Teses de Mestrado ESA
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Percorrer Teses de Mestrado ESA por Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) "06:Água Potável e Saneamento"
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- Bioecologia e conservação da panjorca-do-esla (Achondrostoma asturicense): Monitorização de populações selvagens e de stocks em cativeiroPublication . Costa, Mário Daniel Barradas da; Teixeira, AmílcarA panjorca-do-esla (Achondrostoma asturicense) é uma espécie recentemente descrita e ameaçada, i.e. com estatuto “Em Perigo” (EN). Em Portugal, a distribuição está limitada às bacias dos rios Minho e Douro, com maior abundância encontrada nos rios Angueira e Maçãs (Bacia do rio Sabor) e na ribeira de Carvalhais (Bacia do Rio Tua). Entre as principais ameaças constam a poluição da água, a fragmentação e degradação de habitats aquáticos (pequenos e grandes obstáculos) e ribeirinhos (corte e degradação da galeria ripícola), a introdução e dispersão de espécies invasoras e as alterações climáticas, nomeadamente os períodos extensos de seca, responsável pelo confinamento de muitas populações em pequenas áreas (e.g., charcas). Tal facto, configura a necessidade de proceder à conservação in situ e reprodução ex situ da espécie, de modo a salvaguardar a sua identidade genética. Neste sentido, o presente estudo teve como objetivo contribuir para a conservação e gestão de stocks de panjorca-do-esla em Portugal. A metodologia contemplou a monitorização de: 1) populações selvagens, através da amostragem de 9 locais no rio Angueira, considerando 3 setores: 1) Angueira Superior (A1, A2, A3); 2), Angueira Médio (A4, A5, A6) e 3) e Angueira Inferior (A7, A8, A9), com avaliação dos traits reprodutivos da espécie e 2) stocks em cativeiro, através da criação de condições para a aclimatação e reprodução ex situ de populações selvagens, originárias dos rios Angueira e Maçãs. No sentido de perceber o impacte das pressões antrópicas e naturais nas populações piscícolas foi ainda avaliada a qualidade físico-química da água e dos habitats aquáticos e ribeirinhos, de acordo com as metodologias oficiais da Agência Portuguesa do Ambiente. Assim, na primavera de 2023 e 2024, procedeu-se à monitorização da fauna piscícola selvagem, através de pesca elétrica. Foram determinadas várias métricas como a composição, abundância, diversidade de Shannon-Wienner (H’), equitabilidade de Pielou (J’) e determinado o crescimento e a condição corporal. Paralelamente, para a monitorização dos stocks em cativeiro foram capturados exemplares (n > 100) de 2 setores dos rios Angueira e Maçãs e avaliada a aclimatação e performance no Posto Aquícola de Castrelos (Bragança), tendo em conta novas metodologias de criação em cativeiro, que contemplaram a naturalização prévia dos tanques de estabulação (e.g., criação de refúgios, telas de ensombramento, adição de substrato natural e macrófitos, fornecimento de dieta artificial e natural). Uma fração dos animais estabulados foi marcada com PIT-tags para uma monitorização de dados individuais. A performance dos peixes capturados foi avaliada através de modelos de crescimento através da função de von Bertalanffy para além da relação peso-comprimento para as populações/stocks em avaliação. Os resultados obtidos mostraram sinais de perturbação ambiental em diferentes locais do rio Angueira, com deteção de zonas com menor qualidade da água (i.e., oxigénio dissolvido O.D. < 7 mg/L; oxidabilidade > 5 mg O2/L; condutividade EC > 150 µS/cm) e dos habitats aquáticos e ribeirinhos (índices HQA e HMS), nomeadamente na proximidade de aglomerados rurais e urbanos e em zonas mais alteradas (e.g., açudes, inputs de nutrientes provenientes da agricultura, degradação das galerias ripícolas e presença de espécies invasoras). Na monitorização das populações selvagens do rio Angueira foram obtidas diferenças significativas (teste PERMANOVA, P<0,05) entre setores, mas não entre anos, correspondendo as maiores abundâncias da espécie-alvo, panjorca-do-esla (A. asturicense), aos setores do Angueira Superior e Angueira Médio. Por sua vez, no setor do Angueira Inferior a diversidade piscícola foi superior, embora deva ser assinada a baixa abundância de A. asturicense e a presença assinalável de espécies exóticas, caso da perca-sol (Lepomis gibbosus) e da gambúsia (Gambusia holbrooki). Verificou-se uma boa adaptação dos peixes selvagens ao cativeiro, desde as fases iniciais de estabulação, sempre mais críticas, tendo o crescimento sido isométrico (i.e., b = 3) para o stock do rio Angueira e alométrico negativo (i.e., b < 3) para o stock do rio Maçãs. No que respeita à condição corporal, foram encontradas diferenças significativas apenas para os stocks do rio Maçãs, sendo que os stocks do rio Angueira apresentaram a melhor condição corporal. Não foi registada qualquer mortalidade em todo o processo de captura, transporte e aclimatação ao cativeiro. Nas características (traits) reprodutivas observou-se uma amplitude assinalável na fecundidade total e índice gonadosomático. A reprodução ex situ de espécies nativas ameaçadas é uma das medidas que pode ser englobada na estratégia nacional e europeia de conservação da biodiversidade. Com efeito, as ameaças a que estão sujeitas espécies e populações justificam a manutenção de pools génicos em cativeiro que sirvam para repovoar/reforçar os stocks no meio selvagem, contribuindo para a preservação das espécies e dos valores naturais.
