The fate of carbon in continental shelf sediments of eastern Canada: a case study

Mucci, Alfonso; Sundby, Bjørn; Gehlen, Marion; Arakaki, Takemitsu; Zhong, Sheng; Silverberg, Norman

doi:10.1016/s0967-0645(99)00124-1

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“…4C). In Canadian shelf sediments, Mucci et al (2000) made similar observations with calculated Ω values for calcite in porewaters always higher than 0.8 and often above 1, but still the occurrence of carbonate dissolution unequivocally demonstrated by a net Ca 2+ release to porewaters. In the case of the Loire estuary, the occurrence of intense carbonate dissolution at a relatively high theoretical saturation state might also be due to the presence of fluviatile authigenic calcite (Grosbois et al 2001), whose solubility has not yet been documented (Morse & Arvidson 2002).…”

Section: Discussion Evidence For Carbonate Dissolutionsupporting

confidence: 76%

“…In coastal and marine sediments the biogeochemical factors that control carbonate dissolution are now well understood. Aerobic respiration that produces carbonic acid (CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3 ) promotes carbonate dissolution, whereas most anaerobic processes (Fe[III] and SO 4 reductions), consume protons and lead to a build-up of alkalinity in the porewaters, inhibiting dissolution and sometimes resulting in precipitation (Morse & Mackenzie 1990, Mucci et al 2000. In addition, the oxidation by oxygen of reduced compounds (ammonia, dissolved iron and sulphides) generates acid (protons), and also stimulates dissolution (Aller 1982, Green & Aller 1998.…”

Section: Discussion Evidence For Carbonate Dissolutionmentioning

confidence: 99%

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Carbonate dissolution in the turbid and eutrophic Loire estuary

Abril¹,

Etcheber²,

Delille³

et al. 2003

Mar. Ecol. Prog. Ser.

121

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We measured particulate and dissolved organic carbon (POC and DOC), chlorophyll, oxygen, partial pressure of CO 2 , pH, total alkalinity (TAlk) and particulate inorganic carbon (PIC) during a late summer cruise in the eutrophic Loire estuary. These parameters reveal an intense mineralisation of organic matter in the estuarine maximum turbidity zone (MTZ) that results in oxygen deficits (down to 20% of the saturation level) and high CO 2 oversaturations (pCO 2 up to 2900 µatm). Several facts revealed the occurrence of carbonate dissolution in the Loire MTZ: large amounts of alkalinity were produced in the upper estuary, increasing its transfer to the ocean by 30%; the calculated saturation index showed a net undersaturation for aragonite and a slight undersaturation for calcite in the MTZ; and PIC decreased from 2.1% (% dry weight) in riverine suspension to 0.4% in the MTZ. A stoichiometric approach is used to assess the coupling between aerobic respiration and carbonate dissolution, where apparent oxygen utilisation, excess CO 2 , TAlk and dissolved inorganic carbon are compared quantitatively. About 20% of the CO 2 generated by respiration was involved in carbonate dissolution. The loss of PIC at the river-estuary transition quantitatively corresponds to the amount of authigenic calcite precipitated upstream in the highly eutrophic river. This suggests that CO 2 exchange with the atmosphere along the eutrophic river-estuary continuum is buffered by carbonate precipitation in the autotrophic river and its dissolution in the heterotrophic estuary.

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Section: Discussion Evidence For Carbonate Dissolutionsupporting

confidence: 76%

Section: Discussion Evidence For Carbonate Dissolutionmentioning

confidence: 99%

Carbonate dissolution in the turbid and eutrophic Loire estuary

Abril¹,

Etcheber²,

Delille³

et al. 2003

Mar. Ecol. Prog. Ser.

121

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“…O CO 2 produzido nesta decomposição é o precursor do ânion bicarbonato, principal responsável pela alcalinidade. 20,21,23,27 É na etapa final de degradação da matéria orgânica que substân-cias oxidantes, normalmente presentes em sedimentos eutróficos, passam a ser relevantes. O consumo destes oxidantes se dá em função da profundidade, seguindo uma ordem crescente de produção de energia livre de Gibbs por mol de carbono orgânico oxidado, obedecendo à sequência: O 2 > óxidos de Mn ~ nitratos > óxidos de Fe > sulfatos.…”

Section: A Importância Da Mineralização Da Matéria Orgânica Na Produçunclassified

“…21 O sulfeto solúvel produzido pela redução do sulfato, concomitantemente à oxidação de carbono orgânico, é difícil de ser detectado por conta da transformação dos óxi-hidróxidos de ferro sólidos em pirita sólida (FeS 2 ), notadamente em ambientes marinhos. 23 8 Fe(OH) 3 Dentro deste contexto, é possível ainda afirmar que, em sedimentos onde houver abundância de sulfato e escassez de matéria orgânica, como os sedimentos marinhos, espera-se uma baixa concentração de sulfetos solúveis nas águas intersticiais, já que ocorrerá pouca sulfidização, pela falta de matéria a ser oxidada, e os sulfetos formados sofrerão precipitação. 35 Em águas naturais, quando em geral a concentração de sulfatos é mais baixa comparativamente à de matéria orgânica, se observa que na ausência de outros agentes oxidantes, a metanogênese é o processo predominante, já que haverá quantidade suficiente de ácidos orgânicos voláteis provenientes da etapa de acidogênese, que não sofreram oxidação pelos sulfatos e estarão disponíveis para serem convertidos a metano.…”

Section: A Importância Da Mineralização Da Matéria Orgânica Na Produçunclassified

