Toxicity effects of nickel electroplating effluents treated by photoelectrooxidation in the industries of the Sinos River Basin

p>The Sinos river Basin is an industrial region with many tanneries and electroplating plants in southern Brazil. The wastewater generated by electroplating contains high loads of salts and metals that have to be treated before discharge. After conventional treatment, this study applied an advanced oxidative process to degrade organic additives in the electroplating bright nickel baths effluent. Synthetic rinsing water was submitted to physical-chemical coagulation for nickel removal. The sample was submitted to ecotoxicity tests, and the effluent was treated by photoelectrooxidation (PEO). The effects of current density and treatment time were evaluated. The concentration of total organic carbon (TOC) was 38% lower. The toxicity tests of the effluent treated using PEO revealed that the organic additives were partially degraded and the concentration that is toxic for test organisms was reduced. /p>

p>A Bacia do Rio dos Sinos é uma região do Sul do Brasil que sedia um importante pólo da indústria coureiro-calçadista incluindo, desde o beneficiamento das peles, em curtumes, à fabricação dos acessórios, em indústrias metalúrgicas e de galvanoplastia. O efluente gerado por processos galvânicos contém carga elevada de sais e metais que devem ser tratados antes do descarte. Neste artigo foi avaliada a aplicação de um processo oxidativo avançado após o tratamento convencional do efluente, visando degradar os aditivos orgânicos presentes nos efluentes dos banhos de eletrodeposição de níquel brilhante. Um efluente sintético foi tratado pelo processo físico-químico de coagulação para a remoção do níquel. A amostra foi, então, submetida a testes de ecotoxicidade e, em seguida, o efluente foi tratado pelo processo de fotoeletrooxidação (FEO). A influência da densidade de corrente e o tempo de tratamento foram avaliados. Foi verificada uma redução de carbono orgânico total superior a 38%. Os ensaios de ecotoxicidade para o efluente tratado por fotoeletroxidação indicaram que a FEO degradou parcialmente os aditivos orgânicos e reduziu a concentração que provoca efeitos tóxicos para os organismos teste. /p>

Degradation of cyanotoxins (microcystin) in drinking water using photoelectrooxidation

p>The discharge of sewage and industrial effluents containing high concentrations of pollutants in water bodies increases eutrophication. Cyanobacteria, some of the organisms whose growth is promoted by high nutrient concentrations, are resistant and produce several types of toxins, known as cyanotoxins, highly harmful to human beings. Current water treatment systems for the public water supply are not efficient in degradation of toxins. Advanced oxidation processes (AOP) have been tested for the removal of cyanotoxins, and the results have been positive. This study examines the application of photoelectrooxidation in the degradation of cyanotoxins (microcystins). The performance of the oxidative processes involved was evaluated separately: Photocatalysis, Electrolysis and Photoelectrooxidation. Results showed that the electrical current and UV radiation were directly associated with toxin degradation. The PEO system is efficient in removing cyanotoxins, and the reduction rate reached 99%. The final concentration of toxin was less than 1 µg/L of microcystin in the treated solution. /p>

p>A descarga de esgotos e efluentes industriais contendo altas concentrações de poluentes nos corpos d'água aumenta a eutrofização. As cianobactérias, são organismos cujo crescimento é promovido por concentrações elevadas de nutrientes, são resistentes e produzem vários tipos de toxinas conhecidas, como cianotoxinas, altamente prejudiciais para os seres humanos. Os sistemas atuais de tratamento de água para o abastecimento público de água não são eficientes na degradação destas toxinas. Processos oxidativos avançados (POA) foram testados para a remoção de cianotoxinas, e os resultados têm sido positivos. Este estudo avalia o processo de fotoeletrooxidação (FEO) na degradação de cianotoxinas (microcistinas). Foi avaliado o desempenho dos processos envolvidos separadamente: fotocatalisis, eletrólise e fotoeletrooxidação. Os resultados mostram que a potencia da radiação UV e da corrente elétrica estão diretamente associados com a degradação de toxinas. O sistema de FEO é eficiente na remoção de cianotoxinas e a redução foi de 99%. A concentração final de toxina foi inferior a 1 g / L de microcistina na solução tratada. /p>

