The aim of the diploma thesis was a statistical evaluation of the impact of farming methods and the land cover on hydrochemical parameters of surface waters. The area for the evaluation is located in Novohradsko and consist of lower and upper parts of the basin of Vackovy potok and a lower part of Pasecky potok. The area was chosen to include different landscape managements (arable soil, forest and meadows). Due to this fact, it is possible to compare the impact of the management on values of the chosen hydrochemical parameters, which were conductivity, N NO3-, TOC, NL105 and the outflow. Based on the results, it is possible to say that the surface waters from the intesively farmed part of the basin of Vackovy potok have the higher values of all chosen parameters compared to the forest basin or the meadow basin. There was a trend of the increase of the outflow and the values N NO3- in the surface waters always one day after a heavy rainfall. Overall, it is possible to claim that the arable soil has reduced abilities of the retention. This is supported by the large water drainage from the agricultural area.

O Complexo Lagunar, localizado no litoral sul do estado de Santa Catarina, é formado pelo sistema lagunar Santo Antônio - Imaruí - Mirim. Desde o ano de 2000 vem sendo constituído nessa área o maior conjunto de empreendimentos carcinícolas no sul do país, através do cultivo da espécie Litopenaeus vannamei. Esse trabalho tem por objetivo principal avaliar a qualidade das águas utilizadas nas fazendas de criação de camarão no complexo Lagunar , assim como dos efluentes gerados pela carcinicultura, com o intuito de proporcionar subsídios úteis ao planejamento sustentável dessa atividade na região. A realização desse estudo pode ser dividida em duas etapas. A primeira refere-se às pesquisas bibliográfica e documental, onde se procurou contextualizar e aprofundar os temas propostos como o panorama da carcinicultura, o uso da água e a geração de efluentes pela criação de camarões marinhos e legislação brasileira referente à carcinicultura e usos da água no país. A segunda etapa referese à pesquisa experimental, onde, através do acompanhamento de um empreendimento de carcinicultura na lagoa do Imaruí entre os anos de 2003 e 2006, foi possível monitorar uma fazenda que cultiva camarões nessa região através de duas campanhas de coleta das águas utilizadas no cultivo e dos efluentes gerados por ele. A análise dos gerados pelas duas etapas apontou alguns resultados como: i) fatores econômicos propiciaram a expansão da carcinicultura no entorno do Complexo Lagunar, como o aumento do mercado consumidor e a infra-estrutura já existente para a venda do camarão nativo das lagoas. Com isso, em poucos anos, a região passou a ser a maior produtora de camarões cultivados em viveiros em Santa Catarina; ii) os resultados dos parâmetros físico-químicos e bacteriológicos das campanhas realizadas entre 1992 e 1993 indicaram que as águas utilizadas nos cultivos estão prejudicadas por concentrações significativas de metais (principalmente Ferro, Alumínio e Magnésio) de nutrientes (Nitrato, Nitrito e Sulfeto) e bactérias (Coliformes Fecais) devido ao uso e ocupação do solo em que se encontra o sistema lagunar; e iii) os dados das campanhas realizadas na lagoa do Imaruí em janeiro e abril de 2006 apontaram que as águas utilizadas no cultivo estão comprometidas com Nitrogênio Amoniacal e Fósforo e a do efluente com Fósforo, Nitrogênio Amoniacal e Nitrato. A partir desses resultados pode-se concluir que as águias superficiais do Complexo Lagunar já estavam comprometidas antes da implantação da carcinicultura na região, porém, os dados analíticos indicaram que existe uma contribuição de nutrientes emitidos pelos efluentes sobre as águas das lagoas. / The Lagoon Complex located on the southern coastline of the State of Santa Catarina, Brazil, is composed of the Santo Antonio - Imaruí - Mirim Lagoon System. Ever since 2000, this area has been the setting for the largest group of shrimp (Litopenaeus vannamei) farming businesses in southern Brazil. The main objective of this work is to evaluate the quality of the waters that are used at these shrimp farms, coming from the Lagoon Complex as well as the related carcinoculture effluents, with the intention of offering useful information for the sustainable planning of the activity in this region. This study could be divided in two stages. The first reviews the bibliographic references and documents, contextualizing and investigating basic related issues such as carcinoculture scenarios; water usage and the generation of effluents from marine shrimp farming; and Brazilian legislation related to carcinoculture and water usage. The second stage refers to experimental research held between 2003 and 2006, in