Sterols as markers of sewage contamination in a tropical urban estuary (Guanabara Bay, Brazil): space–time variations

Carreira, Renato S.; Wagener, Angela L.R.; Readman, James W.

doi:10.1016/j.ecss.2004.02.014

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“…16 Carreira et al 16 report that a significant fraction of the total organic carbon in this region derives from sewage reaching the bay through polluted rivers which carry 130 ton day -1 of BOD. 17,18 In the same region, local primary production is low due to restricted light availability. 15 TOC/TN molar ratios for the stations in the north-western sector of the bay are in the range of 9.4 to 12.9 ( Table 1).…”

Section: Total Organic Carbon and C/n Ratio Of The Sedimentary Organimentioning

confidence: 99%

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Black carbon contents and distribution in sediments from the southeastern Brazilian coast (Guanabara Bay)

Ribeiro¹,

Carreira²,

Wagener³

2008

J. Braz. Chem. Soc.

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As concentrações de black carbon (BC), assim como a contribuição relativa de BC para o total de carbono orgânico sedimentar, foram determinadas pela primeira vez na Baía de Guanabara. A quantificação de BC realizou-se por método térmico (CTO-375) e a de carbono orgânico por método de oxidação a seco. As concentrações de carbono orgânico apresentaram grande variabilidade entre as estações (0,82 a 10,3%), mas foi possível definir regiões distintas na Baía de acordo com parâmetros como granulometria do sedimento, localização e magnitude de fontes autóctonas e alóctonas de matéria orgânica e hidrodinamismo. As concentrações de BC foram inesperadamente baixas (0,03 a 0,31%, com média de 0,19 ± 0,07%, n = 25), levando-se em conta o largo espectro de fontes possíveis, tanto em terra como na água, para essas substâncias. No entanto, em algumas estações o BC estava presente em níveis que podem exercer influência sobre o destino de contaminantes prioritários, tais como HPA e dioxinas. Os resultados mostraram que a distribuição espacial das concentrações de BC na Baía de Guanabara é complexa e não pode ser completamente compreendida no estágio atual de conhecimento, sendo necessárias informações adicionais, tais como fontes de emissão de BC (p.ex., queima de biomassa e consumo de combustíveis) e processos de dispersão de partículas.The concentration of black carbon (BC), as well as the relative contribution of BC to total organic carbon, was determined for the first time in sediments from Guanabara Bay. BC was quantified by a thermal oxidation method (CTO-375) and total organic carbon by dry oxidation. Sedimentary organic carbon showed a large range in concentrations (0.82 to 10.3%), but it was possible to define distinct regions of the Bay accordingly to variations in sediment grain size, location and magnitude of allochthonous and autochthonous sources of organic matter and hydrodynamic features. Low concentrations of BC were observed (0.03 to 0.31%, with a mean of 0.19 ± 0.07%, n = 25) when considering the large spectrum of possible sources on land and at sea. However, in some stations levels are sufficiently high as to influence the fate of pollutants of concern, such as PAH and dioxins. The space distribution of BC concentrations in Guanabara Bay cannot be fully understood at this stage since further information on contributions from various sources and on natural dispersion processes are required.Keywords: black carbon, organic carbon, sediments, Guanabara Bay IntroductionBlack carbon (BC) is the general term applied for the residues of incomplete combustion of organic matter. It represents a continuum of materials with different physical and chemical properties including, in order of increasing resistance to biodegradation, slightly charred biomass, chars and charcoals produced by the burning of vegetation and soot produced from fossil fuels consumption. [1][2][3] In fact, the term BC should be considered as an operational measure, since the distinct methodologies used for its determination, based on optical, therma...

