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Browsing CIMA by Field of Science and Technology (FOS) "Ciências Naturais::Ciências da Terra e do Ambiente"
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- Bioaccumulation and effects of TBT on molluscs from southern PortugalPublication . Coelho, Maria do Rosário T. Cortez Noronha; Bebianno, Maria João; Langston, W. J.The present work intended to study the impact of the highly toxic compound tributyltin (TBT) in one of the most important mollusc species in southern Portugal, the ciam Ruditapes decussatus. The first Chapter provides a general overview of the TBT problem in the marine environment. A summary of the analytical methods employed to analyse organotins in water, sediments and biological tissues is presented in Chapter 2. The effects of sublethal tributyltin concentrations on the growth and development of R. decussatus larvae were studied (Chapter 3). Veliger larvae of Ruditapes decussatus were exposed to TBT nominal concentrations of 25, 50, 75 and 100 ngL"1 Sn in the water for a period up to 13 d. Larval growth and development were chosen as endpoints for evaluation of TBT toxicity. Growth of R. decussatus larvae was severely affected by TBT concentrations (25-100 ngL'1 Sn). A 3- to 5-fold reduction in growth was observed in these early larval stages. Furthermore, R. decussatus larvae exposed to TBT did not develop further than Dlarvae while larvae from control cultures reached the umbonated stage. The effects of sublethal concentrations of tributyltin (TBT) on growth of ciam juveniles, R. decussatus, were determined in clams exposed to nominal TBT concentrations of 50, 100 and 250 ng L^Sn in sea water, for a period up to 2 years (Chapter4). R. decussatus iuvenWes increased regularly in length and weight over the whole experimental period. Final length and weight were affected by TBT exposure. Flowever, growth rates (in length and weight) were not significantly different amongst treatments, after 2 years of TBT exposure. Thus, under the deschbed experimental conditions, although a decrease in growth (length and weight) of R. decussatus juveniles was observed with increasing TBT concentrations, it was not significantly affected by TBT exposure. The relative importance of water, sediments and food as vectors of TBT uptake was assessed for the infaunal, suspension-feeding bivalve, Ruditapes decussatus (Chapter 5). Accumulation of TBT was determined in R. decussatus exposed for 60 days to, moderately high, but environmentally realistic, leveis of TBT dissolved in water (100 ngL"1 Sn) and sediments (0.8 pgg"1 Sn dw), separately or in combination, using constant-flow systems. The results indicate that this species accumulates TBT predominantly from water. Although some accumulation from sediments does occur, the processing of large amounts of water needed to sustain the filter-feeding habits of this species is a prime determinant of TBT uptake. The route of exposure is reflected in tissue distributions of TBT in R. decussatus. However, gills are the most important sites for accumulation of TBT from water, irrespective of whether contaminated sediments are present or not. In addition, the relative importance of phytoplankton as a vector of TBT uptake was assessed in the same species. Accumulation of TBT via the algal diet was determined by experimental exposure of R. decussatus to 14CTBT labelled phytoplankton Isochrisis galbana, for a period up to 60 days. Ruditapes decussatus exhibited increasing TBT burdens during a period up to 40 days, after which an apparent steady state was achieved. Within the body, the digestive tract of these clams initially accumulated TBT. After a few weeks of exposure, internai remobilization resulted in a more widespread partitioning of TBT amongst tissues. From the results of these experiments (Chapter 5), in which R. decussatus were exposed to TBT in water, sediments and food partitioned realistically, it seems clear that this species accumulates TBT predominantly from water. Although some accumulation from sediments and food does occur, the contribution from these phases was negligible when compared to water, at least under the conditions and concentrations used in this experiment. In a filed survey (Chapter 6), organotin concentrations were measured in water, sediments and clams {Ruditapes decussatus) from eleven sites in the Ria Formosa lagoon, Portugal, in 1992-1993. Results showed a marked spatial pattern of tributyltin (TBT) and dibutyltin (DBT) concentrations. Highest organotin concentrations were observed at Olhão (site 5), where the most important fishing harbour of the Southern coast of Portugal is located. Results indicated that fishing vessels, moored in the harbour at Olhão (site 5), were the major source of organotin contamination to the lagoon. No significant seasonal trend was observed, sIn order to assess the incidence of imposex in neogastropods (Chapter 7), a field survey was carried out in Algarve between Vila Real de Santo António, at the eastern border, and Zavial, near Sagres, at the westem end. The degree of imposex was determined in six neogastropod