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Type: Tese
Title: Diagnosis of plankton before the implementation of the largest desalination plant in Brazil and current global impacts
Title in English: Diagnosis of plankton before the implementation of the largest desalination plant in Brazil and current global impacts
Authors: Gomes, Pedro Henrique
Advisor: Soares, Marcelo de Oliveira
Co-advisor: Tavares, Tallita Cruz Lopes
Keywords in Brazilian Portuguese : Dessalinização;Fitoplâncton;Mesozooplâncton;Descarga;Impacto
Keywords in English : Desalination;Phytoplankton;Mesozooplankton;Discharge;Impact
Issue Date: 2024
Citation: GOMES, Pedro Henrique. Diagnosis of plankton before the implementation of the largest desalination plant in Brazil and current global impacts. 2024. 133 f. Tese(Doutorado em Ciências Marinhas Tropicais) - Programa de Pós-Graduação em Ciências Marinhas Tropicais, Instituto de Ciências do Mar - LABOMAR - Universidade Federal do Ceará. Fortaleza, 2024.
Abstract in Brazilian Portuguese: A dessalinização da água do mar é uma alternativa para suprir a demanda por água para o abastecimento humano e industrial em regiões com escassez hídrica. Embora essa atividade forneça uma série de benefícios socioeconômicos, existe uma preocupação crescente com os impactos ambientais. Alguns organismos podem ser mais sensíveis a esses impactos, a exemplo do plâncton, um importante componente da biota marinha que responde rapidamente às alterações ambientais. Diante da perspectiva de crescimento das usinas de dessalinização e dos impactos associados, fazem-se necessárias novas pesquisas científicas que venham entender e mitigar possíveis problemas. O objetivo dessa tese de doutorado foi fornecer uma visão geral sobre os impactos das descargas de dessalinização na comunidade planctônica por meio de diferentes abordagens. No Capítulo 1, realizou-se uma revisão global sobre o assunto. Em seguida, nos capítulos 2 e 3, realizou-se um diagnóstico prévio da estrutura do fitoplâncton (Capítulo 2) e mesozooplâncton (Capítulo 3) na região onde será implantada a maior usina de dessalinização no Atlântico Sudoeste (Fortaleza, Brasil). Diante da revisão realizada e publicada na revista Science of the Total Environment (Capítulo 1), foi possível concluir, com base em estudos ao redor do planeta, que o fitoplâncton se mostrou mais sensível às descargas das usinas, quando comparado ao zooplâncton. As principais alterações foram diminuição da produtividade primária, perda de diversidade e alteração na estrutura da comunidade por domínio de grupos tolerantes a altas salinidades. Esses impactos podem variar de acordo com as características das espécies no local de impacto, circulação de correntes oceânicas e marés do local de descarga, bem como a composição e concentração dos efluentes. Vale ressaltar que ainda existe um número muito limitado de estudos que avaliaram a influência das descargas na comunidade planctônica. Com relação ao levantamento prévio da comunidade fitoplanctônica antes da instalação da usina de Fortaleza (Capítulo 2), observou-se que as diatomáceas e os dinoflagelados foram os grupos mais representativos. Quatro espécies consideradas nocivas apresentaram maiores densidades durante o estudo, com destaque para Trichodesmium erythraeum, uma cianobactéria produtora de toxinas potentes (saxitoxina e palitoxina) e formadora de grandes florações, podendo gerar prejuízos ao bom funcionamento das usinas de dessalinização de água do mar. Suas maiores densidades médias foram observadas para o período seco (745 ± 886 org./L) e as menores no período chuvoso (281 ± 779 org./L). No Capítulo 3, apresenta-se que o mesozooplâncton foi composto prioritariamente por copépodes, com 19 espécies em três ordens (9 calanoidas; 8 cyclopoidas e 2 harpactcoidas), com destaque para Temora turbinata (espécie exótica) e Paracalanus spp., que dominaram a comunidade com as maiores densidades, compreendendo cerca de 84% da abundância total. A análise de correspondência canônica (CCA) mostrou que esses organismos tiveram correlacionados aos parâmetros como pH, oxigênio dissolvido, temperatura e clorofila-a, com destaque para a forte correlação positiva de T. turbinata com valores mais elevados de clorofila a. Os resultados aqui encontrados reforçam a importância de estudos de baseline e do monitoramento integrado dessas comunidades afim de detectar potenciais grupos nocivos, bem como, identificar futuros impactos de usinas de dessalinização que venham alterar a estrutura e funcionamento dos ecossistemas marinhos.
Abstract: Seawater desalination is an alternative to meet the demand for water for human and industrial supply in regions with water scarcity. Although this activity provides a number of socio-economic benefits, there is growing concern about environmental impacts. Some organisms may be more sensitive to these impacts, such as plankton, an important member of the marine biota that responds quickly to environmental changes. Given the prospect of growth in desalination plants and the associated impacts, new scientific research is needed to understand and mitigate possible problems. The aim of this doctoral thesis was to provide an overview of the impacts of desalination discharges on the planktonic community using different approaches. Chapter 1 provides a global review of the subject. Then, in Chapters 2 and 3, a preliminary diagnosis was made of the structure of the phytoplankton (Chapter 2) and mesozooplankton (Chapter 3) in the region where the largest desalination plant in the Southwest Atlantic will be located (Fortaleza, Brazil). Based on the review carried out and published in the journal Science of the Total Environment (Chapter 1), it was possible to conclude, based on studies around the world, that phytoplankton proved to be more sensitive to discharges from the plants when compared to zooplankton. The main changes were a decrease in primary productivity, a loss of diversity and a change in community structure due to the dominance of groups tolerant of high salinities. These impacts can vary according to the characteristics of the species at the impact site, the circulation of ocean currents and tides at the discharge site, as well as the composition and concentration of the effluents. It is worth noting that there are still a very limited number of studies that have assessed the influence of discharges on the planktonic community. With regard to the previous survey of the phytoplankton community before the installation of the Fortaleza power station (Chapter 2), it was observed that the diatoms and dinoflagellates were groups the most representative. Four species considered to be harmful showed the highest densities during the study, especially Trichodesmium erythraeum, a cyanobacterium that produces potent toxins (saxitoxin and palytoxin) and forms large blooms, which can damage the proper functioning of seawater desalination plants. The highest average densities were observed during the dry season (745 ± 886 org./L) and the lowest during the rainy season (281 ± 779 org./L). Chapter 3 shows that the mesozooplankton was composed primarily of copepods, with 19 species in three orders (9 calanoids; 8 cyclopoids and 2 harpactcoids), with Temora turbinata (an exotic species) and Paracalanus spp. standing out, which dominated the community with the highest densities, comprising around 84% of the total abundance. Canonical correspondence analysis (CCA) showed that these organisms were correlated with parameters such as pH, dissolved oxygen, temperature and chlorophyll-a, with T. turbinata showing a strong positive correlation with higher chlorophyll-a values. The results found here reinforce the importance of baseline studies and integrated monitoring of these communities in order to detect potential harmful groups, as well as to identify future impacts of desalination plants that may alter the structure and functioning of marine ecosystems.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77610
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/1215595863146837
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4696-3166
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/0083585852610360
Co-advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4759-3072
Co-advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/3575698757911146
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:LABOMAR - Teses defendidas na UFC

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