Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-10-06T19:48:50Z No. of bitstreams: 1 TeseRFP.pdf: 32637155 bytes, checksum: d3cc624aead32f85bad14acdb9612054 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (producaointelectual.bco@ufscar.br) on 2017-10-10T19:37:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseRFP.pdf: 32637155 bytes, checksum: d3cc624aead32f85bad14acdb9612054 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (producaointelectual.bco@ufscar.br) on 2017-10-10T19:38:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseRFP.pdf: 32637155 bytes, checksum: d3cc624aead32f85bad14acdb9612054 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-10T19:42:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseRFP.pdf: 32637155 bytes, checksum: d3cc624aead32f85bad14acdb9612054 (MD5) Previous issue date: 2017-06-06 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Ecological studies were carried out in twenty-five natural temporary aquatic environments, located in the cities of Urucuia, Lagoa Grande and Pirapora, in the north and northwest of the state of Minas Gerais, Brazil. In each environment, collections were carried out in April 2015, May 2016 and January 2017, during which limnological variables were measured and samples from the phytoplankton (qualitative) and zooplankton (qualitative and quantitative) communities, as well as from sediment, were collected. Experiments were also carried out in the laboratory to evaluate the effects of different temperatures and luminosity on the hatching of diapause eggs of zooplankton species present in these environments. In general, the values obtained for the physical and chemical variables of the studied environments were in a favorable range to the development of the phytoplankton community. However the low concentration of chlorophyll a and the low richness of phytoplankton species may be reflections of the low water transparency, and the turbidity may limit the growth of the phytoplankton. Qualitative and quantitative analyzes of the zooplankton community indicated low species richness in these ponds. Although Rotifera presented a greater richness of taxa, Copepoda Cyclopoida was the most abundant and numerically representative group. The presence or absence of the Anostraca Dendrocephalus brasiliensis does not seem to interfere in the composition and density of the zoplanktonic community. Species richness and local diversity should be related to disturbances and environmental dynamics. The results obtained in the experiment of hatching of zooplankton diapause eggs showed that the different ponds have similar hatching values, and low temperatures (20°C) and absence of light have a negative influence on hatching these eggs. In addition, it was observed that higher temperatures (35°C) accelerated the hatching of the diapause eggs during the first days of incubation. Thus we can infer that, in general, zooplankton community present in all the studied temporary aquatic environments behave in a similar way. / Foram realizados estudos ecológicos em vinte e cinco ambientes aquáticos temporários naturais, localizados nos municípios de Urucuia, Lagoa Grande e Pirapora, a norte e noroeste do estado de Minas Gerais, Brasil. Em cada ambiente, foram realizadas coletas em abril de 2015, maio de 2016 e janeiro de 2017, durante as quais foram medidas variáveis limnológicas e tomadas amostras das comunidades fitoplanctônica (qualitativas) e zooplanctônicas (qualitativas e quantitativas), além de amostras do sedimento. Também foram realizados experimentos em laboratório para avaliar os efeitos de diferentes temperaturas e da luminosidade sobre a eclosão de ovos de diapausa de espécies zooplanctônicas presentes nesses ambientes. De modo geral, os valores obtidos para as variáveis físicas e químicas dos ambientes estudados encontraram-se numa faixa favorável ao desenvolvimento da comunidade fitoplanctônica. No entanto, a baixa concentração de clorofila a e a baixa riqueza de espécies fitoplanctônicas podem ser reflexos da baixa transparência da água, sendo que a turbidez pode limitar o crescimento do fitoplâncton. Análises qualitativa e quantitativa da comunidade zooplanctônica indicaram baixa riqueza de espécies nessas lagoas. Embora o grupo Rotifera tenha apresentado maior riqueza de táxons, o grupo Copepoda Cyclopoida foi o mais abundante e representativo