which, by means of undergoing two field campaigns to collect shrimp farm effluents, it was possible to monitor the activities of one of the Imaruí Lagoon shrimp farm businesses. On analyzing, both stages, among other results, were: i) that economic factors, such as the consumer market increase and the already existing infrastructure, owing to the native shrimp fishing activity, promoted the expansion of carcinocultre around the Lagoon Complex. Thus, the region became the largest shrimp farm complex of Santa Catarina; ii) the results of the physical - chemical and bacterial parameters of field campaigns held between 1992 and 1993 indicate that the waters used for shrimp farming were contaminated with significant concentrations of metals (principally Iron, Aluminum and Magnesium), nutrients (Nitrate, Nitrite, and Sulphate) and bacteria (Fecal Coliforms) due to the human occupation of the land defining the lagoon system; and iii) the data collected from the field campaigns held in January and April of 2006 indicate that the waters used for shrimp farming were contaminated with Ammoniacal Nitrogen and Phosphorous, and the related effluents having an Ammoniacal Nitrogen, Phosphorous and Nitrate load. Based on such results, the conclusion is that the Lagoon Complex surface waters were already compromised, prior to carcinocultre development in the region, but analytical data indicates that there is a nutrient contribution currently coming from shrimp farming in the Lagoon Complex.

O Complexo Lagunar, localizado no litoral sul do estado de Santa Catarina, é formado pelo sistema lagunar Santo Antônio - Imaruí - Mirim. Desde o ano de 2000 vem sendo constituído nessa área o maior conjunto de empreendimentos carcinícolas no sul do país, através do cultivo da espécie Litopenaeus vannamei. Esse trabalho tem por objetivo principal avaliar a qualidade das águas utilizadas nas fazendas de criação de camarão no complexo Lagunar , assim como dos efluentes gerados pela carcinicultura, com o intuito de proporcionar subsídios úteis ao planejamento sustentável dessa atividade na região. A realização desse estudo pode ser dividida em duas etapas. A primeira refere-se às pesquisas bibliográfica e documental, onde se procurou contextualizar e aprofundar os temas propostos como o panorama da carcinicultura, o uso da água e a geração de efluentes pela criação de camarões marinhos e legislação brasileira referente à carcinicultura e usos da água no país. A segunda etapa referese à pesquisa experimental, onde, através do acompanhamento de um empreendimento de carcinicultura na lagoa do Imaruí entre os anos de 2003 e 2006, foi possível monitorar uma fazenda que cultiva camarões nessa região através de duas campanhas de coleta das águas utilizadas no cultivo e dos efluentes gerados por ele. A análise dos gerados pelas duas etapas apontou alguns resultados como: i) fatores econômicos propiciaram a expansão da carcinicultura no entorno do Complexo Lagunar, como o aumento do mercado consumidor e a infra-estrutura já existente para a venda do camarão nativo das lagoas. Com isso, em poucos anos, a região passou a ser a maior produtora de camarões cultivados em viveiros em Santa Catarina; ii) os resultados dos parâmetros físico-químicos e bacteriológicos das campanhas realizadas entre 1992 e 1993 indicaram que as águas utilizadas nos cultivos estão prejudicadas por concentrações significativas de metais (principalmente Ferro, Alumínio e Magnésio) de nutrientes (Nitrato, Nitrito e Sulfeto) e bactérias (Coliformes Fecais) devido ao uso e ocupação do solo em que se encontra o sistema lagunar; e iii) os dados das campanhas realizadas na lagoa do Imaruí em janeiro e abril de 2006 apontaram que as águas utilizadas no cultivo estão comprometidas com Nitrogênio Amoniacal e Fósforo e a do efluente com Fósforo, Nitrogênio Amoniacal e Nitrato. A partir desses resultados pode-se concluir que as águias superficiais do Complexo Lagunar já estavam comprometidas antes da implantação da carcinicultura na região, porém, os dados analíticos indicaram que existe uma contribuição de nutrientes emitidos pelos efluentes sobre as águas das lagoas. / The Lagoon Complex located on the southern coastline of the State of Santa Catarina, Brazil, is composed of the Santo Antonio - Imaruí - Mirim Lagoon System. Ever since 2000, this area has been the setting for the largest group of shrimp (Litopenaeus vannamei) farming businesses in southern Brazil. The main objective of this work is to evaluate the quality of the waters that are used at these shrimp farms, coming from the Lagoon Complex as well as the related carcinoculture effluents, with the intention of offering useful information for the sustainable planning of the activity in this region. This study could be divided in two stages. The