O aumento na produção de carne bovina aumentou a concentração e volume dos resíduos líquidos produzidos durante seu beneficiamento, conhecidos como água residuária de matadouros (ARMV). Isso vem estimulando o desenvolvimento de processos que operem em alta carga com alta eficiência para seu tratamento. Visto o exposto, objetivou-se avaliar um sistema de tratamento para a ARMV operando em condições anaeróbia/aeróbia/anóxica de forma conjugada visando a remoção de matéria orgânica, nutrientes e toxidade. As unidades que compunham o sistema estudado eram três reatores com biofilme denominados: Reator Anaeróbio Híbrido (RAH), Reator Aeróbio de Leito Móvel (MBBR) e Reator Anóxico com Biofilme (RAB). A ARMV in natura era coletada em um frigorífico e matadouro bovino do vale do Paraíba e caracterizada em termos físicos, químicos e toxicológicos a nível agudo e crônico. O experimento durou aproximadamente 370 dias, operando sob variações de carga orgânica. A coleta ao longo do sistema foi feita semanalmente e as amostras caracterizadas em termos físico-químicos e toxicológicos tanto a nível agudo quanto crônico. Nos reatores RAH, MBBR e RAB foram realizadas testes hidrodinâmicos em condições abiótico e biótico, respectivamente. Com os dados obtidos nas três fases estudadas foram levantados os parâmetros cinéticos de crescimento da biomassa dispersa, além da caracterização microbiológica da mesma e do biofilme. Os resultados obtidos com base na caracterização físico-química e toxicológica da ARMV, in natura, revelaram altas concentrações em toda série de sólidos, de ácidos voláteis totais, alcalinidades, macro e micronutrientes, matéria orgânica em termos de DBO520°C e DQO nas formas total, solúvel e particulada e também de COD. Apresentou-se como um efluente extremamente tóxico a nível agudo para os organismos, bactérias P. putida e E. coli e microcrustaceo D. similis, e extremamente tóxico a nível crônico para os organismos, microcrustaceios C. silvestri e C. dúbia, bactérias E. coli e P putida e alga P. subcaptata. Com base nos testes toxicológicos, concluiu-se que os microcrustaceos e algas foram mais sensíveis as toxinas da ARM testada que as bactérias. O reator RAH operando sob choques orgânicos demonstrou ótimo desempenho operacional. As cargas orgânicas (COV) aplicadas ao RAH foram 608,9; 3.030,4 e 9.581,5 mg L-1 d-1 em termos de DQO para as fases I, II e III, estatisticamente diferente entre si. Apresentando para as três fases eficiências estatisticamente iguais. O reator MBBR operando sob choques orgânicos demonstrou ótimo desempenho operacional. As cargas orgânicas (COV) aplicadas ao MBBR foram 286,5; 2085,2 e 3889,6 mg L-1 d-1 em termos de DQO para as fases I, II e III, estatisticamente diferente entre si. Apresentando para as fases I, II e III eficiências de 76,9%; 60% e 81%, respectivamente, e estatisticamente iguais. Conclui-se com a pesquisa realizada que os reatores RAH e MBBR foram capazes de absorver choques orgânicos e hidráulicos submetidos a biomassa mantendo-se em altos valores de eficiência. O reator MBBR também apresentou bom desempenho no processo de nitrificação com eficiências de 61,2%; 68,1%; 50,7% para as fases I, II e III, respectivamente. A concentração média de OD de 3 mg L-1 mantida no MBBR apresentou-se acima do suficiente. O reator RAB operando sob choques orgânicos demonstrou ótimo desempenho operacional. As cargas orgânicas (COV) aplicadas ao RAB foram 194,9; 1769,1 e 2230,6 mg L-1 d-1 em termos de DQO para as fases I, II e III, estatisticamente diferente entre si. As fases I, II e III apresentaram eficiências de 70,7%; 46,4% e 69,8%, respectivamente, e estatisticamente, iguais entre as fases I e III. Em termos de toxidade, os parâmetros estudados nas fases I e II, mostraram-se ideais para remoção de toxidade, sendo que no final de ambas a ARM tratada apresentou-se livre de toxidade a nível agudo e crônico. Os reatores RAH, MBBR e RAB demonstraram ótimo desempenho hidrodinâmico e cinético. Concluiu-se que o sistema anaeróbio/aeróbio/anóxico estudado foi eficiente no tratamento da ARMV, aliando condições de fácil monitoramento, rapidez no processo e ótimo desempenho. / Development in bovine meat production has increased volume and concentration of liquid residues produced during their improvement, known as slaughterhouses wastewaters (SW). This fact has been stimulating the develpment of processes operating in highly charge and efficience for their treatment. As seen, we focused to develop a treatment system for the SW operating in a anaerobic/aerobic/anoxic condition in a conjugated form, aiming the remotion of organic matter, nutrients and toxicity. The units evolving the studied system were three biofilms reators named: Anaerobic Hibrid Reactor (AHR), Moving Bed Biofilm Reactors (MBBR), and Anoxic Biofilm Reactor (AnBR). The SW in natura was collected in the slaughterhouse of the Paraíba Valley, and were characterized in physical, chemical and toxically in a highly sharp and cronically levels. The experiment has lasted for 370 days, operating under organic load rate (OLR). The withdraws along the system were done weekly and the samples were