Doctor of Philosophy / Department of Civil Engineering / David R. Steward / Groundwater contamination with arsenic (As), a naturally occurring metalloid, is a worldwide problem. Over 100 million people are at health risk due to arsenic contaminated groundwater, especially in the Bengal Basin in south-east Asia. Dissolved organic matter (DOM), geology and geomicrobiology are important factors affecting arsenic mobility. This study focuses on interactions of different aspects of natural organic matter in arsenic-contaminated environments. A literature review specifically includes past studies done on fundamentals of arsenic geology, geomicrobiology, DOM characterization and relevant analytical methods and tools. Based on background information already collected, this research is focused on specific research questions and corresponding hypotheses. The overarching goal of this investigation is to better understand the mechanisms by which DOM influences arsenic mobilization. The specific goals of this research are: 1) to evaluate role of oxidized humic quinones in reductive dissolution of Fe-As minerals and subsequent arsenic mobilization via electron shuttling, 2) to quantify the rate of microbially mediated reductive dissolution in the presence of oxidized humic quinones, 3) to evaluate DOM-Fe-As ternary complex formation and its influence on arsenic mobility and 4) to characterize DOM in the arsenic-contaminated aquifers of West Bengal, India and evaluate its role in arsenic mobilization using groundwater flow and contaminant transport modeling approach. Results of this study revealed that oxidized quinone like moieties (such as fulvic acids) serve as an electron shuttle and enhance the reductive dissolution process under reducing conditions, hence mobilize the arsenic in groundwater. Another key result from this study suggested that arsenic binds with non-aromatic portion of the humic-like DOM under reducing conditions and increases its solution concentration. A field study conducted in West Bengal, India revealed that the mechanisms studied in the laboratory exists in reducing aquifer. A groundwater flow and reactive transport model was created to explain multiple interactions of DOM and arsenic spatial scales. Broader impacts of this study include significant addition to scientific knowledge about subsurface biogeochemistry and the role of DOM in biogeochemical reactions in the subsurface.

A qualidade da água do rio Paraíba do Sul se encontra bastante comprometida, principalmente, devido ao despejo de efluentes domésticos contendo nutrientes, que em excesso, favorecem o crescimento desordenado de macrófitas aquáticas. Logo, este trabalho teve por objetivo iniciar um levantamento florístico para caracterizar a comunidade de macrófitas aquáticas no rio Paraíba do Sul, relacionando a diversidade dessas espécies com os níveis de nutrientes na água e no sedimento. As coletas foram realizadas em oito pontos inseridos no trecho médio superior desse rio, sendo uma no período de seca e outra no período chuvoso. Amostras de água foram analisadas quanto ao pH, condutividade, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), sólidos totais, fósforo total e coliformes termotolerantes. E as amostras de sedimento, quanto ao fósforo total, ao teor de nitrogênio orgânico total e de matéria orgânica. A Análise de Componentes Principais (ACP), assim como, a Análise de Clusters (Dendograma), foram utilizadas, através do software Palaeontological Statistics (PAST-2.17), para indicar os parâmetros físicos e químicos, que melhor explicassem a variação da diversidade de espécies de macrófitas entre os pontos de coleta. Os pontos que apresentaram os menores níveis de nutrientes e de matéria orgânica nas amostras de água e sedimento foram os que apresentaram os maiores níveis de oxigênio dissolvido na água e a maior diversidade de macrófitas aquáticas. Nos oito pontos amostrados, foram identificadas 18 famílias, 23 gêneros e 26 espécies de macrófitas aquáticas. No geral, as áreas amostradas apresentaram bancos de macrófitas repetitivas, prevalecendo Echinochloa polystachya e Polygonum lapathifolium (L.), como plantas marginais emergentes; Lemna sp., Limnobium laevigatum (Humb. & Bonpl. Ex Willd.), Salvinia auriculata (Aubl.), Pistia stratiotes (L.) e Eichornia crassipes (Mart.), como plantas flutuantes; Ceratophyllum demersum (L.), como submersa livre. / Water quality of the Paraíba do Sul River is greatly impaired, mainly because the discharge of domestic effluents containing nutrients, which in excess, favoring uncontrolled growth of aquatic weeds. Therefore, this study aimed to start a floristic survey to characterize the community of aquatic macrophytes in the Paraíba do Sul River, linking the diversity of these species with nutrient levels in water and sediment. The collections were made in eight points inserted in the upper middle section of this river, one in the dry season and another in the rainy season. Water samples were analyzed for pH, conductivity, dissolved oxygen, biochemical oxygen demand (BOD), total solids, total phosphorus and fecal coliform. And the sediment samples, for total phosphorus, total organic content of nitrogen and organic matter. The Principal Component Analysis (PCA), as well as the Cluster Analysis (dendogram), were used by the Palaeontological Statistics Software (PAST- 2.17), to indicate the physical and chemical parameters that best explain the variation in species diversity of macrophytes between the collection points. The points, which had the lowest levels of nutrients and organic matter in water and sediment samples, were those with the highest levels of dissolved oxygen and greater diversity of macrophytes. In the eight sampled points, 18 families, 23 genera and 26 species of aquatic macrophytes were identified. Overall, the areas sampled showed banks repetitive macrophyte prevailing Echinochloa polystachya and Polygonum lapathifolium (L.), emerging as marginal plants; Lemna sp, Limnobium laevigatum (Humb. & Bonpl Ex Willd.), Salvinia auriculata ( Aubl.), Pistia stratiotes (L.) and Eichhornia crassipes (Mart.) as floating plants; Ceratophyllum demersum (L.) as a free submerged.