first reviews the bibliographic references and documents, contextualizing and investigating basic related issues such as carcinoculture scenarios; water usage and the generation of effluents from marine shrimp farming; and Brazilian legislation related to carcinoculture and water usage. The second stage refers to experimental research held between 2003 and 2006, in which, by means of undergoing two field campaigns to collect shrimp farm effluents, it was possible to monitor the activities of one of the Imaruí Lagoon shrimp farm businesses. On analyzing, both stages, among other results, were: i) that economic factors, such as the consumer market increase and the already existing infrastructure, owing to the native shrimp fishing activity, promoted the expansion of carcinocultre around the Lagoon Complex. Thus, the region became the largest shrimp farm complex of Santa Catarina; ii) the results of the physical - chemical and bacterial parameters of field campaigns held between 1992 and 1993 indicate that the waters used for shrimp farming were contaminated with significant concentrations of metals (principally Iron, Aluminum and Magnesium), nutrients (Nitrate, Nitrite, and Sulphate) and bacteria (Fecal Coliforms) due to the human occupation of the land defining the lagoon system; and iii) the data collected from the field campaigns held in January and April of 2006 indicate that the waters used for shrimp farming were contaminated with Ammoniacal Nitrogen and Phosphorous, and the related effluents having an Ammoniacal Nitrogen, Phosphorous and Nitrate load. Based on such results, the conclusion is that the Lagoon Complex surface waters were already compromised, prior to carcinocultre development in the region, but analytical data indicates that there is a nutrient contribution currently coming from shrimp farming in the Lagoon Complex.

Master of Science / Geology / Saugata Datta / The province (upazila) of Matlab in SE Bangladesh is highly affected with elevated concentrations of dissolved As content and widespread fecal contamination in untreated drinking waters. The study area is sedimentologically composed of thick floodplain deposits of Holocene age overlying Plio-Pleistocene grey fine to coarse sands with considerable clays (consisting of Dupi Tila formation). The goal of the current study is to understand the possible impact of co-occurrence of dissolved organic carbon (along with As release) and fecal indicator bacteria (e.g., E.coli) in aquifers from shallow to deep groundwater quality in this area. Nineteen groundwater (spanning a depth range of 14 to 240 m) samples and nine surface water samples (eight ponds and one canal in proximity to the piezometer nests) were collected from four different piezometric nests within north and south Matlab Upazila in Bangladesh during the monsoonal season (Jun-Jul 2014). The analyses of dissolved organic carbon (DOC) and its fluorescence properties indicate that the chemical character of DOC from shallow to intermediate groundwaters (<150 m) and surface water is dominated by more aromatic and humic materials than deeper groundwaters. Both groundwaters and surface waters may receive humic substances leached from soil and/or from the cellular constituents and exudates of indigenous aquatic organisms. Dissolved organic carbons in groundwater and surface waters are composed of predominantly UVA and UVC-humic like along with tryptophan like components. Only 15% of total C is modern carbon at shallowest depths (<30 m) in groundwaters. The recharge source of groundwaters is from local precipitation, with or without some evaporation before infiltration as depicted by the δ2H and δ¹⁸O variations and the water is infiltrating through mostly terrestrially derived weathered sediments into the aquifers. The type of water in the study area is Ca-Na-HCO₃⁻ type. More toxic and soluble As (III) is present in shallow groundwaters (<30 m). High concentrations of As (V) and As[subscript (t)] are observed high in shallow and intermediate depth wells (<150 m). The most probable number based on the Colilert test and qPCR result for E.coli suggest that unprotected surface waters are harbingers for high microbial population compared to hand pumped wells. However, the very low observed concentrations of cultured E. coli (<1-10 MPN/100 mL) and E. coli DNA (<40 Copies/100 mL) in the wells indicates that the abundance of E.coli cells decrease rapidly with residence time in oligotrophic aquifers. Thus, it may be suggested that more humic DOC in shallow and intermediate groundwaters may be involved in complexation or other biogeochemical reactions that may mobilize As in groundwater. The non-indigenous bacteria can be the primary producers of DOC in the aquifers which can be utilizing surface derived DOC.