Evaluation of phytotoxicity of municipal landfill leachate before and after biological treatment

p>In the present study, leachate toxicity of a municipal solid waste landfill located in the Sinos River Valley region (southern Brazil) was evaluated using plant bioassays. Leachate toxicity was assessed by analysis of seed germination and root elongation of lettuce ( italic>Lactuca sativa /italic> L.) and rocket plant ( italic>Eruca sativa /italic> Mill.) and root elongation of onions ( italic>Allium cepa /italic> L.). Bioassays were performed by exposing the seeds of italic>L. sativa /italic> and italic>E. sativa /italic> and the roots of italic>A. cepa /italic> to raw leachate, treated leachate (biological treatment) and negative control (tap water). The levels of metals detected in both samples of leachate were low, and raw leachate showed high values for ammoniacal nitrogen and total Kjeldahl nitrogen. There is a reduction in the values of several physicochemical parameters, which demonstrates the efficiency of the treatment. Both italic>L. sativa /italic> and italic>A. cepa /italic>showed a phytotoxic response to landfill leachate, showing reduced root elongation. However, the responses of these two plant species were different. Root elongation was significantly lower in italic>A. cepa /italic> exposed to treated leachate, when compared to negative control, but did not show any difference when compared to raw leachate. In italic>L. sativa /italic>, seeds exposed to the raw leachate showed significant reduction in root elongation, when compared to treated leachate and negative control. Seed germination showed no difference across the treatments. The results of the study show that plant species respond differently and that municipal solid waste landfill leachate show phytotoxicity, even after biological treatment. /p>

p>No presente trabalho, a toxicidade do lixiviado (chorume) de um aterro sanitário municipal, localizado na região do Vale do Rio dos Sinos, foi avaliada utilizando bioensaios em plantas. A toxicidade do chorume foi analisada pelo teste de germinação e crescimento radicular de alface ( italic>Lactuca sativa /italic> L.) e rúcula ( italic>Eruca sativa /italic> Mill.) e pelo teste de crescimento radicular em cebola ( italic>Allium cepa /italic> L.). Os bioensaios foram realizados com a exposição de sementes de italic>L. sativa /italic> e italic>E. sativa /italic> e raízes de italic>A. cepa /italic> a amostras de chorume bruto, tratado por processo biológico e controle negativo (água de abastecimento público). Os níveis de metais detectados nas amostras de chorume foram baixos, e o chorume bruto apresentou valores elevados de nitrogênio amoniacal e nitrogênio Kjeldahl total. Ocorreu redução nos valores de vários parâmetros físico-químicos, demonstrando a eficiência do tratamento biológico. Os resultados indicam fitotoxicidade do chorume em italic>L. sativa /italic> e italic>A. cepa, /italic> evidenciada pela redução do crescimento radicular. Entretanto, as respostas destas duas espécies diferiram. O crescimento radicular foi significativamente inferior em italic>A. cepa /italic> exposta ao chorume tratado quando comparado ao controle negativo, mas não apresentou diferença quando comparado ao chorume bruto. Em italic>L. sativa /italic>, a exposição das sementes ao chorume bruto causou redução no crescimento radicular quando comparado com o chorume tratado e controle negativo. Não foram observadas diferenças entre os tratamentos para o parâmetro germinação de sementes. Os resultados deste trabalho indicam que as espécies de plantas estudadas são diferentes em suas respostas e que o chorume apresenta toxicidade, mesmo após o tratamento biológico. /p>

Evaluation of water quality at the source of streams of the Sinos River Basin, southern Brazil

p>The Sinos River Basin (SRB) is located in the northeastern region of the state of Rio Grande do Sul (29º20' to 30º10'S and 50º15' to 51º20'W), southern Brazil, and covers two geomorphologic provinces: the southern plateau and the central depression. It is part of the Guaíba basin, has an area of approximately 800 km sup>2 /sup> and contains 32 counties. The basin provides drinking water for 1.6 million inhabitants in one of the most important industrial centres in Brazil. This study describes different water quality indices (WQI) used for the sub-basins of three important streams in the SRB: Pampa, Estância Velha/Portão and Schmidt streams. Physical, chemical and microbiological parameters assessed bimonthly using samples collected at each stream source were used to calculate the Horton Index (HI), the Dinius Index (DI) and the water quality index adopted by the US National Sanitation Foundation (NSF WQI) in the additive and multiplicative forms. These indices describe mean water quality levels at the streams sources. The results obtained for these 3 indexes showed a worrying scenario in which water quality has already been negatively affected at the sites where three important sub-basins in the Sinos River Basin begin to form. /p>