- Proposta de requalificação fluvial de zonas degradadas do Rio Angueira (NE de Portugal)Publication . Silva, Ryan Alves da; Teixeira, Amílcar; Cortez, José Paulo; Rocha, Marcelo BorgesSão muitas as ameaças e pressões a que estão sujeitos os cursos de água, maioritariamente pela ação humana. A poluição e eutrofização da água, a fragmentação e degradação de habitats aquáticos e ribeirinhos, a dispersão de espécies invasoras, a sobrepesca e pesca ilegal e as alterações climáticas estão na origem, à escala mundial, da degradação de muitos ecossistemas fluviais. Neste enquadramento, o presente estudo teve como objetivo avaliar zonas alteradas por ação do homem, no Rio Angueira (NE de Portugal), pela presença de açudes e por cortes excessivos/degradação da galeria ripícola e contribuir para a sua requalificação através da elaboração de propostas de reabilitação fluvial. Assim, foram selecionados 4 locais de amostragem em cada uma de 3 zonas identificadas com sinais de degradação, , i.e., A1 e A2 - situados a jusante da barreira/açude, A3 - sob influência da albufeira e A4 - localizado numa zona lótica a montante (referência). A amostragem foi realizada em 2 estações do ano, inverno de 2024 e primavera de 2025. Para avaliação da qualidade ecológica recorreu-se aos protocolos da Agência Portuguesa do Ambiente, baseados na Diretiva-Quadro da Água, para caracterização de elementos físico-químicos gerais (água), hidromorfológicos (habitats) e biológicos (peixes) das águas superficiais. Os resultados obtidos revelaram uma boa qualidade da água, embora para um número exíguo de parâmetros, sendo essencial expandir a análise ao período estival, onde as condições ambientais costumam ser mais stressantes. Na qualidade hidromorfológica, a metodologia do River Habitat Survey permitiu classificar os habitats como significativamente modificados (e.g. baseado no índice HMS) associados, entre outras pressões, às albufeiras de açudes, ambientes tipicamente limnófilos, onde se verificou predominarem espécies exóticas invasoras. Nestas zonas lênticas do Rio Angueira observou-se um domínio de Lepomis gibbosus, cujo reflexo negativo no F-IBIP, índice piscícola oficial de Portugal, é evidente pela atribuição da classificação de MAU a todos os locais A3 das 3 zonas modificadas. Complementarmente, a análise PERMANOVA (2way, P< 0,05), identificou diferenças significativas entre locais de amostragem e entre zonas de estudo e os testes emparelhados de análise de similaridades (ANOSIM 1way, P<0,05) confirmaram que essas diferenças ocorrem apenas entre os locais regularizados (A3) versus locais sob influência lótica, situados a montante (A4) e jusante (A1 e A2) das respetivas albufeiras. Tal facto, configura a importância da manutenção de zonas lóticas de elevada integridade ecológica como uma estratégia vital para a conservação de espécies ameaçadas. De facto, no rio Angueira subsiste Achondrostoma asturicense uma espécie endémica ameaçada “Em Perigo” (EN), de distribuição restrita em Portugal, cujas populações estão em declínio, face às pressões identificadas na bacia hidrográfica. É uma espécie de pequeno porte, cujo comprimento máximo (Lmáx) não ultrapassou 13,5 cm, um crescimento que oscilou entre isométrico, na zona de montante (Z1, b = 3,01) e alométrico negativo nas 2 restantes zonas (Z2, Z3; b < 3) e ainda diferenças significativas na condição corporal (0,75 < K < 0,84) e na estrutura populacional (detetadas todas as classes de tamanho/idade), baseada na distribuição de frequências de comprimento. Ficou ainda explícita a preferência de A. asturicense por habitats tipicamente reófilos, com sucessão de riffles e pequenos pools naturais, substratos compostos por gravilha, pedras pequenas e grandes, diversidade de velocidades da corrente e cobertura proporcionada, maioritariamente, pelas margens e raízes salientes, pedras e especialmente por macrófitos aquáticos submersos, dominados por Ranunculus sp. No presente estudo, foi ainda considerada a propagação seminal de espécies lenhosas, arbóreas e arbustivas, nomeadamente de Alnus lusitanica, Fraxinus angustifolia, Prunus spinosa, Crataegus monogyna, Jasminum fruticans. Os testes de germinação mostraram taxas de germinação assinaláveis (> 50%), encorajadoras da criação ex situ de pools génicos. Para cada uma das 3 zonas degradadas foram apresentadas propostas de requalificação ao nível do canal e da zona ribeirinha. Na permeabilidade dos obstáculos físicos (açudes), atualmente intransponíveis pela fauna aquática, foram feitas propostas diferenciadas que incluíram a construção de escadas de peixes (bacias sucessivas) (Z1 - Angueira), uma rampa lateral naturalizada (Z2 - Serapicos) e uma rampa no canal fluvial principal, de declive suave, com melhoramento do canal de irrigação anexo (Z3 - São Joanico). Na zona ribeirinha as propostas incidiram no reforço dos estratos arbóreo, responsável pelo incremento do ensombramento da massa hídrica, mas também do estrato arbustivo, de modo a incrementar a diversidade da flora. Face à quebra de conectividade fluvial e degradação de zonas ripárias em todo o Rio Angueira, assume carácter estratégico a elaboração de projetos de requalificação fluvial e sua posterior implementação, tendo em conta os valores naturais e necessidade da sua preservação.
