Dissolved nutrient fluxes in macrotidal estuary in the Amazonian region, Brazil
DOI:
https://doi.org/10.5914/tropocean.v48i1.247360Keywords:
nitrite, phosphate, silicate, water, São Marcos Bay.Abstract
This paper aimed to characterize the transport of dissolved nutrients through São Marcos Bay, in Brazilian Amazonian region, and to understand if it acts as a sink or a source of dissolved nutrients for the adjacent marine system of the region. Water sample collections were distributed in two profiles (P1 and P2) in different seasons: dry and rainy. River discharge, temperature, pH, salinity, dissolved oxygen and turbidity were measured in situ. Dissolved nutrients in the water, such as the nitrite, phosphate and silicate were determined with colorimetric method. During the dry season, when occured the flood tide in the estuary, salinity and pH increased and the other parameters decreased, because of the processes occurring in water are commonly connected by acid-base reactions and oxidation-reduction in the environment. During the rainy season the inverse process occurred, due to rainfall intensity in the region. All the nutrient fluxes had same variability in P1, both spatial and temporal, obtaining the highest values during the rainy season. Whereas P2 showed different variations of the fluxes, indicating that most nutrients that entered the estuarine were retained between profiles, suggesting that the São Marcos Bay acts predominately as a nutrient sink from the draining basin.
References
Azevedo, A.C.G. de, Feitosa, F.A.N. and Koening, M.L. (2008), Distribuição espacial e temporal da biomassa fitoplanctônica e variáveis ambientais no Golfão Maranhense, Brasil,Acta Botanica Brasilica,Vol. 22, pp. 870–877.
Berbel, G.B.B. (2008), Estudo do fósforo sedimentar e de suas especiaçõesquímicas em dois sistemas costeiros e Plataforma Continental Sudeste (Brasil) e Baía do Almirantado (região Antártica) considerando suas relações biogeoquímicas,São Paulo, Tese de Doutorado, Programa de Pós-graduação em Oceanografia Química e Geológica, Instituto Oceanográfico, Universidade de São Paulo, 95p.
Braga, E.S. and Chiozzini, V.G. (2006), Nutrientes dissolvidos no complexo estuarino de Cananéia-Iguape: influência dos Valo Grande no Setor Sul (1992 e 2005),in: III Simpósio Brasileiro de Oceanografia. São Paulo, Brasil, pp. 573–582.
Calazans, D.K. (2011), Estudos Oceanográficos: do instrumental ao prático, 1a. ed. Editora Textos, Pelotas, RS, 463p.
Carriquiry, J.D., Villaescusa, J.A., Camacho-Ibar, V., Daesslé, L.W. and Castro-Castro, P.G. (2011), The effects of damming on the materials flux in the Colorado River delta,Environmental Earth Science, Vol. 62, pp. 1407–1418.
Cavalcanti, L.F., Azevedo-Cutrim, A.C.G., Oliveira, A.L.L., Furtado, J.A., Araújo, B. de O., Sá, A.K.D.-S., Ferreira, F.S., Santos, N.G.R., Dias, F.J.S. and Cutrim, M.V.J. (2018), Structure of microphytoplankton community and environmental variables in a macrotidal estuarine complex, São Marcos Bay, Maranhão –Brazil,Brazilian Journal of Oceanography, Vol. 66, pp. 283–300.
Chagas, F.M. (2013), Dinâmica de ondas de areia na Baía de São Marcos (Ponta da Madeira/MA): observações e modelagem numérica,São Paulo, Dissertação de Mestrado, Programa de Pós-graduação em Oceanografia Geológica, Instituto Oceanográfico, Universidade de São Paulo, 93p.
Chen, N., Wu, Y., Wu, J., Yan, X. and Hong, H. (2014), Natural and human influences on dissolved silica export from watershed to coast in Southeast China,Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, Vol. 119, pp. 85–109.
ConselhoNacional do Meio Ambiente (CONAMA) (2005). Resolução Nº 357, de 15 de março de 2005–Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências,in: http://www.mma.gov.br/conama (access in September 15, 2015).
Corrêa, M., Serejo, J., Rangel, T., Oliveira, B., Almeida, M., Dias, F., Rezende, C. (2019). Caracterização biogeoquímica da matéria orgânica em um estuário demacromaré localizado na interface Amazônia-semiárido no nordeste do Brasil,Geochimica Brasiliensis, Vol.33, pp. 107–120.