characterized in physical-chemical and toxicological terms and in both sharp and cronical ways. Hidrodinamic tests were realized in reactors AHR, MBBR and AnBR in abiotic and biotic condictions, repectivelly. With the data obtained in the three studied phases, knetics parameters were collected for the dispersal biomass, besides its biofilm and biomass characterization. The results, based on SW physico - chemical and toxicological characterization, showed high concentrations in all solids series, in total volatic acids, alcalinity, macro and micro nutrients, organic matter in terms of BOD520°C and COD in their solute and particulate forms and also in DOC. It was presented as highly toxix effluent in a sharp level for organisms, bacteria P. putida ans E. coli, and D. similis microcrustacean. And extremely toxic to organisms chronic C. silvestri and C. dúbia microceustacean and P. subcaptata algae. According with toxicological tests it was concluded that the microcrustaceos and a algae were more sensitive to the SSW toxines than bacteria. The AHR reator operating under organic shocks showed excelent operational development. The OLR applied to the AHR were 608.9; 3,030.4 and 9,581.5 mg L-1 d-1 in terms of COD for the phases I, II, III, statiscally different among it, showing for the three phases scores of 76,9%; 60% and 81%, respectivelly, and the same, statistically speaking. We may conclude with this research that the AHR and AMBR reators were capable to absorb hidraulic and organic shocks submitted to biomass keeping high levels of efficiency. The MBBR reator has shown also a good performance in nitrification process, scoring 61.2%; 68.1%; 50.7% in effectiveness for phases I, II and III, respectively. The average DO concentration of 3 mg L-1 maintained in MBBR showed over sufficience. The AnBR reator under organic shocks showed highly operational performance. The OLR applied to AnBR were 194.9; 1,769.1 e 2,230.6 mg L-1 d-1 in terms of COD for the phases I, II, III statistically different among them. The phases I, II, III presented efficiences of 70.7%; 46.4% and 69.8%, respectively, and statiscally the same between phases I and III. In terms of toxicity, the studied parameters in phases I and II showed to be ideal to remove the toxicity from both sharp and chronical levels. The reators AHR, MBBR and AnBR showed excelent hidraulic and kinetic performances. We may conclude that the studied anaerobic/aerobic/ anoxic system was efficient in the treatment of SW, joining, easy feasible conditions, velocity in processing and high performance.

O aumento na produção de carne bovina aumentou a concentração e volume dos resíduos líquidos produzidos durante seu beneficiamento, conhecidos como água residuária de matadouros (ARMV). Isso vem estimulando o desenvolvimento de processos que operem em alta carga com alta eficiência para seu tratamento. Visto o exposto, objetivou-se avaliar um sistema de tratamento para a ARMV operando em condições anaeróbia/aeróbia/anóxica de forma conjugada visando a remoção de matéria orgânica, nutrientes e toxidade. As unidades que compunham o sistema estudado eram três reatores com biofilme denominados: Reator Anaeróbio Híbrido (RAH), Reator Aeróbio de Leito Móvel (MBBR) e Reator Anóxico com Biofilme (RAB). A ARMV in natura era coletada em um frigorífico e matadouro bovino do vale do Paraíba e caracterizada em termos físicos, químicos e toxicológicos a nível agudo e crônico. O experimento durou aproximadamente 370 dias, operando sob variações de carga orgânica. A coleta ao longo do sistema foi feita semanalmente e as amostras caracterizadas em termos físico-químicos e toxicológicos tanto a nível agudo quanto crônico. Nos reatores RAH, MBBR e RAB foram realizadas testes hidrodinâmicos em condições abiótico e biótico, respectivamente. Com os dados obtidos nas três fases estudadas foram levantados os parâmetros cinéticos de crescimento da biomassa dispersa, além da caracterização microbiológica da mesma e do biofilme. Os resultados obtidos com base na caracterização físico-química e toxicológica da ARMV, in natura, revelaram altas concentrações em toda série de sólidos, de ácidos voláteis totais, alcalinidades, macro e micronutrientes, matéria orgânica em termos de DBO520°C e DQO nas formas total, solúvel e particulada e também de COD. Apresentou-se como um efluente extremamente tóxico a nível agudo para os organismos, bactérias P. putida e E. coli e microcrustaceo D. similis, e extremamente tóxico a nível crônico para os organismos, microcrustaceios C. silvestri e C. dúbia, bactérias E. coli e P putida e alga P. subcaptata. Com base nos testes toxicológicos, concluiu-se que os microcrustaceos e algas foram mais sensíveis as toxinas da ARM testada que as bactérias. O reator RAH operando sob choques orgânicos demonstrou ótimo desempenho operacional. As cargas orgânicas (COV) aplicadas ao RAH foram 608,9; 3.030,4 e 9.581,5 mg L-1 d-1 em termos de DQO para as fases I, II e III, estatisticamente diferente entre si. Apresentando para as três fases eficiências estatisticamente iguais. O reator MBBR operando sob choques orgânicos demonstrou ótimo desempenho