Submitted by Valquíria Barbieri (kikibarbi@hotmail.com) on 2018-04-06T20:16:40Z No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Paulo Eduardo Reinach da Silva Gonçalves.pdf: 3069959 bytes, checksum: 7c8ac2afa091cf84c470aa2114a36f3f (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2018-04-23T18:32:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Paulo Eduardo Reinach da Silva Gonçalves.pdf: 3069959 bytes, checksum: 7c8ac2afa091cf84c470aa2114a36f3f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-23T18:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Paulo Eduardo Reinach da Silva Gonçalves.pdf: 3069959 bytes, checksum: 7c8ac2afa091cf84c470aa2114a36f3f (MD5) Previous issue date: 2014-03-28 / CAPES / A contaminação dos recursos hídricos está diretamente ligada às atividades antrópicas. Algumas dessas atividades estão relacionadas à presença de metais que uma vez na água causam grande preocupação, pois estes não possuem caráter de biodegradabilidade, podendo acumular na biota aquática e chegar a níveis elevados causando efeitos adversos para o ambiente e a saúde humana. As bacias do rio Cuiabá e São Lourenço são de grande importância, pois a água dos seus rios é utilizada para diversos usos, além de abrangerem as principais cidades de Mato Grosso e por serem afluentes do rio Paraguai, o principal rio formador do Pantanal. Frente ao exposto, o objetivo deste trabalho foi a determinação da concentração de Cu, Cr, Cd, Mn, Fe, Pb e Zn em águas superficiais e sedimentos de fundo de rio das bacias do Rio Cuiabá e São Lourenço, Mato Grosso, Brasil. Os metais nas amostras de água foram determinados por espectrometria de absorção Atômica em chama e por espectrometria de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado e, as amostras de sedimento por espectroscopia de absorção atômica em chama. Os resultados obtidos foram comparados com os valores máximos permitidos (VMP) pela Resolução no 357/2005 para a água doce de Classe II e pela Canadian Council of Ministers of the Environment (CCME) para os sedimentos. A análise de agrupamento hierárquica (AHA) revelou a existência de quatro agrupamentos para as amostras de água e dois agrupamentos para as amostras de sedimento. Com intuito de avaliar a qualidade dos agrupamentos foi realizada uma análise discriminante (AD) que mostrou uma classificação correta em 80% para as amostras de água e 79% para as amostras de sedimento. Além disso, a AD no modo “stepwise forward” mostrou que foi possível reduzir o número de variáveis avaliadas mantendo a mesma eficácia na classificação dos grupos. Gráficos de excedência mostraram que a maior parte dos resultados de concentração dos metais encontrados ficou abaixo do limite estabelecido pela legislação. Porém atenção deve ser dada para Pb e Cr que tanto nas amostras de água, quanto nas de sedimento foram encontrados valores de concentração acima do estabelecido pela legislação em alguns pontos da bacia do rio Cuiabá e São Lourenço, possivelmente proveniente de atividades antrópicas, como descartes de efluentes domésticos e industriais. / Contamination of water resources is directly linked to anthropic activities. Some of these activities can release metals in the environment which, once in the water, cause great concern since they are not biodegradable, can accumulate in the biota and so reach critical levels causing adverse effects to human health and to the environment. The watersheds of Cuiabá and São Lourenço rivers are of great importance since their water is applied to multiple uses, involving the main municipalities of Mato Grosso State. Moreover they are the main affluent of Paraguay river which is the most important contributor to the Pantanal of Mato Grosso. Thus, this study aimed to determine the concentration of Cu, Cr, Cd, Mn, Fe, Pb and Zn in surface water and riverbed sediment of Cuiabá and São Lourenço watersheds. Metals were analysed in water using flame atomic absorption spectrometry and inductive couple plasma emission spectrometry and in sediment using flame atomic absorption spectrometry. The metal concentrations in water were compared to the maximum allowed values established in the Resolution CONAMA n. 357/2005 for class II river waters while for sediments the values established by the Canadian Council of Ministers of the Environment (CCME) were used for comparison. The hierarchical cluster analysis revealed the existence of four groups regarding water quality and two groups of sediment. Discriminant analysis (DA) was applied to evaluate the grouping quality showing a correct classification of 80% of water and 79% of sediment samples. A análise de agrupamento hierárquica (AHA) revelou a existência de quatro agrupamentos para as amostras de água e dois agrupamentos para as amostras de sedimento. Moreover, DA in stepwise forward mode showed that it was possible to reduce the number of evaluated variables keeping the same efficiency in the groups classification. Exceedence curves showed that the majority of metal concentrations were below the limits established in the legislation. However, especial attention should be given to Pb and Cr that were detected in concentrations above these limits in water as well as in sediment samples in some sampling points, probably related to anthropic activities such as domestic and industrial effluents discharge.