p>A Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos (BHRS) está localizada na região Nordeste do Estado do Rio Grande do Sul (29º20' to 30º10'S and 50º15' to 51º20'W), na região Sul do Brasil, envolvendo duas regiões geomorfológicas, o planalto Sul e a depressão central. Esta bacia faz parte da Bacia do Guaíba e tem uma área de aproximadamente 800 km sup>2 /sup>, atingindo 32 municípios. A BHRS fornece água de abastecimento para cerca de 1.6 milhões de habitantes e para um dos mais importantes centros industriais do Brasil. Este artigo apresenta a determinação de diferentes índices de qualidade de água (IQA) para as regiões de nascente de três importantes sub-bacias pertencentes à BHRS: arroios Pampa, Estância Velha/Portão e Schmidt. Utilizando parâmetros físicos, químicos e microbiológicos, analisados em amostras coletadas bimestralmente em cada ponto próximo à nascente, foram calculados os índices de Horton (IH), de Dinius (ID) e o índice de qualidade de água da National Sanitation Foundation, EUA (IQANSF) usando os métodos somatório e produtório. Os resultados foram analisados para verificação da qualidade da água nos pontos amostrais a fim de comparar e classificar a água na região das nascentes das três sub-bacias. Uma avaliação conjunta dos índices calculados indicou que a água nos três pontos amostrais apresenta qualidade média. Os resultados dos três índices convergem a um cenário preocupante que indica que, desde os pontos iniciais de formação de três importantes sub-bacias do rio dos Sinos, já ocorrem problemas de qualidade de água. /p>

Integrated Environmental Assessment of streams in the Sinos River basin in the state of Rio Grande do Sul, Brazil

p>The deterioration of environmental quality in the Sinos River basin is directly associated with the impacts of intense industrialization and urbanization. An integrated environmental assessment (IEA) was conducted in July and September of 2012, in areas along the sources of the EstânciaVelha/Portão, Pampa and Schmidt streams using physical, chemical and biological methods. The water in the three sampling sites was not proper for human consumption, presented a low toxic contamination index (TCI) and mesotrophic characteristics. One site was included in Class 4, and two, in Class 3, according to current legislation. The rapid assessment protocol (RAP) indicated a natural environmental condition for habitat diversity and environmental impact in the three sites. The italic>Tradescantia pallida /italic> (Rose) D.R. Hunt var. italic>purpurea /italic> Boom biomarker showed water genotoxicity in two of the sites. The integrated diagnosis of water quality in these streams is fundamentally important to ensure the sustainable management of water resources and their multiple uses, as well to estimate their contribution to pollution in this river basin. /p>

p>A deterioração da qualidade ambiental da bacia do Rio dos Sinos está diretamente associada a impactos oriundos da intensa industrialização e urbanização. A avaliação ambiental integrada (AAI) foi realizada nos meses de julho e setembro de 2012, em áreas junto às nascentes dos arroios Estância Velha/Portão, Pampa e Schmidt por meio de metodologias que utilizam parâmetros físicos, químicos e biológicos. Os três sítios amostrais apresentaram águas impróprias para o consumo humano, baixo índice de contaminação por tóxicos (ICT) e características mesotróficas. Um sítio foi enquadrado na Classe 4 e dois na Classe 3, segundo a legislação vigente. Os resultados da aplicação do protocolo de avaliação rápida (PAR) indicaram uma situação ambiental natural, quanto à diversidade de habitats e aos impactos ambientais, nos três sítios amostrados. O biondicador italic>Tradescantia pallida /italic> (Rose) D.R. Hunt var. italic>purpurea /italic> Boom evidenciou genotoxicidade da água em dois sítios amostrados. O diagnóstico integrado da qualidade das águas destes arroios é de fundamental importância para assegurar o gerenciamento sustentado dos recursos hídricos e seus múltiplos usos, além de estimar sua contribuição à poluição desta bacia hidrográfica. /p>

