Water quality evaluation and dissolved organic matter characterization of a tropical hypereutrophic reservoir and its streams treated with Phoslock® and microbial bioremediation Enzilimp®.

Worldwide, freshwater environments are impacted by inputs of nutrients and dissolved organic matter from human activities. Yet, the recovery of aquatic systems is usually focused only on nutrient management. In our work, we presented the case of an urban and hypereutrophic environment (Pampulha reservoir, Belo Horizonte, Brazil) that receives discharges from several streams and was treated with lanthanum modified bentonite (Phoslock®) and microbial bioremediation (Enzilimp®). Our goals were to evaluate whether the treatment could improve the water quality and characterize the spatiotemporal variation of dissolved organic matter sources and indices according to absorbance and fluorescence measurements from the reservoir and streams post-application months (2018). In our results, the reservoir showed a relative decrease in its phosphorus concentration compared to data from before the treatment. On the other hand, carbon concentrations reached expressive values in the post-application months following a similar pattern found in the streams. Our data showed that the reservoir's high resistance in its hypereutrophic condition was related to the elevated loading of external inputs coming from the streams. The parallel factor analysis (PARAFAC) identified four main carbon sources, two of them being potential tracers of organic pollution in the Pampulha reservoir and watershed, together with absorbance and fluorescence indices. Our findings suggest that carbon parameters can be essential tools to provide adequate monitoring and optimization of water recovery attempts in complex, polluted environments.

Parâmetros morfométricos da Lagoa Central ( Lagoa Santa, Estadode Minas Gerais ): comparação de duas metodologias / Morphometric features of Lagoa Central ( Lagoa Santa, Minas Gerais State ): comparison of two methodologies

O presente estudo avaliou a precisão de dois protocolos usados para a confecçãode uma carta batimétrica para a Lagoa Central (Lagoa Santa, Estado de Minas Gerais, Brasil).Numa segunda etapa, o estudo estimou todos os parâmetros morfométricos primários esecundários desse ambiente. Finalmente, o estudo avaliou a importância dessas informaçõesna qualidade de água e na ecologia geral do sistema. Os protocolos foram baseados no usode dois sistemas distintos, usados para o levantamento batimétrico: uma ecossondaBiosonics DT-X (Biosoncs Inc.) e um Ecobatímetro SonarLite (Ohmnex Ltda), ambosacoplados a um D-GPS (Differential Global Positioning System) para a obtenção dascoordenadas geográficas de cada profundidade medida. A Lagoa Central de Lagoa Santa éum pequeno lago natural, raso (Zmax < 7,5 m), com profundidade relativa baixa (Zr =0,5%) e formato côncavo. Essas características a tornam menos propensa à formação deestratificação térmica estável e, portanto, menos sensível à formação de gradientes químicosverticais na coluna de água. Essa configuração pode ser vista como um dos fatores principaisque impedem o agravamento do processo de eutrofização verificado nesse sistema.(AU)

The goal of this study was to verifythe utility and accuracy of two tools to obtain a bathymetric chart for Lagoa Central (LagoaSanta, State of Minas Gerais, Brazil) and also to assess the morphometric parameters of thelake and their implications in the ecology of this system. The tested tools were theBiosonics DT-X (Biosonics Inc.) echosounder and the SonarLite (Ohmnex Ltda)bathymeter, both coupled to a Differential Global Positioning System (DGPS) to obtain thegeographic coordinates associated with the depth in each point. Lagoa Central is a small,shallow (Zmax < 7.5 m), with low relative depth values (Zr = 0.5%) and concave. Thismakes the water body less prone to thermal stratification and more susceptible toeutrophication. Both investigated equipments demonstrated to be suitable for the survey,user-friendly, low-cost and with sub-metric accuracy.(AU)

Parâmetros morfométricos da Lagoa Central (Lagoa Santa, Estado de Minas Gerais): comparação de duas metodologias / Morphometric features of Lagoa Central (Lagoa Santa, Minas Gerais State): comparison of two methodologies