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-05-20T18:11:19Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-05-20T18:11:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / O presente estudo tem como objetivo analisar os impactos da densa rede de reservatÃrios da bacia hidrogrÃfica do aÃude Pereira de Miranda (Pentecoste) na produÃÃo de sedimentos e capacidade de armazenamento hÃdrica do sistema. A bacia estudada localiza-se no Nordeste Brasileiro, no Estado do CearÃ, com uma Ãrea de aproximadamente 3.230 km2. Possui uma precipitaÃÃo mÃdia anual de 854 mm e evaporaÃÃo potencial mÃdia observada em tanque do tipo classe A à de 1.464 mm. O solo e a vegetaÃÃo predominante sÃo do tipo luvissolo e caatinga arbustiva aberta. Imagens de satÃlite de anos Ãmidos foram utilizadas para levantamento da aÃudagem na bacia. Foram identificadas unidades de erosÃo derivadas da sobreposiÃÃo de mapas dos parÃmetros da EquaÃÃo Universal de Perdas do Solo (EUPS), o que permitiu a estimativa da erosÃo localizada na bacia e identificaÃÃo de Ãreas potencialmente produtoras de sedimento. Um modelo simplificado foi utilizado para simular a propagaÃÃo de sedimentos pela densa rede de reservatÃrios da bacia. Para estimativa do assoreamento no reservatÃrio Pereira de Miranda, diferentes cenÃrios de estrutura do sistema foram considerados. Foi estimada uma taxa de erosÃo mÃdia na bacia de 59 t.ha-1.ano-1, sendo que 42% da Ãrea da bacia apresenta grau de erosÃo moderado. De acordo com o modelo, o assoreamento do reservatÃrio Pentecoste pode variar de 1,1 a 2,6% por dÃcada, dependendo do cenÃrio considerado. Observa-se ainda que os reservatÃrios de montante podem reter atà 58% do sedimento que chegaria ao aÃude Pereira de Miranda. Os reservatÃrios muito pequenos, com capacidade de atà 100.000 mÂ, embora representem apenas 1,83% da disponibilidade hÃdrica do sistema, sÃo capazes de reter quase 8% do total de sedimento produzido. AnÃlises de sensibilidade mostram que a capacidade de retenÃÃo de sedimentos nos reservatÃrios de montante pode variar de 20 a 58%, dependendo da estrutura do sistema quanto à existÃncia de reservatÃrios de diferentes classes de tamanho. Constata-se ainda que a taxa de reduÃÃo da capacidade de armazenamento hÃdrica do sistema em funÃÃo do assoreamento dos reservatÃrios de montante à relativamente maior do que a observada para o aÃude Pereira de Miranda, devido à retenÃÃo de sedimentos a montante. / The present study aims at analyzing the impacts of the dense reservoir network of the Pereira de Miranda catchment in its sediment yield and water storage capacity of the system. The studied area is located in the Brazilian Semiarid region, in the State of CearÃ, with an area of approximately 3230 km2. It has an average annual rainfall of 854 mm and an annual potential evaporation of 1464 mm. The predominant soil and vegetation type are luvissolo and open shrub caatinga. Satellite imageries from wet years were used to identify the reservoirs of the catchment. Erosion units were identified derived from map overlay of the parameters of the Universal Soil Loss Equation (USLE), which enables the estimation of sediment yield and the identification of areas with high sediment production. A simplified model was used to simulate the sediment routing through the dense reservoir network of the basin. For the estimation of sedimentation at the Pereira de Miranda Reservoir, different scenarios of the system structure were considered. A mean erosion rate of 59 t.ha-1.year-1 was estimated for the basin, in which 42% of the basin area presents a moderate degree of erosion. According to the model, silting of the Pereira de Miranda reservoir may vary from 1.1 to 2.6 %.decade-1, depending on the scenario considered. One may observe that upstream reservoirs are able to retain until 58% of the sediments that would reach the Pereira de Miranda reservoir. The very small reservoirs, with storage capacity below 100,000 mÂ, are able to retain almost 8% of the generated sediments, although they represent just 1.83% of the system water storage capacity. Sensitivity analysis shows that the sediment retention capacity of the upstream reservoirs may vary from 20 to 58%, depending on the system structure concerning the presence of upstream reservoirs from different size classes. One may still conclude that the reduction rate of water storage capacity at the system as a function of reservoir siltation is relatively larger then that observed for the Pereira de Miranda reservoir, due to the upstream sediment retention.

