Denitrifying phosphate accumulating organisms and its mechanism of nitrogen and phosphorus removal / 生物工程学报

Water eutrophication poses great threats to protection of water environment. Microbial remediation of water eutrophication has shown high efficiency, low consumption and no secondary pollution, thus becoming an important approach for ecological remediation. In recent years, researches on denitrifying phosphate accumulating organisms and their application in wastewater treatment processes have received increasing attention. Different from the traditional nitrogen and phosphorus removal process conducted by denitrifying bacteria and phosphate accumulating organisms, the denitrifying phosphate accumulating organisms can simultaneously remove nitrogen and phosphorus under alternated anaerobic and anoxic/aerobic conditions. It is worth noting that microorganisms capable of simultaneously removing nitrogen and phosphorus absolutely under aerobic conditions have been reported in recent years, but the mechanisms remain unclear. This review summarizes the species and characteristics of denitrifying phosphate accumulating organisms and the microorganisms capable of performing simultaneous nitrification-denitrification and phosphorous removal. Moreover, this review analyzes the relationship between nitrogen removal and phosphorus removal and the underlying mechanisms, discusses the challenges of denitrifying phosphorus removal, and prospects future research directions, with the aim to facilitate process improvement of denitrifying phosphate accumulating organisms.

Ocorrência de florações de cianobactérias e consequências para a saúde pública no Nordeste do Brasil / Ocurrence of cyanobacterial bloom and consequences for public health in Northeastern Brazil / Ocurrencia de las floraciones de cianobacterias y consecuencias para la salud pública en el Nordeste de Brasil

As florações são resultado de interações entre fatores físicos, químicos e biológicos, sendo caracterizadas pelo crescimento massivo de microrganismos. As proliferações de cianobactérias indicam a deterioração na qualidade da água e podem ser consideradas problemas de saúde pública, devido à capacidade de produção e liberação de toxinas pelas cianobactérias nos ambientes aquáticos, especialmente nos reservatórios de abastecimento. Assim, este trabalho teve como objetivo verificar, a partir de uma revisão de literatura, a ocorrência de florações de cianobactérias e cianotoxinas e os efeitos especialmente para saúde pública. A metodologia utilizada foi revisão narrativa de trabalhos selecionados seguindo os critérios de inclusão. Foi verificada a ocorrência de 74 espécies de cianobactérias, sendo Microcystis aeruginosa e Raphidiopsis raciborskii as predominantes. Espécies potencialmente tóxicas foram encontradas em todas as florações relatadas nos trabalhos realizados na região Nordeste. As florações de cianobactérias ocorreram principalmente em reservatórios da região Nordeste, juntamente com cianotoxinas (microcistinas, cilindrospermopiscina e saxitoxina). Têm sido frequentes florações com cianotoxinas em sistemas aquáticos, ocasionando alterações no ambiente aquático. Essas modificações alcançam diversos níveis tróficos e podem alcançar o homem, sendo problema de saúde pública.

The blooms are the result of interactions between physical, chemical, and biological factors, and are characterized by the explosive growth of microorganisms. The proliferations of cyanobacteria indicate deterioration in quality and can be considered public health problems due to the ability of cyanobacteria to produce and release toxins in aquatic environments, especially in supply reservoirs. Thus, this study aimed to review the literature to verify the occurrence of cyanobacteria and cyanotoxin blooms and the effects especially for public health. The methodology used was narrative review of selected papers according to the inclusion criteria. The occurrence of 74 cyanobacteria species was verified, with Microcystis aeruginosa and Raphidiopsis raciborskii being the predominant ones. Potentially toxic species were found in all blooms studies carried out in the Northeast region. Cyanobacterial blooms were found mainly in reservoirs in the Northeast region, along with cyanotoxins (microcystins, cylindrospermopsin, and saxitoxin). Blooms with cyanotoxins have been frequent in aquatic systems, causing changes in the aquatic environment. These changes reach several trophic levels, and can reach man, being a public health problem.

Las floraciones son el resultado de interacciones entre factores físicos, químicos y biológicos, caracterizadas por el crecimiento explosivo de microorganismos. La proliferación de cianobacterias indica un deterioro de la calidad y puede considerarse un problema de salud pública debido a la capacidad de las cianobacterias de producir y liberar toxinas en ambientes acuáticos, especialmente en los embalses de abastecimiento. Así, este estudio tenía como objetivo revisar la literatura para verificar la ocurrencia de floraciones de cianobacterias y cianotoxina, así como sus efectos especialmente en la salud pública. La metodología utilizada fue la revisión narrativa de los documentos seleccionados de acuerdo con los criterios de inclusión. Se verificó la aparición de 74 especies de cianobacterias, de las cuales Microcystis aeruginosa y Raphidiopsis raciborskii fueron las más predominantes. Se encontraron especies potencialmente tóxicas en todos los estudios de floración realizados en los estados de la región Nordeste de Brasil. Las floraciones de cianobacterias se encontraron principalmente en embalses en la región Nordeste, junto con cianotoxinas (microcistinas, cilindrospermopsinas y saxitoxinas). Ha habido frecuentes floraciones con cianotoxinas en los sistemas acuáticos, causando cambios en el medio acuático. Estos cambios alcanzan varios niveles tróficos y pueden llegar al hombre, siendo un problema de salud pública.

Uso de quitina e quitosana como adsorventes de amônia de efluentes aquícolas: revisão de literatura / Use of chitin and quitosan as adsorvents of ammonia of aquaculture effluents: a literature review / Uso de quitina y quitosana como adsorbentes de amonia de efluentes acuícolas: revisión de literatura

Os resíduos provenientes da aquicultura são derivados da ração e da excreção dos peixes e podem estar sedimentados, suspensos ou dissolvidos, ocasionando elevados valores de DBO, DQO, nitrogênio e fósforo. A produção de camarões no Brasil tem gerado elevadas quantidades de resíduos sólidos, tendo em vista que os exoesqueletos dos camarões correspondem a cerca de 40% do seu peso total, resultando num forte impacto ambiental. Diversas pesquisas envolvendo a quitina estão sendo desenvolvidas na área de tratamento de água, devido principalmente a sua capacidade de formar filme, sendo utilizada em sistemas filtrantes. Este polissacarídeo também pode ser utilizado como agente floculante no tratamento de efluentes, como adsorvente na clarificação de óleos, e principalmente na produção de quitosana. Atualmente a quitosana possui aplicações multidimensionais, desde áreas como a nutrição humana, biotecnologia, ciência dos materiais, indústria farmacêutica, agricultura, terapia genética e proteção ambiental. A quitosana é muito eficiente na remoção de poluentes em diferentes concentrações. Apresenta alta capacidade e grande velocidade de adsorção, boa eficiência e seletividade tanto em soluções que possuem altas ou baixas concentrações. O uso da biotecnologia, através do processo de adsorção utilizando adsorventes naturais e baratos, como a quitina e quitosana, minimiza os impactos ambientais da aquicultura tanto em relação aos provocados pelo lançamento de efluentes no meio ambiente quanto aos causados pelo descarte inadequado dos resíduos do processamento de camarões.(AU)