operacional. As cargas orgânicas (COV) aplicadas ao MBBR foram 286,5; 2085,2 e 3889,6 mg L-1 d-1 em termos de DQO para as fases I, II e III, estatisticamente diferente entre si. Apresentando para as fases I, II e III eficiências de 76,9%; 60% e 81%, respectivamente, e estatisticamente iguais. Conclui-se com a pesquisa realizada que os reatores RAH e MBBR foram capazes de absorver choques orgânicos e hidráulicos submetidos a biomassa mantendo-se em altos valores de eficiência. O reator MBBR também apresentou bom desempenho no processo de nitrificação com eficiências de 61,2%; 68,1%; 50,7% para as fases I, II e III, respectivamente. A concentração média de OD de 3 mg L-1 mantida no MBBR apresentou-se acima do suficiente. O reator RAB operando sob choques orgânicos demonstrou ótimo desempenho operacional. As cargas orgânicas (COV) aplicadas ao RAB foram 194,9; 1769,1 e 2230,6 mg L-1 d-1 em termos de DQO para as fases I, II e III, estatisticamente diferente entre si. As fases I, II e III apresentaram eficiências de 70,7%; 46,4% e 69,8%, respectivamente, e estatisticamente, iguais entre as fases I e III. Em termos de toxidade, os parâmetros estudados nas fases I e II, mostraram-se ideais para remoção de toxidade, sendo que no final de ambas a ARM tratada apresentou-se livre de toxidade a nível agudo e crônico. Os reatores RAH, MBBR e RAB demonstraram ótimo desempenho hidrodinâmico e cinético. Concluiu-se que o sistema anaeróbio/aeróbio/anóxico estudado foi eficiente no tratamento da ARMV, aliando condições de fácil monitoramento, rapidez no processo e ótimo desempenho. / Development in bovine meat production has increased volume and concentration of liquid residues produced during their improvement, known as slaughterhouses wastewaters (SW). This fact has been stimulating the develpment of processes operating in highly charge and efficience for their treatment. As seen, we focused to develop a treatment system for the SW operating in a anaerobic/aerobic/anoxic condition in a conjugated form, aiming the remotion of organic matter, nutrients and toxicity. The units evolving the studied system were three biofilms reators named: Anaerobic Hibrid Reactor (AHR), Moving Bed Biofilm Reactors (MBBR), and Anoxic Biofilm Reactor (AnBR). The SW in natura was collected in the slaughterhouse of the Paraíba Valley, and were characterized in physical, chemical and toxically in a highly sharp and cronically levels. The experiment has lasted for 370 days, operating under organic load rate (OLR). The withdraws along the system were done weekly and the samples were characterized in physical-chemical and toxicological terms and in both sharp and cronical ways. Hidrodinamic tests were realized in reactors AHR, MBBR and AnBR in abiotic and biotic condictions, repectivelly. With the data obtained in the three studied phases, knetics parameters were collected for the dispersal biomass, besides its biofilm and biomass characterization. The results, based on SW physico - chemical and toxicological characterization, showed high concentrations in all solids series, in total volatic acids, alcalinity, macro and micro nutrients, organic matter in terms of BOD520°C and COD in their solute and particulate forms and also in DOC. It was presented as highly toxix effluent in a sharp level for organisms, bacteria P. putida ans E. coli, and D. similis microcrustacean. And extremely toxic to organisms chronic C. silvestri and C. dúbia microceustacean and P. subcaptata algae. According with toxicological tests it was concluded that the microcrustaceos and a algae were more sensitive to the SSW toxines than bacteria. The AHR reator operating under organic shocks showed excelent operational development. The OLR applied to the AHR were 608.9; 3,030.4 and 9,581.5 mg L-1 d-1 in terms of COD for the phases I, II, III, statiscally different among it, showing for the three phases scores of 76,9%; 60% and 81%, respectivelly, and the same, statistically speaking. We may conclude with this research that the AHR and AMBR reators were capable to absorb hidraulic and organic shocks submitted to biomass keeping high levels of efficiency. The MBBR reator has shown also a good performance in nitrification process, scoring 61.2%; 68.1%; 50.7% in effectiveness for phases I, II and III, respectively. The average DO concentration of 3 mg L-1 maintained in MBBR showed over sufficience. The AnBR reator under organic shocks showed highly operational performance. The OLR applied to AnBR were 194.9; 1,769.1 e 2,230.6 mg L-1 d-1 in terms of COD for the phases I, II, III statistically different among them. The phases I, II, III presented efficiences of 70.7%; 46.4% and 69.8%, respectively, and statiscally the same between phases I and III. In terms of toxicity, the studied parameters in phases I and II showed to be ideal to remove the toxicity from both sharp and chronical levels. The reators AHR, MBBR and AnBR showed excelent hidraulic and kinetic performances. We may conclude that the studied anaerobic/aerobic/ anoxic system was efficient in the treatment of SW, joining, easy feasible conditions, velocity in processing and high performance.