O Complexo Lagunar, localizado no litoral sul do estado de Santa Catarina, é formado pelo sistema lagunar Santo Antônio - Imaruí - Mirim. Desde o ano de 2000 vem sendo constituído nessa área o maior conjunto de empreendimentos carcinícolas no sul do país, através do cultivo da espécie Litopenaeus vannamei. Esse trabalho tem por objetivo principal avaliar a qualidade das águas utilizadas nas fazendas de criação de camarão no complexo Lagunar , assim como dos efluentes gerados pela carcinicultura, com o intuito de proporcionar subsídios úteis ao planejamento sustentável dessa atividade na região. A realização desse estudo pode ser dividida em duas etapas. A primeira refere-se às pesquisas bibliográfica e documental, onde se procurou contextualizar e aprofundar os temas propostos como o panorama da carcinicultura, o uso da água e a geração de efluentes pela criação de camarões marinhos e legislação brasileira referente à carcinicultura e usos da água no país. A segunda etapa referese à pesquisa experimental, onde, através do acompanhamento de um empreendimento de carcinicultura na lagoa do Imaruí entre os anos de 2003 e 2006, foi possível monitorar uma fazenda que cultiva camarões nessa região através de duas campanhas de coleta das águas utilizadas no cultivo e dos efluentes gerados por ele. A análise dos gerados pelas duas etapas apontou alguns resultados como: i) fatores econômicos propiciaram a expansão da carcinicultura no entorno do Complexo Lagunar, como o aumento do mercado consumidor e a infra-estrutura já existente para a venda do camarão nativo das lagoas. Com isso, em poucos anos, a região passou a ser a maior produtora de camarões cultivados em viveiros em Santa Catarina; ii) os resultados dos parâmetros físico-químicos e bacteriológicos das campanhas realizadas entre 1992 e 1993 indicaram que as águas utilizadas nos cultivos estão prejudicadas por concentrações significativas de metais (principalmente Ferro, Alumínio e Magnésio) de nutrientes (Nitrato, Nitrito e Sulfeto) e bactérias (Coliformes Fecais) devido ao uso e ocupação do solo em que se encontra o sistema lagunar; e iii) os dados das campanhas realizadas na lagoa do Imaruí em janeiro e abril de 2006 apontaram que as águas utilizadas no cultivo estão comprometidas com Nitrogênio Amoniacal e Fósforo e a do efluente com Fósforo, Nitrogênio Amoniacal e Nitrato. A partir desses resultados pode-se concluir que as águias superficiais do Complexo Lagunar já estavam comprometidas antes da implantação da carcinicultura na região, porém, os dados analíticos indicaram que existe uma contribuição de nutrientes emitidos pelos efluentes sobre as águas das lagoas. / The Lagoon Complex located on the southern coastline of the State of Santa Catarina, Brazil, is composed of the Santo Antonio - Imaruí - Mirim Lagoon System. Ever since 2000, this area has been the setting for the largest group of shrimp (Litopenaeus vannamei) farming businesses in southern Brazil. The main objective of this work is to evaluate the quality of the waters that are used at these shrimp farms, coming from the Lagoon Complex as well as the related carcinoculture effluents, with the intention of offering useful information for the sustainable planning of the activity in this region. This study could be divided in two stages. The first reviews the bibliographic references and documents, contextualizing and investigating basic related issues such as carcinoculture scenarios; water usage and the generation of effluents from marine shrimp farming; and Brazilian legislation related to carcinoculture and water usage. The second stage refers to experimental research held between 2003 and 2006, in which, by means of undergoing two field campaigns to collect shrimp farm effluents, it was possible to monitor the activities of one of the Imaruí Lagoon shrimp farm businesses. On analyzing, both stages, among other results, were: i) that economic factors, such as the consumer market increase and the already existing infrastructure, owing to the native shrimp fishing activity, promoted the expansion of carcinocultre around the Lagoon Complex. Thus, the region became the largest shrimp farm complex of Santa Catarina; ii) the results of the physical - chemical and bacterial parameters of field campaigns held between 1992 and 1993 indicate that the waters used for shrimp farming were contaminated with significant concentrations of metals (principally Iron, Aluminum and Magnesium), nutrients (Nitrate, Nitrite, and Sulphate) and bacteria (Fecal Coliforms) due to the human occupation of the land defining the lagoon system; and iii) the data collected from the field campaigns held in January and April of 2006 indicate that the waters used for shrimp farming were contaminated with Ammoniacal Nitrogen and Phosphorous, and the related effluents having an Ammoniacal Nitrogen, Phosphorous and Nitrate load. Based on such results, the conclusion is that the Lagoon Complex surface waters were already compromised, prior to carcinocultre development in the region, but analytical data indicates that there is a nutrient contribution currently coming from shrimp farming in the Lagoon Complex.