- Removal of sertraline from aqueous matrices through adsorption using green biomass-based activated carbonsPublication . Schmidt, Guilherme Machado Loureiro; Queiroz, Ana; Ribeiro, António E.; Camargo Filho, Paulo deSertraline, an antidepressant, has been detected in Portuguese wastewater treatment plant influents at ng L⁻¹ level concentrations. This pharmaceutical compound, commonly prescribed for the treatment of depressive disorders, is characterized by its persistence and limited removal efficiency in conventional wastewater treatment nprocesses, constituting a potential environmental hazard as these trace concentrations adversely affect aquatic organisms like organisms such as Dreissena rostriformis. The application of activated carbons is a promising technique for removing sertraline and other emerging pollutants. This study investigates sertraline removal (initial concentration of 3 ppm) using activated carbon derived from olive pits, a lignin-rich and underexploited biomass. The residual sertraline was quantified by HPLC using a mobile phase of 60% acetonitrile and 40% water with 0.01% TFA. A preliminary study compared two carbons produced via chemical activation (ZnCl₂ and H₃PO₄) followed by carbonization at 500°C for 1.5 hours, and a char produced by simple carbonization at 800°C for 1 hour without chemical agents. The material produced by simple carbonization was the most effective, achieving 89% sertraline removal within 3 hours. The influence of pH on adsorption was tested at pH levels from 3 to 11, with removal efficiency increasing from 67% to 95%, respectively. The results suggest that non-electrostatic mechanisms, such as π-π stacking and hydrophobic interactions, are dominant. These interactions are enhanced as sertraline (pKa=9.16) becomes more neutral at higher pH values, proving more significant than the electrostatic attraction present when the carbon surface is anionic (pHPZC≈7). Kinetic assays performed at pH 7 and 11 showed no statistically significant difference, according to an ANOVA test. This is an advantage for wastewater treatment plants, which could apply the process at the pH commonly found in residual waters. The pseudo-second order model best described the adsorption kinetics at pH 7, and the Elovich model at pH 11, these models are usually used as an indicative of chemisorption processes. For the equilibrium models fitting, the best adjustment was obtained with the Freundlich model, indicating that the removal occurs in multiple layers through a heterogeneous surface. This work demonstrates the possibility to valorize an agricultural subproduct to remove sertraline from water matrices.
