Ria Formosa em duas escalas de tempo distintas: (a) uma escala sazonal, com o objectivo de estudar a influência das variações anuais de temperatura e os mecanismos por si desenvolvidos na composição elementar dos sedimentos; (b) ao longo de alguns minutos durante a inundação dos sedimentos pela água da maré, com objectivo de estudar o efeito da maré nos equilíbrios físico-químicos existentes no interior do sedimento. Nos sedimentos recolhidos sazonalmente foi medida a temperatura, o pH e o potencial redox, determinado o conteúdo em matéria orgânica e os teores de Al, Si, Mn, Fe, Cu e Cd na fracção sólida. Na água intersticial foram determinadas as concentrações de Mn(II), Fe, Cu e Cd totais dissolvidos. Nas amostras de água intersticial colhidas durante a inundação dos sedimentos foram determinadas as concentrações de Cl-, Mn(II), Fe(II), Fe(III), Cu e Cd totais dissolvidos. A variação do teor de cloretos na água intersticial indicou que a inundação dos sedimentos intertidais pela maré causa infiltração da água através da superfície do sedimento e movimentos de água intersticial no seu interior. Estes movimentos de fluídos ocorreram preferencialmente nas camadas de maior permeabilidade. As alterações ao equilíbrio dinâmico da água intersticial foram mais intensas nos primeiros 28 minutos de inundação, diminuindo ao longo do tempo. Os processos físicos acima referidos provocaram a exportação de Mn(II), Fe(III), Cu e Cd totais dissolvidos da água intersticial para a coluna de água e simultaneamente induziram a oxidação das espécies reduzidas de manganês e de ferro. O Mn(II) foi oxidado a Mn(IV) na camada superficial dos sedimentos e, também, exportado para a coluna de água. A oxidação do Fe(II) a Fe(III) ocorreu, por sua vez, no interior do sedimento numa curta escala de tempo (<7 min.), saindo para a coluna de água uma pequena porção de Fe(III). Estas alterações, provocadas pela inundação dos sedimentos intertidais, mascararam eventuais variações sazonais das concentrações de Mn e Fe na fracção intersticial dos sedimentos. Os perfis de Cu e Cd totais dissolvidos na água intersticial mostraram a existência de várias zonas de mobilização nos primeiros 4 cm de sedimento. A mobilização de Cu não apresentou uma variação sazonal enquanto que as concentrações de Cd mostraram um incremento no Verão. Neste período, o cálculo de fluxos difusivos indicou uma intensificação dos processos de transferência destes metais através da interface sedimento-água relativamente aos existentes no interior do sedimento. Os fluxos difusivos de Cu foram uma ordem de grandeza inferiores ao transporte advectivo associado à inundação pela maré, enquanto que para o Cd as estimativas dos fluxos difusivos e do transporte advectivo foram comparáveis. Em suma, os resultados obtidos mostraram que a distribuição destes elementos na água intersticial é reflexo do regime de transporte-reacção induzido pela inundação dos sedimentos intertidais, sendo para o Fe mais importantes os processos de reacção, enquanto que para o Mn, Cu e Cd os transportes advectivos são mais rápidos do que as reacções. Com base nestes resultados é proposto um modelo para os ciclos de Mn, Fe, Cu e Cd nas zonas intertidais de lagunas costeiras.
- Distribution of Fe, Mn, Cu and Cd in upper sediments and sediment-trap material of Ria Formosa (Portugal)Publication . Caetano, M.; Vale, C.; Bebianno, Maria JoãoIn shallow highly productive coastal environments intense biogeochemical activity is concentrated in the upper sediment layers. However, pore water composition of permeable inter-tidal sediments change as water flows over the areas during ebb and flood tides. In order to examine metal post-mobilisation, inter-tidal sediment cores of 4 cm length and particles settled in sediment-traps over several periods during 10 months were collected in Ria Formosa (SW Iberian Peninsula). Concentrations of Al, Fe, Mn, Cu and Cd, loss on ignition and the proportion of fine fraction were determined in sediment layers of 0.5 cm thickness and in sediment-trap material. Levels of Mn in sediments were similar to those in sediment-trap material, although enrichment in the topmost sediment layer (0.1 mm) was observed as MnO2 is formed. Although Fe in sediments and sediment-trap material ranged within similar intervals, two relationships with Al were found showing that sediment-trap material are impoverished in Fe in comparison to sediments. This suggests that Fe is mainly cycled inside the sediment. Copper and Cd exhibited different patterns. Levels in sediment-trap material were not correlated to Al or LOI, probably due to local contamination or uptake by plankton. These values were lower than levels in the topmost sediment layer, suggesting that Cu and Cd that reach the sediment surface are rapidly released to the water column. Concentrations in sediments, including the topmost layer, exhibited two relationships to Al, for both Cu and Cd. One corresponding to background values and the other found in stations closer to the anthropogenic sources. In these cases Cu and Cd are incorporated into the sediments that is facilitated by AVS values close to the sediment surface.
- Spatial and temporal assessment of sediment contamination in Sado estuary: a methodological approachPublication . Nunes, L.; Caeiro, S.; Costa, Maria H.; Caetano, M.; Martins, Flávio Augusto Bastos da Cruz; Castro, O.; Vale, C.For better management of estuarine ecosystems their contamination assessment should be easily communicated to local managers and decision makers. The problem is the lack of available data and the search of methodologies to enable that assessment using only few data. The Sado estuary in Portugal is as good example of a site where human pressures and ecological values collide with each other and where the degree of metal and organic contamination has not been subject to an overall assessment, either in terms of spatial or temporal variability, in a way that managers can understand.
- Tidal flushing of ammonium, iron and manganese from inter-tidal sediment pore watersPublication . Caetano, M.; Falcão, M.; Vale, C.; Bebianno, Maria JoãoConcentrations of ammonium, manganese and iron were examined in sediment pore water and near-bottom water of inter-tidal sediments of Ria Formosa, a coastal lagoon in the South of Portugal, during the short period of time that water flooded the area. Short-sediment cores and overlying water retained during the ebb tide were sampled at air-exposed area. Immediately after the inundation sediment cores and flooding water were repeatedly collected over short periods of time: 20 min for ammonium and 60 min for iron and manganese. The pore water composition of the upper 2-cm sediment changed dramatically in NH4+, Mn and Fe during the first minutes of the flood. This decrease was recorded together with an increase of ammonium and manganese in the flooding water. The inundation causes a mixing of freshly tidal water in the interstices of sediment surface, pore water being mixed with sea water and oxygen supplied to anoxic layers of the sediment. Consequently NH: in pore water and weakly bound to sediment is exported to the water column, Mn(II) also escapes from the sediment, but Fe(II) is oxidised rapidly and iron is recycled inside the sediment. These processes occur on a semi-diurnal time scale that implies a continuously re-adjustment of the chemical of inter-tidal sediment surface of Ria Formosa.