Aquaculture residues are derived from fish feed and excretion and may be sedimented, suspended or dissolved, resulting in high BOD, COD, nitrogen and phosphorus values. Shrimp production in Brazil has generated high amounts of solid waste, since shrimp exoskeletons account for about 40% of their total weight, resulting in a strong environmental impact. Several researches involving chitin are being developed in the area of water treatment, mainly due to its ability to form film, being used in filter systems. This polysaccharide can also be used as a flocculating agent in the treatment of effluents, as an adsorbent in the clarification of oils, and especially in the production of chitosan. Currently, chitosan has multidimensional applications, from areas such as human nutrition, biotechnology, materials science, pharmaceutical industry, agriculture, gene therapy and environmental protection. Chitosan is very efficient in the removal of pollutants at different concentrations. It presents high capacity and high adsorption velocity, good efficiency and selectivity both in solutions that have high or low concentrations. The use of biotechnology, through the adsorption process using natural and cheap adsorbents such as chitin and chitosan, minimizes the environmental impacts of aquaculture both in relation to those caused by the release of effluents into the environment and those caused by the inappropriate disposal of processing residues of shrimps.(AU)

Los residuos procedentes de la acuicultura se derivan de la ración y de la excreción de los peces y pueden estar sedimentados, suspendidos o disueltos, ocasionando elevados valores de DBO, DQO, nitrógeno y fósforo. La producción de camarones en Brasil ha generado grandes cantidades de residuos sólidos, teniendo en cuenta que los exoesqueletos de los camarones corresponden a cerca del 40% de su peso total, resultando en un fuerte impacto ambiental. Varias investigaciones involucrando la quitina se están desarrollando en el área de tratamiento de agua, debido principalmente a su capacidad de formar película, siendo utilizada en sistemas filtrantes. Este polisacárido también puede ser utilizado como agente floculante en el tratamiento de efluentes, como adsorbente en la clarificación de aceites, y principalmente en la producción de quitosana. Actualmente la quitosana posee aplicaciones multidimensionales, desde áreas como la nutrición humana, biotecnología, ciencia de los materiales, industria farmacéutica, agricultura, terapia genética y protección ambiental. La quitosana es muy eficiente en la eliminación de contaminantes en diferentes concentraciones. Presenta alta capacidad y gran velocidad de adsorción, buena eficiencia y selectividad tanto en soluciones que poseen altas o bajas concentraciones. El uso de la biotecnología, a través del proceso de adsorción utilizando adsorbentes naturales y baratos, como la quitina y quitosana, minimiza los impactos ambientales de la acuicultura tanto en relación a los provocados por el lanzamiento de efluentes en el medio ambiente en cuanto a los causados por el descarte inadecuado de los residuos del procesamiento de camarones.(AU)

Qualidade da água em um sistema de reservatórios em cascata - um estudo de caso no semiárido brasileiro / Water quality in a cascade reservoir system - a case study in the Brazilian semiarid region

RESUMO A escassez hídrica e o aumento da demanda de água para usos múltiplos incentivaram a construção de diversos reservatórios e sistemas de transferências hídricas entre bacias hidrográficas em diversas partes do mundo, principalmente em regiões áridas e semiáridas. Apesar de essas medidas mitigarem os aspectos quantitativos do abastecimento, a diminuição da qualidade da água disponível pode se tornar uma limitação importante. Este estudo teve por objetivo avaliar a qualidade da água no sistema de transferência que abastece a Região Metropolitana de Fortaleza, Ceará. Foram analisados 20 parâmetros de qualidade de água ao longo do sistema. Aplicou-se em seguida a análise de agrupamento utilizando a distância euclidiana associada ao método de ligação de Ward para agrupar os 13 pontos de coleta que foram estabelecidos conforme suas similaridades. A piora da qualidade da água ficou evidente ao longo do sistema, com o aumento da concentração de cianobactérias, pH, nitrogênio total, oxigênio dissolvido, turbidez e clorofila-a. Com relação às cianobactérias, duas espécies mostraram-se dominantes — Oscillatoria sp. e Microcystis sp. — e sete abundantes — Merismopedia sp., Cylindrospermopsis sp., Pseudanabaena sp., Anabaena sp., Aphanizomenon sp., Aphanocapsa sp. e Dolichospermum sp. A presença de cianobactérias potencialmente tóxicas e a piora da qualidade da água tornam a realização de monitoramentos frequentes e o desenvolvimento de sistemas de alerta essenciais para a adequada gestão dos recursos hídricos, tanto do ponto de vista ambiental quanto do de saúde pública.

ABSTRACT Water scarcity and increasing water demand for multiple uses encourage the construction of reservoirs and water transfer systems between watersheds in various parts of the world, especially in arid and semi-arid regions. Although these measures may mitigate the quantitative aspects of water supply, the quality decrease of the available water may become an important limitation. This study aimed to evaluate the water quality in the water transfer system that supplies the metropolitan region of Fortaleza, Ceará. Twenty water quality parameters were analyzed throughout the system followed by the application of the Euclidean distance and Ward's method to group the 13 sampling points according to their similarities. The worsening of the water quality was evident with increasing cyanobacterial concentration, pH, total nitrogen, dissolved oxygen, turbidity, and chlorophyll-a. Regarding cyanobacteria, two species were dominant: Oscillatoria sp. and Microcystis sp. while seven were abundant: Merismopedia sp., Cylindrospermopsis sp., Pseudanabaena sp., Anabaena sp., Aphanizomenon sp., Aphanocapsa sp. e Dolichospermum sp. The presence of potentially toxic cyanobacteria and the worsening of water quality make frequent monitoring and the development of alert systems essential for the management of water resources, both from an environmental and public health point of view.

Modelación hidrodinámica y de calidad del agua en un ecosistema estuarino urbano con incidencia maregráfica y vertimientos de aguas residuales / Hydrodynamic and water quality modeling in an urban estuarine ecosystem with tidal incidence and sewage discharges / Modelagem hidrodinâmica e de qualidade da água em um ecossistema estuarino urbano com incidência da maré e descarga de esgoto

RESUMEN El efecto del régimen de mareas y la descarga directa de aguas residuales en áreas estuarinas pueden incrementar los problemas de contaminación debido a la retención y transporte de cargas contaminantes. El uso de modelos matemáticos se ha convertido en una herramienta esencial para la gestión del recurso hídrico en estos ambientes. En esta investigación se modeló la incidencia del régimen de mareas y los vertimientos de aguas residuales en la calidad de agua en un ambiente estuarino urbano utilizando el modelo HEC-RAS. El modelo fue calibrado/validado utilizando el caudal medio de largo periodo (QMLT) y parámetros de calidad de agua medidos en campo, tales como: DBO, OD, N-O2 y N-O3. Los resultados evidenciaron que los niveles de agua, caudales y parámetros de calidad de agua medidos en campo fueron bien representados por el modelo. Las simulaciones mostraron que la calidad del agua en todos los trechos aguas abajo de la PTAR se encuentran eutrofizados. Adicionalmente, el régimen de marea provoca retención y transporte de contaminantes en áreas de baja pendiente. El abordaje propuesto se constituye en una valiosa herramienta para evaluar la calidad de agua en ambientes estuarinos urbanos y áreas circundantes con incidencia de régimen maregráfico.