numericamente. A presença ou ausência do Anostraca Dendrocephalus brasiliensis parece não interferir na composição e na densidade da comunidade zooplanctônica, sendo que a riqueza de espécie e a diversidade local devem estar relacionadas a perturbações e dinâmica do ambiente. Os resultados obtidos no experimento de eclosão de ovos de diapausa do zooplâncton evidenciaram que as diferentes lagoas têm valores semelhantes de eclosão, sendo que baixas temperaturas (20°C) e ausência de luz têm influência negativa sobre a eclosão desses ovos. Além disso, foi observado que temperaturas mais elevadas (35°C) aceleraram a eclosão dos ovos de diapausa durante os primeiros dias de incubação. Assim, podemos inferir que, no geral, a comunidade zooplanctônica presente em todos os ambientes aquáticos temporários estudados se comporta de maneira semelhante. / CNPq: 141023/2013-9

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4522.pdf: 5258666 bytes, checksum: 63af4d47236c40f5653d5e62225746e6 (MD5) Previous issue date: 2012-04-27 / Universidade Federal de Minas Gerais / The effects of trace metals contamination in aquatic environments are of concern in the ecotoxicological point of view. In these environments the organisms are exposed to metals in the dissolved form and also through ingestion of contaminated food in the food chain. The phytoplanktonic organisms are the basis of food chains and are responsible for primary productivity. Zooplankton is a link between primary producers and higher trophic levels, such as fish. The exposure of these organisms to metals will cause changes in the physiology, affect productivity rates, and the balance and dynamics of aquatic communities. This study evaluated the effects of the metal cadmium (Cd) on an experimental freshwater food chain involving the algae Scenedesmus quadricauda, a cladoceran daphinidae, Simocephalus serrulatus, and the fish Hyphessobrycon eques. Cultures of S. quadricauda in exponential phase growth were exposed to 1.6x10-9; 3.2x10-8; 6.7x10-8; 1.6x10-7 and 1.3x10-6 mol L-1 of total dissolved Cd for 96 h. During exposure chlorophyll "a", population growth, coenobia size, and dry biomass were evaluated. Then the contaminated algae were given as food to the zooplankton S. serrulatus during the complete life cycle of the organisms in the concentration range of 3.8x10-14 to 5.9x10-12 g Cd cell-1. During the exposure the embryonic development time, age at first reproduction, time for egg production, generation time, longevity, fertility rates, feeding rates, secondary production, and recovery of the animals were evaluated. Then the cladocerans reared with Cd contaminated algae were used as food for the fish H. eques duruing a period of seven days. At the end of this exposure, we evaluated the histological structure of gills and liver, and the fresh weight of the animals. In S. quadricauda, there were damages on the chlorophyll content, and in the population growth at high concentrations of the metal. In the cladocerans were detected increase of the embryonic development time, age at first reproduction, and generation time, whereas a decrease of the longevity, fertility rates, feeding rates, and secondary production. The rate of secondary production showed recovery after removal the contaminated food. The histological patterns of gills and liver, as well as the fresh weight of the fish were not affected by the Cd exposure tested through the food chain considering the exposure period and concentrations tested. The results indicated that food can be considered an important vehicle in the Cd transfer from phytoplankton to zooplankton in aquatic food webs. Cd has a high potential for toxicity, impacting the producers and primary consumers. However, no Cd effects to the fish, the third trophic level, were detected. These studies are of great importance for understanding Cd behavior in aquatic environments, as well as its toxicity to the organisms. The understanding of these aspects contributes to adaptation strategies for the conservation of aquatic ecosystems in situations of contamination. / Os efeitos da contaminação dos ambientes aquáticos por metais são preocupantes do ponto de vista ecotoxicológico. Nesses ambientes os organismos são expostos aos metais na forma dissolvida e também através da ingestão de alimentos contaminados via cadeia trófica. Os organismos