Toxicity effects of nickel electroplating effluents treated by photoelectrooxidation in the industries of the Sinos River Basin / Avaliação do efeito tóxico de efluentes oriundos da indústria galvânica na região da Bacia do Rio dos Sinos após o tratamento pelo processo de fotoeletrooxidação

The Sinos river Basin is an industrial region with many tanneries and electroplating plants in southern Brazil. The wastewater generated by electroplating contains high loads of salts and metals that have to be treated before discharge. After conventional treatment, this study applied an advanced oxidative process to degrade organic additives in the electroplating bright nickel baths effluent. Synthetic rinsing water was submitted to physical-chemical coagulation for nickel removal. The sample was submitted to ecotoxicity tests, and the effluent was treated by photoelectrooxidation (PEO). The effects of current density and treatment time were evaluated. The concentration of total organic carbon (TOC) was 38% lower. The toxicity tests of the effluent treated using PEO revealed that the organic additives were partially degraded and the concentration that is toxic for test organisms was reduced.

A Bacia do Rio dos Sinos é uma região do Sul do Brasil que sedia um importante pólo da indústria coureiro-calçadista incluindo, desde o beneficiamento das peles, em curtumes, à fabricação dos acessórios, em indústrias metalúrgicas e de galvanoplastia. O efluente gerado por processos galvânicos contém carga elevada de sais e metais que devem ser tratados antes do descarte. Neste artigo foi avaliada a aplicação de um processo oxidativo avançado após o tratamento convencional do efluente, visando degradar os aditivos orgânicos presentes nos efluentes dos banhos de eletrodeposição de níquel brilhante. Um efluente sintético foi tratado pelo processo físico-químico de coagulação para a remoção do níquel. A amostra foi, então, submetida a testes de ecotoxicidade e, em seguida, o efluente foi tratado pelo processo de fotoeletrooxidação (FEO). A influência da densidade de corrente e o tempo de tratamento foram avaliados. Foi verificada uma redução de carbono orgânico total superior a 38%. Os ensaios de ecotoxicidade para o efluente tratado por fotoeletroxidação indicaram que a FEO degradou parcialmente os aditivos orgânicos e reduziu a concentração que provoca efeitos tóxicos para os organismos teste.

Evaluation of phytotoxicity of municipal landfill leachate before and after biological treatment / Avaliação da fitotoxicidade de chorume de aterro sanitário antes e após tratamento biológico

In the present study, leachate toxicity of a municipal solid waste landfill located in the Sinos River Valley region (southern Brazil) was evaluated using plant bioassays. Leachate toxicity was assessed by analysis of seed germination and root elongation of lettuce (Lactuca sativa L.) and rocket plant (Eruca sativa Mill.) and root elongation of onions (Allium cepa L.). Bioassays were performed by exposing the seeds of L. sativa and E. sativa and the roots of A. cepa to raw leachate, treated leachate (biological treatment) and negative control (tap water). The levels of metals detected in both samples of leachate were low, and raw leachate showed high values for ammoniacal nitrogen and total Kjeldahl nitrogen. There is a reduction in the values of several physicochemical parameters, which demonstrates the efficiency of the treatment. Both L. sativa and A. cepashowed a phytotoxic response to landfill leachate, showing reduced root elongation. However, the responses of these two plant species were different. Root elongation was significantly lower in A. cepa exposed to treated leachate, when compared to negative control, but did not show any difference when compared to raw leachate. In L. sativa, seeds exposed to the raw leachate showed significant reduction in root elongation, when compared to treated leachate and negative control. Seed germination showed no difference across the treatments. The results of the study show that plant species respond differently and that municipal solid waste landfill leachate show phytotoxicity, even after biological treatment.