O presente trabalho teve como objetivo verificar a estrutura espacial e vertical da população de anelídeos Polychaeta da Baía de Santos e plataforma continental adjacente, através do estudo integrado das características físico-químicas, sedimentológicas, concentração de compostos químicos e elementos metálicos. Paralelamente, procurou-se determinar a origem da matéria orgânica sedimentar através dos teores de C/N/S e dos marcadores orgânicos geoquímicos com o intuito de identificar uma possível influência do complexo estuarino de Santos sobre a plataforma adjacente à baía. A área de estudo localiza-se no litoral do estado de São Paulo e é influenciada por atividades industrial e portuária, além de receber o esgoto das cidades de Santos e São Vicente. Entre 2004 e 2005 foram realizadas 4 campanhas na baía para amostrar 8 estações, enquanto 6 pontos foram amostrados na plataforma adjacente no inverno/2005 e verão/2006. Os parâmetros físicos e a concentração de oxigênio e nutrientes dissolvidos foram mensurados em todas as estações. As amostras de sedimento para o estudo dos poliquetas, análises granulométricas, teores de carbono orgânico e nitrogênio e enxofre totais, concentração de esteróis fecais, hidrocarbonetos alifáticos (n-alcanos e LABs) e aromáticos (HPAs), pesticidas organoclorados (PCBs) e metais foram obtidas com boxcorer de 0,09m2 de área. Os sedimentos finos predominaram na porção central da Baía de Santos e na faixa de transição entre a desembocadura da baía e a plataforma adjacente, responsáveis pela maior retenção dos metais Pb, Zn e Cr, hidrocarbonetos n-alcanos, HPAs, LABs, de PCBs e esteróis fecais advindos do efluente urbano, dragagem do Canal do Porto e da contribuição atmosférica. Em conseqüência, observou-se aí os menores valores de densidade, riqueza, diversidade e equitatividade, com dominância de Mediomastus capensis, Prionospio sp. e Aricidea cf. catharinae. Tais espécies foram as mais abundantes em ambas as áreas, revelando seu comportamento de oportunistas e tolerantes, e atuando como bioindicadores de um ambiente sob alterações físicas e químicas. As razões C/N e os marcadores orgânicos geoquímicos mostraram que a matéria orgânica que adentra a Baía de Santos é essencialmente terrígena, enquanto na plataforma continental adjacente observou-se contribuições alóctones, provenientes principalmente do fito- e zooplâncton oceânico. Tais resultados sugerem não haver influência direta do material exportado pelo complexo estuarino da Baixada Santista, quer orgânico ou inorgânico, sobre o ambiente de plataforma adjacente. / The aim of the present work was to verify the spacial and vertical Polychaeta distribution in sediment samples of Santos Bay and adjacent continental shelf by analyzing physicochemical characteristics, granulometric pattern, chemical compounds concentration and metallic elements. Parallely, it looked for determining the organic matter origin by C/N/S content and geochemical organic biomarkers to identify a possible influence of Santos estuarine complex on adjacent continental shelf. The area of study is located on the SE Brazilian coastline, São Paulo, close to the largest commercial harbour and industrial centre in South America, besides receiving considerable amount of urban sewage from Santos and São Vicente cities. Between 2004/2005 sediment samples were taken at 8 plots during 4 oceanographic surveys, whereas 6 plots were sampled on continental shelf in the Winter/2005 and Summer/2006. Physical parameters, dissolved oxygen and nutrient concentrations were measured at all stations. Sediment samples for biological study and granulometry, besides organic carbon content, total nitrogen, total sulphur, faecal sterols and biomarkers hydrocarbons (aliphatic, aromatic, LABs), organochlorinateds (PCBs) and metals were collected with a 0,09m2 box-corer. The results pointed out that fine sediments predominated in both central region of Santos bay and near the transition area between bay mouth and adjacent shelf, being responsible for the high content of metal (Pb, Zn, Cr), hydrocarbons, PCBs and faecal sterols provenient of the urban discharge, dredging activities in the harbour channel and atmosphere contribution. Consequently, density, species richness, diversity and evenness were low with dominance of Mediomastus capensis, Prionospio sp. and Aricidea cf. catharinae. These species were abundant in both areas revealing their opportunistic and tolerant behaviour, and its role as bioindicators of environments under chemical and physical changes. The C/N ratios and organic geochemical biomarkers showed that the organic matter deposited in Santos bay is essentially terrigenous, while on continental shelf the contribution comes from the open ocean as fito- and zooplankton. The data also suggest that there is no direct influence of material, organic or not, exported by the estuarine complex to the adjacent continental shelf environment.