fitoplanctônicos estão na base das cadeias alimentares dos ambientes aquáticos e são responsáveis pela produtividade primária. O zooplâncton constitui um elo entre produtores primários e níveis tróficos superiores, como os peixes. A exposição desses organismos aos metais pode ocasionar mudanças na fisiologia, afetar as taxas de produtividade, e, consequentemente o equilíbrio e dinâmica das populações e comunidades aquáticas. Este estudo avaliou os efeitos do metal cádmio (Cd) sobre uma cadeia alimentar experimental constituída por uma microalga clorofícea Scenedesmus quadricauda, um cladócero dafinídeo Simocephalus serrulatus e o peixe Hyphessobrycon eques. Cultivos de S. quadricauda em fase exponencial de crescimento foram expostos a 1,6x10-9; 3,2x10-8; 6,7x10- 8; 1,6x10-7 e 1,3x10-6 mol L-1 de Cd total dissolvido durante 96 h. A concentração de clorofila a , taxa de crescimento populacional, morfologia dos cenóbios e biomassa seca foram avaliadas durante a exposição. Depois de contaminadas as algas foram fornecidas como alimento aos cladóceros S. serrulatus durante todo seu ciclo de vida em concentrações entre 3,8x10-14 a 5,9x10-12 g Cd célula-1. Durante a exposição o tempo de duração do desenvolvimento embrionário, idade da primeira reprodução, intervalo na produção de ovos, tempo de geração, longevidade, taxas de fertilidade, taxas de alimentação, produtividade secundária e recuperação foram avaliados. Em seguida os cladóceros alimentados com algas contaminadas foram utilizados como alimento para o peixe H. eques por um período de sete dias. A estrutura histológica das brânquias e fígado e peso fresco dos animais foram avaliados ao final dessa exposição. Em S. quadricauda, houve diminuição no conteúdo de clorofila a e no crescimento populacional nas maiores concentrações do metal. Nos cladóceros ocorreu aumento do tempo de duração do desenvolvimento embrionário, idade da primípara e tempo de geração; houve diminuição da longevidade, das taxas de fertilidade, taxas de alimentação e produtividade secundária. A produção secundária foi recuperada após a retirada do alimento contaminado. Os padrões histológicos das brânquias e fígado dos peixes, assim como o peso fresco não foram afetados pela exposição ao Cd via cadeia alimentar considerando o período de exposição e a amplitude de concentração de Cd avaliada. Os resultados obtidos indicam que o alimento pode ser considerado um veículo importante na transferência do Cd do fitoplâncton para o zooplâncton nas cadeias tróficas aquáticas. O Cd tem elevado potencial de toxicidade impactando os produtores e consumidores primários. No entanto, não foi detectado efeitos do Cd no terceiro nível trófico. Esses estudos são importantes para o entendimento do comportamento do metal Cd nos ambientes aquáticos, bem como seu potencial de toxicidade sobre os organismos encontrados nesses ambientes. O entendimento desses aspectos contribui para adequação de estratégias de preservação dos ecossistemas aquáticos em situações de contaminação por Cd.

Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4627.pdf: 3330448 bytes, checksum: 38dc62308a3aad60b85c68f9cb0be488 (MD5) Previous issue date: 2011-12-14 / Universidade Federal de Minas Gerais / At the Guamium River microbasin, a branch of the Piracicaba Basin, SP, superficial water, bottom and suspended sediments were selected as natural compartments to assess for the ecosystem degradation due to the intensive land usage. Sampling campaign were carried out during one year in a seasonal approach. Discharge and precipitation data were obtained monthly. At the field, pH, temperature, dissolved oxygen (DO), electrical conductivity (EC) and total dissolved solids (TDS) were measured and in water samples collected at ten sampling points, Ca+2, Mg+2, K+, NH4 +, Na+, SO4 -2, PO4 -3, NO3 -, Br-, NO2 -, Cl- and HCO3 - were determinate at the laboratory by ion chromatography and Gran titration. The dissolved discharge for Ca, Mg, K and Na were calculated. The suspended particulate matter, which were only measured at the low third part of the basin, were analysed for soil exchangeable cations (Ca, Mg, K, Na), N, P and total As. In addition, δC13 e δN15, were also determinated in order to evaluate the land use in the basin. The solid discharge and transport of Ca, Mg, K, Na and P on it were calculated. Bottom sediments, sampled at 10 sampling