species: Ocenebra erinacea, Hexaplex trunculus, Murex brandaris, Conus venthcosus, Nassarius reticulatus and Nucella lapillus, using the two índices RPLI and VDSI. Imposex was observed in females from ali the sampled sites in Algarve, except in Zavial (13), where ali females Nucella lapillus were unaffected by imposex. The final discussion is presented in the last Chapter (8). It emphasizes that results from this work constitute a further step to confirm that TBT is among the most toxic chemicals introduced in the marine environment. Its potential for negative impact on the benthic community is evident. In the particular case of R. decussatus cultured in Ria Formosa and other important mariculture sites, a continued input of organotins will probably cause serious damage to shellfish species, particularly to its early life-stages. According to the World Health Organisation (WHO, 1990), recommendations for protecting human and environmental health against the damaging effects of TBT include (1) the establishment of restrictions on the use of TBT compounds; (2) evaluation of organotins inputs to the environment from sources other than antifouling paints; (3) improvement of methods for the safe application removal and disposal of organotins. Furthermore, future research needs comprise improvement of detection and analysis of organotins and better knowledge of toxicity, namely immunological effects, mechanisms of toxicity, endocrine effects and mammalian toxicity including studies on potential carcinogenic effects. Human intake of TBT should also be carefully studied; specific consumption recommendations should eventually be published and maximum residue leveis (MRL) for TBT, and other organotin compounds, in seafood products should be set to minimize human risks. Attention should also be given to the search for other sensitive bioindicator species, including freshwater organisms and finally more information is required on butyltin residues in fish and shellfish for human consumption.uggesting a continuous input of organotin compounds throughout the year.
- Bivalves marinhos do miocénio superior (Tortoniano superior) de Cacela (Algarve, Portugal)Publication . Santos, Ana Alexandra Guerreiro dos; Boski, T.O conhecimento e estudo da jazida fossilífera da Ribeira de Cacela, remonta aos meados do século passado. O interesse por esta jazida centra-se principalmente na grande riqueza e diversidade da fauna malacológica, dos quais há a destacar o excelente estado de preservação que estes apresentam. Muito embora existam numerosos trabalhos sobre esta jazida, escasseiam trabalhos de descrição, figuração e classificação da principal fauna fóssil aí existente, nomeadamente bivalves e gastrópodes. Pretende-se assim, retomar o estudo da jazida da Ribeira de Cacela, mais concretamente o estudo sistemático da malacofauna de bivalves, tendo ainda como objectivo subjacente abordar esta paleocomunidade desde o ponto de vista paleoecológico e biostratigráfico. O material malacológico recolhido e analisado provem do membro inferior da Formação de Cacela, denominado por "Conglomerados e areolas fossilíferas da Ribeira de Cacela", mais especificamente da camada 3, e resultou de dois tipos de amostragem: amostragem por busca e amostragem volumétrica. Do estudo realizado foi possível identificar um total de 85 espécies e subespécies, duas das quais identificadas com sinais de nomenclatura aberta. Estas espécies dislribuem-se por 61 géneros agrupados por 29 famílias. Há a destacar que, destas 85 espécies identificadas, 36 são primeira referência para a zona. A análise tafonómica da oriclocenose em estudo permitiu determinar o seu carácter subautóctone. Apesar de ser pouco frequente a ocorrência de bivalves com ambas as valvas unidas e em posição de vida, algumas das características observáveis permitem supor para o conjunto da fauna fóssil um tempo de exposição reduzido c transporte pouco significativo, seguido de um enterramento relativamente rápido. Essas características são a ausência de orientação posí-moríem das conchas no substrato, a ausência de selecção de tamanho dos exemplares, a preservação de estruturas de ornamentação delicadas, a preservação de restos ligamentos calcificados, bem como um baixo grau de acção biológica nas valvas. O estudo da paleocomunidade de bivalves do seu ponto de vista paleoambiental, permitiu obter uma visão das condições ambientais então vigentes no local, indiciando para a área dc estudo a presença de um ambiente marinho litoral, com hidrodinamismo de baixa a moderada energia, profundidade estimada para valores entre 20-30 metros, salinidade marinha semelhante à actual, temperatura das águas superior à que actualmente se observa para as latitudes em que se encontra a área, com regime térmico tropical a subtropical. Relativamente ao modo de vida das espécies identificadas, há o destacar a predomínio das endobentónicas, com predominância de filtradores. Finalmente, a partir da análise da distribuição estratigráfica das espécies de bivalves identificadas foi possível deduzir uma idade Miocénica superior para os sedimentos da camada fossilífera em análise.