De Carvalho, G.P., Cavalcante, P.R., de Castro, A.C. and Rojas, M.O. (2000), Preliminary assessment of heavy metal levels in Mytella falcata(Bivalvia, Mytilidae) from Bacanga River estuary, São Luís, state of Maranhão, northeastern Brazil,Revista Brasileira de Biologia,Vol.60, pp. 11–16.
De Morais, J.O. (1977), Processos de Sedimentação na Baía de São Marcos, Estado do Maranhão, Brasil,Arquivo de Ciências Mar, Vol. 17, n.2, pp. 153-164.
Demaster, D.J., Pope, R.H. (1996). Nutrient dynamics in Amazon shelf waters: results from AMASSEDS. Continental Shelf Research,Vol. 16, pp. 263–289.
El-Robrini, M., Valter Marques, J., Silva, M.A.M.A. da, Robrini, M.H.S.E., Feitosa, A.C., Tarouco, J.E.F., Santos, J.H.S. dos and Viana, J.R. (2006), Maranhão,in:Muehe, D. (Ed.), Erosão e Progradação Do Litoral Brasileiro,Brasília, pp. 87–130.
Eschrique, S.A. (2011), Estudo do balanço biogeoquímico dos nutrientes dissolvidos principais como indicador da influência antrópica em sistemas estuarinos do nordeste e sudeste do Brasil,São Paulo, Tese de Doutorado, Programa de Pós-graduação em Oceanografia Química e Geológica, Instituto Oceanográfico, Universidade de São Paulo, 231p.
Fagherazzi, S., Wiberg, P.L., Temmerman, S., Struyf, E., Zhao, Y. and Raymond, P.A. (2013), Fluxes of water, sediments, and biogeochemical compounds in salt marshes,Ecological Processes, 2: 3p.
Falco, S., Niencheski, L.F., Rodilla, M., Romero, I., González del Río, J., Sierra, J.P. and Mösso, C. (2010), Nutrient fluxand budget in the Ebro estuary,Estuarine, Coastal and Shelf Science,Vol. 87, pp. 92–102.
Feres, S.J.C. (2010), Organismos exóticos: uma ameaça a sustentabilidadeambiental do Golfão Maranhense,São Luís, Dissertação de Mestrado, Programa de Pós-graduação em Sustentabilidade de Ecossistemas, Universidade Federal do Maranhão, 120p.
Fiorucci, A.R. and Benedetti Filho, E. (2005), Oxigênio dissolvido: propriedades e solubilidade,Química Nova na Escola,Vol. 22, pp. 10–16.
Gilbert, P.M., Madden, C.J., Boynton, W., Flemer, D., Heil, C. and Sharp, J. (2010), Nutrients in estuaries: a summary report of the National Estuarine Experts Workgroup(2005–2007),National Estuarine Experts, Washington, D.C, 188p.
González-Gorbeña, E., Rosman, P.C.C. and Qassim, R.Y. (2015), Assessment of the tidal current energy resource in São Marcos Bay, Brazil,Journal of Ocean Engineering and Marine Energy,Vol. 1, pp. 421–433.
Grasshoff, K., Kremling, K. and Ehrhardt, M. (1999), Methods of Seawater Analysis,3rd ed. Wiley-VCH, Weinheim . New York . Chichester . Brisbane . Singapore . Toronto, 600p.
Guidolini, J.F., Abdala, V.L., Carmo, D.A. Do, Val, B.H.P. and Valle Junior, R.F. (2010), Ortofosfato como parâmetro indicador de qualidade da água em diferentespontos da bacia do rio Uberaba, inIII SeminárioIniciação Científica eInovação Tecnológica, pp. 1-3.
Howarth, R., Chan, F., Conley, D.J., Garnier, J., Doney, S.C., Marino, R., Billen, G. (2011). Coupled biogeochemical cycles: Eutrophication and hypoxia in temperate estuaries and coastal marine ecosystems,Ecological Society of America,Vol. 9, pp. 18–26.
Li, M., Xu, K., Watanabe, M. and Chen, Z. (2007), Long-term variations in dissolved silicate, nitrogen, and phosphorus flux from the Yangtze River into the East China Sea andimpacts on estuarine ecosystem,Estuarine, Coastal and Shelf Science, Vol. 71, pp. 3–12.
Miranda, L.B., Castro, B.M. and Kjerfve, B. (2012), Princípios de Oceanografia Física de Estuários,EDUSP,São Paulo, Brasil, 480p.
Monteiro, S. de M., El-Robrini, M., Alves, I.C.C. (2015), Dinâmica sazonal de nutrientes em estuário Amazônico,Mercator,Vol. 14, pp. 151-162.