points, were evaluated for C, N, C/N rate, bioavailable and total As, being it δC13 e δN15 established. Bottom sediment toxicity were evaluated by both, algae bioassay, Pseudokirchneriella subcapitata and volatile acid sulphides (VAS). Although TDS and EC were high in some sampling points, most of ion concentrations were in the allowed ranges required for CONAMA 357/05. The transport of the dissolved soil exchangeable cations were around Kg h-1. The solid discharge, considering a precipitation of 447,40 mm, were 90,34 Kg h-1; 35,45 Kg h-1; 13,08 Kg h-1, 6,71 Kg h-1 and 25,47 Kg h-1 , for Ca, Mg, K, Na and P, respectively. The observed variation for %C13 varied from 6% to 82% in the bottom sediments and 9% to 48% in the suspended one, emphasizing the occurrence of C4 plants in the basin. High toxicity were observed at P5 in the dry season (August, 2010) and at P1 in the rainy one (March, 2011), which leads to a low growing curves and lower cells density when compared to the control. These data were not in accordance to the AVS/ΣSEM, which indicates the potential toxicity in the medium. Total As concentrations in the bottom and in the suspended sediments were high and can be due the use of herbicides in agriculture while no correspondence for bioavailable As were achieved for the same substrates. / Na microbacia do Ribeirão Guamium, afluente do rio Piracicaba, SP foram selecionados como compartimentos indicadores de sua exploração desordenada, a água superficial, os sedimentos de fundo e em suspensão, em uma abordagem sazonal, por um período de 01 ano. Neste mesmo intervalo de tempo, dados da precipitação e vazão foram aferidos mensalmente. As águas superficiais foram analisadas no campo quanto as variáveis físico-químicas pH, temperatura, oxigênio dissolvido (OD), condutividade elétrica (CE) e sólidos dissolvidos totais (SDT). Amostras coletadas deste substrato foram levadas ao laboratório, sendo analisadas por cromatografia iônica, quanto aos teores de Ca+2, Mg+2, K+, NH4 +, Na+, SO4 -2, PO4 -3, NO3 -, Br-, NO2 -, Cl- e HCO3 - pela titulação de Gran. Através dos dados de vazão, determinados no momento da coleta, estimativas da descarga dissolvida de Ca, Mg, K e Na foram estabelecidas. O material particulado em suspensão, amostrado somente no terço médio inferior da microbacia, foi analisado quanto às bases trocáveis do solo (Ca, Mg, K, Na), N, P e As total. Uma fração do material em suspensão foi empregada na determinação de δC13 e δN15, com objetivos de avaliar a influência de uso do solo na bacia. Estimou-se ainda a descarga sólida e transporte de Ca, Mg, K, Na e P no material particulado. O sedimento de fundo foi coletado no período de seca e de cheia ao longo do canal principal em 10 pontos amostrais, sendo as amostras analisadas quanto aos teores de C, N, determinando-se a relação C/N, As biodisponível e As total, razões isotópicas δC13 e δN15. A toxicidade deste substrato foi avaliada através de bioensaios com algas da espécie Pseudokirchneriella subcapitata e dos sulfetos ácidos voláteis (AVS). A concentração da maioria dos íons analisados enquadrou-se dentro dos limites exigidos pela Resolução CONAMA 357/05, embora parâmetros físico-químicos tenham evidenciado alguns pontos, onde as concentrações de SDT e CE foram elevadas. A descarga dissolvida das bases trocáveis do solo esteve na ordem de Kg h-1. Na fase sólida, para o período de precipitação 447,40 mm, Ca, Mg, K, Na e P esses elementos foram transportados em 90,34 Kg h-1; 35,45 Kg h-1; 13,08 Kg h-1, 6,71 Kg h-1 e 25,47 Kg h-1, respectivamente. Nos sedimentos de fundo e em suspensão a %C13 variou de 6% 82% e 9% 48%, respectivamente, evidenciando a presença de plantas C4 cultivadas na área de entorno da bacia. Foram observadas significativa toxicidade nos pontos de coleta P5 no período de seca (agosto 2010) e em P1, Nascente, no período de chuvas (março 2011) as quais resultaram em baixas curvas de crescimento, assim como menores densidades celulares nos tratamentos perante os controles. Esses dados não foram corroborados pelas razões AVS/ΣSEM que potencializam a toxicidade ao meio. As concentrações de As nos sedimentos de fundo e em suspensão foram elevadas, podendo resultar do uso de herbicidas na agricultura, porém as concentrações referentes ao As biodisponível no sedimento de fundo não corresponderam às concentrações no material em suspensão.