- Caracterização oceanográfica da Costa Sul PortuguesaPublication . Cardeira, Sara Isabel Fernandes; Cravo, Alexandra; Relvas, PauloIn this study an oceanographic characterisation of the region of the Portuguese south coast was carried out during the oceanographic cruise that look place between the 1st and the 5th of Oclober 2006, in the sub superficial layer of lhe ocean (unlil 250m). In this cruise it was analysed three sections/ transects; i) in front of the mouth of the Guadiana river, ii) in front of Portimão and iii) in front of Sagres.
- Cartografia e estimativa da biomassa de macrófitas aquáticas nas lagoas da Vela e das Baças (Centro Litoral de Portugal) utilizando a técnica de detecçäo remotaPublication . Alface, Isabel Cristina; Boski, T.As zonas húmidas constituem ecossistemas de grande importância em termos de biodiversidade e produtividade, podendo a vegetação aquática, que normalmente lhes está associada, contribuir, de forma significativa, para a sua caracterização como unidade de paisagem.
- Coastal responses to sea-level rise on centennial to millennial time scales: development of hybrid model-based forecasting for the Guadiana EstuaryPublication . Sampath, DMR; Boski, T.In the context of hybrid approach, this study was focused on formalizing and application of a simple and idealized model using a set of theoretical framework based on rule-based morphological expressions. Main objectives were: (1) to simulate the sedimentary infilling of the Guadiana Estuary palaeovalley due to eustatic sea-level rise during the Holocene, against previous geomorphological and post-glacial palaeoenvironmental reconstructions based on facies interpretation and 14C dating; (2) to assess potential morphological impacts and risk of habitat shift by simulating the morphological evolution of the Guadiana estuary and its intertidal zone for the worst case of sea level rise and sedimentation scenarios predicted for the 21st century; (3) to assess the sensitivity of bed friction coefficient, power index of the current velocity in the erosion rate function, river discharge, and sea-level rise rate in determining the decadal scale morphological evolution in the Guadiana estuary; and (4) To understand the effect of dam construction along the Guadiana river on the estuarine morphology. According to the results, the long-term modelling of the morphological evolution in the estuary due to sea-level rise during the Holocene complemented previous reconstructions, based on interpretations of the experimental data. The intermediate hybrid approach that was followed in this study appears to be a useful tool for simulating the morphological evolution of an estuarine system during the period of postglacial sea-level rise. It seems particularly suited to the more sheltered environments of an estuarine system where vertical aggradation dominates the sedimentary infilling of the palaeovalley. However, the direct application of Estuarine Sedimentation Model and the intermediate hybrid model, are very much applicable to a system where there is net accretion throughout the estuarine system. These constraints were compensated to a certain extent using the fully developed hybrid model as it was able to produce elevation change distribution from 2000 to 2014 in the Guadiana estuary, approximately similar to the observed normal probability distribution for the same period. This improved model was able to produce spatial variability of eroding and accreting regions, enabling the coupling of decadal scale model to centennial scale model. Furthermore, results indicate the deficiencies of defining the environmental flow as a percentage of dry season flow and the risk of habitat loss from the intertidal zone. Thus, a multi-dimensional approach has to be adopted to mitigate their consequences of sea-level rise and drastic flow regulations on the ecosystem of the Guadiana estuary.