ABSTRACT The effect of the tidal regime and sewage discharge on estuarine areas can cause pollution problems, due to the retention and transport of pollutants. The use of mathematical models has become an essential tool for the water resources management in these environments. In this paper, the incidence of tidal regime and sewage discharge on the water quality of an urban estuarine ecosystem was modeled using the HEC-RAS model. The model was calibrated / validated using the medium long-term streamflow (QMLT) and water quality parameters measured in field, such as: BOD, DO, N-O2 N-O3. The results showed that the water level, streamflow and the water quality parameters measured in field were well represented from the model. The simulations showed that the water quality for all the sections downstream of the Wastewater Treatment Plant are eutrophied. Additionally the tidal regime causes retention and transport of pollutants in areas of low slope. The proposed approach is a valuable tool for assessing the water quality in urban estuarine environments and surrounding areas with incidence of tidal regime.

RESUMO O efeito do regime de marés e a descarga directa de esgoto em zonas estuarinas pode aumentar os problemas de poluição devido à retenção e transporte de cargas poluentes. A utilização de modelos matemáticos tornou-se uma ferramenta essencial para a gestão dos recursos hídricos nestes ambientes. Nesta investigação, a incidência do regime de marés e descargas de esgoto na qualidade da água em um ambiente estuarino urbano foi simulada utilizando o modelo HEC-RAS. O modelo foi calibrado/validado utilizando o caudal médio de longo período (QMLT) e parâmetros de qualidade da água medidos no campo, tais como DBO, OD, N-O2 e N-O3. Os resultados mostraram que os níveis da água, vazões e parâmetros de qualidade da água medidos no campo foram bem representados no modelo. As simulações mostraram que a qualidade da água em todos os trechos a jusante da ETE estão eutrofizados. Além disso, o regime de maré causa retenção e transporte de poluentes em áreas de baixa declividade. A abordagem proposta é uma ferramenta valiosa para avaliar a qualidade da água em ambientes estuarinos urbanos e áreas circundantes com incidência de regime de marés.

Bacterias nitrificantes cultivables de la zona limnética del lago de Tota, Boyacá / Cultivable nitrifying bacteria of the limnetic zone of Tota lake, Boyacá, Colombia

RESUMEN Las actividades de producción piscícola en el Lago de Tota, Boyacá aumentan las concentraciones de amonio y de nitrato, nutrientes que están acelerando los procesos de eutrofización. Entre las comunidades microbianas que regulan la entrada de nitrógeno alóctono figuran las bacterias nitrificantes y la determinación de su abundancia en los ecosistemas es una medida de bioindicación de contaminación. El objetivo del estudio fue cuantificar y caracterizar bioquímicamente las bacterias nitrificantes cultivables de la zona limnética del lago. Para medir la abundancia, se usó la técnica de número más probable (NMP). Las muestras fueron tomadas en los sectores Lago Chico y Lago Grande, en zonas limnéticas, con actividad piscícola y sin intervención. Se midieron variables físicas y químicas in situ y se determinó la concentración de nutrientes en el laboratorio. Las mayores cuantificaciones de bacterias nitrificantes, se registraron en el periodo de baja precipitación y en el área de influencia de piscicultura. El grupo de bacterias oxidantes de amonio (BOA) y oxidantes de nitritos (BON) fue menor en la zona central de lago Grande respecto a zonas de piscifactorías de Hato Laguna y El Túnel. Se obtuvieron 14 aislamientos de bacterias nitrificantes, identificando los géneros Nitrosomonas spp. y Nitrobacter spp. Los cambios en la abundancia de BOA, se relacionaron con la alcalinidad, mientras que los valores de BON, se correlacionaron con la conductividad eléctrica y el nitrógeno inorgánico disuelto. Una mayor abundancia de bacterias nitrificantes, se registró en las zonas limnéticas del lago, afectadas por la actividad piscícola, asociado al aumento de nutrientes disuelto en la columna de agua.

ABSTRACT Fish production activities in Lake Tota, Boyacá are increasing concentrations of ammonium and nitrate, nutrients that are accelerating eutrophication processes. Some of the microbial communities that regulate the entry of allochthonous nitrogen are nitrifying bacteria, and the determination of their abundance in ecosystems is a measure of pollution bioindication. The objective of the study was to quantify and biochemically characterize the cultivable nitrifying bacteria of the limnetic zone of Lake Tota. The most probable number technique (MPN) was used to measure abundance. The samples were taken in the Lago Chico and Lago Grande sectors, in limnetic areas with fish activity and without intervention. Physical and chemical variables were measured in situ and the concentration of nutrients in the laboratory was determined. The highest quantifications of nitrifying bacteria were recorded in the area of influence of fish farming. The group of ammonium oxidizing bacteria (BOA) and nitrite oxidants (BON) was smaller in the central area of Lago Grande compared to fish farms in Hato Laguna and El Túnel. 14 isolates of nitrifying bacteria were obtained, genera Nitrosomonas spp. and Nitrobacter spp. Changes in BOA abundance were related to alkalinity, while BON values correlated with electrical conductivity and dissolved inorganic nitrogen. A greater abundance of nitrifying bacteria was recorded in the lake's limnetic areas affected by fish farming activity, associated with the increase in nutrients dissolved in the water column.

Parámetros limnológicos del área de influencia del cultivo de cachama (Piaractus brachypomus) en jaulas / Limnological parameters in area of influence of cachama (Piaractus brachypomus) cages culture / Parâmetros limnológicos da área de influência do cultivo da pirapitinga (Piaractus brachypomus) em gaiolas

Resumen Para caracterizar el área de influencia del cultivo de cachama en jaulas sobre la calidad del agua y sedimento en la Ensenada Soplaviento en el río Manacacias, fueron monitoreados: oxígeno, temperatura, pH, alcalinidad, dureza, amonio, ortofosfato, conductividad, sólidos totales, transparencia, profundidad y materia orgánica. El fósforo total y el nitrógeno fueron usados como indicadores para determinar el grado de trófia por Índices de Estado Trófico (IET). Para temperatura, pH, dureza, conductividad y sólidos no fue encontrado efecto significativo del muestreo, lo que sugiere que el muestreo asociado a los ciclos de lluvia influencian de manera acentuada los parámetros de calidad de agua en este tipo de sistemas. En términos de estado trófico las condiciones permanecieron mesotróficas denotándose que el sistema implementado no representa aún saturación para el medio.

Abstract The parameters of oxygen, temperature, pH, alkalinity, hardness, ammonium, orthophosphate, conductivity, totals solids, transparency, depth and organic matter were monitored to characterize the area of ​​influence of cage culture on water and sediment quality in the Soplaviento Ensenada in the Manacacias River. Trophic State Indexes (IET) estimated phosphorus and nitrogen to determine the trophic state. For temperature, pH, hardness, conductivity and totals solids, not significant effect of sampling was found; suggesting that sampling associated with rainfall cycles strongly influences water quality parameters in this type of system. In terms of trophic status the conditions remained mesotrophic, denoting that the system implemented does not yet represent saturation for the medium.