Submitted by Caroline Piffer de Andrade (carol_piffer@hotmail.com) on 2018-04-28T18:02:37Z No. of bitstreams: 1 CarolinePifferdeAndrade.pdf: 3287357 bytes, checksum: beca78c3926ad0af4d896e61b2ecaf99 (MD5) / Approved for entry into archive by ALESSANDRA KUBA OSHIRO ASSUNÇÃO (alessandra@fct.unesp.br) on 2018-05-02T13:23:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 andrade_cp_me_prud.pdf: 3003528 bytes, checksum: 19259069721e1c717d15aa96a145d1fb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-02T13:23:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 andrade_cp_me_prud.pdf: 3003528 bytes, checksum: 19259069721e1c717d15aa96a145d1fb (MD5) Previous issue date: 2018-03-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O presente estudo objetivou estimar as concentrações de clorofila-a (Chl-a) no reservatório da usina hidroelétrica de Ibitinga (RHI), localizado no Rio Tietê, estado de São Paulo, Brasil, por meio de coeficientes de absorção obtidos via algoritmos quase-analíticos (QAAs). Para isso, realizou-se uma caracterização bio-ótica e biogeoquímica do RHI, por meio de dados espectrais e de qualidade da água coletados em dois trabalhos de campo, conduzidos em Julho de 2016 e Junho de 2017. Os desempenhos das versões originais QAAV5 e QAAV6 em estimar as propriedades óticas inerentes (POIs) no RHI foram avaliados. Versões re-parametrizadas para dois reservatórios localizados no sistema em cascata do Rio Tietê, QAABBHR e QAAOMW, foram também testadas para a área de estudo. Além disso, foram avaliadas as performances de esquemas compostos pelas versões do QAA já mencionadas, seguidas por quatro modelos para estimativa de Chl-a, os quais utilizam coeficientes de absorção como dados de entrada. A distribuição espacial das concentrações de Chl-a foi analisada por meio da aplicação desses esquemas em uma imagem do sensor Ocean and Land Colour Instrument (OLCI) instalado a bordo do satélite Sentinel-3A, com aquisição coincidente com o segundo trabalho de campo realizado na área de estudo. A caracterização bio-ótica demonstrou variabilidade espacial e temporal dos constituintes oticamente significativos (COSs) no RHI, com predominância da absorção pelo material orgânico colorido dissolvido (CDOM). As versões do QAA testadas para o primeiro conjunto de dados não se mostraram completamente adequadas na obtenção de coeficientes de absorção em todos os comprimentos de onda. Com relação aos esquemas para estimativa de concentração de Chl-a, apenas aqueles baseados no QAAV5 foram capazes de obter resultados razoáveis - Raiz do Erro Médio Quadrático Normalizado (REMQN) < 47.50 % - para os dados da imagem OLCI. Todos os quatro modelos para estimativa de Chl-a testados apresentaram resultados similares para os dados de saída do QAAV5. Esses resultados enfatizam o desafio gerado pela grande variabilidade ótica dos sistemas em cascata, com relação à modelagem bio-óptica. Os resultados obtidos dão suporte a futuros trabalhos, os quais podem resultar em aplicações como o monitoramento do estado trófico na área de estudo a partir de dados de satélite, com maior acurácia proveniente do uso de modelos que possam estimar consistentemente suas POIs. / This research was aimed at retrieving chlorophyll-a (Chl-a) concentrations in Ibitinga Hydroelectric Reservoir (IHR), located at Tietê River, São Paulo State, Brazil, using absorption coefficients obtained via Quasi-analytical algorithms (QAAs). For this purpose, a bio-optical and bio-geochemical characterization of IHR was carried out, through spectral and water quality data collected in two field campaigns conducted in July, 2016 and June, 2017. The suitability of two QAA native forms (QAAV5 and QAAV6) in retrieving inherent optical properties (IOPs) in IHR was assessed. Versions re-parameterized for two reservoirs also located in the Tietê River cascading system, QAABBHR and QAAOMW, were also tested for the study area. Besides that, the performances of schemes composed by the QAA versions already mentioned followed by four models that use absorption coefficients as inputs for estimating Chl-a concentration in Ibitinga Reservoir were evaluated. Spatial distribution of Chl-a in the reservoir was analyzed, since these schemes were applied in an image of the Ocean and Land Colour Instrument (OLCI) sensor onboard Sentinel-3A satellite, with acquisition date coincident with the second field campaign. The bio-optical characterization showed spatial and temporal variability of optically significant constituent (OSC) in IHR and colored