Ziel der Arbeit war es, die Hypothese von CARNEY & ELSER (1990), dass unter mesotrophen Bedingungen die trophische Transfereffizienz vom Phytoplankton zum Crustaceenplankton maximal ist, in einem Ganz-Seen-Experiment zu überprüfen. Die Untersuchungen erfolgten im Rahmen des Projektes "Top-Down-Steuerung planktischer Biozönosen" am mesotrophen Großen Vätersee (Brandenburg). Die Fragen, welchen Einfluß das Crustaceenplankton auf die Primärproduzenten ausübt, wie die Primärproduzenten auf den Grazingdruck reagieren, und welche Verhaltensweisen der Crustaceen die Kopplungsstärke zu den Primärproduzenten oder den Prädatoren kausal beeinflussen, standen im Mittelpunkt. Primärproduktion (PPR) und Crustaceengrazing wurden in situ gemessen, Crustaceen-biomassen, -produktion und -verteilung bestimmt und mit den Daten der angrenzenden Teilprojekte in Beziehung gesetzt. Der prozentuale Anteil des Nanoplanktons an der absoluten PPR erreichte im Durchschnitt 52 %. Die Chl a spezifische PPR dieser Fraktion war signifikant positiv korreliert mit den effektiven Filtrierraten der Daphnien. Die spezifische PPR von Pico- und Netzphytoplankton blieb von den effektiven Filtrierraten unbeeinflusst. Die Blaualgen, Hauptbestandteil des Picoplanktons, stellten eine schlechte Nahrungsquelle für Daphnien dar. Dies zeigten Laborversuche zur Nahrungsqualität. Durch den hohen Beitrag des Nanoplanktons an der PPR bestand zwischen den Primärproduzenten und den Crustaceen eine starke Kopplung. 1998 betrug die Konsumtions-Transfereffizienz von den Primärproduzenten zu den Crustaceen 25 %. Im Vergleich dazu war der Anteil der Planktivorenkonsumtion an der Produktion der Crustaceen mit 14 % deutlich geringer. Die Konsumtion erklärte im Frühsommer während der hohen Verluste der Daphnien maximal 20 % der Mortalität. Kam es im Hochsommer zu höheren Abundanzen invertebrater Räuber, war deren Prädationsdruck hoch genug, die Daphnienpopulation auf niedrigem Niveau zu halten. Somit war der Top-down-Druck der Planktivoren auf die Daphnien sehr gering. Eine Nahrungskettensteuerung durch Besatz mit Piscivoren würde keine Verminderung der Mortalität der Crustaceen zur Folge haben, sondern eher den Fraßdruck auf Cladoceren durch erhöhte Abundanzen der invertebraten Räuber verstärken.

A contaminação de ambientes aquáticos decorrente de acidentes com gasolina, álcool combustível e misturas binárias representa um risco crescente, tendo em vista as projeções do setor para os próximos 50 anos. O objetivo do presente estudo foi avaliar a toxicidade aguda da Gasolina C, Gasolina P e álcool combustível isoladamente e em misturas binárias, assim como de suas respectivas Frações Solúveis em Água (FSA) e Frações Dispersas em Água (FDA) sobre Daphnia similis. O estudo ainda incluiu a avaliação da toxicidade aguda remanescente na matriz água de uma contaminação antiga (intemperismo) com a Gasolina C. Paralelamente, foram conduzidos ensaios de toxicidade aguda com amostras ambientais (água subterrânea, superficial e elutriato a partir de sedimentos) de uma área alagada com histórico de contaminação antiga. O cultivo e os ensaios com D. similis foram de acordo com a NBR 12.713 (2009). Tanto a gasolina C quanto a P foram extremamente tóxicas para os organismos, apresentando valores médios de CE50% em 48 h de 0,00113% e 0,058% respectivamente. As diferenças entre os resultados obtidos com a Gasolina C e aqueles obtidos com suas frações FSA e FDA foram significativas (p < 0,05), sendo que não houve diferença significativa entre a toxicidade aguda da FSA e da FDA (p < 0,05). Os resultados obtidos com os ensaios com Gasolina P e FDA não apresentaram diferenças significativas entre si (p < 0,05), mas, foram significativamente diferentes daqueles obtidos com FSA (p < 0,05). Os resultados dos ensaios de toxicidade aguda com misturas binárias sugeriram efeito menos que aditivo (antagonismo). Os resultados da simulação de uma contaminação antiga demonstraram redução acentuada da toxicidade para D. similis ao longo de apenas 28 dias. Entretanto, com relação aos ensaios com as amostras ambientais da área com histórico de contaminação, apesar da ausência ou baixa toxicidade nas amostras de água superficial (sugerindo intemperismo), toxicidade alta foi observada em amostras de água subterrânea e no elutriato de sedimentos, sugerindo condições de adsorção aos sedimentos com alto teor de argila e/ou aprisionamento dos compostos em zona saturada. / The contamination of aquatic environments due to accidents with gasoline, alcohol fuel and their mixtures represents an increasing risk due to the projections made by the petroleum-based fuels industry for the next 50 years. The objective of the present study was to assess the acute toxicity of gasoline C, gasoline P, ethanol fuel separately and in mixtures, as well as their respective water-soluble fractions (WSF) and water-disperse fraction (WDF) on the bioindicator Daphnia similis. The study also included the assessment of the remaining acute toxicity in an aged gasoline C-contaminated water matrix with aging simulation for a 28-day period. Parallel to that, toxicity assays were conducted with environmental samples, including surface water, elutriate of sediments and groundwater from an aged contaminated area. The cultivation and the assays with D. similis were carried out according to NBR 12.713 (2009). Both gasoline C and P were highly toxic to D. similis, with