- Development of an operational tool for oil spill forecast: application to oil exposed regionsPublication . Janeiro, João Miguel Leitão; Martins, Flávio; Relvas, PauloThe objective of the following thesis is to present a modelling methodology, based on the MOHID system, which allows the development of coastal operational models by taking advantage of already implemented regional operational models using a downscaling approach. This increase in resolution allows studying the influence of coastal scale processes in the dynamics of oil spills, while contributing to more accurate forecasts. The methodology was used to forecast the evolution of oil spills in two distinct areas both prone to oil pollution events: Southwest Portuguese Coast and the Tuscany Archipelago (Italy). In both regions an operational model was developed and validated to a good level, using several types of oceanographic data available in European and global databases. The method was tested during the Costa Concordia accident, where operational forecasts aided the Italian authorities during the fuel removal operations. Also considered in this work are the interaction between waves/currents/wind in the dynamics of oil spills at sea, the identification of mesoscale circulation patterns and their influence on the risk to accidents as well as the integration of these numeric methods with early detection and monitoring systems.
- Investigação em palinologia e isótopos estáveis do Paleozoico da zona centro-ibérica (Buçaco, Dornes, Mação e Portalegre) e zona de Ossa-Morena (Toca da Moura e Barrancos), Portugal: implicações paleogeográficas e paleoambientaisPublication . Lopes, Gilda; Fernandes, Paulo; Pereira, Zélia; Goodhue, RobbieEste trabalho apresenta os estudos palinostratigráfico (algas prasinófitas, acritarcas, criptosporos, esporos trilete), de geoquímica de isótopos estáveis e maturação, das sucessões do Paleozoico da Zona Centro-Ibérica (Buçaco; Dornes; Mação; Portalegre) e Zona de Ossa- Morena (Barrancos; Bacia de Toca da Moura). Foram recolhidas 485 amostras para palinologia, provenientes de 33 sucessões, de uma sondagem (SDJ1) e, de amostras do Museu Geológico do LNEG. As amostras provenientes de afloramentos revelaram-se pobres em palinomorfos devido à má preservação originada pelo elevado grau de maturação medido. No total foram identificadas 194 espécies e 148 géneros. No Buçaco foram recuperadas associações do Dobrotiviano ao Kosoviano e, do Gorstiano médio à base do Pridoli. Em Dornes os dados recuperados foram escassos, apenas complementando associações anteriores do limite Silúrico/Devónico. Em Mação apenas foram identificados alguns exemplares de algas prasinófitas. Em Portalegre, foram recuperadas associações da base do Pridoli e, topo do Viseano. Em Barrancos foram recuperadas associações do Arenigiano superior, Gorstiano, limite Pridoli/Lochkoviano e, Pragiano inferior. As associações recuperadas da sondagem SDJ1 forneceram idades do Carbónico e, associações de remobilizados do Câmbrico médio ao Carbónico inferior. Cinco secções, num total de 199 amostras, foram estudadas para isótopos estáveis de carbono. Os resultados obtidos em três perfis (Dornes e Barrancos) do Kosoviano ao Pridoli basal, permitiram inferir que as excursões poderão estar relacionadas com a ocorrência de eventos de extinção e, com a mudança dos ambientes de deposição. Os estudos de maturação foram realizados em 22 amostras do Ordovícico, Silúrico e Carbónico, pertencentes à região do Buçaco, Mação, Portalegre e Barrancos. No geral, observou-se um grau de maturação muito elevado (1,48% a 7,32%) e, em todas as amostras a matéria orgânica está matura a sobrematura. Os resultados obtidos permitem refletir sobre as condições de subsidência e o contexto tectónico ao qual as amostras estiveram sujeitas aquando da Orogenia Varisca.