O nitrogênio tem sido indispensável na formação, manutenção e recuperação de pastagens e seu efeito tem mostrado ser dependente do suprimento de enxofre, pela relação desses nutrientes no metabolismo vegetal. Objetivou-se: a) estudar combinações de doses de nitrogênio e de enxofre em solo suportando capim-Braquiária (Brachiaria decumbens) em degradação; b) avaliar o efeito do nitrogênio e do enxofre na eficiência no uso de água pelo capim; c) caracterizar as formas de nitrogênio e de enxofre no solo, antes, durante e após as adubações desses nutrientes; d) determinar a influência das combinações desses nutrientes em características nutricionais e produtivas do capim em recuperação. Coletaram-se amostras com plantas + solo em cilindros de 15 cm de diâmetro e 20 cm de profundidade num Neossolo Quartzarênico de uma pastagem em degradação. Utilizaram-se cinco doses de nitrogênio (0; 100; 200; 300 e 400 mg dm-3) e cinco doses de enxofre (0; 10; 20; 30 e 40 mg dm-3), combinadas em estudo de superfície de resposta baseado em desenho experimental composto central modificado de um fatorial 52 fracionado. Realizaram-se três cortes nas plantas com intervalos regulares de 30 dias. O fornecimento simultâneo de nitrogênio e enxofre na adubação aumentou a área foliar e a produção de massa seca, o número de perfilhos e melhorou a eficiência no uso de água pelo capim. A adubação com nitrogênio teve efeito isolado para o número de perfilhos e produção de massa seca no segundo e no terceiro crescimentos. O número de folhas foi influenciado pelas doses de nitrogênio e de enxofre de forma isolada, no primeiro crescimento e pelas doses de nitrogênio no segundo e no terceiro crescimentos. As relações entre as doses de nitrogênio e as de enxofre para as máximas produções foram de maneira geral em torno de 10:1. A adubação nitrogenada resultou em aumento na produção de massa, o comprimento e a superfície das raízes. O valor SPAD dependeu da combinação de doses de nitrogênio e de enxofre apenas no primeiro crescimento e teve efeito do nitrogênio no segundo e no terceiro crescimentos. As concentrações de nitrogênio e de enxofre no capim atingiram máximos valores nas doses mais elevadas. A baixa relação N:S de 7:1 no capim na não aplicação de nitrogênio indicou maior demanda de nitrogênio do que de enxofre. A interação entre as doses de nitrogênio e de enxofre não foi significativa para as características químicas avaliadas no solo. O pH do solo diminuiu quando o nitrogênio foi aplicado. A matéria orgânica no solo não variou após três períodos de crescimento do capim. A adubação com nitrato de amônio aumentou os teores de nitrogênio total, nitrogênio nítrico e nitrogênio amoniacal no solo. O teor de nitrogênio na forma amoniacal foi superior ao da forma nítrica no solo. A adubação com sulfato de cálcio aumentou os teores de enxofre total e de enxofre sulfato no solo. A aplicação principalmente de nitrogênio, mas também de enxofre, influenciou o estádio nutricional do capim-Braquiária e conseqüentemente a sua recuperação. / Nitrogen is required for pastures establishment, maintenance and production recovery, and its effect has depended on sulphur supply, for the relationship between these nutrients in plant metabolism. The objectives were: a) to study the combinations between nitrogen and sulphur rates in soil with Signal grass (Brachiaria decumbens) under degradation; b) to evaluate the effect of nitrogen and sulphur on the water use efficiency by grass; c) to determine the nitrogen and sulphur in the soil, before, in the course of the combinations between these nutrients on productive and nutritional characteristics of the recovering grass. Samples of plants plus soil were collected in cylinders of 15 cm diameter and 20 cm depth from an Entisol with a degrading pasture. Five rates of nitrogen (0; 100; 200; 300 and 400 mg dm-3) were combined with five rates of sulphur (0; 10; 20; 30 and 40 mg dm-3) in a response surface methodology based on a central composite design modified from a fractional 52 factorial. Three harvests were done after each 30 days of plants growth. The supply of nitrogen and sulphur together increased Signal grass leaf area, dry matter yield, number of tillers and improved the water use efficiency by the grass. Nitrogen rates had effects on the number of tillers and dry matter yield at the second and third harvests of the grass. The number of leaves was changed by both nitrogen and sulphur rates at the first growth, and by nitrogen rates at the second and third growths. Maximum dry matter yields were attained when nitrogen and sulphur rates were at about 10:1 ratio. Nitrogen supply affected grass roots by increasing roots dry weight, length and surface. SPAD values changed with combined rates of nitrogen and sulphur at the first growth, and with nitrogen rates at the second and third growths. Nitrogen and sulphur concentrations were at maximum when maximum rates of these nutrients were applied. The low 7:1 N:S ratio in the grass with no nitrogen supply suggested higher demand for nitrogen than sulphur. The interaction between nitrogen and sulphur rates was not significant for the evaluated soil chemical parameters. Soil pH decreased when nitrogen was applied. Soil organic matter content did not change after the growth periods of the grass. Ammonium nitrate supply resulted in increases in total nitrogen, nitrate and ammonium in the soil. Ammonium concentration in the soil was higher than nitrate. Calcium sulphate application resulted in increases in total sulphur and sulphate-sulphur in the soil. The application of mainly nitrogen, but also of sulphur, affected the nutritional status of Signal grass, and its recovery.