No presente trabalho, a toxicidade do lixiviado (chorume) de um aterro sanitário municipal, localizado na região do Vale do Rio dos Sinos, foi avaliada utilizando bioensaios em plantas. A toxicidade do chorume foi analisada pelo teste de germinação e crescimento radicular de alface (Lactuca sativa L.) e rúcula (Eruca sativa Mill.) e pelo teste de crescimento radicular em cebola (Allium cepa L.). Os bioensaios foram realizados com a exposição de sementes de L. sativa e E. sativa e raízes de A. cepa a amostras de chorume bruto, tratado por processo biológico e controle negativo (água de abastecimento público). Os níveis de metais detectados nas amostras de chorume foram baixos, e o chorume bruto apresentou valores elevados de nitrogênio amoniacal e nitrogênio Kjeldahl total. Ocorreu redução nos valores de vários parâmetros físico-químicos, demonstrando a eficiência do tratamento biológico. Os resultados indicam fitotoxicidade do chorume em L. sativa e A. cepa, evidenciada pela redução do crescimento radicular. Entretanto, as respostas destas duas espécies diferiram. O crescimento radicular foi significativamente inferior em A. cepa exposta ao chorume tratado quando comparado ao controle negativo, mas não apresentou diferença quando comparado ao chorume bruto. Em L. sativa, a exposição das sementes ao chorume bruto causou redução no crescimento radicular quando comparado com o chorume tratado e controle negativo. Não foram observadas diferenças entre os tratamentos para o parâmetro germinação de sementes. Os resultados deste trabalho indicam que as espécies de plantas estudadas são diferentes em suas respostas e que o chorume apresenta toxicidade, mesmo após o tratamento biológico.

Evaluation of water quality at the source of streams of the Sinos River Basin, southern Brazil / Avaliacão da qualidade da água das nascentes de arroios da Bacia do Rio dos Sinos, região sul do Brasil

The Sinos River Basin (SRB) is located in the northeastern region of the state of Rio Grande do Sul (29º20' to 30º10'S and 50º15' to 51º20'W), southern Brazil, and covers two geomorphologic provinces: the southern plateau and the central depression. It is part of the Guaíba basin, has an area of approximately 800 km² and contains 32 counties. The basin provides drinking water for 1.6 million inhabitants in one of the most important industrial centres in Brazil. This study describes different water quality indices (WQI) used for the sub-basins of three important streams in the SRB: Pampa, Estância Velha/Portão and Schmidt streams. Physical, chemical and microbiological parameters assessed bimonthly using samples collected at each stream source were used to calculate the Horton Index (HI), the Dinius Index (DI) and the water quality index adopted by the US National Sanitation Foundation (NSF WQI) in the additive and multiplicative forms. These indices describe mean water quality levels at the streams sources. The results obtained for these 3 indexes showed a worrying scenario in which water quality has already been negatively affected at the sites where three important sub-basins in the Sinos River Basin begin to form.

A Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos (BHRS) está localizada na região Nordeste do Estado do Rio Grande do Sul (29º20' to 30º10'S and 50º15' to 51º20'W), na região Sul do Brasil, envolvendo duas regiões geomorfológicas, o planalto Sul e a depressão central. Esta bacia faz parte da Bacia do Guaíba e tem uma área de aproximadamente 800 km², atingindo 32 municípios. A BHRS fornece água de abastecimento para cerca de 1.6 milhões de habitantes e para um dos mais importantes centros industriais do Brasil. Este artigo apresenta a determinação de diferentes índices de qualidade de água (IQA) para as regiões de nascente de três importantes sub-bacias pertencentes à BHRS: arroios Pampa, Estância Velha/Portão e Schmidt. Utilizando parâmetros físicos, químicos e microbiológicos, analisados em amostras coletadas bimestralmente em cada ponto próximo à nascente, foram calculados os índices de Horton (IH), de Dinius (ID) e o índice de qualidade de água da National Sanitation Foundation, EUA (IQANSF) usando os métodos somatório e produtório. Os resultados foram analisados para verificação da qualidade da água nos pontos amostrais a fim de comparar e classificar a água na região das nascentes das três sub-bacias. Uma avaliação conjunta dos índices calculados indicou que a água nos três pontos amostrais apresenta qualidade média. Os resultados dos três índices convergem a um cenário preocupante que indica que, desde os pontos iniciais de formação de três importantes sub-bacias do rio dos Sinos, já ocorrem problemas de qualidade de água.