Resumo Parâmetros fisicos e quimicos da qualidade da agua e a matéria orgânica no sedimento, foram monitorados para caracterizar a área de influência do cultivo da pirapitinga em gaiola na Ensenada Soplaviento no rio Manacacias. O fósforo total e o nitrogênio foram usados no grau de trofia através do índice de estado trófico (IET). Para temperatura, pH, dureza, condutividade e sólidos totais, nao foi encontrado um efeito significativo da amostragem, o que sugere amostragem associada a ciclos de chuvas influencia fortemente os parâmetros de qualidade da água neste tipo de sistema. Em termos gerais as condições do estado trófico ficaram mesotróficas, indicando que o sistema implementado ainda não representa risco de saturação para o ambiente.

Cianobacterias potencialmente nocivas en los bancos ostrícolas de la laguna de Términos, sureste del Golfo de México / Potentially harmful cyanobacteria in oyster banks of términos lagoon, southeastern gulf of mexico

ABSTRACT Cyanobacteria inhabit hypersaline, marine and freshwater environments. Some toxic and non-toxic species can form harmful blooms. The aim of this study was to identify potentially harmful cyanobacterial species in the oyster banks of Términos Lagoon, the southeastern Gulf of Mexico. Six sample sites (up to 2-m depth) were monitored monthly from August 2012 to September 2013. Water temperature, salinity, pH, dissolved oxygen saturation (% DO), inorganic nutrients and abundance of cyanobacteria were determined. Temperature and salinity were characterized by marked seasonal differences (26.8 to 30.6 °C and 6.1 to 19.5, respectively). The pH values (ranging from 7.1 to 8.4) and the % DO (88.4 to 118.2 %) suggest a predominance of photosynthetic activity in the windy season (October-February). Elevated nutrient contents are associated with the period of increased river discharge, determined by water circulation and biogeochemical processes. Fourteen taxa were identified, of which Anabaena sp., Merismopedia sp., Oscillatoria sp. and Cylindrospermopsis cuspis produced blooms. Cyanobacterial abundances were on the order of magnitude of 106 cells L-1 in October 2012 at stations S1-S6, with an average value of 3.2x105 cells L-1 and a range of 2000 to 3.1x106 cells L-1 throughout the study period; however, they showed a remarkable absence during the windy season (October to January). Anabaena sp. and C. cuspis reached abundances of 1.9x106 and 1.3x106 cells L1, respectively. The latter caused the temporary closure of oyster Crassostrea virginica harvesting for 15 days in October 2012.

RESUMEN Las cianobacterias habitan en ambientes hipersalinos, marinos y de agua dulce. Algunas especies tóxicas y no tóxicas pueden formar florecimientos nocivos. El objetivo de este estudio fue identificar las especies de cianobacterias potencialmente nocivas en los bancos ostrícolas de laguna de Términos, sureste del Golfo de México. Seis sitios de muestreo (hasta 2 m de profundidad) fueron monitoreados mensualmente de agosto de 2012 a septiembre de 2013. Se midió la temperatura del agua, salinidad, pH, saturación de oxígeno, nutrientes inorgánicos y abundancia de cianobacterias. La temperatura y la salinidad se caracterizaron por marcadas diferencias estacionales (26,8 a 30,6 °C y 6,1 a 19,5, respectivamente). Los valores de pH (de 7,1 a 8,4) y la saturación de oxígeno disuelto (de 88,4 a 118,2 %) sugieren un predominio de la actividad fotosintética en la temporada de nortes (octubre-enero). Las concentraciones elevadas de los nutrientes están asociados al periodo de mayor descarga de los ríos, determinados por la circulación y los procesos biogeoquímicos. Se identificaron 14 taxa, de los cuales Anabaena sp., Merismopedia sp., Oscillatoria sp. y Cylindrospermopsis cuspis formaron florecimientos. Las abundancias de cianobacterias fueron del orden de magnitud de 106 células L-1 en octubre de 2012 en las estaciones S1-S6, con un valor promedio de 3.2x105 células L-1 y un rango de 2000 a 3.1x106 células L-1 a lo largo del periodo de estudio. Sin embargo, mostraron una ausencia notable durante la temporada de nortes (octubre a enero). Anabaena sp. y C. cuspis alcanzaron abundancias de 1.9x106 y 1.3x106 células L-1, respectivamente. Este último causó el cierre temporal de la colecta del ostión Crassostrea virginica durante 15 días en octubre de 2012.

Análise de variação e comparação de índices de estado trófico: reservatórios dos aproveitamentos hidrelétricos de Rio Bonito e Suíça / Variance analysis and comparison of trophic state indexes: Rio Bonito and Suíça power plants reservoirs

RESUMO Reservatórios têm sido construídos em todo o mundo para regularização de vazões, com vistas à melhoria de condições de uso dos recursos hídricos de bacias hidrográficas para diferentes propósitos, como abastecimento humano e industrial, irrigação e geração de energia elétrica. Águas de rios e córregos, que transportam nutrientes em excesso provenientes de esgotos sanitários e fertilizantes, quando represadas, podem estar sujeitas a grandes alterações qualitativas decorrentes de processos de eutrofização. Diversos índices foram criados por pesquisadores para classificação de estados de trofia de corpos d'água. No presente estudo foram analisados e comparados três índices de estado trófico (IETs) a partir da aplicação aos reservatórios da Pequena Central Hidrelétrica de Rio Bonito e da Usina Hidrelétrica Suíça, localizados na bacia do Rio Santa Maria da Vitória, no estado do Espírito Santo, considerando resultados de monitoramentos de qualidade de água em 20 campanhas realizadas entre outubro de 2008 e julho de 2014. Os reservatórios recebem aporte de nutrientes provenientes de esgotos domésticos, cultivos agrícolas e granjas. Foram considerados, especificamente, índices desenvolvidos por Carlson (1977), Lamparelli (2004) e Cunha, Calijuri e Lamparelli (2013). Concluiu-se que diferentes modelos podem resultar em classificações de estado trófico muito diferentes. O modelo de Carlson (1977), desenvolvido para reservatórios de clima temperado, resultou em classificação mais rigorosa, classificando os reservatórios principalmente como eutróficos e mesotróficos. Os modelos de Lamparelli (2004) e Cunha, Calijuri e Lamparelli (2013), desenvolvidos para reservatórios de clima tropical/subtropical, apresentaram resultados mais próximos, classificando os reservatórios principalmente como oligotróficos. Concluiu-se também que a sazonalidade e as precipitações pluviométricas nas bacias hidrográficas dos reservatórios podem influenciar de forma muito significativa os parâmetros de qualidade de água e a classificação do estado trófico de reservatórios. A grande variedade de classes de estado trófico escolhidas a partir dos diferentes modelos indica a importância da escolha adequada de modelos e índices, de acordo com as condições prevalentes nos corpos hídricos de interesse.