dissolved organic matter (CDOM) predominance in its absorption budget. None of the QAA versions tested for the first dataset was completely satisfactory in retrieving absorption coefficients for IHR in all wavelengths. Regarding the schemes for Chl-a concentration estimates, only the ones based on QAAV5 were able to obtain reasonable results - Normalized Root Mean Square Error (nRMSE) < 47.50 % - for the OLCI image data. All four models for Chl-a estimation tested presented similar results for QAAV5 outputs. These results highlight the challenge of copying with high optical variability in cascading systems. The results obtained support further works, which can, prospectively, lead to many practical applications, as monitoring of trophic state in the study area from satellite data, with higher accuracy provided by the use of models that can consistently retrieve the IOPs for this specific water system. / FAPESP: 2012/19821-1 e 2015/21586-9

Os gestores de recursos hídricos estão encarregados da gestão de longo prazo, a regulação e a proteção dos recursos hídricos. No entanto, reconhece-se que a estes gestores devem levar em conta a multiplicidade de usos dos recursos hídricos que são apresentadas pelas partes interessadas, tais como agricultores, fornecedores de água e grupos de ambientalistas. Dada a complexidade do sistema hidrológico, o desenvolvimento e a utilização de modelos matemáticos são muitas das vezes necessários. Neste contexto a modelagem ambiental é frequentemente realizada para avaliar os impactos da degradação do ecossistema devido à ação humana. Essa aplicação orientada a investigações proporciona um importante meio pelo qual os cientistas podem interagir e influenciar nas políticas a nível local, regional, nacional e internacional. No Mato Grosso, durante a implantação da hidroelétrica de Aproveitamento Múltiplo de Manso foram adotadas medidas de mitigação dos impactos socioeconômicos causados. Essas medidas geram uma tendência de aumento populacional associado a uma mudança das características sócio-econômicas, para toda a região do entorno do Reservatório, o que agrava o problema de poluição por nutrientes e denota que existe uma necessidade proeminente de estudos do impacto que estas cargas causariam no ecossistema do reservatório. Utilizando o modelo hidrodinâmico e termodinâmico tridimensional ELCOM, associado ao modelo biogeoquímico Caedym, este trabalho tem a finalidade de criar uma modelagem representativa das cargas dos principais nutrientes causadores da eutrofização cultural, sendo eles: a amônia (NH4), o nitrato (NO3) e o Ortofosfato (PO4), com a finalidade de estudar os efeitos das dinâmicas espaciais e temporais destas cargas no estado trófico deste reservatório no em torno dos pontos de lançamento de esgoto e na sua totalidade. / The water managers are responsible for long-term management, regulation and protection of water resources. However, it is recognized that these managers should take into account the multiple uses of water resources that are made by interested parties such as farmers, water suppliers and environmental groups. Given the complexity of the hydrological system, the development and use of mathematical models are often necessary. In this context, environmental modeling is often performed to assess the impacts of ecosystem degradation due to human action. This type of application-oriented research provides an important means by which scientists can interact and influence policies at local, regional, national and international. In the Mato Grosso State during the implementation of the hydropower plant to multiple use, called APM-Manso, measures were taken to mitigate the socioeconomic impacts caused. These measures create a trend of increasing population coupled with a changing socioeconomic characteristics for the entire area surrounding the reservoir, which aggravates the problem of nutrient pollution and indicates that there is a need prominent studies of the impact that the excess nutrients causes in the ecosystem of the reservoir. Using the hydrodynamic and thermodynamic threedimensional model, ELCOM, associated with the biogeochemical model, Caedym, this work aims to create a model representative of the loads of the main nutrients that cause the cultural eutrophication, which are: ammonia (NH4), nitrate (NO3) and orthophosphate (PO4), in order to study the effects of spatial and temporal dynamics of these nutrients in the trophic state of the reservoir around the points of discharge of sewage and in its entirety.

