Zooplankton communities and their relationship with water quality in eight reservoirs from the Midwestern and Southeastern regions of Brazil / Comunidades de zooplâncton e sua relação com a qualidade da água em oito reservatórios das regiões Centro-Oeste e Sudeste do Brasil

Zooplankton are widely recognised as being regulated primarily by predators and food availability. In reservoirs, the quantity and quality of food resources are generally affected by the characteristics of the water, which in turn are controlled by the flow pulse generated by operation of the dams. In this study, we investigated the relationship between zooplankton, water quality and food availability (phytoplankton) in eight hydroelectric reservoirs located in Brazil. Samples were collected during the rainy and dry periods between 2008 and 2009. In general, the reservoirs exhibited mesotrophic conditions and Cyanobacteria were the predominant phytoplankton. The results showed that the rotifers Kellicottia bostoniensis, Hexarthra mira, Keratella spp., and Polyarthra vulgaris were present, indicating nutrient-rich environments. In addition, the copepod Thermocyclops decipiens occurred in eutrophic environments. In contrast, the cladoceran Daphnia gessneri and copepod Notodiaptomus henseni were considered indicators of more desirable water quality, owing to their relationship with waters with lower levels of nutrients and suspended solids. The results support the use of these organisms as a useful tool for understanding changes in water quality and in the ecosystem processes involved.(AU)

O zooplâncton é amplamente reconhecido como sendo regulado principalmente por predadores e pela disponibilidade de alimento. Em reservatórios, a quantidade e a qualidade de recursos alimentares são afetadas pelas características da água que, por sua vez, são controladas pelo pulso de fluxo gerado pela operação das barragens. Neste estudo, investigamos a relação entre o zooplâncton, qualidade dágua e a disponibilidade de alimento (fitoplâncton) em oito reservatórios hidrelétricos localizados no Brasil. Amostras foram coletadas durante os períodos chuvoso e seco, entre os anos de 2008 e 2009. Em geral, os reservatórios exibiram condições mesotróficas e Cyanobacteria foi o fitoplâncton predominante. Os resultados mostraram que os rotíferos Kellicottia bostoniensis, Hexarthra mira, Keratella spp. e Polyarthra vulgaris foram indicadores de ambientes ricos em nutrientes. Além disso, o copépode Thermocyclops decipiens ocorreu em ambientes eutróficos. Por outro lado, o cladócero Daphnia gessneri e o copépode Notodiaptomus henseni foram considerados indicadores de melhor qualidade da água, devido a sua relação com águas com baixos níveis de nutrientes e sólidos em suspensão. Os resultados suportam o uso desses organismos como uma ferramenta útil para o entendimento das mudanças na qualidade dágua e nos processos ecossistêmicos envolvidos.(AU)

Zooplankton communities and their relationship with water quality in eight reservoirs from the midwestern and southeastern regions of Brazil / Comunidades de zooplâncton e sua relação com a qualidade da água em oito reservatórios das regiões Centro-Oeste e Sudeste do Brasil

Abstract Zooplankton are widely recognised as being regulated primarily by predators and food availability. In reservoirs, the quantity and quality of food resources are generally affected by the characteristics of the water, which in turn are controlled by the flow pulse generated by operation of the dams. In this study, we investigated the relationship between zooplankton, water quality and food availability (phytoplankton) in eight hydroelectric reservoirs located in Brazil. Samples were collected during the rainy and dry periods between 2008 and 2009. In general, the reservoirs exhibited mesotrophic conditions and Cyanobacteria were the predominant phytoplankton. The results showed that the rotifers Kellicottia bostoniensis, Hexarthra mira, Keratella spp., and Polyarthra vulgaris were present, indicating nutrient-rich environments. In addition, the copepod Thermocyclops decipiens occurred in eutrophic environments. In contrast, the cladoceran Daphnia gessneri and copepod Notodiaptomus henseni were considered indicators of more desirable water quality, owing to their relationship with waters with lower levels of nutrients and suspended solids. The results support the use of these organisms as a useful tool for understanding changes in water quality and in the ecosystem processes involved.

Resumo O zooplâncton é amplamente reconhecido como sendo regulado principalmente por predadores e pela disponibilidade de alimento. Em reservatórios, a quantidade e a qualidade de recursos alimentares são afetadas pelas características da água que, por sua vez, são controladas pelo pulso de fluxo gerado pela operação das barragens. Neste estudo, investigamos a relação entre o zooplâncton, qualidade d'água e a disponibilidade de alimento (fitoplâncton) em oito reservatórios hidrelétricos localizados no Brasil. Amostras foram coletadas durante os períodos chuvoso e seco, entre os anos de 2008 e 2009. Em geral, os reservatórios exibiram condições mesotróficas e Cyanobacteria foi o fitoplâncton predominante. Os resultados mostraram que os rotíferos Kellicottia bostoniensis, Hexarthra mira, Keratella spp. e Polyarthra vulgaris foram indicadores de ambientes ricos em nutrientes. Além disso, o copépode Thermocyclops decipiens ocorreu em ambientes eutróficos. Por outro lado, o cladócero Daphnia gessneri e o copépode Notodiaptomus henseni foram considerados indicadores de melhor qualidade da água, devido a sua relação com águas com baixos níveis de nutrientes e sólidos em suspensão. Os resultados suportam o uso desses organismos como uma ferramenta útil para o entendimento das mudanças na qualidade d'água e nos processos ecossistêmicos envolvidos.