ABSTRACT Reservoirs have been built worldwide to regularize flows for improvement of watersheds water resources use conditions for different purposes, such as human and industrial supply, irrigation and power generation. Waters of rivers and streams that carry excessive nutrients from sewage and fertilizers, when dammed, may be subject to significant qualitative changes resulting from eutrophication processes. Several indexes have been created by researchers for trophic state classification of water bodies. In this study three trophic state indexes (TSIs), developed by Carlson (1977), Lamparelli (2004) and Cunha, Calijuri and Lamparelli (2013), were analyzed and compared, through the application to two power plant reservoirs, denominated Rio Bonito and Suíça, located in the Santa Maria da Vitoria river watershed, Espírito Santo state, Brazil. Results from 20 water quality monitoring campaigns were considered, conducted between October 2008 and July 2014. The reservoirs receive nutrient loads originated from domestic sewage, agricultural crops and chicken farms. It was concluded that application of different models may result in very different trophic state class definition. The application of the Carlson model (1977), developed for temperate climate reservoirs, resulted into higher eutrophic class level, classifying the reservoirs mainly as eutrophic and mesotrophic. Lamparelli (2004) and Cunha, Calijuri and Lamparelli (2013) models, developed for tropical/subtropical climate reservoirs, presented closer results, classifying the reservoirs mostly as oligotrophic. It was also concluded that seasonality and rainfall in reservoirs catchment areas may influence very significantly the reservoirs water quality parameters and trophic state classification. The wide variety of trophic classes chosen for the reservoirs, in this work, indicates the importance of the proper choice of models and indexes, according to the prevailing conditions in the water bodies of interest.

Pollution of microcystins in waters in Shaoxing City / 预防医学

Objective To understand microcystins (MCs) pollution in important waters of Shaoxing, so as to provide evidence for risk assessment and supervision of water quality safety. Methods Water samples were collected from 15 points set in three Shaoxing waters during September 2016 to September 2017. Six kinds of MCs (MC-LR, MC-RR, MC-YR, MC-LA, MC-LY, MC-LF) in samples were detected by ultra performance liquid chromatography tandem mass spectrometry, and the results were compared according to different time and place. Results MCs were detected positive in 22 of the 135 samples , the total detection rate was 16.3％.The detection rates of Xiaoshao River, Puyang River and Cao′e River were 7.9％, 18.5％和26.7％ respectively; the detection rates in July, August and September were 13.3％, 40％ and 46.7％ respectively, and the other months were not detected. In 22 positive samples, the detection rates of 6 MCs from high to low as follows: MC-LR (100％), MC-RR (100％), MC-YR (22.7％), MC-LY (18.2％), MC-LF (13.6％) and MC-LA (0％) . Conclusion In the three important waters of Shaoxing, microcystins were polluted in summer and autumn, which were mainly MC-LR and MC-RR.

A disponibilização de fósforo nas águas pelo uso de detergentes em pó: aspectos ambientais e de Saúde Pública / Phosphorus delivered to surface waters resulting from the use of powder detergents: environmental and public health aspects

Resumo Este artigo aborda a interface social e ambiental da presença de fósforo nas águas de abastecimento, dimensionando os impactos ocasionados pelo uso de detergentes fosfatados em pó sobre a qualidade e a disponibilidade dos recursos hídricos, no tocante à ocorrência da eutrofização. Com base em dados a respeito da formulação e consumo dos produtos comercializados no Brasil, relata a evolução do assunto e apresenta o retrato da situação atual. Indica que os detergentes brasileiros possuem, hoje, baixa concentração de fósforo, de forma que representam um reduzido risco de impacto sobre o nível trófico das águas. Pontua, entretanto, a necessidade de ajustar o conteúdo da legislação à prática do mercado e de aprimorar as políticas públicas relacionadas com a educação ambiental. Mediante um processo efetivo de comunicação e educação, será possível conscientizar a população acerca do assunto, contribuindo para a manutenção do controle dessa importante fonte de fósforo no meio ambiente e para o aumento da disponibilidade hídrica, por meio da prevenção dos processos de eutrofização.

Abstract This article addresses the social and environmental aspects related to the presence of phosphorus in surface water bodies, assessing the impacts caused by the utilization of powder detergents on the quality and availability of water resources, with particular respect to the occurrence of eutrophication. Based on data concerning the composition and consumption of the products currently sold in Brazil, the evolution of this phenomenon leading to the current situation is reported. Indications are that Brazilian detergents have a low phosphorus content, thus it is possible to infer that these products offer a small risk of impacting the trophic levels of surface waters. There is, however, a need to adjust the content of legislation to market practices, as well as improve public policies related to environmental education. By means of an intensive process of communication and education, awareness about the issue can be raised, keeping this major source of phosphorus in the environment under control and contributing to the increase in the availability of water, through the prevention of eutrophication processes.

Anatomical traits related to stress in high density populations of Typha angustifolia L. (Typhaceae) / Características anatômicas relacionadas ao estresse em altas densidades populacionais de Typha angustifolia L. (Typhaceae)

Abstract Some macrophytes species show a high growth potential, colonizing large areas on aquatic environments. Cattail (Typha angustifolia L.) uncontrolled growth causes several problems to human activities and local biodiversity, but this also may lead to competition and further problems for this species itself. Thus, the objective of this study was to investigate anatomical modifications on T. angustifolia plants from different population densities, once it can help to understand its biology. Roots and leaves were collected from natural populations growing under high and low densities. These plant materials were fixed and submitted to usual plant microtechnique procedures. Slides were observed and photographed under light microscopy and images were analyzed in the UTHSCSA-Imagetool software. The experimental design was completely randomized with two treatments and ten replicates, data were submitted to one-way ANOVA and Scott-Knott test at p<0.05. Leaves from low density populations showed higher stomatal density and index. These modifications on stomatal characteristics were more evident on the leaf abaxial surface. Plants from low density populations showed thicker mesophyll and higher proportion of aerenchymal area. Roots from low density populations showed a higher proportion of the vascular cylinder. Whereas, plants from higher density populations showed greater thickness of the endodermis, exodermis, phloem and root cortex. Higher density populations showed a higher proportion of aerenchymal gaps in the root cortex. Therefore, cattail plants from populations growing under high density population show anatomical traits typical of plants under stress, which promotes the development of less functional anatomical modifications to aquatic environments.

Resumo Algumas espécies de macrófitas podem apresentar um elevado potencial de crescimento, colonizando extensas áreas de ambientes aquáticos. O crescimento descontrolado da taboa (Typha angustifolia L.) causa problemas para a biodiversidade local e para atividades antrópicas, isso também pode levar à competição e problemas para a própria espécie. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi verificar se ocorrem modificações anatômicas em plantas de Typha angustifolia L. de diferentes densidades populacionais, uma vez que essas podem auxiliar na compreensão da biologia dessa espécie. Raízes e folhas de T. angustifolia foram coletadas de populações naturais com alto e baixo adensamento populacional. Esse material vegetal foi fixado e submetido a procedimentos usuais de microtécnica vegetal. As lâminas foram observadas e fotografadas em microscopia de luz e as imagens analisadas no software UTHSCSA-Imagetool. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com dois tratamentos e dez repetições, os dados foram submetidos à análise de variância e ao teste de Scott-Knott para p<0,05. As folhas das populações com baixa densidade demonstraram maior densidade e índice estomáticos. Essas características foram mais evidentes na superfície abaxial em comparação com a superfície adaxial. As plantas de populações com baixo adensamento demonstraram maior espessura do mesofilo e área de aerênquima foliar. As raízes das populações com baixo adensamento demonstraram maior proporção do cilindro vascular. Por outro lado, as plantas de populações com alto adensamento demonstraram maior espessura da endoderme, exoderme, floema e do córtex nas raízes. Populações de alto adensamento demonstraram maior proporção de aerênquima no córtex radicular. Portanto, plantas de taboa sob alto adensamento populacional estão sob estresse o qual promove o desenvolvimento de modificações anatômicas menos funcionais para os ambientes aquáticos.