CE50% in 48 h of 0.00113% e 0.058% respectively. The differences in acute toxicity between Gasoline C and its fractions WSF and WDF were significant (p <0.05). However, no significant difference was found between WSF and WDF fractions. Gasoline P and its WDF fraction had no significant differences (p < 0.05), but their toxicity were significant different from that one obtained with the FSA fraction (p < 0.05). Acute toxicity assays carried out with gasoline C and P mixed with ethanol fuel suggested effect less than additive (antagonism). The results obtained with the simulation of an aged contamination with Gasoline C showed sharp reduction in toxicity along 28 days. However, regarding the assays with environmental samples from an aged contamination, although absence or low toxicity was observed in the superficial water, severe toxicity was found in the sediments elutriate and in the groundwater, which was confirmed by the high concentrations of gasoline hydrocarbons in both matrixes. The results suggest that the contaminant was entrapped in the saturated zone and/or adsorbed to the sediments with high clay content.

A contaminação de ambientes aquáticos decorrente de acidentes com gasolina, álcool combustível e misturas binárias representa um risco crescente, tendo em vista as projeções do setor para os próximos 50 anos. O objetivo do presente estudo foi avaliar a toxicidade aguda da Gasolina C, Gasolina P e álcool combustível isoladamente e em misturas binárias, assim como de suas respectivas Frações Solúveis em Água (FSA) e Frações Dispersas em Água (FDA) sobre Daphnia similis. O estudo ainda incluiu a avaliação da toxicidade aguda remanescente na matriz água de uma contaminação antiga (intemperismo) com a Gasolina C. Paralelamente, foram conduzidos ensaios de toxicidade aguda com amostras ambientais (água subterrânea, superficial e elutriato a partir de sedimentos) de uma área alagada com histórico de contaminação antiga. O cultivo e os ensaios com D. similis foram de acordo com a NBR 12.713 (2009). Tanto a gasolina C quanto a P foram extremamente tóxicas para os organismos, apresentando valores médios de CE50% em 48 h de 0,00113% e 0,058% respectivamente. As diferenças entre os resultados obtidos com a Gasolina C e aqueles obtidos com suas frações FSA e FDA foram significativas (p < 0,05), sendo que não houve diferença significativa entre a toxicidade aguda da FSA e da FDA (p < 0,05). Os resultados obtidos com os ensaios com Gasolina P e FDA não apresentaram diferenças significativas entre si (p < 0,05), mas, foram significativamente diferentes daqueles obtidos com FSA (p < 0,05). Os resultados dos ensaios de toxicidade aguda com misturas binárias sugeriram efeito menos que aditivo (antagonismo). Os resultados da simulação de uma contaminação antiga demonstraram redução acentuada da toxicidade para D. similis ao longo de apenas 28 dias. Entretanto, com relação aos ensaios com as amostras ambientais da área com histórico de contaminação, apesar da ausência ou baixa toxicidade nas amostras de água superficial (sugerindo intemperismo), toxicidade alta foi observada em amostras de água subterrânea e no elutriato de sedimentos, sugerindo condições de adsorção aos sedimentos com alto teor de argila e/ou aprisionamento dos compostos em zona saturada. / The contamination of aquatic environments due to accidents with gasoline, alcohol fuel and their mixtures represents an increasing risk due to the projections made by the petroleum-based fuels industry for the next 50 years. The objective of the present study was to assess the acute toxicity of gasoline C, gasoline P, ethanol fuel separately and in mixtures, as well as their respective water-soluble fractions (WSF) and water-disperse fraction (WDF) on the bioindicator Daphnia similis. The study also included the assessment of the remaining acute toxicity in an aged gasoline C-contaminated water matrix with aging simulation for a 28-day period. Parallel to that, toxicity assays were conducted with environmental samples, including surface water, elutriate of sediments and groundwater from an aged contaminated area. The cultivation and the assays with D. similis were carried out according to NBR 12.713 (2009). Both gasoline C and P were highly toxic to D. similis, with CE50% in 48 h of 0.00113% e 0.058% respectively. The differences in acute toxicity between Gasoline C and its fractions WSF and WDF were significant (p <0.05). However, no significant difference was found between WSF and WDF fractions. Gasoline P and its WDF fraction had no significant differences (p < 0.05), but their toxicity were significant different from that one obtained with the FSA fraction (p < 0.05). Acute toxicity assays carried out with gasoline C and P mixed with ethanol fuel suggested effect less than additive (antagonism). The results obtained with the simulation of an aged contamination with Gasoline C showed sharp reduction in toxicity along 28 days. However, regarding the assays with environmental samples from an aged contamination, although absence or low toxicity was observed in the superficial water, severe toxicity was found in the sediments elutriate and in the groundwater, which was confirmed by the high concentrations of gasoline hydrocarbons in both matrixes. The results suggest that the contaminant was entrapped in the saturated zone and/or adsorbed to the sediments with high clay content.