Zooplankton communities and their relationship with water quality in eight reservoirs from the midwestern and southeastern regions of Brazil

Abstract Zooplankton are widely recognised as being regulated primarily by predators and food availability. In reservoirs, the quantity and quality of food resources are generally affected by the characteristics of the water, which in turn are controlled by the flow pulse generated by operation of the dams. In this study, we investigated the relationship between zooplankton, water quality and food availability (phytoplankton) in eight hydroelectric reservoirs located in Brazil. Samples were collected during the rainy and dry periods between 2008 and 2009. In general, the reservoirs exhibited mesotrophic conditions and Cyanobacteria were the predominant phytoplankton. The results showed that the rotifers Kellicottia bostoniensis, Hexarthra mira, Keratella spp., and Polyarthra vulgaris were present, indicating nutrient-rich environments. In addition, the copepod Thermocyclops decipiens occurred in eutrophic environments. In contrast, the cladoceran Daphnia gessneri and copepod Notodiaptomus henseni were considered indicators of more desirable water quality, owing to their relationship with waters with lower levels of nutrients and suspended solids. The results support the use of these organisms as a useful tool for understanding changes in water quality and in the ecosystem processes involved.

Resumo O zooplâncton é amplamente reconhecido como sendo regulado principalmente por predadores e pela disponibilidade de alimento. Em reservatórios, a quantidade e a qualidade de recursos alimentares são afetadas pelas características da água que, por sua vez, são controladas pelo pulso de fluxo gerado pela operação das barragens. Neste estudo, investigamos a relação entre o zooplâncton, qualidade dágua e a disponibilidade de alimento (fitoplâncton) em oito reservatórios hidrelétricos localizados no Brasil. Amostras foram coletadas durante os períodos chuvoso e seco, entre os anos de 2008 e 2009. Em geral, os reservatórios exibiram condições mesotróficas e Cyanobacteria foi o fitoplâncton predominante. Os resultados mostraram que os rotíferos Kellicottia bostoniensis, Hexarthra mira, Keratella spp. e Polyarthra vulgaris foram indicadores de ambientes ricos em nutrientes. Além disso, o copépode Thermocyclops decipiens ocorreu em ambientes eutróficos. Por outro lado, o cladócero Daphnia gessneri e o copépode Notodiaptomus henseni foram considerados indicadores de melhor qualidade da água, devido a sua relação com águas com baixos níveis de nutrientes e sólidos em suspensão. Os resultados suportam o uso desses organismos como uma ferramenta útil para o entendimento das mudanças na qualidade dágua e nos processos ecossistêmicos envolvidos.

Index-based and compliance assessment of water quality for a Brazilian subtropical reservoir / Avaliação da qualidade da água baseada em índices e da conformidade ao enquadramento de um reservatório subtropical brasileiro

ABSTRACT The Passaúna catchment is part of the Upper Iguaçu watershed and includes a water supply reservoir for over 500,000 inhabitants of Curitiba metropolitan region. The aim of this study was to establish the state of reservoir water quality, and whether it has undergone any recent medium- and long-term variations. A physical-chemical-biological assessment was undertaken using nine indicators and three indexes: Water Quality Index (WQI), Trophic State Index (TSI) and Shannon-Weaver Index (H') for macroinvertebrate diversity. Compliance with the prescribed quality standards for the water body was verified using frequency curves. Two WQI calculation approaches were contrasted to test for conditions of partial data unavailability. Temporal trends in key parameters were assessed using Spearman's rank correlation coefficient. WQI results from 1991-2014 indicated that the water quality may be classified as good and improved in the final decade of such period, while most TSI results were in the oligotrophic/mesotrophic range, but with no significant temporal trend. The biodiversity result of H'=1.6 obtained with data acquired in 2014 indicated a moderately degraded ecosystem that is typically associated with flow regulation and a degree of water quality impairment. Such a multi-indicator integrated physical-chemical-biological monitoring approach comprised a robust framework for assessments of medium-long term aquatic health.