Floating Aquatic Macrophytes Decrease the Methane Concentration in the Water Column of a Tropical Coastal Lagoon: Implications for Methane Oxidation and Emission

ABSTRACT In wetlands, the knowledge accumulated on the role of aquatic plants in the methane cycle focused on emergent macrophytes, to the detriment of other typologies. Herein, we evaluated whether the free-floating macrophyte Salvinia auriculata Aubl. and the floating-leaved macrophyte Eichhornia azurea (Sw.) Kunth. decrease the water column methane concentrations compared to a plant-free surface. We prepared microcosms by inserting an individual of S. auriculata or of E. azurea into chambers filled with lagoon water previously bubbled with CH4. Another set of chambers was incubated only with the prepared water, representing the plant-free surface. Half of the chambers were kept in the dark and half in sunlight to simulate a diel cycle. We observed greater loss of CH4, higher O2 uptake and lower CO2 outflow in the plants treatments. The decrease in methane concentrations in the E. azurea treatments was 93.5% in the light and 77.2% in the dark. In the S. auriculata treatments, the decreases were 74.2% and 67.4% in the light and in the dark, respectively. In plant-free surface the decrease was 58.7% in the light and 36.3% in the dark. These results indicate a role of floating aquatic macrophytes in the methane cycle in the water column. Moreover, our results suggest a diel variation of methane oxidation and methane emission, according to the differences observed in O2 uptake and CO2 outflow between dark and light conditions. Thus, future predictions of global methane budget should include the role played by floating aquatic macrophytes.

Environmental indicators in effluent assessment of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) reared in raceway system through phosphorus and nitrogen / Indicadores ambientais na avaliação de efluentes de truta arco-íris (Oncorhynchus mykiss) criados em sistema de raceway através do fósforo e nitrogênio

Abstract The phosphorus and nitrogen discharge via effluent of intensive trout farming system was quantified through the use of environmental indicators. The nutrient loads, the mass balance, the estimated amount of nutrients in feed and the amount of nutrients converted in fish biomass were calculated based on the concentrations of phosphorus (P) and nitrogen (N) in the feed and in the water. Of the offered feed, 24.75 kg were available as P and 99.00 kg as N, of these, 9.32 kg P (38%) and 29.12 kg N (25%) were converted into fish biomass and 15.43 kg P (62%) and 69.88 kg N (75%) were exported via effluent. The loads and the mass balance show the excessive discharge of nutrients via effluent, corroborated by the feed conversion ratio (2.12:1) due to the low efficiency of feed utilization, therefore, it is proposed the use of this zootechnical parameter as environmental indicator. In addition, feed management practices are not adequate, highlighting the low frequency of feeding during the day, excessive amount and low quality of feed offered. These results demonstrate the need for adequate feed management and the need for careful monitoring of effluent.

Resumo A descarga de fósforo e nitrogênio via efluente do sistema intensivo de truticultura foi quantificada através da utilização de indicadores ambientais. As cargas de nutrientes, o balanço de massa, a quantidade estimada de nutrientes na ração e a quantidade de nutrientes convertidos em biomassa de peixes foram calculados com base nas concentrações de fósforo (P) e nitrogênio (N) na ração e na água. Da ração oferecida, 24,75 kg estavam disponíveis como P e 99,00 kg como N, destes, 9,32 kg de P (38%) e 29,12 kg de N (25%) foram convertidos em biomassa de peixe e 15,43 kg P (62%) e 69,88 kg N (75%) foram exportados via efluente. As cargas e o balanço de massa mostram a descarga excessiva de nutrientes via efluente, corroborado pela taxa de conversão alimentar (2,12:1), devido à baixa eficiência na utilização da ração, portanto, propõe-se a utilização deste parâmetro zootécnico como indicador ambiental. Além disso, as práticas de manejo alimentar não são adequadas, destacando a baixa frequência de alimentação durante o dia, quantidade excessiva e baixa qualidade da alimentação ofertada. Esses resultados demonstram a necessidade de manejo alimentar adequado e de monitoramento do efluente.

Avaliação de parâmetros de qualidade de águas minerais comercializadas em Recife - PE / Evaluation of quality parameters of mineral waters commercialized in Recife - PE

Devido aos frequentes racionamentos no abastecimento de água da rede pública em Recife, os usuários passaram a adquirir com frequência água mineral envasada. Foram investigadas 23 diferentes marcas de águas minerais naturais, comercializadas em Recife. Os parâmetros de qualidade analisados neste estudo foram: coliformes totais e termotolerantes, nitrato, nitrito, cobre e manganês. Do total de amostras (n=23), dezesseis (16/23) apresentaram coliformes totais. Houve ausência de termotolerantes em todas as amostras analisadas. Nitrito e manganês apresentaram resultados superiores ao máximo permitido pela legislação vigente, em uma e três marcas, respectivamente. Esses resultados são preocupantes, pois representam risco à saúde da população.

Due to frequent rationing in public water supply in Recife, users began to acquire often bottled mineral water. Twenty three different brands of natural mineral water, sold in Recife were investigated. The quality parameters analyzed in this study were: total and thermotolerant coliforms, nitrate, nitrite, copper and manganese. Of the total sample (n = 23), sixteen (16/23) presented total coliforms. There was no thermotolerant in all samples analyzed. Nitrite, and manganese showed superior results to the maximum allowed by law, in one and three brands, respectively. These results are worrisome because they represent a risk to health.

Spatial and temporal variation of phytoplankton in a tropical eutrophic river / Variação espacial e temporal do fitoplâncton em um rio eutrófico tropical

Abstract This study aims to evaluate the environmental factors determining of the changes in phytoplankton structure in spatial (upper, middle and lower course) and seasonal (dry and rainy period) scales in a eutrophic river (Almada River, northeastern Brazil). In the study period, total accumulated rainfall was below of the historic average, resulting in flow reduction, mainly in rainy period. High orthophosphate concentration was found at the sampling sites. Phytoplankton chlorophyll a increased from upstream to downstream. Geitlerinema splendidum (S1) and Chlamydomonas sp. (X2) were the most abundant species in the upper course and several species of diatoms (D), Euglenophyceae (W1, W2) and Chlorophyceae (X1) in the middle and lower course. The functional groups were found to be characteristic of lotic ecosystem, shallow, with low light availability, rich in organic matter and eutrophic environments. We conclude that phytoplankton community structure was sensitive to change of the river flow and nutrient availability in spatial and seasonal scale in a tropical river.