O presente estudo avaliou a precisão de dois protocolos usados para a confecção de uma carta batimétrica para a Lagoa Central (Lagoa Santa, Estado de Minas Gerais, Brasil). Numa segunda etapa, o estudo estimou todos os parâmetros morfométricos primários e secundários desse ambiente. Finalmente, o estudo avaliou a importância dessas informações na qualidade de água e na ecologia geral do sistema. Os protocolos foram baseados no uso de dois sistemas distintos, usados para o levantamento batimétrico: uma ecossonda Biosonics DT-X (Biosoncs Inc.) e um Ecobatímetro SonarLite (Ohmnex Ltda), ambos acoplados a um D-GPS (Differential Global Positioning System) para a obtenção das coordenadas geográficas de cada profundidade medida. A Lagoa Central de Lagoa Santa é um pequeno lago natural, raso (Zmax < 7,5 m), com profundidade relativa baixa (Zr = 0,5%) e formato côncavo. Essas características a tornam menos propensa à formação de estratificação térmica estável e, portanto, menos sensível à formação de gradientes químicos verticais na coluna de água. Essa configuração pode ser vista como um dos fatores principais que impedem o agravamento do processo de eutrofização verificado nesse sistema.

The goal of this study was to verify the utility and accuracy of two tools to obtain a bathymetric chart for Lagoa Central (Lagoa Santa, State of Minas Gerais, Brazil) and also to assess the morphometric parameters of the lake and their implications in the ecology of this system. The tested tools were the Biosonics DT-X (Biosonics Inc.) echosounder and the SonarLite (Ohmnex Ltda) bathymeter, both coupled to a Differential Global Positioning System (DGPS) to obtain the geographic coordinates associated with the depth in each point. Lagoa Central is a small, shallow (Z max < 7.5 m), with low relative depth values (Zr = 0.5%) and concave. This makes the water body less prone to thermal stratification and more susceptible to eutrophication. Both investigated equipments demonstrated to be suitable for the survey, user-friendly, low-cost and with sub-metric accuracy.

A new morphometric study of Carioca Lake, Parque Estadual do Rio Doce ( PERD ), Minas Gerais State, Brazil / Novo estudo morfométrico da lagoa Carioca, Parque Estadual do Rio Doce (PERD), Estado de Minas Gerais

Carioca Lake is located within the limits of the Rio Doce State Park, in the eastern part of the state of Minas Gerais. This park, one of the largest natural reserves of the Atlantic Rain Forest in Brazil, is a hotspot of tropical biodiversity. The purpose of this study was to update existing information on the bathymetry and morphometric features of the lake, using differential GPS (DGPS) technology for data collection, coupled to a digital echo sounder. The bathymetry was based on the acquisition of 1106 points, where the depths as well as the geographic coordinates were obtained. The new study allowed the refinement of existing primary and secondary morphometric data for this lake. (AU)

A lagoa Carioca está localizada nos limites do Parque Estadual do Rio Doce (PERD), na região leste do Estado de Minas Gerais. Este parque, uma das maiores reservas naturais da Mata Atlântica no Brasil, é um hotspot da biodiversidade. Este trabalho tem por objetivo elaborar um novo mapeamento batimétrico e descrever as características morfométricas deste ambiente utilizando a tecnologia do GPS diferencial (DGPS) para coleta dos dados de localização geográfica em conjunto com uma ecossonda digital, equipamento para coleta das informações de profundidade. O levantamento batimétrico da lagoa Carioca foi baseado num total de 1106 pontos com profundidade e localização conhecidas, obtidas com precisão submétrica. O novo estudo permitiu o refinamento dos dados morfométricos primários e secundários existentes para este lago.(AU)

A new morphometric study of Carioca Lake, Parque Estadual do Rio Doce ( PERD ), Minas Gerais State, Brazil / Novo estudo morfométrico da lagoa Carioca, Parque Estadual do Rio Doce (PERD), Estado de Minas Gerais

Carioca Lake is located within the limits of the Rio Doce State Park, in the eastern part of the state of Minas Gerais. This park, one of the largest natural reserves of the Atlantic Rain Forest in Brazil, is a hotspot of tropical biodiversity. The purpose of this study was to update existing information on the bathymetry and morphometric features of the lake, using differential GPS (DGPS) technology for data collection, coupled to a digital echo sounder. The bathymetry was based on the acquisition of 1106 points, where the depths as well as the geographic coordinates were obtained. The new study allowed the refinement of existing primary and secondary morphometric data for this lake.