O presente trabalho teve por objetivo estudar a especiação química dos principais elementos potencialmente tóxicos (Co, Cr, Cu, Zn, Cd, Ni e Pb), presentes nos sedimentos fluviais das bacias de drenagem dos rios Jundiaí e Capivari (SP) da nascente até à foz, identificando as ocorrências de origem naturais e antrópicas, utilizando diversos critérios de toxicidade e parâmetros de controle. A determinação da concentração total dos elementos, obtidas a partir do método da fusão alcalina, permitiu avaliar os critérios de toxicidade considerando os valores-guia de qualidade de sedimentos (VGQS), bem como os fatores de enriquecimento (EF) e índices de geo-acumulação (Igeo) tendo como base o fundo geoquímico natural regional (FGNR). A biodisponibilidade foi analisada para os elementos potencialmente tóxicos, de acordo com o processo da extração sequencial seletiva bem como pela relação entre sulfetos volatilizados após ataque ácido a frio (AVS) e extração simultânea de metais (SEM). A origem da matéria orgânica presente nos sedimentos fluviais foi identificada através da comparação com parâmetros de referência em base isotópica (?13C). Em termos de toxicidade dos elementos estudados, o uso de referências globais (médias mundiais) indicaram valores superestimados para Cd e subestimados para Cu (JM) em relação ao FGNR, mostrando a importância da ponderação da formação geogênica na avaliação de classes de contribuição antrópica em sedimentos de fundo fluvial. Foi possível observar coerência entre os critérios de toxicicidade utilizados (EF e Igeo), destacando na bacia do rio Jundiaí, contribuição antrópica de Cu e Zn, principalmente em JM. Já na bacia do rio Capivari foi constatado contribuição antrópica Pb em CF. Os resultados obtidos empregando o método AVS e SEM na avaliação da biodisponibilidade dos elementos potencialmente tóxicos utilizando o critério (SEM - AVS) / Corg > 130, mostraram não haver biodisponibilidade dos elementos nos sedimentos de fundo amostrados. Quando utilizando a extração sequencial seletiva, resultados apresentaram a biodisponibilidade de Cu, Zn e Pb na maioria das estações de amostragem estudadas, sendo o Cu ligado à fração da matéria orgânica (S4), Zn e Pb à fração de óxidos de ferro e manganês (S3). Quanto à origem da matéria orgânica nos sedimentos finos em suspensão (FSS) dessas bacias, revelaram-se associada ao material erosivo (solos da bacia) nos períodos chuvosos e aos efluentes domésticos no período de estiagem, e nos sedimentos de fundo a origem da matéria orgânica apresentou-se relacionada principalmente aos efluentes domésticos / The aim of the current work was to study the chemical speciation of the main potentially toxic elements (Co, Cr, Cu, Zn, Cd, Ni e Pb) present in fluvial sediments from the drainage basins in the Jundiaí and Capivarí Rivers (São Paulo State), from their headwaters until the river mouth, identifying the natural causes and anthropic occurrences using various toxicity criterions and control parameters. The purpose of total concentration of the elements, acquired from the alkaline fusion method, permitted to evaluate the toxicity criterions considering the values of sediment quality guidelines (SQGs) as well as the enrichment factors (EF) and geo-accumulation index (Igeo) based on the natural regional chemical fund (FGNR). The bioavailability evaluation was analyzed for the potentially toxic elements, according to the selective sequel extraction as well as for the relation among volatilized sulfide after a cold attack with acid (AVS) and the simultaneous metal extraction (SEM). The organic matter origin present in the river sediments was identified through the comparison between the reference parameters in isotopic basis (?13C). In terms of toxicity of the studied elements, the use of global references (world averages) shows overestimated values to Cd and underestimated to Cu (JM) according to FGNR, showing the importance of ponderation of geogenic formation in the evaluation of anthropic contribution classes in river bottom sediments. It was possible to note the coherence among the criterions of toxicity used (EF e Igeo), highlighting in the basin of Jundiaí River, anthropic contribution of Cu and Zn, mainly in JM. In the basin of Capivari River, it was possible to verify the anthropic contribution Pb in CF. The results obtained using the AVS and SEM methods in the evaluation of bioavailability of the potentially toxic elements using the criterion (SEM - AVS) / Corg > 130, showed that there isn\'t bioavailability of the elements in the sediments of sampled river bottoms. On the other hand, using the sequel selective extraction, the results present bioavailability of Cu, Zn and Pb in most of the studied monitoring stations, the Cu linked to the organic matter fraction (S4), Zn and Pb linked to the iron oxide and manganese fraction (S3). In addition, the origin of organic matter in the fine sediments of suspension (FSS) in Jundiaí and Capivarí Rivers turned out to be associated to the erosive material (soil of basin) in the rainy periods and to the domestic effluents in the dry periods, and in the bottom sediments, the origin of the organic matter turned out to be related mainly to the domestic effluents

