Neste trabalho avaliou-se, inicialmente, diferentes estratégias de calibração na determinação de alguns elementos terras raras (REE) em sedimento marinho por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). As estratégias utilizadas foram a calibração externa (SC do inglês standard calibration), calibração externa com equiparação ácida (SCAM do inglês standard calibration with acid matching), a calibração com adição de padrão (SA do inglês standard addition), e a calibração não convencional multisotópica (MICal do inglês multi isotopic calibration), todas realizadas nas mesmas condições operacionais, configuração padrão do equipamento. A estratégia de calibração, não convencional, como a MICal apresentou ser uma alternativa viável na determinação desses analitos. Entretanto como esta estratégia possui limitações que tornaria inviável o estudo com todos os REE, realizou-se um estudo do desempenho analítico do procedimento de determinação dos REE, Th e U por ICP-MS com célula de colisão (gás hélio), na potência de 1350W, utilizando a SC. As figuras de mérito foram estabelecidas e a exatidão do método foi verificada pela análise do material de referência certificado (CRM do inglês certified reference material) de sedimento estuarino – BCR 667, obtendo-se valores de concentração que indicaram exatidão. Desta forma, foram determinados os REE em amostras de sedimentos marinhos coletadas em uma extensão de aproximadamente 210 km, na zona de fechamento do ambiente praial, a 10 m de profundidade de coluna d’água. O perfil de distribuição dos REE foi avaliado utilizando o Post Archean Australian Shale (PAAS) como normalizador, o que revelou um enriquecimento mais significativo de lutécio nas estações amostrais. Foi observado também enriquecimento dos REE pesados quando comparados com REE leves e intermediários, juntamente com anomalias positivas de cério (Ce) e európio (Eu) na maioria das estações amostrais, sugerindo contribuição antrópica. Maiores concentrações dos REE foram encontradas na fração óxido e hidróxido (OXI-HID), bem como na fração residual (RES). A distribuição das amostras de sedimento conforme similaridade utilizando a Análise de Componentes Principais (PCA do inglês Principal component analysis) com os valores de concentrações dos REE total e das frações geoquímicas indicou uma tendência à formação de dois grupos distintos, agrupando a maioria das estações ao norte da foz do rio Doce, por apresentarem maiores concentrações. Para a avaliação do potencial tóxico dos REE foram realizados testes de bioacessibilidade utilizando as amostras de sedimento marinho, além de testes complementares de citotoxicidade e bioacumulação para os elementos La, Ce, Eu e Gd. A avaliação do risco à saúde humana através da absorção dérmica e ingestão oral foi realizada utilizando o quociente de perigo (HQ). Após simulação da digestão gástrica (SBET) e gastrointestinal (PBET), observou-se que os elementos Ce e Nd apresentaram maiores capacidades de serem absorvidos pelo organismo humano (> 2 µg g-1 ). Os elementos La e Y apresentaram concentrações intermediárias (próximas a 1 µg g-1 ), enquanto os demais elementos apresentaram concentrações inferiores a 0,5 µg g-1 . Os resultados do teste de bioacumulação realizado com células de fibroblastos (L929) indicaram que La e Eu tiveram 25% de probabilidade de acúmulo intracelular, enquanto Ce e Gd apresentaram 1%. O teste de viabilidade celular, exposto a solução padrão dos REE em meio HNO3 a 2% v.v-1 (100 μg.mL1 ) ou solução aquosa de La2O3, Gd(NO3)3, Ce(NO3)3 e Eu2O3 (1000 μg.mL-1 ), não demonstraram efeitos citotóxicos nas células fibroblásticas. Foram verificados valores de HQing superiores aos valores de HQderm, sugerindo que os REE apresentam maiores riscos à saúde humana através da absorção por ingestão oral do que pela absorção dérmica. Entretanto, considerando o quociente de perigo de ingestão (HQing) e o quociente de perigo dérmico (HQderm) obtidos (<1), sugere-se que não há risco significativo de efeitos adverso ao ser humano. Os resultados obtidos neste estudo corroboram com o potencial dos REE como indicadores de contribuição antrópica em sedimentos marinhos e ressaltam a importância do seu monitoramento e de serem criadas políticas regulatórias adequadas que os incluam.