A lagoa Carioca está localizada nos limites do Parque Estadual do Rio Doce (PERD), na região leste do Estado de Minas Gerais. Este parque, uma das maiores reservas naturais da Mata Atlântica no Brasil, é um hotspot da biodiversidade. Este trabalho tem por objetivo elaborar um novo mapeamento batimétrico e descrever as características morfométricas deste ambiente utilizando a tecnologia do GPS diferencial (DGPS) para coleta dos dados de localização geográfica em conjunto com uma ecossonda digital, equipamento para coleta das informações de profundidade. O levantamento batimétrico da lagoa Carioca foi baseado num total de 1106 pontos com profundidade e localização conhecidas, obtidas com precisão submétrica. O novo estudo permitiu o refinamento dos dados morfométricos primários e secundários existentes para este lago.

Morphometry and trophic state of an urban reservoir: Nado Lagoon, Belo Horizonte, state of Minas Gerais, Brazil / A morfometria e o estado trófico de um reservatório urbano: lagoa do Nado, Belo Horizonte, Estado de Minas Gerais

This study presents the morphometric characteristics of a small urban reservoir: Nado Lagoon. It is an artificial, shallow lake with 2.7 m. mean depth and 7.6 m. maximum depth. It is located at the bottom of a relatively large valley, surrounded by tall trees, with high relative depth (5.5%) and conical accumulation basin (Dv = 1.07), with a high water column physical stability. The reservoir mean retention time was 78 days during the dry season and 2.1 days during the rainy season. This study also presents the first bathymetric map of the reservoir. The reservoir trophic state was monthly evaluated from September 1999 to September 2000, through Carlson trophic state index (TSI). The results classify the reservoir as meso-eutrophic throughout the sampling period.

São descritas as características morfométricas de um pequeno reservatório, a lagoa do Nado. Trata-se de lago artificial raso, com 2,7 m e 7,6 m de profundidades média e máxima, respectivamente. A localização, no fundo de um pequeno vale, rodeado por vegetação de grande porte, elevada profundidade relativa (5,5%) e bacia de acumulação de formato cônico (Dv = 1,07), indica uma alta estabilidade física da coluna de água. O tempo de retenção da água no reservatório, no período seco, foi de 78 dias e, no período chuvoso, de 2,1 dias. O presente estudo ainda apresenta a primeira carta batimétrica do reservatório. Finalmente, o estado trófico foi avaliado mensalmente, de setembro/99 a setembro/00, utilizando-se o índice de estado trófico (IET) de Carlson. O reservatório foi considerado como meso-eutrófico ao longo do período de amostragem.

Vertical migration of Chaoborus brasiliensis (Diptera, Chaoboridae) larvae in Nado Lagoon, a tropical reservoir in Belo Horizonte, state of Minas Gerais, Brazil / Migração vertical das larvas de Chaoborus brasiliensis (Theobald, 1901) (Diptera, Chaoboridae) em um reservatório tropical: lagoa do Nado, Belo Horizonte, Estado de Minas Gerais

Many investigations have shown that Chaoborus larvae develop diel vertical migration (DVM) to avoid fish predation and that this migration's amplitude is often associated with the instar stage. In this study, the Chaoborus brasiliensis vertical distribution was monitored in a shallow reservoir (Nado Lagoon, Belo Horizonte, Brazil), during the diel cycle, from October 1999 to September 2000. The mean depth in which each stage was found was estimated day and night and compared to their migration amplitude. No association was found between instar phase and DVM amplitude. Nevertheless, a clear association was found between the dissolved oxygen critical concentration and the amplitude of Chaoborus DVM. 1.0 mg.1(-1) was considered the concentration below which fish cannot survive. This finding gives support to the hypothesis that vertical migration is a defense mechanism against predation, since the larvae use the anoxic layer as a refuge against fish predation.