Foram realizados testes de toxicidade ao longo de dois anos, com amostras de água e sedimento do rio Corumbataí, entre Novembro de 2004 e Setembro de 2006, com o objetivo de avaliar a qualidade da água e do sedimento. Os testes de toxicidade aguda realizados com os organismos Chironomus xanthus, Daphnia magna, Hydra attenuata, Lactuca sativa e Pseudokirchneriella subcapitata indicaram variados graus de toxicidade nos diferentes pontos de coleta do rio Corumbataí, com maior ocorrência de toxicidade nos pontos de coleta mais próximos à foz do rio, principalmente devido à afluência do Ribeirão Claro. Todas as amostras de sedimento se mostraram mais tóxicas do que as amostras de água dos mesmos locais, para todos os organismos utilizados, em todas as coletas realizadas. Para todos os organismos, foram realizados testes de sensibilidade, com substância de referência (NaCl), mensalmente, a fim de garantir a qualidade dos cultivos em laboratório e dos bioensaios realizados, com resultados regulares e satisfatórios. Os efeitos produzidos pelas amostras ambientais sobre as sementes de alface (Lactuca sativa) foram bastante variáveis e irregulares, não possibilitando os cálculos de CI50. Decidiu-se por bem suspender a realização deste teste após um ano. Dentre todos os endpoints avaliados, os dos testes de Hydra attenuata e Pseudokirchneriella subcapitata se mostraram mais sensíveis, e o de Daphnia magna o menos sensível às amostras testadas. A avaliação da toxicidade através de efeitos subletais em H. attenuata se mostrou um bom parâmetro de avaliação das condições ambientais do rio Corumbataí, sendo um dos endpoints mais sensíveis utilizados. Outros testes de toxicidade foram realizados em algumas das oito coletas realizadas neste estudo, em caráter complementar: teste de toxicidade crônica com D. magna, teste de toxicidade LuminoTox, que utiliza sistemas enzimáticos vegetais, e o teste de genotoxicidade com Allium cepa, com o objetivo de avaliar suas sensibilidades e contribuições ao estudo. Estes bioensaios adicionaram informações a respeito dos níveis de poluição e toxicidade do rio Corumbataí, contribuindo com os bioensaios principais. Informações como parâmetros físicos e químicos, quantificação de elementos químicos e herbicidas ofereceram subsídios para a interpretação dos resultados obtidos com os testes de toxicidade. São apresentados também resultados das atividades referentes ao estágio de doutorado realizado no exterior (doutorado-sanduíche), no período de Setembro a Dezembro de 2007, na agência de proteção ambiental Environment Canada, no qual foi aplicado um teste de toxicidade com linhagens microbianas (MARA assay) em amostras de água e sedimento, juntamente com nanomateriais / Toxicity tests were conducted for two years with water and sediment samples from Corumbataí River, between November 2004 and September 2006, in order to assess the water and sediment quality. Acute toxicity tests conducted with Chironomus xanthus, Daphnia magna, Hydra attenuata, Lactuca sativa and Pseudokirchneriella subcapitata showed varying degrees of toxicity along the river course, with more toxic results in the sampling sites near the river mouth, due mainly to the inflow of Ribeirão Claro. All sediment samples were more toxic than the water samples (from the corresponding sites), for all test organisms, and for all samplings. Sensitivity tests were performed monthly, with NaCl as the reference toxicant, in order to guarantee both the laboratory culture quality and the bioassays conducted with these organisms. Results with NaCl were regular and satisfactory. The effects of the samples on lettuce seeds (L. sativa) were irregular, thus not allowing the estimative of IC50. It was decided to suspend the performance of this bioassay after one year of testing. Among all studied tests and endpoints, the tests with H. attenuata and P. subcapitata had the most sensitive endpoints, and the acute toxicity test with D. magna had the less sensitive one. Toxicity assessment of Corumbataí River based on Hydra sub-lethality endpoint was one of the most sensitive among the tested ones. Other bioassays were conducted at least once as part of this study, as a complementary assessment: the 21-day chronic toxicity test with D. magna, the LuminoTox bioassay, and the genotoxicity test with Allium cepa, in order to assess their sensitivity and contribution to the present study. These bioassays added information about the contamination levels and toxicity of Corumbataí River, contributing with the main bioassays performed. Data such as physical and chemical parameters, metals and herbicides determinations had a contribution to bioassay results interpretation. Results from a research project developed during a four-month stay (from September 2007 to December 2007) at Environment Canada Protection Agency are further described, regarding the application of the MARA bioassay, (conducted with 11 microbial strains), testing water and sediment samples, along with nanomaterials