Noriega, C.D., Muniz, K., Araújo, M.C., Travassos, R.K. and Neumann-Leitão, S. (2005), Fluxos de nutrientes inorgânicos dissolvidos em um estuário tropical –Barra das Jangadas –PE, Brasil,Tropical Oceanography,Vol. 33, pp. 133–145.
Pereira, F.B.P. (2012), Oxigênio dissolvido como indicador de processos biogeoquímicos e de mudanças globais em estuários,Monografia de Conclusão de Curso, Curso Bacharel em Oceanografia, Instituto Oceanográfico, Universidade de São Paulo,56p.
Rahaman, S.B., Sarder, L., Rahaman, S., Ghosh, A.K., Biswas, S.K. and Huq, S.S.S.K.A., Hasanuzzaman, A.F.M., Islam, S.S. (2013), Nutrient dynamics in the Sundarbans mangrove estuarine system of Bangladesh under different weather and tidal cycles,EcologicalProcesses,Vol.29, pp.1-13.
Riley, J.P. and Chester, R. (1971), Introduction to marine chemistry, Academic P. ed. Academic Press, London and New York, 465p.
Rodrigues, C.A.L., Ribeiro, R.P., Santos, N.B. and Almeida, Z.S. (2016), Patterns of mollusc distribution in mangroves from the São Marcos Bay, coast of Maranhão State, Brazil,Acta Amazonica, Vol. 46, pp. 391–400.
Sakamaki, T., Nishimura, O., Sudo, R. (2006). Tidal time-scale variation in nutrient flux across the sediment-water interface of an estuarine tidal flat,Estuarine, Coastal and Shelf Science, Vol.67, pp. 653–663.
Sant’Ana Júnior, H.A. (2016), Complexo portuário, reserva extrativista e desenvolvimento no maranhão,Caderno CPRH, Vol. 29, pp. 281–294.
Serejo, J.H.F., Santos, T.T.L., Lima, H.P., Azevedo, I.H.R., Dos Santos, V.H.M., Eschrique, S.A. (2020). Fortnightly variability of total suspended solids and bottom sediments in a macrotidal estuarine complex on the Brazilian northern coast,Journal of Sedimentary Environments,Vol. 5, pp. 101–115.
Silva, M.A.M. (2007), Biogeoquímica dos nutrientes inorgânicos dissolvidos e biomassa fitoplanctônica no estuário do Rio Cachoeira, Ilhéus, Bahia,Dissertação de Mestrado, Programa de Pós-Graduação em Sistemas Aquáticos Tropicais, Universidade Estadual de Santa Cruz, 123p.Silva, M.A.M. Souza, M. L. and Abreu, P.C., (2015), Spatial and temporalvariation of dissolved inorganic nutrients, and chlorophyll-a in a tropical estuary in northeastern Brazil: Dynamics of nutrient removal,Brazilian Journal of Oceanography, Vol. 63, pp. 1–15.
Souza, M.F.L. de, Eça, G.F., Silva, M.A.M., Amorim, F.A.C. and Lôbo, I.P. (2009), Distribuição de nutrientes dissolvidos e clorofila-a no estuário do rio Chachoeira, nordeste do Brasil,Atlântica,Vol. 31, pp. 107–121.
Statham, P.J. (2012),Nutrients in estuaries -An overview and the potential impacts of climate change,Science of the Total Environment, Vol.434, pp. 213–227.
Teixeira, S.G. and Souza Filho, P.W.M.E. (2009), Mapeamento de ambientes costeiros tropicais (Golfão Maranhense, Brasil) utilizando imagens de sensores remotos orbitais,Revista Brasileira de Geofísica,Vol. 27, pp. 69–82.
Uncles, R.J., Frickers, P.E. and Harris, C. (2003), Dissolved nutrients in the Tweed Estuary, UK: Inputs, distributions and effects of residence time,Science of the Total Environment,Vol. 314, pp. 727–736.
Usui, T., Koike, I. and Ogura, N. (2001), N2O Production, Nitrification and Denitrification in an Estuarine Sediment,Estuarine, Costal and ShelfScience,Vol. 10, pp. 769–781.
Wang, X., Yu, Z., Fan, W. and Song, X. (2014), Nutrient fluxes in the Changjiang River estuary and adjacent waters—a modified box model approach,Chinese Journal of Oceanology and Limnology, Vol. 33, pp. 176–193.
Yan, X.L., Zhai, W.D., Hong, H.S., Li, Y., Guo, W.D. and Huang, X. (2012), Distribution, fluxes and decadal changes of nutrients in the Jiulong River Estuary, Southwest Taiwan Strait,Chinese Science Bulletin, Vol. 57, pp. 2307–2318.