- Multibiomarker assessment of cadmium-based quantum dots effects in the marine mussel Mytilus galloprovincialisPublication . Rocha, Thiago Lopes; Bebianno, Maria JoãoNanotechnology and use of engineered nanomaterials (ENMs) may improve life quality, economic growth and environmental quality, but their environmental risk in the marine environment is scarce. Properties of quantum dots (QDs), namely small size, unique optical and biofunctional properties, allow their use in nanomedicine, biology and electronics, but also confer different toxicity compared to its dissolved counterparts. Accordingly, this thesis assessed the toxicokinetics (TK), mode of action (MoA) and toxicity of CdTe QDs (10 μg Cd L-1) in the marine mussel Mytilus galloprovincialis, compared to dissolved Cd for 21 days followed by 50 days depuration. For this purpose, Cd distribution in different mussel tissues, subcellular fractions and biodeposits were analysed, TK parameters estimated (accumulation and elimination rates, bioconcentration factor and half-life time) and multibiomarkers assessed: immunotoxicity (density, viability and differential cell count of hemocytes), cytotoxicity (lysosomal membrane stability - LMS), genotoxicity (DNA damage and nuclear anomalies), oxidative stress (superoxide dismutase - SOD, catalase - CAT, glutathione peroxidase - GPx and glutatione-S-Transferase - GST), metal exposure (metallothionein - MT), oxidative damage (lipid peroxidation - LPO), tissue-level biomarkers (17 histomorphometric parameters of digestive tubules, inflammatory and histopathological conditions indices) and proteomic responses. Results showed that the digestive gland plays an important role in storage, metabolism and detoxification of QDs, while gills have similar functions for dissolved Cd and the hemolymph in transport, distribution and regulation of QDs. Tissue specific metabolism patterns and nano-specific effects were identified, wherein the MoA and toxicity of QDs in mussels is time dependent and involve oxidative stress, immune response, DNA damage and differential protein expression. Mussels were unable to completely eliminate the QDs (t1/2 > 50 days), highlighting their potential source of toxicity for human health and environment. M. galloprovincialis is a significant target of QDs ecotoxicity and represent a suitable biomonitor for assess their environment risk.
- Tafonomia e paleoicnologia do neogénico superior do sector Cacela-Huelva (SE da Ibéria)Publication . Santos, Ana Alexandra Guerreiro dos; Mayoral, Eduardo; Boski, T.; Cachão, MárioO estudo das unidades neogénicas marinhas do Algarve (Portugal), concretamente a clássica jazida da Ribeira de Cacela, bem como as respectivas unidades correspondentes da província de Huelva (SO de Espanha) são alvo de atenções desde meados do século XIX por parte de numerosos autores, os quais contribuíram com elevado numero de estudos nas mas variadas áreas da paleontologia. A trajectória evolutiva dos estudos paleoicnológicos realizados em ambas áreas é contrastante, uma vez que na área portuguesa esta temática apenas começou a ser abordada, de forma pontual e dispersa, a partir de meados dos anos 90, ao contrário dos materiais neogénicos da província de Huelva, em que o estudo do seu conteúdo paleoicnológico apresenta uma maior maturidade em termos de conhecimento, uma vez que vem sendo estudado de forma sistemática e contínua desde há mais de 20 anos. Neste contexto, o presente trabalho pretende retomar, por um lado, o estudo da clássica jazida fossilífera da Ribeira de Cacela (Portugal), do ponto de vista paleoecológico, concretamente com base na informação fornecida por qualquer actividade de organismos sobre substratos duros e substratos não consolidados (estruturas etológicas de bioerosão e bioturbação) e, por outro, a continuação do estudo desta área temática em materiais do Pliocénico inferior da província de Huelva (Espanha). A razão deste interesse reside no facto de que o conjunto destas jazidas fossilíferas constituem não só dois dos afloramentos mais importantes dentro do registo paleontológico tortoniano superior para o Algarve e pliocénico inferior para a província de Huelva, mas também por apresentarem um interesse paleogeográfico muito elevado, constituindo pontos de referencia para a interpretação paleoambiental da bacia de Guadalquivir. Assim, a área geográfica seleccionada para a realização deste trabalho situa-se no extremo sudeste de Portugal e sudoeste de Espanha, concretamente nas proximidades da localidade de Cacela Velha (jazida da Ribeira de Cacela) e da localidade de Niebla (Jazidas de Las Presas e de Los Cristos), respectivamente. As jazidas estudadas caracterizam-se por apresentarem uma grande riqueza e diversidade no que diz respeito às associações fossilíferas presentes nos sedimentos que nelas afloram. A sua grande diferença reside na idade, uma vez que a jazida da Ribeira