Avaliação da variação espacial e temporal da qualidade da água e da acumulação de nutrientes na Baía de Guanabara – RJ (Brasil)

Ambientes costeiros como as baías podem atuar como sumidouro de nutrientes de origem alóctones. Uma variedade de processos dependentes do tempo, tais como o hidrodinamismo, as taxas de acumulação e suprimento de matéria orgânica, influenciados pelas intervenções humanas tanto na produção, quanto na acumulação de nutrientes, afetam a evolução dos ambientes costeiros. A Baía de Guanabara é um sistema que tem experimentado perturbações naturais e antropogênicas que impactam nos processos de deposição e na ciclagem de nutrientes nas últimas décadas. Nitrogênio inorgânico dissolvido (NID), fósforo total (PT), fósforo inorgânico (PI) e nitrogênio total (NT) na água e no sedimento (com exceção do NID) foram analisados para quantificar a acumulação de nutrientes e a importância relativa das contribuições alóctones e autóctones das ações antropogênicas na Baía de Guanabara durante as últimas décadas. Para a água foram utilizados quatro pontos de qualidade de água, que fazem parte do monitoramento sistemático do Instituto Estadual do Ambiente (INEA), e quatro testemunhos distribuídos ao longo de diversas regiões da baía próximos aos pontos de coleta do INEA. Os dados de nutrientes (NT, PT e PI) e datação (210Pb) utilizados para análise dos sedimentos (~1958 a 2015) foram extraídos de trabalhos anteriores. A Baía de Guanabara apresentou aumento de nutrientes tanto na água quanto no sedimento, sendo verificada uma heterogeneidade intra-ecossistêmica de eutrofização provavelmente devido à fonte de efluentes urbano industriais a partir da segunda metade do século XX. Além disso, os resultados apontam uma dependência da hidrodinâmica da baía, uma vez que os sítios de coleta de água (GN0022) na região próxima a saída ao mar apresentaram menores valores, indicando maior renovação de água. Os sítios de coleta mais próximos às margens urbanizadas apresentaram os maiores aumentos de eutrofização, uma vez que são potenciais fontes de N e P para a baía. Existe ainda um sincronismo entre o enriquecimento de nutrientes na água e no sedimento, e que nesta relação, o sedimento possui resposta mais expressiva de aumento em relação à água entre 1980-2005 em todos os sítios de coleta. Além disso, o incremento da eutrofização na área mais conservada da Baía de Guanabara entre 2005 e 2015 no sedimento mostra que o hidrodinamismo é importante também para o aumento das taxas de nutrientes no sedimento. Comparando o primeiro e o último período dos testemunhos da APA de Guapimirim o aumento de nutrientes foi maior para o último período de acumulação de P e N. Este enriquecimento no sedimento indica que, mesmo cessando as fontes antropogênicas que liberam nutrientes para a Baía de Guanabara, os sedimentos ainda poderiam continuar sendo fonte de nutrientes para a coluna d’água. Estes resultados encontrados para uma baía tropical indicam que estas influências antropogênicas desorganizadas podem fazer com que estes ambientes possam levar décadas de ações e planejamento do poder público para recuperação. A identificação dessas relações em escalas de tempo mais longas proporcionou um melhor entendimento sobre a relação entre o hidrodinamismo da baía e a relação de sincronicidade entre a água e o sedimentoCoastal environments as bays can act as a sink for allochthonous nutrients deposition. A variety of time-dependent processes such as hydrodynamics, burial rates, and nutrient supply, could influence responses of the coastal systems to the anthropogenic changes. Guanabara Bay is a tropical system that has experienced natural and anthropogenic disturbances, influencing nutrient deposition. Dissolved inorganic nitrogen (DIN), total phosphorus (TP), inorganic phosphorus (IP) and total nitrogen (TN) in water and sediment (except for NID) were analyzed to quantify nutrients burial and the relative importance of the allochthonous and autochthonous contributions of anthropogenic changes in Guanabara Bay during the last decades. Were used four water quality points from the systematic monitoring of the State Environmental Institute (INEA), and four cores distributed along different regions of the Guanabara bay near to the INEA collection points. The nutrient data (NT, PT, and PI) and core dating (using 210Pb) of sediment analysis (~1958 to 2015) were extracted from previous studies. Guanabara Bay showed an increase of nutrients in both water and sediment, and an intra-ecosystem eutrophication heterogeneity was verified probably due to the industrial and urban effluent sources from the second half of the 20th century. Furthermore, the results also confirmed the dependence of bay hydrodynamics, with the sampled site close to the sea outlet (GN00222) showed lower water content nutrients values probably due to the water renewal. Also, sample sites closer to the urbanized margins showed the highest increases in nutrients enrichment, perhaps due they are potential sources of N and P for the bay. Moreover, we verify an effective synchronism between nutrients enrichment in the water and the sediment, indicating that the sediment has a faster increase response about the water between 1980-2005 in all sites. Besides, the sediment eutrophication increases in the most conserved area of Guanabara Bay between 2005 and 2015 indicates the hydrodynamics is also important for the nutrient rates to increase in sediment. Comparing the first and last periods of the cores of Guapimirim’s APA, the increase of nutrients was grater for the last period of accumulation of P and N. This nutrient enrichment in the sediment indicates that even if the anthropogenic sources releasing nutrients to the Guanabara Bay cease, the sediments could continue to be a source of nutrients to the water column. Our results found for a tropical bay show that anthropogenic change influences could take decades of government action and plan for recovery. The identification of these relationships on longer time scales has provided a better understanding of the relationship80 f