A matéria orgânica e a biomassa microbiana do solo consistem em sensíveis indicadores de qualidade do solo e de seus estoques de carbono e nitrogênio que, juntamente com a textura, têm auxiliado na escolha de formas de manejo agronômico mais sustentáveis. Os métodos disponíveis para a determinação da matéria orgânica (Walkley-Black modificado da EMBRAPA SOLOS, 1997) e da biomassa microbiana (Vance et al., 1987a) têm sido largamente utilizados, porém possuem alguns inconvenientes como a geração de resíduos altamente tóxicos e a grande demanda de tempo para analisar um pequeno número de amostras. A espectroscopia, por sua vez, tem se mostrado uma alternativa mais rápida e limpa para a identificação e quantificação de compostos orgânicos. Por esse motivo, este trabalho teve como objetivo testar métodos espectroscópicos, tanto no infravermelho próximo (NIRS) quanto no médio com refletância difusa (DRIFTS), com o uso de calibração multivariada, para a quantificação destes indicadores. Os teores de argila, silte, areia, carbono orgânico total e carbono microbiano, assim como o quociente microbiano (CMIC/COT), foram espectrometricamente preditos de modo satisfatório. Em geral, obtiveram-se melhores resultados utilizando DRIFTS. / Organic matter and microbial biomass are sensible ways to indicate soil quality as well as carbon and nitrogen stocks. These properties, added to clay, silt and sand contents, have been helped to choose sustainable agronomic soil managements. Current methods for organic matter (Walkley-Black modified by EMBRAPA SOLOS, 1997) and microbial biomass (Vance et al., 1987a) determinations have been widely used despite the generation of toxic waste and large time requirement for analyzing a small number of samples. Spectroscopy, in turn, has been shown a clean and rapid alternative method for this purpose. Thus, the aim of the study was to evaluate the near-infrared reflectance spectroscopy (NIRS) and the mid-infrared diffuse reflectance spectroscopy (DRIFTS) on soil organic matter, microbial biomass and texture determination. Clay, silt, sand, total organic carbon and microbial carbon contents as even as microbial quotient are accurately quantified by infrared spectroscopy. In general, DRIFTS provided better results.

Les activités anthropiques ont apporté des changements majeurs à notre système global. Par ailleurs, la matière organique dissoute(MOD) du littoral a une grande influence sur le cycle global du carbone et donc sur le changement climatique. L'apport côtier enMOD représente la matière organique terrestre. Les rivières urbanisées sont fortement impactées par la MOD anthropiqueprovenant des usines de traitement des eaux usées. La MOD chromophorique est un sous-groupe de la MOD qui peut absorber lalumière. La MOD fluorescente est à son tour un sous-groupe de la MOD chromophore. Le signal de fluorescence de la MODanthropogénique dans la zone côtière n'est pas bien caractérisé et évalué dans la littérature. Les dégradations induites parphotochimie et les changements au niveau moléculaire sont peuvent de plus influencer la MOD. Dans la présente étude, plusieursexpériences d'irradiation solaire ont été menées avec plusieurs modes de filtration de mélange d’eau de rivière, d’eau de mer et d'uneffluent de station de traitement des eaux usées dans le but de trouver un signal spécifique de fluorescence comme un traceur de laMOD anthropique en utilisant les matrices d'émission d'excitation de la spectroscopie de fluorescence (EEMs) couplées à latechnique statistique chimiométrique de l'analyse factorielle parallèle CP/PARAFAC. Un modèle de régression multilinéaire a étédéveloppé entre la contribution des composantes CP/PARAFAC et la composition du mélange. La cinétique des paramètres derégression multilinéaire a également été étudiée. Des suivis géographiques de l'évolution du signal de fluorescence dans la rivièreGapeau jusqu'à la mer ont été menées ainsi qu’une étude temporelle du signal de fluorescence. Le modèle de régressionmultilinéaire développé a été appliqué pour modéliser les résultats des expériences de champs géographiques et temporelles. Lesrésultats ont montré que le modèle de régression multilinéaire est excellent. Par contre la recherche d'un signal ou d'une signaturede fluorescence spécifique pour l'eau de rivière, les stations d'épuration des eaux usées ou l'eau de mer n'a pas pu être réalisée dansce travail. Dans la zone côtière affectée par l'homme, les matières organiques fluorescentes résiduelles proviennent principalementsinon uniquement de l'usine de traitement des eaux usées, et aucun signal spécifique provenant de l'eau de mer n'a pu être détectéprès de la côte. / Anthropogenic activities have done major changes to our global system. The coastal dissolved organic matter has great influenceon the global carbon cycle and hence climate change. The riverine input of dissolved organic matter represents the terrestrialorganic matter. Urbanized rivers is greatly impacted by the anthropogenic dissolved organic matter coming from wastewatertreatment plants . Chromophoric dissolved organic matter is a subgroup of the dissolved organic matter which can absorb light.Fluorescent dissolved organic matter in turn is a subgroup of the chromophoric dissolved organic matter .The fluorescence signalof the anthropogenic dissolved organic matter in the coastal zone is not well characterized and evaluated in the literature.Photochemically induced degradations and changes at the molecular level is considered to be a great process which could influencethe dissolved organic matter . In the present study, Laboratory mixing experiments several sunlight irradiation experiments wereconducted with several modes of filtration of three endmember mixing components ( River water, Sea water , wastewater treatmentplant effluent discharge) with the objective of finding a specific signal of fluorescence which could be a tracer of the anthropogenicdissolved organic matter through using the fluorescence spectroscopy excitation emission