“…Neste contexto, a matéria orgânica passa a ter grande relevância, já que depois dos sulfetos, ela é a principal fase ligante dos metais e está presente mesmo em ambientes anaeróbicos. Por esta razão, principalmente nos casos em que se tem MES > SVA, é que se adiciona uma variável à expressão, tornando-a: 9 (23) sendo que f OC corresponde à fração percentual em massa de carbono orgânico presente no sedimento.…”

Section: Figura 1 Representação Esquemática Do Sistema Extrator Paraunclassified

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Sulfetos volatilizáveis por acidificação e metais extraídos simultaneamente na avaliação de sedimentos de água doce

Fagnani¹,

Guimarães²,

Mozeto³

et al. 2011

Quím. Nova

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Recebido em 1/9/10; aceito em 16/5/11; publicado na web em 29/6/11 ACID VOLATILE SULFIDES AND SIMULTANEOUSLY EXTRACTED METALS IN THE ASSESSMENT OF FRESHWATER SEDIMENTS. This paper discusses the historical and methodological fundaments of the dynamics and quantification of acid volatile sulfides (AVS) and simultaneously extracted metals (SEM) in aquatic sediments. It also discusses the SEM/AVS relationship, which involves several controversial aspects such as sulfide stability, sulfide-organic matter interaction, and the inability to predict the toxicity of organic compounds in the environment. This relationship is an important tool for the inference of metal bioavailability. The use of ecotoxicological tests with target organisms regulated by international standards is also a relevant aspect.Keywords: acid volatile sulfides; simultaneously extracted metals; freshwater sediments. INTRODUÇÃOCom o avanço da ciência e da industrialização, houve uma alteração muito grande no fluxo de elementos químicos entre os principais compartimentos naturais: hidrosfera, atmosfera, litosfera, biosfera e a antroposfera.1 A indústria da transformação, a construção civil, a demanda energética, a consequente extração de recursos minerais e a intensificação da produção de alimentos são exemplos de atividades que causam grandes impactos ao ambiente, caracterizando a influência antropogênica no planeta. Os ciclos biogeoquímicos de muitos metais ainda não foram amplamente elucidados, carecendo de pesquisas no sentido de explicar quais as implicações em se perturbar um compartimento ocasionando mobilizações e transporte de espécies químicas antes naturalmente armazenadas de forma estável, com consequentes modificações nos tempos de residência e alterações nos padrões de interações de tais metais com a biosfera.Neste sentido, estudos de especiação aliados a testes de toxicidade revelam que a quantificação da concentração total de metais existentes em determinado meio não é o melhor indicador de potencial tóxico, já que o fator biodisponibilidade não pode ser estimado por esta variável. Podem ocorrer situações em que um compartimento natural apresente altos teores totais de determinado metal, mas todo ele esteja indisponível para ser incorporado à biota, enquanto que, em outras situações, concentrações mais baixas do mesmo metal são mais deletérias aos seres vivos, dada a sua facilidade de se incorporar aos tecidos, causando intoxicações e podendo levar a sérias injúrias. 2-5 CARACTERÍSTICAS E IMPORTÂNCIA DOS SEDIMENTOSDentre todos os compartimentos naturais, os sedimentos dos corpos aquáticos se destacam pela sua complexidade e pela capacidade de concentrar e armazenar substâncias potencialmente tóxicas, sendo que mesmo após o encerramento das atividades-fonte de determinado processo impactante, e mesmo que a água atenda aos padrões de qualidade, os sedimentos ainda podem se manter contaminados, promovendo processos de bioacumulação por muito tempo. 6Segundo a rede mundial de sedimentos, SedNet, o sedimento é uma parte essencial, integral ...

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Benthic Organic Matter Transformation Drives pH and Carbonate Chemistry in Arctic Marine Sediments

Freitas

Arndt

Hendry

et al. 2021

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The Arctic Ocean, and in particular its seasonally ice-free areas, is highly vulnerable to ocean acidification (OA) due to its large carbon dioxide ( 𝐴𝐴 𝐴𝐴𝐴𝐴2) uptake capacity. It acts as a global hotspot of atmospheric 𝐴𝐴 𝐴𝐴𝐴𝐴2 drawdown due to its permanently cold surface waters, its undersaturation with respect to 𝐴𝐴 𝐴𝐴𝐴𝐴2 , and brine rejection during sea-ice formation that mixes surface 𝐴𝐴 𝐴𝐴𝐴𝐴2 into deeper water layers (Chen & Borges, 2009;Kaltin et al., 2002). Air-sea 𝐴𝐴 𝐴𝐴𝐴𝐴2 exchange exerts an important control on seawater pH and its carbonate saturation state (Ω) (Millero, 2000;Zeebe & Wolf-Gladrow, 2001). An increase in atmospheric 𝐴𝐴 𝐴𝐴𝐴𝐴2 level (e.g., by anthropogenic emissions) can induce negative shifts in pH and Ω (Bindoff et al., 2019;Friedlingstein et al., 2019), leading to OA (Doney et al., 2020; Gattuso & Hansson, 2011). In addition to air-sea 𝐴𝐴 𝐴𝐴𝐴𝐴2 fluxes, the carbonate chemistry of the Arctic Ocean is further modulated by the distribution of water masses with contrasting physico-chemical

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The fate of carbon in continental shelf sediments of eastern Canada: a case study

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Carbonate dissolution in the turbid and eutrophic Loire estuary

Carbonate dissolution in the turbid and eutrophic Loire estuary

Sulfetos volatilizáveis por acidificação e metais extraídos simultaneamente na avaliação de sedimentos de água doce

Benthic Organic Matter Transformation Drives pH and Carbonate Chemistry in Arctic Marine Sediments

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