RESUMO A bacia do rio Passaúna situa-se na parte superior da Bacia do Rio Iguaçu e inclui um reservatório de águas de abastecimento público para mais de 500 mil habitantes da região metropolitana de Curitiba. O objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade das águas desse reservatório e identificar eventuais ocorrências de tendência temporal de variação. O estudo de características físicas, químicas e biológicas do corpo de água envolveu dados históricos e recém-adquiridos de nove indicadores e três índices: Índice de Qualidade das Águas (WQI), Índice de Estado Trófico (TSI) e Índice de Diversidade de Shannon-Weaver (H') para diversidade de macroinvertebrados. A conformidade aos padrões de qualidade prescritos foi analisada com base em curvas de permanência de qualidade de água. Duas formas de cálculo do WQI foram contrastadas para averiguar o efeito de disponibilidade incompleta de dados. Tendências temporais em parâmetros-chave foram buscadas com o teste de correlação de Spearman. Os resultados do WQI, entre 1991 e 2014, indicaram que a qualidade da água do reservatório pode ser classificada como "boa", apresentando tendência estatisticamente significativa de melhoria na última década de tal período. Os resultados obtidos para o TSI ficaram na faixa oligotrófico/mesotrófico e sem tendência significativa de variação temporal. O resultado de biodiversidade do H'=1,6, obtido com dados adquiridos em 2014, indicou um ecossistema aquático moderadamente degradado, tipicamente associado com o represamento de cursos de água e com um certo grau de comprometimento da qualidade da água. A abordagem integradora multi-indicadores de aspectos físicos, químicos e biológicos adotada neste estudo conferiu robustez à avaliação realizada da qualidade de água do corpo de água no médio-longo prazo.

Zooplankton communities and their relationship with water quality in eight reservoirs from the midwestern and southeastern regions of Brazil

Abstract Zooplankton are widely recognised as being regulated primarily by predators and food availability. In reservoirs, the quantity and quality of food resources are generally affected by the characteristics of the water, which in turn are controlled by the flow pulse generated by operation of the dams. In this study, we investigated the relationship between zooplankton, water quality and food availability (phytoplankton) in eight hydroelectric reservoirs located in Brazil. Samples were collected during the rainy and dry periods between 2008 and 2009. In general, the reservoirs exhibited mesotrophic conditions and Cyanobacteria were the predominant phytoplankton. The results showed that the rotifers Kellicottia bostoniensis, Hexarthra mira, Keratella spp., and Polyarthra vulgaris were present, indicating nutrient-rich environments. In addition, the copepod Thermocyclops decipiens occurred in eutrophic environments. In contrast, the cladoceran Daphnia gessneri and copepod Notodiaptomus henseni were considered indicators of more desirable water quality, owing to their relationship with waters with lower levels of nutrients and suspended solids. The results support the use of these organisms as a useful tool for understanding changes in water quality and in the ecosystem processes involved.

Resumo O zooplâncton é amplamente reconhecido como sendo regulado principalmente por predadores e pela disponibilidade de alimento. Em reservatórios, a quantidade e a qualidade de recursos alimentares são afetadas pelas características da água que, por sua vez, são controladas pelo pulso de fluxo gerado pela operação das barragens. Neste estudo, investigamos a relação entre o zooplâncton, qualidade dágua e a disponibilidade de alimento (fitoplâncton) em oito reservatórios hidrelétricos localizados no Brasil. Amostras foram coletadas durante os períodos chuvoso e seco, entre os anos de 2008 e 2009. Em geral, os reservatórios exibiram condições mesotróficas e Cyanobacteria foi o fitoplâncton predominante. Os resultados mostraram que os rotíferos Kellicottia bostoniensis, Hexarthra mira, Keratella spp. e Polyarthra vulgaris foram indicadores de ambientes ricos em nutrientes. Além disso, o copépode Thermocyclops decipiens ocorreu em ambientes eutróficos. Por outro lado, o cladócero Daphnia gessneri e o copépode Notodiaptomus henseni foram considerados indicadores de melhor qualidade da água, devido a sua relação com águas com baixos níveis de nutrientes e sólidos em suspensão. Os resultados suportam o uso desses organismos como uma ferramenta útil para o entendimento das mudanças na qualidade dágua e nos processos ecossistêmicos envolvidos.

Hydrogeochemical features of surface water and groundwater contaminated with acid mine drainage (AMD) in coal mining areas: a case study in southern Brazil.

Effects of acid mine drainage (AMD) were investigated in surface waters (Laranjinha River and Ribeirão das Pedras stream) and groundwaters from a coal mining area sampled in two different seasons at Figueira city, Paraná State, Brazil. The spatial data distribution indicated that the acid effluents favor the chemical elements leaching and transport from the tailings pile into the superficial water bodies or aquifers, modifying their quality. The acid groundwaters in both sampling periods (dry: pH 2.94-6.04; rainy: pH 3.25-6.63) were probably due to the AMD generation and infiltration, after the oxidation of sulfide minerals. Such acid effluents cause an increase of the solubilization rate of metals, mainly iron and aluminum, contributing to both groundwater and surface water contamination. Sulfate in high levels is a result of waters' pollution due to AMD. In some cases, high sulfate and low iron contents, associated with less acidic pH values, could indicate that AMD, previously generated, is nowadays being neutralized. The chemistry of the waters affected by AMD is controlled by the pH, sulfide minerals' oxidation, oxygen, iron content, and microbial activity. It is also influenced by seasonal variations that allow the occurrence of dissolution processes and the concentration of some chemical elements. Under the perspective of the waters' quality evaluation, the parameters such as conductivity, dissolved sodium, and sulfate concentrations acted as AMD indicators of groundwaters and surface waters affected by acid effluents.