Resumo O objetivo deste estudo foi avaliar os fatores ambientais determinantes das mudanças na estrutura do fitoplâncton em escala espacial (alto, médio e baixo curso) e temporal (seca e chuva) em um rio eutrófico tropical (rio Almada, nordeste do Brasil). No período de estudo, a precipitação acumulada mensal foi abaixo da média histórica, resultando na redução da vazão, principalmente no período chuvoso. A concentração de ortofosfato foi elevada nos pontos de amostragem. A clorofila a do fitoplâncton aumentou de montante para jusante. Geitlerinema splendidum (S1) e Chlamydomomas sp. (X2) foram as espécies mais abundantes no alto curso e várias espécies de diatomáceas (D), Euglenophyceae (W1, W2) e Chlorophyceae (X1) no médio e/ou baixo curso. Os grupos funcionais foram característicos de ambientes lóticos, rasos, com baixa disponibilidade de luz, rico em matéria orgânica e eutrófico. Concluímos que a estrutura da comunidade fitoplanctônica foi sensível às mudanças na vazão e na disponibilidade de nutrientes em escala espacial e temporal em um rio tropical.

Effects of terrestrial runoff on the coral communities in Santiago Bay, Colima, Mexican Pacific Coast

Abstract:Coral reef ecosystems are under stress of different origins, from factors including sedimentation, fragmentation, overfishing, and tourism, depending on their geographical location, depth, and proximity to recreation areas. In this study of Juluapan Lagoon, we examined the relationship between various water-quality attributes and the status indicators of the coral community at La Boquita reef. During 2011 (12 months of sampling), six monitoring stations in the Juluapan lagoon were established in order to observe the gradient of the distribution of the physicochemical parameters: three stations on the upper part, or BI, (S4 to S6) and three more in the lower part, or BII, (S1 to S3). A control station (CS) was located in the coral reef close to the lagoon channel, and where dissolved inorganic nutrients and cellular carbon content were determined. Additionally, we considered the monitoring of three of the eight largest coral structures/headlands of this community: the first was the station closest to the channel communicating with Juluapan lagoon (C1), the second was in the intermediate region with respect to that lagoon (C2), and the third was farthest from the channel (C3). Three line intercept transects (LIT) 30 m in length and perpendicular to the coast provenance were established in each station, and the parameters indicative of the status of corals were evaluated in an area of 60 m2 on each transect (180 m2 by the station). Turbidity, evidence of fishing, signs of settling, algal coverage, abundance of fish, rate of sediment, and coral health records (as for CoralWach chart) were determined in situ and from digital photographs and videos. Considering various community status indicators used in the reef area, we could recognize a state of general deterioration, which was reflected in the loss of 17% of coral coverage. The main anthropogenic disturbances in adjacent areas to La Boquita reef included wastewater discharges into the lagoon, tourist developments in the coastal zone, deforestation and erosion resulting from inappropriate development, and the runoff of nutrients from agricultural lands nearby the lagoon. All these significantly contributed to the nutrient-enriched waters of the lagoon, especially in summer, with negative effects on the coral community. Continued exposure to these factors, coupled with the lack of control over other anthropogenic components, has promoted the maintenance of a chronic stress state in the studied coral community. Our findings highlight the need for the development of appropriate coastal management and conservation policies for the coral reefs of the Mexican Pacific Coast. Rev. Biol. Trop. 64 (3): 1185-1200. Epub 2016 September 01.

ResumenDependiendo de la ubicación geográfica, la profundidad, y la proximidad a zonas de recreo, algunos arrecifes de coral están bajo estrés por factores que incluyen la sedimentación, la fragmentación, la sobrepesca y el turismo. En la presente investigación, se estudian los diferentes atributos de calidad de agua de la Laguna Juluapan e indicadores del estatus de la comunidad coralina La Boquita. Durante 2011 (12 meses de muestreo), seis estaciones de monitoreo fueron establecidas dentro de la laguna de Juluapan, a fin de observar el gradiente de distribución de los parámetros fisicoquímicos: tres estaciones en la parte interna ó B1, (S4 a S6), y tres en la parte más externa, ó B2 (S1 a S3); una estación control (CS) fue ubicada en la zona coralina cercana a la comunicación con la Laguna de Juluapan, fueron determinados nutrientes inorgánicos disueltos y contenido de carbono celular. Adicionalmente se realizó el monitoreo de tres de los ocho cabezales coralinos que conforman esta comunidad. El primero de ellos fue localizado en la cercanía de la intercomunicación con la Laguna Juluapan (C1), el segundo en la región intermedia respecto a la proximidad de dicho cuerpo lagunar (C2), y el tercero totalmente alejado respeto a la intercomunicación (C3). En cada estación fueron colocadas, tres líneas de transectos de intersección (LIT) de 30 m de longitud de forma perpendicular al perfil de la costa, a partir de ello, fueron evaluados diversos parámetros de la condición coralina, cubriendo un área de 60 m2 en cada transecto (180 m2 por estación). En cada área de transecto fue evaluada la turbidez, evidencias de daños por pesca, daños por sedimentación, cobertura de algas, abundancia de peces, tasa de sedimentación, además de obtenerse registros de la salud coralina usando como indicador la tarjeta CoralWatch in situ, a partir de tomas fotográficas y videos. Considerando los diferentes indicadores del estatus de la comunidad coralina estudiada, nosotros pudimos reconocer un estado general de deterioro, reflejado en la pérdida del 17% de la cobertura de coral. Las principales alteraciones antropogénicas en las zonas adyacentes al arrecife La Boquita corresponde a descargas de aguas residuales en la laguna, desarrollos turísticos en la zona costera, la deforestación y efecto erosivo asociado al desarrollo urbano inadecuado, así como el escurrimiento de nutrientes de tierras agrícolas alrededor de la laguna. Estos factores contribuyen de manera significativa al enriquecimiento de nutrientes a la laguna, sobre todo en verano, con efectos negativos sobre la comunidad de coral. La exposición continua a estos factores, junto con la falta de control sobre otros componentes antropogénicos, promueve la existencia de un estado de estrés crónico en la comunidad coralina estudiada. Nuestros resultados destacan la necesidad de implementar políticas apropiadas de conservación para los arrecifes coralinos de la costa del Pacífico mexicano.

Sensoriamento remoto como ferramenta de monitoramento da qualidade da água do Lago Paranoá (DF) / Remote sensing as a tool for monitoring Paranoá Lake's water quality (Brasília, Brazil)

RESUMO: Este trabalho testou uma metodologia baseada no sensoriamento remoto para estimar o estado trófico de um reservatório urbano (Lago Paranoá) em Brasília (Brasil), com vistas ao monitoramento da qualidade da água. Quatro fases limnológicas do Lago Paranoá foram analisadas a partir da eutrofização do reservatório como resultado do excessivo aporte de esgotos domésticos. Dados de fósforo total, clorofila-a , transparência da água e imagens processadas do LANDSAT TM 5 foram utilizados para estimar do estado trófico. Esses dados foram correlacionados com dados limnológicos e os mapas quantificaram as variáveis para todo o espelho d'água. Com o uso do Índice de Estado Trófico de Carlson, novos mapas foram gerados, estimando o estado trófico do Lago Paranoá para cada fase limnológica analisada. O método e as estimativas testadas mostraram-se adequados para o monitoramento da qualidade da água, pois refletem as mudanças que a água do reservatório experimentou após a eutrofização.