Este estudo teve como objetivo principal avaliar a estrutura e dinâmica do fitoplâncton em diferentes escalas temporais e espaciais em ambientes límnicos, verificando o padrão de distribuição da comunidade, a estrutura funcional e as principais variáveis ambientais correlacionadas, inclusive, em períodos perturbação. O primeiro estudo foi realizado na Lagoa Mangueira, uma lagoa costeira rasa, situada no sul do Rio Grande do Sul, Brasil, e se avaliou como as diferentes abordagens funcionais (formas de vida, máxima dimensão linear, grupos funcionais sensu Reynolds, grupos morfo-funcionais sensu Salmaso e Padisák e os grupos funcionais baseados na morfologia sensu Kruk), são correlacionadas com a variabilidade ambiental ao longo do tempo (2001-2012), identificando o melhor conjunto de variáveis ambientais que explicam a dissimilaridade da comunidade fitoplanctônica. A análise da dissimilaridade indicou uma correlação significativa entre dados abióticos e abordagens funcionais (P = 0,001), relacionada, especialmente, as concentrações de sílica e transparência da água para todas as abordagens funcionais. A maior correlação com as variáveis abióticas foi observada para aos grupos funcionais baseados na morfologia, embora o conjunto ambiental selecionado pelos grupos funcionais sensu Reynolds ter parecido mais eficaz para descrever a variabilidade ambiental na Lagoa Mangueira ao longo do tempo, pois selecionou outras formas nutricionais. O segundo estudo foi realizado em 25 lagoas costeiras rasas situadas no Sistema do Rio Tramandaí, localizado no litoral norte do Rio Grande do Sul, Brasil, e o objetivo foi testar a ocorrência de um padrão de distribuição aninhado usando a composição de espécies fitoplanctônicas, grupos taxonômicos e grupos funcionais baseados na morfologia sensu Kruk, avaliando quais fatores ambientais e de paisagem estão correlacionados com o possível aninhamento. Foi testado, também, se as espécies aninhadas e idiossincráticas diferem em suas respostas aos gradientes geográficos e ambientais. Foi identificado um padrão de distribuição aninhada na composição de espécies, grupos taxonômicos e grupos funcionais baseados na morfologia relacionados à comunidade fitoplanctônica das lagoas estudadas. O aninhamento foi, especialmente, correlacionado com as variáveis ambientais indicativas de disponibilidade de recursos, como ortofosfato e nitrogênio total dissolvido. Além disso, espécies aninhadas e idiossincráticas responderam de forma diferente a distância geográfica, sugerindo uma limitação de dispersão. O terceiro estudo foi realizado no Lago Genebra, situado entre a França e Suíça, e se analisou o efeito de períodos com e sem tempestades sobre a estrutura (biomassa, riqueza, diversidade, espécies descritoras) e funcionalidade (grupos funcionais sensu Reynolds) da comunidade fitoplanctônica de um lago profundo temperado, verificando-se, ainda, quais as principais variáveis preditoras relacionadas. A biomassa do fitoplâncton variou significativamente entre os períodos de tempestade e sem tempestade, bem como diversidade, riqueza e profundidade da termoclina (p < 0,05). Em geral, as principais variáveis preditoras selecionadas foram precipitação, velocidade e direção do vento. E, embora possamos evidenciar períodos de tempestade, através da identificação de diferenças na profundidade da termoclina, biomassa, riqueza e diversidade do fitoplâncton, não podemos dizer com precisão que essas mudanças ocorreram devido a distúrbios físicos, aumento de fósforo ou ambos, devido aos fortes padrões dinâmicos sazonais do fitoplâncton, da distribuição vertical do fósforo e da luz no lago Genebra

Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2018-07-25T13:41:21Z No. of bitstreams: 2 Tese - Aline de Arvelos Salgado - 2018.pdf: 8292746 bytes, checksum: b28ed506e404b8c0b4373382d667712a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-07-26T10:41:59Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Aline de Arvelos Salgado - 2018.pdf: 8292746 bytes, checksum: b28ed506e404b8c0b4373382d667712a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-26T10:41:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Aline de Arvelos Salgado - 2018.pdf: 8292746 bytes, checksum: b28ed506e404b8c0b4373382d667712a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-06-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Shallow reservoirs, with large surface area and long hydraulic retention times, present conditions conducive to the development of cyanobacteria. Due to the potential risk that cyanobacteria can cause to public health, the importance of the management of water bodies to control the toxic blooms, especially in reservoirs destined to the public supply, is evident. Thus, there is a clear need to develop techniques that can help existing monitoring, with the possibility of extending the area of ​​coverage in monitoring programs. Thus, the present study aimed to combine several methods of data acquisition, mainly obtaining continuously, such as the use of sensors for in situ evaluation of phytoplankton, especially cyanobacteria, through the detection of chlorophyll-a and phycocyanin, as well as the use of remote sensing for phytoplankton monitoring and with this information to build