Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos em sedimentos do estuário e região marinha adjacente à foz do Rio Doce: avanços com o uso da lógica fuzzy

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dc.contributor.advisor-co1Silva, Cesar Alexandro da
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-6827-9314
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6508276484992172
dc.contributor.advisor1Rodrigues Neto, Renato
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-0803-4435
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1931267781220159
dc.contributor.authorZacché, Danillo Silva
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-1878-7708
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7354826786831761
dc.contributor.referee1Alexandre, Marcelo da Rosa
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.referee1Latteshttps://buscatextual.cnpq.br
dc.contributor.referee2Madureira, Luiz Augusto dos Santos
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-2446-8305
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4575013676379643
dc.contributor.referee3Filgueiras, Paulo Roberto
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0003-2617-1601
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/1907915547207861
dc.contributor.referee4Moreira, Luana Santos
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0003-3603-9014
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/3243655149800079
dc.date.accessioned2026-03-31T00:22:28Z
dc.date.available2026-03-31T00:22:28Z
dc.date.issued2026-02-26
dc.description.abstractThis study examines the application of fuzzy logic–based tools for the environmental monitoring of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in sediments, highlighting their ability to address uncertainty and support gradual interpretations. Three main approaches were employed: fuzzy clustering, fuzzy synthetic evaluation, and fuzzy inference systems. Initially, fuzzy clustering was applied to identify the extent of contributions from the main PAH sources in sediments from the marine region adjacent to the mouth of the Doce River (Linhares, ES, Brazil), using samples collected between the summer of 2010 and the winter of 2011. This technique enabled the assessment of the relative importance of pollutant sources to the overall PAH pool, revealing clear seasonal variations. PAHs derived from biomass burning predominated during the summer, whereas compounds associated with fossil fuel combustion were more prevalent in the winter. Subsequently, fuzzy synthetic evaluation was employed to evaluate the ecological risk of PAHs in sediments from the Doce River estuary, considering periods before (2015) and after (2016) the impact of mine tailings released following the Fundão dam failure in Mariana, MG, Brazil. This approach allowed a gradual assessment of changes in sediment quality resulting from the disaster. It was observed that some compounds shifted from low to moderate ecological risk following the arrival of the tailings. Despite a significant increase in PAH concentrations after the event, the integrated analysis indicated that the overall risk of adverse effects associated with these compounds remained low. Finally, a new sediment quality index based on fuzzy logic was proposed, using a Mamdani-type fuzzy inference system. The aim was to integrate different sediment quality guidelines into a single, clearer, more robust, and reliable indicator. The application of this index to data from both the estuary and the adjacent marine region demonstrated that it reproduces the conclusions obtained from the other evaluated methodologies, but in a simpler, more objective, and comprehensive manner, taking into account priority PAHs. Overall, the study highlights the potential of fuzzy logic as an effective tool for environmental assessment.
dc.description.resumoEste trabalho analisa o uso de ferramentas baseadas em lógica fuzzy para o monitoramento ambiental de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) em sedimentos, destacando sua capacidade de lidar com incertezas e interpretações graduais. Foram utilizadas três abordagens principais: agrupamento fuzzy, análise fuzzy sintética e sistemas de inferência fuzzy. Inicialmente, aplicou-se o agrupamento fuzzy no intuito de identificar a extensão da contribuição das principais fontes de HPAs em sedimentos da região marinha próxima à foz do Rio Doce (Linhares-ES), com amostras coletadas entre o verão de 2010 e o inverno de 2011. Essa técnica permitiu observar a importância da contribuição das fontes poluentes para o pool de HPAs, revelando variações sazonais. Verificou-se predominância de HPAs oriundos da queima de biomassa durante o verão, enquanto no inverno prevaleceram compostos associados à queima de combustíveis fósseis. Em seguida, a análise fuzzy sintética foi empregada para avaliar o risco ecológico dos HPAs em sedimentos do estuário do Rio Doce, considerando períodos antes (2015) e após (2016) o impacto da lama de rejeitos proveniente do rompimento da barragem de Fundão, em Mariana-MG. Essa abordagem permitiu acompanhar de forma gradual as mudanças na qualidade dos sedimentos geradas pelo desastre. Observou-se que alguns compostos passaram de baixo para médio risco ecológico após a chegada dos rejeitos. Apesar do aumento significativo na concentração de HPAs após o impacto, a análise integrada indicou que o risco geral de efeitos adversos pela presença desses compostos era baixo. Por fim, foi proposto um novo índice de qualidade de sedimento baseado em lógica fuzzy, utilizando um sistema de inferência do tipo Mamdani. O objetivo foi integrar diferentes diretrizes de qualidade em um único indicador mais claro, robusto e confiável. A aplicação desse índice aos dados do estuário e da região marinha demonstrou que ele reproduz as conclusões obtidas pelas outras metodologias avaliadas, porém de maneira mais simples, objetiva e abrangente, considerando HPAs prioritários. Assim, o estudo evidencia o potencial da lógica fuzzy como ferramenta eficiente para avaliação ambiental.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Espírito Santo (FAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/21010
dc.languagepor
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química
dc.rightsopen access
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/
dc.subjectQuímica ambiental
dc.subjectLógica fuzzy
dc.subjectHidrocarbonetos policíclicos aromáticos
dc.subject Enviromental chemistry
dc.subjectFuzzy logic
dc.subjectPolycyclic aromatic hydrocarbons
dc.subject.cnpqQuímica
dc.titleHidrocarbonetos policíclicos aromáticos em sedimentos do estuário e região marinha adjacente à foz do Rio Doce: avanços com o uso da lógica fuzzy
dc.title.alternativePolycyclic aromatic hydrocarbons in sediments of the Doce River estuary and the adjacent marine area: advances using fuzzy logic
dc.typedoctoralThesis
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