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Modelo de decaimento bacteriano marinho 
De acordo com considerações de ROSMAN (2013) 
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MARTIN & McCUTCHEON (1989) 
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Baseados em ROSMAN (2007)
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Apresentaçãogeoqumica

  1. 1. A geração de cenários de contaminação em modelo SisBahia® a partir de dados de experimentos in vitro para determinação da taxa de decaimento bacteriano em plumas do emissário oceânico Palavras-chave: poluição orgânica, emissário, coliformes, modelagem, experimento in vitro Seleção doutorado 2014 do Programa de Geoquímica Ambiental – UFF Linha de pesquisa: Contaminação, recuperação e degradação ambiental Aluno: Guilherme Ferreira Orientador: Júlio César Wasserman
  2. 2. Problemática atual  Zona costeira  Eutrofização  Indicadores para avaliação da qualidade do corpo hídrico como subsídio à gestão: ◦ DBO205 ◦ Coliformes totais e termotolerantes (E. coli) – indicadores de qualidade
  3. 3. RELEVÂNCIA DO PROJETO  Impactos decorrente dos emissários submarinos;  Decaimento e dispersão da população de E. coli da pluma de contaminante sob as condições ambientais específicas na coluna d’agua;  Estimativa do T90 (%) entre diversas intervalos de tempo  Modelo numérico SisBahia – variáveis hidrodinâmicas e de qualidade da água na projeção de cenários Experimentos em sistema fechado (in vitro) e controlado
  4. 4. OBJETIVOS GERAIS  Determinar em condições experimentais a cinética de decaimento bacteriano (T90) sob diferentes condições de solubilidade e de níveis de irradiância ao longo do ano e em intervalos sazonais através de contagem regular de E coli in vitro;  Simular cenários de comportamento da pluma de contaminante oriundo de emissários através do modelo SISBAHIA®
  5. 5. PROCEDIMENTOS Sistema Ambiental de Bacia Hidrográfica (COPPE/UFRJ) A partir de métodos de discretização espacial de diferenças finitas na coluna dagua sem estratificação acentuada, escala reduzida e lançamento contínuo » emissários • Modelagem hidrodinâmica com divisões de campo próximo (zona de mistura do efluente) - NRFIELD Componentes determinísticos – profundidade, frequência e vazão aleatórios- turbulência (campo de velocidade e campo de difusão)  Definição do perfil do formato, densidade e espalhamento lateral da pluma Fonte: ROSMAN, 2013. Relatório Técnico do SisBahia ®
  6. 6. PROCEDIMENTOS Sistema Ambiental de Bacia Hidrográfica (COPPE/UFRJ) • campo afastado – FIST3D em malha 2D no campo de velocidade vertical; Modelo Langangreano – transporte advectivo-difusivo com cinética de decaimento (MTLARD) – modelagem turbulência com vórtices de difusão. Dispersão de partículas com escoamento barométrico e pouca relevância da aceleração advectiva de correntes no campo afastado  Definição da concentração do contaminante no perfil da pluma de acordo com a sua espessura e elevação máxima relativa à radiação incidente. Fonte: ROSMAN, 2013. Relatório Técnico do SisBahia ®
  7. 7. Outras especificações do modelo hidrodinâmico  Equação de continuidade do volume e de movimento em escoamento não uniforme integrado na vertical em malha 2D;  Inclusão da aceleração de Coriolis;  Tensão de atrito do vento de superfície. Sem tensão de atrito do fundo e de radiação;  Tensões turbulentas na vertical dissipativas para o escoamento 2DH;  Sem a inclusão de parâmetros de evaporação, infiltração e precipitação na equação de continuidade. Fonte: ROSMAN, 2013. Relatório Técnico do SisBahia ®
  8. 8. Modelo de decaimento bacteriano marinho  MTAD integrado na vertical  Modelagem com as variáveis físico-químicas/bioquímicas da pluma na saída do emissário  Ação conjunta de fatores influentes na queda da população bacteriana (T90) baseados em formulações empíricas de autores – taxa decaimento de 1ª ordem  Dados de entrada – intensidade luminosa(temperatura) Acoplamento ao mod. hidro salinidade/condutividade clorofila; amônia e nitrato fósforo total; DBO e O2 dissolvido; colimetria; Sem variações na densidade específica do meio; Reações cinéticas dos processos biológicos de consumo/produção; Sem atividade predatória
  9. 9. Modelo de decaimento bacteriano marinho De acordo com considerações de ROSMAN (2013)  Modelo de MANCINI (1978)- radiação solar, temperatura e salinidade  Modelo GUILLAUD et al. (1997)- em dias claros radiação solar, sólidos em suspensão (atenuação) e espessura da pluma  Análise do graus de dispersão entre os valores observados e os registrados entre regimes diários e semanais;  Influência da intensidade da radiação luminosa no decaimento entre os períodos no local em estudo;  Comparação das estimativas de T90 entre os diferentes autores .
  10. 10. Modelo do cálculo de radiação solar MARTIN & McCUTCHEON (1989)  Cálculo de intensidade de radiação de acordo com o posicionamento geográfico, meteorologia e sazonalidade; Medições em condições experimentais fornecidas na cultura de coliformes em dias claros/nublados;  Validação do modelo a partir de dados da localidade
  11. 11. Acoplamento dos modelos em campo afastado Baseados em ROSMAN (2007)
  12. 12.  Utilização de esgoto bruto a diferentes diluições Características do experimento
  13. 13. RESULTADOS ESPERADOS  Simulação da eficiência da diluição em campo afastado na taxa real de decaimento bacteriano obtidos a partir dos resultados in vitro;  Validação do modelo sob as diferentes condições metereológicas e oceanográficas da zona costeira do Estado Rio;  Melhor previsão das condições de balneabilidade em tempo real a partir do modelo utilizado

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