matrices (EEMs) coupled with thechemometric statistical technique of Parallel Factor analysis CP/PARAFAC. Moreover, multilinear regression model between thecontribution of CP/PARAFAC components and two content fraction of River water and Seawater endmember was developed. Inaddition the kinetics of the multilinear regression parameters were investigated. On top of that , geographical investigations of theevolution of fluorescence signal in the Gapeau river till the sea were conducted. Furthermore, Temporal investigation of thefluorescence signal for four water points in the pathway of Gapeau river were done. The multilinear regression model developedwas applied to model the results of the geographical and temporal field experiments. Results have shown that Multilinearregression model for contribution of CP/PARAFAC components is excellent and could be done for the three endmembers. Inaddition the search for specific fluorescence signal or signature for river water, wastewater treatment plants and sea water couldn’tbe done in this work. In human impacted coastal zone, residual fluorescent organic matter come from wastewater treatment plant,and no specific signal from sea water could be detected near the coast.

A estrutura da comunidade e a diversidade fúngica do solo sob a copa de quatro espécies arbóreas (Ocotea dispersa, Ocotea teleiandra, Mollinedia schottiana e Tabebuia serratifolia), no Parque Estadual de Carlos Botelho (PECB), foram examinadas em duas estações climáticas distintas, utilizando-se PCR-DGGE e sequenciamento de bibliotecas de clones da região ITS do rDNA. As relações entre as estruturas das comunidades fúngicas, a concentração de carbono na biomassa microbiana (CBM), os atributos químicos do solo e as diferentes frações da matéria orgânica do solo (MOS), foram avaliadas utilizando-se análise de redundância. O valores de pH, MO, C, Ca, V% e Al apresentaram diferenças significativas no solo sob a copa das diferentes espécies de árvores amostradas. Os maiores valores de pH, MO, C, Ca e V% foram observados sob a copa de O. dispersa, enquanto que as maiores concentrações de Al foram observadas no solo sob a copa de O. teleiandra. A concentração de ácidos húmicos (AH) foi significativamente maior no solo sob a copa de O. dispersa. A concentração de CBM foi maior na época de baixa pluviosidade, independente da espécie vegetal. As estruturas das comunidades fúngicas dos solos sob a copa das quatro diferentes espécies de árvores analisadas mostrou comunidades distintas no solo sob a copa de cada espécie de árvore avaliada. As estruturas das comunidades fúngicas mostraram também variação em relação à pluviosidade. A estimativa de riqueza de UTOs, com base no sequenciamento de clones da região ITS do rDNA, foi significativamente diferente entre as amostras analisadas. Com base no índice de Shannon, a diversidade fúngica no solo sob a copa de Ocotea dispersa foi maior do que no solo sob a copa das demais espécies de árvores. A afiliação filogenética das UTOs mostrou a ocorrência dos filos Basidiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Chytridiomycota e Glomeromycota, em ordem de abundância, além de fungos não-cultivados que compreenderam 25% das sequências analisadas. UTOs relacionadas ao filo Basidiomycota foram as mais abundantes no solo sob a copa das quatro espécies arbóreas analisadas (67% em MS, 59% em OT, 66% em TS e 57% em OD). Nesse filo, as UTOs representando Cryptococcus podzolicus e Trichosporon sporotrichoides foram as mais abundantes. De Zygomycota, UTOs afiliadas ao gênero Mortierella foram mais abundantes. Dessa forma, pode-se concluir que a diversidade e a estrutura de comunidades de fungos no solo depende da espécie vegetal crescendo no mesmo, e podem estar associadas aos teores de matéria orgânica, nitrogênio e saturação por bases. / The community structure and diversity of fungi in soil under the canopy of four tree species (Ocotea dispersa, Ocotea teleiandra, Tabebuia serratifolia, and Mollinedia schottiana), in the Carlos Botelho State Park (PECB) were examined in two different seasons, using PCR-DGGE and rDNA ITS region clone library sequencing. The relationships between fungal community structures, concentration of microbial biomass carbon (MBC), soil chemical properties, and different fractions of soil organic matter (SOM) were evaluated using redundance analysis. The pH, OM, C, Ca, Al, and V% showed significant differences in soil under the canopy of different species of trees. The highest values of pH, OM, C, Ca, and V% were observed under the O. dispersa canopy, while the highest concentrations of Al were observed in the soil under the O. teleiandra canopy. The concentration of humic acid (HA) was significantly higher in soil under the canopy of O. dispersa. The concentration of MBC was higher in the low rain precipitation season, regardless of plant species. The fungal community structures observed in soil under the canopies of the studied tree species were distinct in each soil microenvironment. The fungal community structures also showed variation with the variation in rain precipitation. The estimated OTU richness based on the sequencing of clones of the rDNA ITS region was significantly different between samples. Based on the Shannon diversity index, the fungal diversity in soil under the canopy of Ocotea dispersa was higher than in soil under the canopy of other tree species. The phylogenetic affiliation of OTUs showed the occurrence of phyla Basidiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Chytridiomycota and Glomeromycota, in order of abundance, and non-cultivated fungi that comprised 25% of the analyzed sequences. OTUs related to the phylum Basidiomycota were more abundant in soil under the canopies of all studied tree species (67% in MS, 59% in OT, 66% in TS and 57% in OD). In this phylum, OTUs affiliated to Cryptococcus podzolicus and Trichosporon sporotrichoides were the most abundant. From Zygomycota, OTUs affiliated to the genus Mortierella were more abundant. It can be concluded that the fungal diversity and community structure in the soil depends on the plant species growing in it, and may be associated with the concentration of organic matter, nitrogen, and base saturation.