Ziel der Arbeit war es, die Hypothese von CARNEY &amp;amp; ELSER (1990), dass unter mesotrophen Bedingungen die trophische Transfereffizienz vom Phytoplankton zum Crustaceenplankton maximal ist, in einem Ganz-Seen-Experiment zu überprüfen. Die Untersuchungen erfolgten im Rahmen des Projektes &amp;quot;Top-Down-Steuerung planktischer Biozönosen&amp;quot; am mesotrophen Großen Vätersee (Brandenburg). Die Fragen, welchen Einfluß das Crustaceenplankton auf die Primärproduzenten ausübt, wie die Primärproduzenten auf den Grazingdruck reagieren, und welche Verhaltensweisen der Crustaceen die Kopplungsstärke zu den Primärproduzenten oder den Prädatoren kausal beeinflussen, standen im Mittelpunkt. Primärproduktion (PPR) und Crustaceengrazing wurden in situ gemessen, Crustaceen-biomassen, -produktion und -verteilung bestimmt und mit den Daten der angrenzenden Teilprojekte in Beziehung gesetzt. Der prozentuale Anteil des Nanoplanktons an der absoluten PPR erreichte im Durchschnitt 52 %. Die Chl a spezifische PPR dieser Fraktion war signifikant positiv korreliert mit den effektiven Filtrierraten der Daphnien. Die spezifische PPR von Pico- und Netzphytoplankton blieb von den effektiven Filtrierraten unbeeinflusst. Die Blaualgen, Hauptbestandteil des Picoplanktons, stellten eine schlechte Nahrungsquelle für Daphnien dar. Dies zeigten Laborversuche zur Nahrungsqualität. Durch den hohen Beitrag des Nanoplanktons an der PPR bestand zwischen den Primärproduzenten und den Crustaceen eine starke Kopplung. 1998 betrug die Konsumtions-Transfereffizienz von den Primärproduzenten zu den Crustaceen 25 %. Im Vergleich dazu war der Anteil der Planktivorenkonsumtion an der Produktion der Crustaceen mit 14 % deutlich geringer. Die Konsumtion erklärte im Frühsommer während der hohen Verluste der Daphnien maximal 20 % der Mortalität. Kam es im Hochsommer zu höheren Abundanzen invertebrater Räuber, war deren Prädationsdruck hoch genug, die Daphnienpopulation auf niedrigem Niveau zu halten. Somit war der Top-down-Druck der Planktivoren auf die Daphnien sehr gering. Eine Nahrungskettensteuerung durch Besatz mit Piscivoren würde keine Verminderung der Mortalität der Crustaceen zur Folge haben, sondern eher den Fraßdruck auf Cladoceren durch erhöhte Abundanzen der invertebraten Räuber verstärken.

Xenobiotics are of human and environmental concerns due to their potential toxicity. Octylphenol is one of the very common and daily used xenobiotics in door and out door activities of human beings. Toxicity of octylphenol to aquatic organisms, especially to zooplankton (e.g. Daphnia magna) was investigated but not fully understood. In this study we evaluated the chronic effects of octylphenol at the concentrations of 5, 50 and 500 μg L-1 on Daphnia magna over a period of 14 days. The results showed that low concentration of octylphenol (5 μg L-1) stimulated the maturation while high concentrations of the chemical (50 and 500 μg L-1) caused a significant mortality to the Daphnia. Besides, all the tested concentrations of octylphenol had serious impacts on fecundity and growth of the animals. Investigations on the presence, distribution, fate and toxicity of xonobiotics including octylphenol in the developing country environment are suggested for human, environmental and ecological health protection. / Những hợp chất tổng hợp đang là mối quan ngại cho con người và môi trường vì khả năng gây độc của chúng. Octylphenol là một trong những hợp chất tổng hợp được sử dụng phổ biến và thường xuyên trong những hoạt động của con người trong nhà và ngoài trời. Độc tính của octylphenol đối với thủy sinh vật, đặc biệt đối với động vật phù du (vd. Daphnia magna) mặc dù đã được nghiên cứu nhưng vẫn chưa được hiểu biết đầy đủ. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đánh giá ảnh hưởng mãn tính của octylphenol ở các nồng độ 5, 50 và 500 μg/lít lên Daphnia magna trong thời gian 14 ngày. Kết quả cho thấy ở nồng độ octylphenol thấp (5 μg/lít) kích thích sự thành thục của sinh vật trong khi ở nồng độ cao hơn (50 và 500 μg/lít) gây chết đáng kể Daphnia. Bên cạnh đó, tất cả các nồng độ ocytlphenol dùng trong thí nghiệm gây ảnh hưởng nghiêm trọng lên sức sinh sản và sinh trưởng của sinh vật. Nghiên cứu về sự hiện diện, phân bố, phát tán và độc tính của những chất tổng hợp bao gồm octylphenol ở các nước đang phát triển nên được tiến hành vì mục tiêu bảo vệ sức khỏe con người, môi trường và hệ sinh thái.