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-05-20T18:11:19Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-05-20T18:11:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este estudo apresenta o desenvolvimento da metodologia de extração em fase sólida e separação em cromatográfica líquida acoplada a espectrometria de massas em sequencia, SPE-LC-MS/MS, para a determinação de 21 (vinte e um) fármacos pertencentes a diferentes classes terapeuticas, 1 (uma) droga de abuso e seu principal metabólito, em amostras de água superficial. A separação cromatográfica foi otimizada estudando o desempenho de fases estacionárias e fases móvies. A quantificação dos compostos selecionados foi realizada com a ionização por eletronebulização (electrospray ionization- ESI) e o espectrômetro de massas operando no modo de Monitoramento de Múltiplas Reações (Multiplas Reaction Monitoring- MRM). A validação da metodologia proposta foi realizada utilizando os parâmetros de seletividade, efeito de matriz, faixa de trabalho, linearidade, limites de detecção (LD) e quantificação (LQ), precisão, exatidão, recuperação e robustez. A validação da metodologia permitiu a sua aplicação na avaliação da distribuição dos 23 compostos selecionados, nas águas da represa Guarapiranga, um dos principais sistemas produtor de água potável da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). A presença desses poluentes nos ambientes aquáticos é proveniente da liberação direta do esgoto urbano das habitações do seu entorno, como consequência do precário sistema de saneamento básico. As águas da represa Guarapiranga foram avaliadas em 14 (quatorze) locais estrategicamente escolhidos e amostradas durante 3 (três) campanhas de coleta de amostra (agosto de 2011, setembro de 2012 e abril de 2013). Nessas amostras foram quantificados acetaminofeno (9,6 - 254 ng L-1), atenolol (8,5 177 ng L-1), benzoilegonina (7,9 139 ng L-1), cafeína (27 27386 ng L-1), carbamazepina (12 358 ng L-1), clortalidona (9,4 35 ng L-1), cocaína (12,8 2650 ng L-1), diclofenaco (8 35 ng L-1), enalapril (20 ng L-1), losartana (6,7 114 ng L-1) e valsartana (9,7 - 47 ng L-1). O ponto de coleta denominado de GU103-12 (23°4188.5S 46°4467.3W) foi a região que apresentou os valores mais elevados quanto ao nível de concentração dos compostos avaliados e ao índice de risco integrado de poluição química aquática (Integrated Risk Index of Chemical Aquatic Pollution IRICAP). O estudo também foi realizado em amostras de água de reservatórios das Unidades de Gerenciamento de Recursos Hídricos (UGRHI) 5 e 6 do Estado de São Paulo. Os resultados demonstraram que o uso e a ocupação do solo influenciam diretamente na qualidade da água dos reservatórios, evidenciando a necessidade de implementar melhorias no sistema de coleta de esgoto e de ocupação irregular para evitar a contaminação e o descarte inadequado em ambientes aquáticos. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Abstract Water resources management calls for methods to simultaneously manage groundwater (GW) and surface water (SW) systems. These have traditionally been considered separate units of the hydrological cycle, which has led to oversimplification of exchange processes at the GW-SW interface. This thesis studied GW hydrology and the previously unrecognised connection of the Rokua esker aquifer with lakes and streams in the area, with the aim of identifying reasons for lake water level variability and eutrophication in the Rokua esker. GW-SW interactions in the aquifer were first studied with field methods. Seepage meter measurements showed substantial spatial variability in GW-lake interaction, whereas transient variability was more modest, although present and related to the surrounding aquifer. Environmental tracers suggested that water exchange occurs in all lakes in the area, but is of varying magnitude in different