Integrated Environmental Assessment of streams in the Sinos River basin in the state of Rio Grande do Sul, Brazil / Avaliação Ambiental Integrada de arroios da bacia do Rio dos Sinos no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil

The deterioration of environmental quality in the Sinos River basin is directly associated with the impacts of intense industrialization and urbanization. An integrated environmental assessment (IEA) was conducted in July and September of 2012, in areas along the sources of the EstânciaVelha/Portão, Pampa and Schmidt streams using physical, chemical and biological methods. The water in the three sampling sites was not proper for human consumption, presented a low toxic contamination index (TCI) and mesotrophic characteristics. One site was included in Class 4, and two, in Class 3, according to current legislation. The rapid assessment protocol (RAP) indicated a natural environmental condition for habitat diversity and environmental impact in the three sites. The Tradescantia pallida (Rose) D.R. Hunt var. purpurea Boom biomarker showed water genotoxicity in two of the sites. The integrated diagnosis of water quality in these streams is fundamentally important to ensure the sustainable management of water resources and their multiple uses, as well to estimate their contribution to pollution in this river basin.

A deterioração da qualidade ambiental da bacia do Rio dos Sinos está diretamente associada a impactos oriundos da intensa industrialização e urbanização. A avaliação ambiental integrada (AAI) foi realizada nos meses de julho e setembro de 2012, em áreas junto às nascentes dos arroios Estância Velha/Portão, Pampa e Schmidt por meio de metodologias que utilizam parâmetros físicos, químicos e biológicos. Os três sítios amostrais apresentaram águas impróprias para o consumo humano, baixo índice de contaminação por tóxicos (ICT) e características mesotróficas. Um sítio foi enquadrado na Classe 4 e dois na Classe 3, segundo a legislação vigente. Os resultados da aplicação do protocolo de avaliação rápida (PAR) indicaram uma situação ambiental natural, quanto à diversidade de habitats e aos impactos ambientais, nos três sítios amostrados. O biondicador Tradescantia pallida (Rose) D.R. Hunt var. purpurea Boom evidenciou genotoxicidade da água em dois sítios amostrados. O diagnóstico integrado da qualidade das águas destes arroios é de fundamental importância para assegurar o gerenciamento sustentado dos recursos hídricos e seus múltiplos usos, além de estimar sua contribuição à poluição desta bacia hidrográfica.

Degradation of cyanotoxins (microcystin) in drinking water using photoelectrooxidation / Degradação de cianotoxinas (microcistinas) em água potável aplicando fotoeletrooxidação

The discharge of sewage and industrial effluents containing high concentrations of pollutants in water bodies increases eutrophication. Cyanobacteria, some of the organisms whose growth is promoted by high nutrient concentrations, are resistant and produce several types of toxins, known as cyanotoxins, highly harmful to human beings. Current water treatment systems for the public water supply are not efficient in degradation of toxins. Advanced oxidation processes (AOP) have been tested for the removal of cyanotoxins, and the results have been positive. This study examines the application of photoelectrooxidation in the degradation of cyanotoxins (microcystins). The performance of the oxidative processes involved was evaluated separately: Photocatalysis, Electrolysis and Photoelectrooxidation. Results showed that the electrical current and UV radiation were directly associated with toxin degradation. The PEO system is efficient in removing cyanotoxins, and the reduction rate reached 99%. The final concentration of toxin was less than 1 µg/L of microcystin in the treated solution.

A descarga de esgotos e efluentes industriais contendo altas concentrações de poluentes nos corpos d'água aumenta a eutrofização. As cianobactérias, são organismos cujo crescimento é promovido por concentrações elevadas de nutrientes, são resistentes e produzem vários tipos de toxinas conhecidas, como cianotoxinas, altamente prejudiciais para os seres humanos. Os sistemas atuais de tratamento de água para o abastecimento público de água não são eficientes na degradação destas toxinas. Processos oxidativos avançados (POA) foram testados para a remoção de cianotoxinas, e os resultados têm sido positivos. Este estudo avalia o processo de fotoeletrooxidação (FEO) na degradação de cianotoxinas (microcistinas). Foi avaliado o desempenho dos processos envolvidos separadamente: fotocatalisis, eletrólise e fotoeletrooxidação. Os resultados mostram que a potencia da radiação UV e da corrente elétrica estão diretamente associados com a degradação de toxinas. O sistema de FEO é eficiente na remoção de cianotoxinas e a redução foi de 99%. A concentração final de toxina foi inferior a 1 g / L de microcistina na solução tratada.