A estrutura da comunidade e a diversidade fúngica do solo sob a copa de quatro espécies arbóreas (Ocotea dispersa, Ocotea teleiandra, Mollinedia schottiana e Tabebuia serratifolia), no Parque Estadual de Carlos Botelho (PECB), foram examinadas em duas estações climáticas distintas, utilizando-se PCR-DGGE e sequenciamento de bibliotecas de clones da região ITS do rDNA. As relações entre as estruturas das comunidades fúngicas, a concentração de carbono na biomassa microbiana (CBM), os atributos químicos do solo e as diferentes frações da matéria orgânica do solo (MOS), foram avaliadas utilizando-se análise de redundância. O valores de pH, MO, C, Ca, V% e Al apresentaram diferenças significativas no solo sob a copa das diferentes espécies de árvores amostradas. Os maiores valores de pH, MO, C, Ca e V% foram observados sob a copa de O. dispersa, enquanto que as maiores concentrações de Al foram observadas no solo sob a copa de O. teleiandra. A concentração de ácidos húmicos (AH) foi significativamente maior no solo sob a copa de O. dispersa. A concentração de CBM foi maior na época de baixa pluviosidade, independente da espécie vegetal. As estruturas das comunidades fúngicas dos solos sob a copa das quatro diferentes espécies de árvores analisadas mostrou comunidades distintas no solo sob a copa de cada espécie de árvore avaliada. As estruturas das comunidades fúngicas mostraram também variação em relação à pluviosidade. A estimativa de riqueza de UTOs, com base no sequenciamento de clones da região ITS do rDNA, foi significativamente diferente entre as amostras analisadas. Com base no índice de Shannon, a diversidade fúngica no solo sob a copa de Ocotea dispersa foi maior do que no solo sob a copa das demais espécies de árvores. A afiliação filogenética das UTOs mostrou a ocorrência dos filos Basidiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Chytridiomycota e Glomeromycota, em ordem de abundância, além de fungos não-cultivados que compreenderam 25% das sequências analisadas. UTOs relacionadas ao filo Basidiomycota foram as mais abundantes no solo sob a copa das quatro espécies arbóreas analisadas (67% em MS, 59% em OT, 66% em TS e 57% em OD). Nesse filo, as UTOs representando Cryptococcus podzolicus e Trichosporon sporotrichoides foram as mais abundantes. De Zygomycota, UTOs afiliadas ao gênero Mortierella foram mais abundantes. Dessa forma, pode-se concluir que a diversidade e a estrutura de comunidades de fungos no solo depende da espécie vegetal crescendo no mesmo, e podem estar associadas aos teores de matéria orgânica, nitrogênio e saturação por bases. / The community structure and diversity of fungi in soil under the canopy of four tree species (Ocotea dispersa, Ocotea teleiandra, Tabebuia serratifolia, and Mollinedia schottiana), in the Carlos Botelho State Park (PECB) were examined in two different seasons, using PCR-DGGE and rDNA ITS region clone library sequencing. The relationships between fungal community structures, concentration of microbial biomass carbon (MBC), soil chemical properties, and different fractions of soil organic matter (SOM) were evaluated using redundance analysis. The pH, OM, C, Ca, Al, and V% showed significant differences in soil under the canopy of different species of trees. The highest values of pH, OM, C, Ca, and V% were observed under the O. dispersa canopy, while the highest concentrations of Al were observed in the soil under the O. teleiandra canopy. The concentration of humic acid (HA) was significantly higher in soil under the canopy of O. dispersa. The concentration of MBC was higher in the low rain precipitation season, regardless of plant species. The fungal community structures observed in soil under the canopies of the studied tree species were distinct in each soil microenvironment. The fungal community structures also showed variation with the variation in rain precipitation. The estimated OTU richness based on the sequencing of clones of the rDNA ITS region was significantly different between samples. Based on the Shannon diversity index, the fungal diversity in soil under the canopy of Ocotea dispersa was higher than in soil under the canopy of other tree species. The phylogenetic affiliation of OTUs showed the occurrence of phyla Basidiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Chytridiomycota and Glomeromycota, in order of abundance, and non-cultivated fungi that comprised 25% of the analyzed sequences. OTUs related to the phylum Basidiomycota were more abundant in soil under the canopies of all studied tree species (67% in MS, 59% in OT, 66% in TS and 57% in OD). In this phylum, OTUs affiliated to Cryptococcus podzolicus and Trichosporon sporotrichoides were the most abundant. From Zygomycota, OTUs affiliated to the genus Mortierella were more abundant. It can be concluded that the fungal diversity and community structure in the soil depends on the plant species growing in it, and may be associated with the concentration of organic matter, nitrogen, and base saturation.