Inúmeros trabalhos têm mostrado que a larva de Chaoborus desenvolve migração vertical diária, buscando evitar a predação por peixes, e que a amplitude da migração vertical cresce com o estágio larval. Neste estudo, monitorou-se a distribuição vertical de Chaoborus brasiliensis durante o dia e à noite de outubro/99 a setembro/00, em um reservatório raso, a lagoa do Nado. A profundidade média em que cada estádio foi encontrado foi estimada durante o dia e à noite e comparada à amplitude da migração entre eles. Adicionalmente, buscou-se determinar se a distribuição vertical de C. brasiliensis estava relacionada com a concentração crítica de oxigênio, 1,0mg.l-1. Não foram encontradas diferenças significativas entre a amplitude da migração vertical diária entre os estádios. A profundidade média em que os estádios eram encontrados durante o dia e à noite mostrou-se positivamente correlacionada com a profundidade da concentração crítica de oxigênio. Tal fato suporta a hipótese de que a migração vertical seja um mecanismo de defesa contra a predação por peixes, considerando que as larvas desse díptero usam a camada anóxica como refúgio contra os peixes predadores.

The influence of the Chaoborus brasiliensis (Theobald, 1901) (Diptera, Chaoboridae) larvae in the zooplankton vertical distribution at Nado Lagoon, Belo Horizonte, state of Minas Gerais, Brazil / A influência da larva de Chaoborus brasiliensis (Theobald, 1901) (Diptera, Chaoboridae) na distribuição vertical da comunidade zooplanctônica da lagoa do Nado, Belo Horizonte, Estado de Minas Gerais

The effects of Chaoborus brasiliensis (Diptera, Chaoboridae), an invertebrate predator, on the zooplankton spatial distribution in a shallow tropical reservoir, Nado Lagoon, were investigated in this work. The habitat overlap degree, i.e., the overlap in the vertical distribution of predator and potential preys was measured during diel vertical migration (DVM). The study focused the reservoir predominant taxa (defined as the most frequent and abundant species). Several organisms showed DVM (Brachionus falcatus, B. caudatus, B. angularis, Moina micrura and Thermocyclops minutus), while in others this behavior was not clear, or even not detected (Keratella cochlearis, K. tropica, K. bostoniensis and T minutus nauplii). The conclusion was that C. brasiliensis influenced directly most zooplankters spatial distribution in this reservoir, and DVM was important to reduce spatial overlapping with the predator. Furthermore, the study showed that such behaviors change significantly along the season cycle.

Foi analisado o efeito do predador invertebrado, Chaoborus brasiliensis (Diptera, Chaoboridae), sobre a distribuição espacial dos táxons predominantes da comunidade zooplanctônica de um reservatório tropical raso, lagoa do Nado, explorando as mudanças na sobreposição espacial entre predador e presas durante a migração vertical diária. A comunidade zooplanctônica apresentou uma variada gama de respostas à pressão de predação exercida pelas larvas de Chaoborus. Diversos táxons exibiram MVD (Brachionus falcatus, B. caudatus, B. angularis, Moina micrura, Thermocyclops minutus) e outros em que esse comportamento não foi tão nítido ou não foi detectado (K. cochlearis, K. tropica, K. bostoniensis e náuplios de T. minutus). A maioria dos táxons estudados tiveram a sua distribuição vertical associada à presença desse predador invertebrado, e a migração vertical diária dessas espécies foi importante na redução da sobreposição espacial com o predador. Além disso, o estudo demonstrou que esses padrões experimentam consideráveis mudanças ao longo do ciclo sazonal.