de Cacela está datada como tortoniano superior (Miocénico superior), enquanto as duas jazidas do sector espanhol estão datadas como Zancliano (Pliocénico inferior). Do ponto de vista metodológico, realizou-se uma amostragem estratificada aleatória em todas as camadas das jazidas em estudo. Previamente à obtenção das amostras realizaram-se as observações tafonómicas que serviram para complementar o estudo paleoecológico posterior. As amostras recolhidas foram estudadas e analisadas do ponto de vista paleontológico e paleoicnológico. Com o objectivo de diferenciar amostras definidas por diferentes variáveis, em conjuntos mais ou menos homogéneos, utilizou-se a Análise de agrupamentos ou clusters pelo método de ligação por média grupai (Group average linking) em modo Q e através da distância euclidiana, que permitiu diferenciar duas tafofácies principais: Tafofácies de concentrações de conchas e Tafofácies dos Intemíveis arenosos. Do ponto de vista da paleoicnologia sistemática, a diversidade observada nas três jazidas em estudo é notável, tendo-se estabelecido 32 tipos de evidências distintas. São descritas e figuradas um total de seis atribuições sistemáticas morfotípicas e. 31 icnoespécies pertencentes a 22 icnogéneros. Destas icnoespécies, quatro foram identificadas com sinais de nomenclatura aberta (cf. e ichnosp. indet.). No que diz respeito às estruturas bioerosivas, observa-se uma certa homogeneidade em relação ao número de icnotáxones identificados enquanto que, a nível das estruturas de bioturbação, as jazidas do sector espanhol apresentam uma maior diversidade e abundância de icnotáxones. Em termos de diversidade de espécies de moluscos bivalves, as famílias melhor representadas são: Veneridae com 18 espécies; Pectinidae com 14 espécies; Tellinidae com 10 espécies e Cardiidae com nove espécies. As restantes famílias apresentam número de espécies inferior a nove. Os cálculos de Diversidade (H) expressam valores relativamente elevados, constatandose que, na maior parte das vezes, as associações fósseis em que se observa aumento dos valores de diversidade estão associadas a níveis de concentração de conchas relacionados com eventos de alta energia hidrodinâmica (tempestades). Por outro lado, a análise das relações predador-presa, através de evidências de perfurações do tipo Oichnus, permitiram reconhecer áreas de preferência por parte dos predadores e sua relação com a posição da presa no substrato, assim como determinar a proporção entre o tamanho de presa e do predador. A distribuição selectiva das perfurações indica alguns comportamentos estereotípicos na selecção da zona a atacar pelos gastrópodes, embora a área preferida para o ataque possa variar em função de factores bióticos (tamanho, ornamentação e modo de vida da presa) e abióticos (condições ambientais do meio sedimentar: temperatura, salinidade, hidrodinamismo). Estes factores podem condicionar de forma negativa o comportamento dos predadores, no sentido de evidenciarem uma conduta mais irregular e modelos menos rígidos e uniformes. Neste contexto, as três jazidas em estudo, apresentam bastantes semelhanças na localização das perfurações do tipo Oichnus, observando-se um padrão de localização idêntico quer para as espécies pertencentes à infauna, quer às pertencentes à epifauna e, em alguns casos, comportamentos estereotípicos. A taxa de bioerosão obtida é baixa e sensivelmente igual para as três jazidas, variando entre os 11-12%. Do ponto de vista das estruturas bioerosivas, as relacionadas com a actividade perfurante de organismos não predadores dominam, aparecendo por ordem de importância primeiro as relacionadas com as microperfurações de talófitas, anelídeos poliquetas (Caulostrepsis-Maeandropolydora), esponjas clionídeas {Entobid) e briozoários ctenostomados {Pinaceocladichms). Por último, e com base na localização das estruturas bioerosivas estudadas foi possível determinar três fases distintas, no que se refere à sua sequência de colonização. Uma primeira fase (Fase 1), relacionada com os registos que mostram uma clara produção em vida do substrato anfitrião; uma segunda fase (Fase 2), relacionada com os registos que se produziram na etapa imediatamente posterior à morte do bivalve, quando este ainda conservava, em muito casos, uma posição próxima à de vida, e por último, uma Fase 3, relacionada com os registos produzidos claramente post-mortem do substrato anfitrião.
- Teores de mercúrio total em exemplares de peixe-espada-preto (Aphanopus carbo Lowe, 1839) capturados no arquipélago da madeiraPublication . Vasconcelos, Paulo da Conceiçao Silva; Bebianno, Maria JoãoO presente estudo teve por objectivo a determinação da concentração de mercúrio total no músculo, fígado e gónadas de peixe-espada-preto (Aphanopus carbo Lowe, 1839), espécie de profundidade (700 - 1300 metros) com elevada importância económica no sector das pescas do Arquipélago da Madeira.