Predicting the impacts of non-native species remains one of the greatest challenges to invasion ecologists. Because of their insularity, freshwater systems are particularly vulnerable to invasions, especially from non-native predators. The research in this thesis explores the role of abiotic and biotic factors in mediating the distribution and impact of Bythotrephes longimanus, a predatory cladoceran that has been introduced to freshwater systems in North America. Although the general impacts of this invasion have been documented, little is known about the factors that modulate them. Using a combination of field surveys and experiments, I tested several hypotheses concerning the influence of interactions with native species, as well as the role of heterogeneity in the light environment, in mediating the impact of Bythotrephes. Results demonstrated that biotic resistance by native macroinvertebrate predators does not play a limiting role in the establishment success of Bythotrephes. However, the within-lake distribution of Bythotrephes was influenced by these macroinvertebrates, suggesting that the native predator context matters when trying to understand the impacts of non-native predators. This was demonstrated with a mesocosm experiment in which the impact of Bythotrephes was constrained by the native Chaoborus larvae. In terms of the abiotic environment, in situ feeding experiments demonstrated that refuges from impact could exist for some prey taxa, as the outcome of predation by Bythotrephes was dependent on light availability and some prey taxa were more successful at evading predation under low light conditions. Finally, results show that adaptive behaviour by prey is also an important determinant of impact, as migrating Daphnia can escape predation effects by Bythotrephes. The combination of light-limited predation and a shallow distribution by Bythotrephes selects for prey that occupy relatively deeper positions during the day. As a whole, this research highlights the importance of complex interactions in mediating the impact of Bythotrephes and may help to explain some of the variation that has been documented among invaded lakes. A better understanding of these complex interactions can improve our ability to anticipate impacts as Bythotrephes continues to spread, as well as provide insight on some of the long-term effects following invasion. / Thesis (Ph.D, Biology) -- Queen's University, 2013-06-17 09:26:35.221

Consumer-resource interactions are the basic building blocks of every food web. In spite of being a central research theme of longstanding interest in ecology, the mechanisms governing the stability and persistence of consumer-resource interactions are still not entirely understood. In particular, theoretical predictions on consumer-resource stability along gradients of temperature and nutrient enrichment diverge widely and are sometimes in conflict with empirical results. In this thesis I address these issues from the angle of the functional response, which describes a consumer’s feeding rate as a function of resource density. Specifically, I explore mechanistic, nutrient-based consumer-resource interaction models with respect to the influence of feeding behavior (the shape of the functional response), environmental temperature, nutrient enrichment, and resource quality on consumer-resource stability and persistence. In order to parameterize these models I performed extensive laboratory experiments with pairs of freshwater pelagic algae and grazers of the genus Daphnia, which are widespread, ecologically important model organisms. I found a sigmoidal type III functional response in every studied Daphnia-algae species pair. The exact form of its shape is described by an exponent b which is determined by fitting functional response models to the experimental data. A high value of b can stabilize consumer-resource systems under the otherwise destabilizing influence of nutrient enrichment, as predicted by a novel stability criterion relating b to the consumer’s prey handling time, food conversion efficiency and mortality. Estimated parameter values and, consequently, stability predictions are sensitive to the method of parameter estimation, and I propose a new estimation procedure that minimizes parameter uncertainty. Because many consumers’ feeding rates depend on temperature, warming is expected to strongly affect food web stability. In functional response experiments over a broad temperature gradient, I found that the attack rate coefficient and the maximum ingestion rate of Daphnia are hump-shaped functions of temperature. Moreover, the functional response exponent increases with warming towards stronger type III responses. Plugging these findings into a nutrient-based consumer-resource model, I found that predator persistence is a U-shaped function of temperature in nutrient enrichment-temperature space. Enrichment easily turns the system unstable when the consumer has a type II response, whereas a type III response opens up a large region of stability at intermediate, for the consumer optimal, temperatures. These findings reconcile seemingly conflicting results of earlier studies of temperature effects on consumer-resource dynamics, which can be mapped as special cases onto the enrichment-temperature space. I finally demonstrate the utility of three key model ingredients - temperature dependence of rate parameters, a mechanistic description of the dynamics of algal resources, and a type III functional response in Daphnia - by successfully implementing them in the description and explanation of phytoplankton-Daphnia dynamics in a mesocosm experiment exploring effects of warming on the spring succession of the plankton.