A qualidade da água do rio Paraíba do Sul se encontra bastante comprometida, principalmente, devido ao despejo de efluentes domésticos contendo nutrientes, que em excesso, favorecem o crescimento desordenado de macrófitas aquáticas. Logo, este trabalho teve por objetivo iniciar um levantamento florístico para caracterizar a comunidade de macrófitas aquáticas no rio Paraíba do Sul, relacionando a diversidade dessas espécies com os níveis de nutrientes na água e no sedimento. As coletas foram realizadas em oito pontos inseridos no trecho médio superior desse rio, sendo uma no período de seca e outra no período chuvoso. Amostras de água foram analisadas quanto ao pH, condutividade, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), sólidos totais, fósforo total e coliformes termotolerantes. E as amostras de sedimento, quanto ao fósforo total, ao teor de nitrogênio orgânico total e de matéria orgânica. A Análise de Componentes Principais (ACP), assim como, a Análise de Clusters (Dendograma), foram utilizadas, através do software Palaeontological Statistics (PAST-2.17), para indicar os parâmetros físicos e químicos, que melhor explicassem a variação da diversidade de espécies de macrófitas entre os pontos de coleta. Os pontos que apresentaram os menores níveis de nutrientes e de matéria orgânica nas amostras de água e sedimento foram os que apresentaram os maiores níveis de oxigênio dissolvido na água e a maior diversidade de macrófitas aquáticas. Nos oito pontos amostrados, foram identificadas 18 famílias, 23 gêneros e 26 espécies de macrófitas aquáticas. No geral, as áreas amostradas apresentaram bancos de macrófitas repetitivas, prevalecendo Echinochloa polystachya e Polygonum lapathifolium (L.), como plantas marginais emergentes; Lemna sp., Limnobium laevigatum (Humb. & Bonpl. Ex Willd.), Salvinia auriculata (Aubl.), Pistia stratiotes (L.) e Eichornia crassipes (Mart.), como plantas flutuantes; Ceratophyllum demersum (L.), como submersa livre. / Water quality of the Paraíba do Sul River is greatly impaired, mainly because the discharge of domestic effluents containing nutrients, which in excess, favoring uncontrolled growth of aquatic weeds. Therefore, this study aimed to start a floristic survey to characterize the community of aquatic macrophytes in the Paraíba do Sul River, linking the diversity of these species with nutrient levels in water and sediment. The collections were made in eight points inserted in the upper middle section of this river, one in the dry season and another in the rainy season. Water samples were analyzed for pH, conductivity, dissolved oxygen, biochemical oxygen demand (BOD), total solids, total phosphorus and fecal coliform. And the sediment samples, for total phosphorus, total organic content of nitrogen and organic matter. The Principal Component Analysis (PCA), as well as the Cluster Analysis (dendogram), were used by the Palaeontological Statistics Software (PAST- 2.17), to indicate the physical and chemical parameters that best explain the variation in species diversity of macrophytes between the collection points. The points, which had the lowest levels of nutrients and organic matter in water and sediment samples, were those with the highest levels of dissolved oxygen and greater diversity of macrophytes. In the eight sampled points, 18 families, 23 genera and 26 species of aquatic macrophytes were identified. Overall, the areas sampled showed banks repetitive macrophyte prevailing Echinochloa polystachya and Polygonum lapathifolium (L.), emerging as marginal plants; Lemna sp, Limnobium laevigatum (Humb. & Bonpl Ex Willd.), Salvinia auriculata ( Aubl.), Pistia stratiotes (L.) and Eichhornia crassipes (Mart.) as floating plants; Ceratophyllum demersum (L.) as a free submerged.