The Rio dos Sinos watershed: an economic and social space and its interface with environmental status

The Rio dos Sinos watershed is located in the eastern region of the state of Rio Grande do Sul and includes 32municipalities. These municipalities develop several different economic activities such as farming and livestock along the 190 km length of the Rio dos Sinos, one of the rivers with the worst quality of water in Brazil. The region is also characterised by growing urbanisation and heavy industrialisation. The main economic activity is the leather and footwear industry. This diversified land use puts the Rio dos Sinos watershed at risk of a wide range of potential environmental impacts. The aim of the present article is to discuss the socioeconomic process currently implemented in the Rio dos Sinos watershed and the effect of these human actions on the environmental quality described throughout this special issue of the Brazilian Journal of Biology.

A bacia hidrográfica do rio dos Sinos está localizada na região leste do Estado do Rio Grande do Sul e inclui 32municípios. Esses municípios desenvolvem diferentes atividades econômicas diversas, como a agricultura e a pecuária ao longo dos 190 km de extensão do rio dos Sinos, um dos rios com qualidade de água mais baixa no Brasil. A região também é caracterizada pela crescente urbanização e intensa industrialização. A principal atividade econômica é a indústria do couro e do calçado. Esta ocupação diversificada coloca a bacia do rio dos Sinos em risco de uma vasta gama de potenciais impactos ambientais. O objetivo do presente artigo é discutir o processo socioeconômico implementado atualmente na bacia hidrográfica do rio dos Sinos e os efeitos dessas ações humanas sobre a qualidade ambiental descrita ao longo desta edição especial da Revista Brasileira de Biologia.

Water quality assessment of the Sinos River, Southern Brazil

The Sinos River basin is located Northeast of the state of Rio Grande do Sul (29º 20' to 30º 10' S and 50º 15' to 51º20'W), Southern Brazil, covering two geomorphologic provinces: the Southern plateau and central depression. It is part of the Guaíba basin and has an area of approximately 800 km², encompassing 32 municipalities. The objective of this study was to monitor water quality in the Sinos River, the largest river in this basin. Water samples were collected at four selected sites in the Sinos River, and the following parameters were analysed: pH, dissolved oxygen, biochemical oxygen demand (BOD5), turbidity, fecal coliforms, total dissolved solids, temperature, nitrate, nitrite, phosphorous, chromium, lead, aluminum, zinc, iron, and copper. The results were analysed based on Resolution No. 357/2005 of the Brazilian National Environmental Council (CONAMA) regarding regulatory limits for residues in water. A second analysis was performed based on a water quality index (WQI) used by the Sinos River Basin Management Committee (COMITESINOS). Poor water quality in the Sinos River presents a worrying scenario for the region, since this river is the main source of water supply for the urban core. Health conditions found in the Sinos River, mainly in its lower reaches, are worrying and a strong indicator of human activities on the basin.

A Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos localizada a nordeste do Estado do Rio Grande do Sul, entre as coordenadas geográficas de 29º 20' a 30º10' de latitude Sul e de 50º 15' a 51º 20' de longitude Oeste. As províncias geomorfológicas abrangidas são o planalto meridional e a depressão. Compondo a Região Hidrográfica do Guaíba, ocupa, aproximadamente, uma área de 800 km², abrangendo 32 municípios. O objetivo deste trabalho foi monitorar a qualidade da água do rio dos Sinos, principal rio da bacia hidrográfica do rio dos Sinos. Foram realizadas coletas em quatro pontos selecionados do rio, sendo realizadas análises de pH, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio (DBO5), turbidez, coliformes fecais, sólidos dissolvidos totais, temperatura, nitrato, nitrito, fosfato, cromo, chumbo, alumínio, zinco, ferro e cobre. Os resultados do trabalho foram analisados com base na resolução CONAMA nº 357 de 2005 em relação a suas restrições de uso. Outra análise foi feita empregando o Índice de Qualidade das Águas (IQA), índice usado pelo comitê de gerenciamento desta bacia (COMITESINOS). A baixa qualidade da água do rio dos Sinos observada deslumbra um cenário preocupante para a região que usa este rio como a principal fonte de abastecimento público. As condições sanitárias encontradas no rio dos Sinos, principalmente no trecho inferior, são preocupantes sendo forte indicativo das atividades antrópicas na bacia.