lakes. Finally, GW-SW interaction was studied in peatland catchments, where drainage channels in the peat soil presumably increased groundwater outflow from the aquifer. Amount and rate of GW recharge were then estimated with a simulation approach developed explicitly to account for the physical characteristics of the Rokua esker aquifer. This produced a spatially and temporally distributed recharge estimate, which was validated by independent field techniques. The results highlighted the impact of canopy characteristics, and thereby forestry management, on GW recharge. The data collected and the new understanding of site hydrology obtained were refined into a fully integrated surface-subsurface flow model of the Rokua aquifer. Simulation results compared favourably to field observations of GW, lake levels and stream discharge. A major finding was of good agreement between simulated and observed GW inflow to lakes in terms of discharge locations and total influx. This thesis demonstrates the importance of using multiple methods to gain a comprehensive understanding of esker aquifer hydrology with interconnected lakes and streams. Importantly, site-specific information on the reasons for water table variability and the trophic status of Rokua lakes, which is causing local concern, is provided. As the main outcome, various field and modelling methods were tested, refined and shown to be suitable for integrated GW and SW resource management in esker aquifers. / Tiivistelmä Vesivarojen hallinnassa tarvitaan menetelmiä pohja- ja pintaveden kokonaisvaltaiseen huomioimiseen. Pohja- ja pintavesiä tarkastellaan usein erillisinä osina hydrologista kiertoa, mikä on johtanut niiden välisten virtausprosessien yksinkertaistamiseen. Tässä työssä selvitettiin Rokuan pohjavesiesiintymän hydrologiaa ja hydraulista yhteyttä alueella oleviin järviin ja puroihin. Tutkimuksessa pyrittiin osaltaan selvittämään syitä harjualueen järvien pinnanvaihteluun ja veden laatuongelmiin. Kenttätutkimuksissa todettiin voimakasta alueellista vaihtelua järven ja pohjaveden vuorovaikutuksessa. Pohjaveden suotautumisen ajallinen vaihtelu puolestaan oli vähäisempää, mutta havaittavissa, ja kytköksissä järveä ympäröivän pohjavesipinnan vaihteluihin. Merkkiaineet vesinäytteistä viittasivat vastaavan vuorovaikutuksen olevan läsnä myös muissa alueen järvissä, mutta suotautuvan pohjaveden määrän vaihtelevan järvittäin. Turvemailla tehdyt mittaukset osoittivat pohjaveden purkautuvan ojaverkostoon ja ojituksen mahdollisesti lisäävän ulosvirtaamaa pohjavesiesiintymästä. Pohjaveden muodostumismäärää ja -nopeutta tutkittiin numeerisella mallinnuksella, joka kehitettiin huomioimaan harjualueelle ominaiset fysikaaliset tekijät. Mallinnus tuotti arvion ajallisesti ja alueellisesti vaihtelevasta pohjaveden muodostumisesta, joka varmennettiin kenttämittauksilla. Tuloksissa korostui kasvillisuuden, ja sitä kautta metsähakkuiden, vaikutus pohjaveden muodostumismääriin. Hydrologiasta kerätyn aineiston ja kehittyneen prosessiymmärryksen avulla Rokuan harjualueesta muodostettiin täysin integroitu numeerinen pohjavesi-pintavesi virtausmalli. Mallinnustulokset vastasivat mittauksia pohjaveden ja järvien pinnantasoista sekä purovirtaamista. Työn merkittävin tulos oli, että mallinnetut pohjaveden purkautumiskohdat ja purkautumismäärät alueen järviin vastasivat kenttähavaintoja. Tämä työ havainnollisti, että ymmärtääkseen pohjaveden ja siitä riippuvaisten järvien ja purojen vuorovaikutusta harjualueella on käytettävä monipuolisia tutkimusmenetelmiä. Työ toi lisätietoa Rokuan harjualueen vesiongelmien syihin selittäen järvien vedenpinnan vaihtelua ja vedenlaatua pohjavesihydrologialla. Väitöstyön tärkein anti oli erilaisten kenttä- ja mallinnus-menetelmien soveltaminen, kehittäminen ja hyödylliseksi havaitseminen harjualueiden kokonaisvaltaisessa pinta- ja pohjavesien hallinnassa.