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.

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>

Effects of nickel on the fern Regnellidium diphyllum Lindm. (Marsileaceae) / Efeitos do níquel sobre a filicínea Regnellidium diphyllum Lindm. (Marsileaceae)

The heterosporous fern Regnellidium diphyllum occurs in southern Brazil and some adjoining localities in Uruguay and Argentina. Currently it is on the list of threatened species in the state of Rio Grande do Sul. Anthropic alterations such as the conversion of wetlands into agricultural areas or water and soil contamination by pollutants may compromise the establishment and survival of this species. Nickel (Ni) is an essential nutrient for plants but increasing levels of this metal due to pollution can cause deleterious effects especially in aquatic macrophytes. Megaspore germination tests were performed using Meyer's solution, at concentrations of 0 (control), 0.05, 0.5, 1, 5, 10, 20, 30, 50 and 100 mg L-1 of Ni. The initial development of apomictic sporophytes was studied using solutions containing 0 (control) to 4.8 mg L-1 of Ni. A significant negative relation was observed between the different Ni concentrations and the megaspore germination/sporophyte formation rates. Primary roots, primary leaves and secondary leaves were significantly shorter at 3.2 and 4.8 mg L-1 of Ni, when compared with the treatment without this metal. At 4.8 mg L-1, leaves also presented chlorosis and necrosis. The introduction of pollutants with Ni in the natural habitat of Regnellidium diphyllum may inhibit the establishment of plants in the initial stage of development, a problem to be considered in relation to the conservation of this species.

A samambaia heterosporada Regnellidium diphyllum Lindm. ocorre no Sul do Brasil e em algumas localidades vizinhas no Uruguai e na Argentina. Atualmente, consta da lista de espécies ameaçadas do Estado do Rio Grande do Sul. Alterações antrópicas - tais como a conversão de áreas úmidas em áreas de agricultura ou a contaminação de água e solo por poluentes - podem comprometer o estabelecimento e a sobrevivência da espécie. Níquel (Ni) é um nutriente essencial às plantas, mas níveis aumentados desse metal, em razão da poluição, podem causar efeitos deletérios, especialmente em macrófitas aquáticas. Testes de germinação de megásporos foram realizados usando-se solução de Meyer, em concentrações de 0 (controle); 0,05; 0,5; 1; 5; 10; 20; 30; 50; 100 mg L-1 de Ni. O desenvolvimento inicial de esporófitos apomíticos foi estudado usando-se soluções contendo 0 (controle) a 4,8 mg L-1 de Ni. Relação negativa significante foi observada entre diferentes concentrações de Ni e as taxas de germinação de megásporos/formação de esporófitos. Raízes primárias e folhas primárias e secundárias foram significantemente mais curtas a 3,2 e 4,8 mg L-1 de Ni, quando comparadas ao tratamento sem esse metal. Em 4,8 mg L-1, folhas também apresentaram clorose e necrose. A introdução de poluentes com Ni no habitat natural de Regnellidium diphyllum pode inibir o estabelecimento de plantas em estádio inicial de desenvolvimento, um problemaa a ser considerado em relação à conservação dessa espécie.

Germination and sporophytic development of Regnellidium diphyllum Lindman (Marsileaceae) in the presence of hexavalent chromium

Regnellidium diphyllum Lindman is a heterosporous fern, growing in aquatic environments and surrounding wetlands, which is assumed to be threatened by increasing water pollution and disappearance of its natural habitats. Among contaminants, hexavalent chromium - Cr(VI) - is known to be present in effluents from some leather tanning factories. Megaspore germination tests were performed using Meyer's solution, at concentrations 0 (control), 0.1, 0.5, 1, 5, 10, 15, 20, 30, 50, and 80 mg.L-1, from a standard solution of Titrisol® 1000 mg.L-1. The primary development of apomictic sporophytes was studied using solutions containing 0.025 to 4.8 mg.L-1 of Cr(VI). The experiments were conducted in a growth chamber at 24 ± 1 ºC and for a 12-hour photoperiod under fluorescent lights, providing a nominal irradiance of 77 µmol.m-2/s. Significant differences in megaspore germination, with subsequent sporophytic development, were verified from 0.5 mg.L-1 Cr(VI) concentration onwards. Growth of primary root and primary and secondary leaves was significantly reduced at 3.2 mg.L-1 Cr(VI) concentration or higher. Considering the pollution from Cr(VI) in some areas of R. diphyllum natural occurrence, these data indicate that low reproductive rates and disappearance of populations are likely to occur in these situations.

Regnellidium diphyllum Lindman é uma filicínea heterosporada que se desenvolve em ambientes aquáticos e áreas úmidas circundantes, sendo considerada ameaçada pelo aumento da poluição e desaparecimento dos seus hábitats naturais. Entre os contaminantes, o cromo hexavalente - Cr(VI) - é conhecido por estar presente nos efluentes de algumas indústrias de curtimento de couro. Testes de germinação foram realizados em meio líquido de Meyer, com concentrações de 0(controle); 0,1; 0,5; 1; 5; 10; 15; 20; 30; 50; e 80 mg.L-1 de Cr(VI), a partir de uma solução padrão de Titrisol® a 1000 mg.L-1. O desenvolvimento primário dos esporófitos apomíticos foi analisado em meios contendo de 0,025 a 4,8 mg.L-1 de Cr(VI). Os experimentos foram conduzidos em câmara de crescimento a 24 ± 1 ºC, fotoperíodo de 12 horas com lâmpadas fluorescentes fornecendo irradiância nominal de 77 µmol.m-2/s. Diferenças significativas na germinação dos megásporos e seu subsequente desenvolvimento foram verificadas a partir da concentração 0,5 mg.L-1 de Cr(VI). O crescimento da raiz primária e das folhas primárias e secundárias foi significativamente reduzido na concentração 3,2mg.L-1 de Cr(VI) ou superior. Considerando a poluição proveniente por Cr(VI) em algumas áreas de ocorrência natural de R. diphyllum, esses dados indicam que as baixas taxas de reprodução e mesmo o desaparecimento das populações podem ser esperadas nessas situações.