Evaluation of Sinos River water genotoxicity using the comet assay in fish

The Sinos River, in southern Brazil, is polluted by industrial discharges and untreated urban wastes. Fish genotoxicity biomarkers are valuable parameters for environmental risk assessment. In this study, we used the comet assay to detect genotoxicity due to multiple sources of pollution in the peripheral blood of a native fish species (Hyphessobrycon luetkenii). In addition, we analysed possible DNA damage from aluminum, lead, chromium, copper, nickel, iron and zinc contamination. Water samples were collected seasonally from three sampling sites and the fish were assessed under laboratory conditions. Water chemical analysis showed an increased level of aluminum and iron in most of the samples at sites 2 and 3, located in the middle and lower river course, respectively. The index of DNA damage assessed by the comet assay demonstrated no significant differences in different seasons or at the different sampling sites, while the frequency of cells with DNA damage was higher in water samples collected at sites 1 and 2 during the spring season. None of the metals studied seems to be associated with the increase in the frequency of cells with DNA damage observed during the spring season. The results of this study indicate that the Sinos River is contaminated with substances that are genotoxic to fish, including the waters near the river spring.

O rio dos Sinos, no sul do Brasil, é poluído tanto por descargas industriais como por resíduos urbanos não tratados. Os biomarcadores de genotoxicidade em peixes são parâmetros valiosos para a determinação de risco ambiental. Neste estudo, utilizamos o ensaio cometa em sangue periférico de um peixe nativo (Hyphessobrycon luetkenii) para detectar a genotoxicidade devido a múltiplas fontes de poluição. Além disso, analisamos a possível influência da contaminação por alumínio, chumbo, cromo, cobre, níquel, ferro e zinco sobre o dano de DNA. Amostras de água foram coletadas sazonalmente em três pontos de coleta e os peixes foram expostos sob condições de laboratório. A análise química da água mostrou níveis elevados de alumínio e ferro na maioria das amostras dos pontos 2 e 3, localizados nos cursos médio e inferior do rio, respectivamente. O índice de dano de DNA estimado pelo ensaio cometa não demonstrou diferenças significativas tanto entre estações como entre pontos de coleta, enquanto que a frequência de células com dano de DNA apresentou valores superiores nas amostras de água coletadas durante a primavera nos pontos 1 e 2. Nenhum dos metais estudados parece estar associado com o aumento na frequência de células com dano de DNA observado durante a primavera. Os resultados deste estudo indicam que o rio dos Sinos está contaminado com substâncias genotóxicas para os peixes, incluindo as águas próximas à nascente do rio.

A multibiomarker approach in rats to assess the impact of pollution on Sinos River, Southern Brazil

The aim of this study was to determine the feasibility of combining water quality analysis with different biomarkers to characterise the relationship between anthropogenic contamination and biotic response in the Sinos River, southern Brazil. Wistar rats were studied using three biomarkers combined with physical, chemical and microbiological analysis to assess the effects of pollution at four sampling sites. The induction of oxidative stress was quantified by MDA levels in peripheral blood, lymphocyte DNA damage was determined using the comet assay, and histopathological changes were analysed in the liver. After sampling, animals were allowed to drink the river water during a 48 hours period. No increase in oxidative stress and DNA damage was observed. However, liver damage was observed in the animals exposed to water samples, indicating that the Sinos River is contaminated with hepatotoxic substances. Water analyses confirmed that water quality decreased downriver.

O objetivo deste estudo foi determinar a viabilidade de combinar a análise da qualidade da água com o estudo de biomarcadores para caracterizar a relação entre contaminação antropogênica e resposta biótica no rio dos Sinos, sul do Brasil. Ratos Wistar machos foram estudados usando três biomarcadores combinados com análises físicas, químicas e microbiológicas para determinar os efeitos da poluição em quatro locais de amostragem de água. A indução do estresse oxidativo foi quantificada pelos níveis de MDA no sangue periférico, o dano do DNA linfocitário foi determinado usando o ensaio cometa, e as alterações histopatológicas foram analisadas no fígado. As amostras da água do rio dos Sinos (dos quatro pontos selecionados) foram administradas por via oral (como água para beber) por 48 horas. Nenhum aumento do estresse oxidativo ou do dano do DNA foi observado. Entretanto, dano do tecido hepático foi verificado nos animais expostos à ingestão das amostras da água, indicando que o rio dos Sinos está contaminado com substâncias hepatotóxicas. As análises das amostras de água confirmaram a redução da qualidade da água em direção à foz do rio.