- Requalificação urbana de cursos de água no Nordeste de Portugal: Qual o efeito na biodiversidade e qualidade ecológica?Publication . Santos, Douglas Montez Lima dos; Teixeira, Amílcar; Rocha, Marcelo BorgesOs ecossistemas de água doce são, à escala mundial, dos ambientes mais ameaçados, na sua maioria pelas atividades antrópicas, responsáveis pela poluição e eutrofização da água, fragmentação e degradação de habitats, introdução de espécies invasoras e sobre-exploração de recursos, entre outras pressões. Acrescem ainda os efeitos das alterações climáticas, com a ocorrência de fenómenos hidrológicos extremos, cada vez mais frequentes e de grande magnitude associados às secas, ondas de calor, cheias e inundações. Neste enquadramento, os rios urbanos estão entre os sistemas mais degradados e têm sido alvo de projetos de requalificação fluvial, permanecendo por avaliar, muitas vezes, os efeitos na biodiversidade e qualidade ecológica, com implicações nos serviços de ecossistema prestados, tendo em conta os avultados investimentos. O presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da reabilitação na biodiversidade e qualidade ecológica em dois cursos de água no Nordeste de Portugal que foram alvo no passado (~ 10 anos) de obras de reabilitação: 1) Ribeira do Juncal (Mogadouro); 2) Ribeira de Carvalhais (Mirandela). Foram selecionados 8 locais em cada ribeira, distribuídos por 3 zonas/tipologias: referência, reabilitada e de maior influência humana, com amostragem sazonal, compreendendo as 4 estações do ano. Na monitorização foram usados os protocolos da Agência Portuguesa do Ambiente, implementados no âmbito da Diretiva-Quadro da Água, para avaliação de elementos físico-químicos gerais, hidromorfológicos e biológicos das águas superficiais. Os resultados obtidos mostraram que, a reabilitação de ambos os cursos de água, permitiu recuperar alguns serviços de ecossistema nas urbes (Mirandela e Mogadouro), nomeadamente serviços culturais (acesso e lazer, recreação) e de regulação (controlo de cheias). Contudo, não foram encontrados ganhos evidentes em termos de biodiversidade e qualidade ecológica dos setores reabilitados. Com efeito, apesar de recorrerem, maioritariamente, a técnicas de engenharia natural que permitiram incrementar a heterogeneidade de microhabitats, a estabilidade das margens, o reforço (nem sempre conseguido) de vegetação ripária, persistem condições ambientais críticas, em especial no verão, na qualidade da água (e.g. com depleção de oxigénio dissolvido e presença de compostos azotados e fosfatados) que induzem fenómenos de eutrofização e na qualidade hidromorfológica (e.g. baseado nas pontuações obtidas pelos índice HMS e HQA do River Habitat Survey). De facto, no período estival é comum observarem-se blooms de algas e crescimentos exuberantes de plantas aquáticas (e.g., Thypha sp., Ranunculus sp., Potamogeton sp.) e ribeirinhas (em alguns casos exóticas, como Ailanthus altissima, Arundo donax) e a dominância de espécies não-nativas na fauna piscícola (e.g. Lepomis gibbosus, Gambusia holbrooki) e nos macroinvertebrados aquáticos, dominam taxa resistentes à perturbação, distribuídos pelos grupos faunísticos dos Diptera, Heteroptera, Annelida e Crustacea. São várias as métricas calculadas para os macroinvertebrados e peixes (e.g., riqueza taxonómica, abundância, % EPT, índices de diversidade de H’ de Shannon-Wienner, e equitabilidade J’ de Pielou, IptIn, F-IBIP) que corroboram a menor qualidade biológica dos troços reabilitados, quando comparados com setores de referência. Por outro lado, a análise multivariada confirmou a ocorrência de diferenças significativas entre setores/tipologia (PERMANOVA 2-way, P< 0,05) e estações do ano nas comunidades de macroinvertebrados de ambos os rios e apenas entre setores para as comunidades piscícolas. Contudo, importa assinalar que na Ribeira do Juncal, só foi possível capturar ictiofauna na zona reabilitada, nomeadamente nas albufeiras dos microaçudes construídos, ainda que na maioria composta por espécies exóticas. Tal facto, sugere que a diversidade de habitats (sequências pool/riffle) e microhabitats no setor reabilitado possa criar condições ambientais para a sobrevivência dos peixes e outros vertebrados aquáticos também detetados (e.g., anfíbios e répteis). Por outro lado, no caso da Ribeira de Carvalhais, merece ser assinalado o fomento da heterogeneidade de habitats (sequência pool/riffle) sem hipotecar a conectividade fluvial, dada a permeabilidade dos microaçudes galgáveis. De facto, estas técnicas permitiram ampliar o habitat disponível das espécies nativas de médio porte (e.g., boga-do-norte e barbo-comum), provenientes do rio Tua que nas migrações reprodutivas (e.g., foram encontrados em C3, 6 km a montante da foz com o rio Tua), procuram habitats ótimos de reprodução em zonas tipicamente reófilas. Estes habitats beneficiam ainda outras espécies nativas de pequeno porte, como o bordalo, panjorca-do-esla e escalo-do-norte. Contudo, a evolução positiva das zonas reabilitadas das duas ribeiras pode estar comprometida por diversas pressões negativas, com destaque para a falta de controlo da poluição da água, a garantia de fluxo de caudais (e.g. caudal ecológico), em especial na época estival (retenção e abstração de água para irrigação), a ausência de controlo de exóticas em habitats prioritários e a inexistência de gestão de habitats, nomeadamente na eliminação de macrófitos aquáticos e vegetação ribeirinha alóctone. Neste sentido, uma década após a reabilitação, importa equacionar um modelo de gestão que inclua obrigatoriamente a monitorização e manutenção da qualidade e quantidade da água dos habitats e da fauna e flora de ambas as ribeiras, para potenciar os serviços de ecossistema e preservar os valores naturais da região transmontana.