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Section: Total Organic Carbon and C/n Ratio Of The Sedimentary Organimentioning

confidence: 99%

“…Previous studies conducted in the region allow a fairly good characterization of water, sediments and biota contamination by organic and inorganic residues, although none of these studies has addressed the issue of black carbon as a potential contaminant in the bay. [12][13][14][15][16][17] …”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Black carbon contents and distribution in sediments from the southeastern Brazilian coast (Guanabara Bay)

Ribeiro¹,

Carreira²,

Wagener³

2008

J. Braz. Chem. Soc.

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“…6 Briefly, 10-20 g (precision of 0.001 g) of wet sediment were mixed with sodium sulfate (solvent extracted and dried at 105 °C) and Soxhlet extracted with 200 mL of a mixture of dichloromethane and methanol (2:1 v/v; pesticide grade; J. T. Baker) for 24 h. Before extraction, 5.6 mg androstanol (5a-androstan-3β-ol; > 95% purity; Sigma) were added to the samples as a surrogate standard. The bulk organic extract was reduced by rotary evaporation, and elemental S and water traces were removed using activated copper and anhydrous sodium sulfate, respectively.…”

Section: Determination Of Coprostanol and Other Steroidsmentioning

confidence: 99%

“…Most of the studies conducted in Brazilian aquatic systems have focused on the distribution of sterols in estuaries and/or coastal bays, [6][7][8][9] estuarine lagoons 10 and lagoon systems, 11,12 but rarely on exclusively fluvial systems. 13 In this study, it was investigated the regional distribution of steroids in sediments from the Iguaçu River and its tributary, the Barigui River.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Regional assessment of sewage contamination in sediments of the Iguaçu and the Barigui Rivers (Curitiba city, Paraná, southern Brazil) using fecal steroids

Puerari

Carreira

Neto

et al. 2012

J. Braz. Chem. Soc.

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Esteroides derivados de fontes fecal (coprostanol, epicoprostanol e coprostanona) e mista (colesterol, colestanol e colestanona) foram analisados em 19 amostras de sedimentos superficiais, coletados em duas amostragens, por cromatografia gasosa com detector de ionização de chama (GC/FID) para prover uma avaliação regional da contaminação por esgotos nos Rios Iguaçu e Barigui, no Sul do Brasil. As concentrações médias de coprostanol na coleta de verão (109 ± 122 µg g , caracterizam os sedimentos como altamente contaminados por material fecal. Razões diagnósticas usando compostos selecionados sugeriram que os efluentes domésticos são a principal fonte de contaminação, embora o esterco produzido em áreas rurais possa ter importância localizada. Os resultados mostraram que o lançamento de esgotos não tratados pode representar um risco para a saúde ambiental do sistema fluvial quando a capacidade do sistema para dispersar e diluir efluentes é reduzida em períodos de baixo fluxo de água.Steroids derived from fecal (coprostanol, epicoprostanol and coprostanone) and mixed (cholesterol, cholestanol and cholestanone) sources were analyzed in 19 surface sediments collected in two samplings by gas chromatography with flame ionization detection (GC/FID) in order to provide a regional assessment of the sewage contamination in the Iguaçu and Barigui Rivers, Southern Brazil. The mean concentrations of coprostanol in the Summer (109 ± 122 mg g -1 ) and Winter (130 ± 116 µg g -1 ) seasons in 2007, with maximum value of approximately 330 mg g -1 , situate the studied sediments as heavily contaminated by sewage. Diagnostic ratios among selected compounds suggested that domestic effluents were the main source of contamination, although the contribution of manure from livestock might also be locally important. The results show that the release of raw sewage may pose a relevant threat to the environmental health of river systems when the capacity to disperse and dilute the effluents is reduced during periods of small river water flow.