ABSTRACT: This study has tested a remote sensing method for evaluating the trophic level of an urban reservoir (Paranoá Lake) in Brasilia City (Brazil) aiming at water quality monitoring. Four limnological periods of Paranoá Lake were analyzed after the reservoir-undergone eutrophication as a result of excessive domestic sewage discharge. Data on total phosphorus, chlorophyll-a , water transparency and processed Landsat TM 5 images were used to assess reservoir trophic levels. These data were correlated to limnological data, and maps containing parameter values for the reservoir were produced. By using the Carlson's Trophic State Index, new maps were produced by means of assessing the trophic state of Paranoá Lake for each analyzed limnological period. The tested method and proceedings have shown to be appropriate for water quality monitoring, since they reproduced the changes that water reservoir experienced after eutrophication.

Composition and distribution of diatom assemblages from core and surface sediments of a water supply reservoir in Southeastern Brazil / Composição e distribuição das diatomáceas de perfil sedimentar e sedimentos superficiais em reservatório de abastecimento no Sudeste do Brasil

Fresh water biodiversity is an increasing concern due to growing human impact. Herein, we report a long-term survey (ca. 90 years) of sedimentary diatoms and the modern flora from surface sediments and their biodiversity changes along a eutrophication gradient. Study was carried out in one of the most important water supply reservoirs (Guarapiranga Reservoir) of São Paulo Metropolitan Region, Brazil. Results are based on 75 core subsamples (subfossil assemblages from core) previously dated by 210Pb and 14 samples from surface sediments (modern assemblages). Overall, 84 taxa were reported, belonging to 30 genera, 71 species and eight non-typical varieties, besides five probable new taxa. Results expanded two new additions for the Brazilian diatom flora (Chamaepinnularia submuscicula and Stauroneis acidoclinata) and 30 infrageneric taxa for the state of São Paulo. 47.6% of total taxa inventoried were accounted exclusively for the subfossil assemblages indicating a significant biodiversity change over time. Access to past oligotrophic conditions and to contemporary mesotrophic regions of the Guarapiranga Reservoir accounted for these new additions representing 25% of the total diatom flora. Decline in the total species number along the trophic state gradient occurred for subfossil and modern assemblages. This pattern was even clearer when considering the changes in species richness over time.Eunotia with 21 taxa was the far most represented genera particularly in the oligotrophic phase. During the transitional period (1947-1974), richness gradually declined. With the onset (in the 1970s) and the major eutrophication period (since ca. 1990) occurred a drastic reduction in richness and the replacement of oligotrophic to eutrophic species. Human management also caused abrupt changes in richness. Marked decline occurred (1933) assotiated with hydrological impacts (water discharge increase) with the initial use of the reservoir as a public water supply. Unlike, sudden increase occurred probably associated with the application of algaecide to control cyanobacterial blooms. Present findings highlight the need for surveying the diatom assemblages in protected environments or in less degraded conditions for biodiversity assessment. Furthermore, reinforce the use of paleolimnological approach as in many cases the only tool to assess biodiversity changes encompassing time scales relevant to human-induced degradation and pre-anthropogenic impacts.

A biodiversidade de águas continentais vem se tornando uma preocupação crescente devido ao grande aumento do impacto antropogênico nesses ambientes. Nosso objetivo foi documentar o inventário e a mudança da biodiversidade das comunidades de diatomáceas subfósseis ao longo de 90 anos e das diatomáceas recentes de sedimentos superficiais ao longo de um gradiente de eutrofização. O estudo foi realizado em um dos mais importantes reservatórios de abastecimento público (represa Guarapiranga) da Região Metropolitana de São Paulo, Brasil. Baseou-se na análise de 75 subamostras de um perfil sedimentar (comunidades subfósseis) previamente datado pelo 210Pb e em 14 amostras de sedimento superificial (comunidades recentes). Ao todo, identificamos 84 táxons, distribuídos em 30 gêneros, 71 espécies e oito variedades não típicas, além de cinco prováveis novidades taxonômicas. Os resultados acresceram duas novas citações para a flórula diatomológica do Brasil (Chamaepinnularia submuscicula e Stauroneis acidoclinata) e 30 táxons infragenéricos para o Estado de São Paulo. Desse total, 47,6% foram identificados exclusivamente para as comunidades subfósseis indicando uma mudança significativa da biodiversidade ao longo do tempo. O acesso ès condições oligotróficas pretéritas e ès regiões mesotróficas recentes da represa foi responsável pelas novas adições que representaram 25% do total da diatomoflórula. Declínio do número total de espécies ao longo do gradiente de estado trófico foi observado para as comunidades de diatomáceas subfósseis e modernas. Esta tendência foi ainda mais evidente com base na alteração da riqueza de espécies ao longo do tempo. Eunotia com 21 táxons foi o gênero mais representado particularmente na fase oligotrófica da represa. Durante o período de transição (1947-1974) houve diminuição gradativa da riqueza. Com o início da eutrofização (década de 1970) e do período de maior eutrofização (desde 1990) ocorreu drástica redução da riqueza e substituição de espécies oligotróficas por eutróficas. Mudanças abruptas de riqueza de diatomáceas também foram observadas devido ao manejo da represa. Declínio marcado ocorreu (1933) associado a impactos hidrológicos (aumento da vazão) com o início do uso do reservatório para abastecimento público. De forma diferente, aumento repentino de riqueza ocorreu associado è aplicação de algicida para controlar as florações de cianobactérias. Os presentes resultados salientam a necessidade de levantamentos das comunidades de diatomáceas de ambientes protegidos ou em condições menos degradadas em estudos que visem o acesso è biodiversidade. Ademais, reforçam o uso da paleolimnologia como a única ferramenta, em muitos casos, que possibilita avaliar as mudanças da biodiversidade em escalas relevantes para acessar a degradação induzida pelo homem e períodos pré-impactados.

Operação de reservatório em função da contribuição média de fósforo - Parte II / Reservoir operation based on the average phosphorus contribution - Part II

RESUMO Este trabalho descreve a metodologia e os resultados obtidos de uma pesquisa que teve como objetivo definir estratégias de operação do reservatório, mas especificamente dos volumes liberados pela descarga de fundo, na tentativa de reduzir as concentrações de fósforo e, consequentemente, a tendência à eutrofização das águas do reservatório Jucazinho, no Agreste Pernambucano. A metodologia do balanço de massa foi adotada para simular o fósforo total, em função de cenários de reduções do aporte deste nutriente através da implantação de estações de tratamento dos efluentes domésticos e industriais e no volume de água médio retirado do reservatório. Os cenários simulados indicaram que a operação adequada para a renovação da água juntamente com a implantação de padrões elevados de tratamento dos esgotos na bacia podem levar à recuperação da qualidade da água a médio prazo.

ABSTRACT This paper describes the steps taken and the results of a research that aimed to develop strategies for reservoir operation, but specifically the volumes released by bottom discharge in an attempt to reduce phosphorus concentrations and hence the tendency to eutrophication of the Jucazinho water reservoir , located in the Agreste Region of Pernambuco State, Brazil. A mass balance approach was adopted to simulate the total phosphorus, depending on scenarios of nutrient reductions through the implementation of treatment plants of domestic and industrial effluents and the average water withdrawn from the reservoir. The simulated scenarios indicated that the appropriate operation for the renewal of water along with the implementation of high standards of sewage treatment can lead to the recovery of water quality in the medium term.