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“…São amplamente empregados na avaliação de origem e distribuição de matéria orgânica marinha, de alterações ambientais, assim como na identificação de contaminação ambiental associada às atividades antrópicas. [2][3][4][5] O principal destino de marcadores orgânicos após serem introduzidos em ecossistemas aquáticos são os sedimentos de fundo, constituindo um importante compartimento de acumulação destes compostos em níveis mais elevados que aqueles observados na coluna d'água adjacente.6 Para estudos de transformações ambientais em diferentes escalas de tempo, são empregadas colunas sedimentares (ou testemunhos de sedimentos), que permitem obter registros histó-ricos relacionados aos processos deposicionais. 6 As informações que podem ser geradas remetem a períodos remotos onde as características naturais do ambiente não foram modificadas pela atividade antrópica até períodos recentes, fornecendo um panorama evolutivo de uma série de alterações ambientais.…”

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Validation of an Analytical Method for Geochemical Organic Markers Determination in Marine Sediments

Wisnieski¹,

Ceschim²,

Martins³

2016

Química Nova

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MARINE SEDIMENTS. This paper describes the validation of an alternative method for determination of n-alkanes, sterols (OLs) and n-alkanols (ALCs) in marine sediments, through adaptation of clean up. The method reduced the material consumption, the discards produced and working time. The recovery percentages were 60-129% for n-alkanes, 52-67% for OLs and 43-141% for ALCs, acceptable values compared to other studies. The application in Antarctic marine sediments presented satisfactory results indicating contribution of planktonic organisms, higher animals and a little contribution from vegetation.Keywords: organic markers; sediments; gas chromatography; Antarctica. INTRODUÇÃOMarcadores orgânicos geoquímicos são compostos com características como estabilidade química e resistência à degradação, e por isso podem ser utilizados como indicadores de eventos e processos ao longo do tempo.1 Entre os principais marcadores utilizados atualmente podemos citar os esteróis, n-alcanos, ácidos graxos, n-alcanóis, alquenonas, entre outros. São amplamente empregados na avaliação de origem e distribuição de matéria orgânica marinha, de alterações ambientais, assim como na identificação de contaminação ambiental associada às atividades antrópicas. [2][3][4][5] O principal destino de marcadores orgânicos após serem introduzidos em ecossistemas aquáticos são os sedimentos de fundo, constituindo um importante compartimento de acumulação destes compostos em níveis mais elevados que aqueles observados na coluna d'água adjacente.6 Para estudos de transformações ambientais em diferentes escalas de tempo, são empregadas colunas sedimentares (ou testemunhos de sedimentos), que permitem obter registros histó-ricos relacionados aos processos deposicionais. 6 As informações que podem ser geradas remetem a períodos remotos onde as características naturais do ambiente não foram modificadas pela atividade antrópica até períodos recentes, fornecendo um panorama evolutivo de uma série de alterações ambientais. [7][8][9] Os diferentes métodos de determinação de marcadores orgânicos utilizados em estudos de geoquímica marinha adotam os seguintes passos: (i) extração, (ii) purificação e fracionamento por cromatografia de adsorção em coluna, (iii) derivação, que é a conversão de compostos que apresentam grupos hidroxila e carboxila, como é o caso dos esteróis, n-alcanóis e ácidos graxos, em formas químicas mais apropriadas para resolução cromatográfica e, por fim; (iv) a análise instrumental que é, geralmente, baseada em cromatografia em fase gasosa e detectores específicos com a finalidade de separação, identificação e quantificação de cada composto. [10][11][12] O fracionamento e a purificação do extrato orgânico são passos fundamentais na determinação de compostos provenientes de matrizes sólidas, como os sedimentos marinhos, pois é responsável pela "limpeza" e separação dos constituintes presentes nas amostras. 13Geralmente é utilizada uma coluna cromatográfica com adsorventes específicos (sílica e alumina, por exemplo), bem como solventes de dife...

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Sterols as markers of sewage contamination in a tropical urban estuary (Guanabara Bay, Brazil): space–time variations

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Black carbon contents and distribution in sediments from the southeastern Brazilian coast (Guanabara Bay)

Black carbon contents and distribution in sediments from the southeastern Brazilian coast (Guanabara Bay)

Regional assessment of sewage contamination in sediments of the Iguaçu and the Barigui Rivers (Curitiba city, Paraná, southern Brazil) using fecal steroids

Validation of an Analytical Method for Geochemical Organic Markers Determination in Marine Sediments

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