water quality prediction scenarios through mathematical modeling. The procedure aimed to improve data acquisition, especially the spatialization of data. For this purpose, the dynamics and water quality of the João Leite reservoir was characterised over 30 months using physical, chemical and biological parameters and trophic status index, to know the seasonality of the quality of the of the water body and present the main parameters and factors of water quality change. A continuous and spatial phytoplankton monitoring method was proposed for mapping concentrations of chlorophyll- a and cyanobacteria from Sentinel-2 satellite images with in situ and inferential observations to evaluate the performance of these to provide information on cyanobacterial blooms. The CE-QUAL-W2 model was calibrated from field data to evaluate the water quality dynamics and hydrodynamics of the reservoir. As a result, João Leite reservoir presented characteristic and similar patterns of the variation of the parameters in hydrological periods, and the results showed that the use and the occupation of the soil reflect in the characteristics of the quality of the water. In the majority of the evaluated points and times, good oxygenation of the waters and low concentrations of nutrients were demonstrated, being proved by the trophic state indexes. Both chlorophyll-a and cyanobacteria showed correlation between data measured in situ and estimated. The results can considered satisfactory since with the data of reflectance it was possible to validate the atmospheric correction, and the maps of estimate of chlorophyll- a and cyanobacteria presented the places and the months more prone to the greater proliferation of cyanobacteria. Thus, these results demonstrate the importance of the use of remote sensing for the monitoring of water quality, since with the use of this tool there is greater possibility of point coverage, being able to have a synoptic visualisation of the studied environment, identifying the most subject areas to the proliferation of cyanobacteria. The results of the modeling indicate that the reservoir presents periodic stratification, and in the warmer months the stratification is more evident and that in the colder months a mixture of the water column is noticed, possibly due to in those months there are more incidental winds in the region. In general, the highest values ​​of algae and cyanobacteria occur in the warmer months, where there is a higher solar incidence and larger periods of thermal stratification occur. It was also presented that the amount of algae and cyanobacteria on the surface changes the amount of oxygen dissolved in the surface region while the demand for sediment oxygen may be associated with both the oxygen consumption in the sediments and can also be used as a way to simulate the consumption of oxygen by the submerged organic matter, which is visible in the shallower areas of the reservoir. The results of the CE-QUAL-W2 model provided a comprehensive understanding of the spatial and temporal dynamics of the parameters analyzed during the modeling periods. The application of this model with the integration of fluorometers and remote sensing for the evaluation of water quality, should be better suited to water resource managers, to help them better understand the dynamics of physicochemical and biological processes and to be used as a warning system in cases of cyanobacteria blooms and to propose the best mitigation strategies. / Reservatório de água lênticos, rasos, com grande área de superfície e longos tempos de retenção hidráulica apresentam condições propícias para o desenvolvimento de cianobactérias. Devido o potencial risco que cianobactérias podem causar a saúde pública, evidencia-se a importância do gerenciamento dos corpos hídricos a fim de controlar as florações tóxicas, principalmente em reservatórios destinados ao abastecimento público. Assim, há uma clara necessidade de desenvolver técnicas que possam auxiliar os monitoramentos existentes, com a possibilidade de estender a área de abrangência em programas de monitoramento. O objetivo geral dessa pesquisa é avaliar um método de monitoramento contínuo e espacial de fitoplâncton, especialmente quanto à presença de cianobactérias, por meio da ficocianina e clorofila “a”, de modo a se ter informações de qualidade da água, para efetuar a previsão de cenários da dinâmica de cianobactérias, empregando modelagem matemática. Para tanto, foi caracterizada a dinâmica e a qualidade das águas do reservatório João Leite, ao longo de 30 meses, por meio de análises dos parâmetros físicos, químicos e biológicos, e índice de estado trófico, a fim de conhecer a sazonalidade da qualidade da água do corpo hídrico e apresentar os principais parâmetros e fatores de alteração da qualidade das águas. Foi proposto um método de monitoramento contínuo e espacial de fitoplâncton, para confecção de mapas de concentrações de clorofila “a” e cianobactérias a partir de imagens do satélite Sentinel-2, com observações in situ e a partir de inferências, para avaliar o desempenho desses em fornecer informações sobre proliferações de cianobactérias. Por último, o modelo CE-QUAL-W2 foi calibrado a partir de dados obtidos em campo, para avaliar a dinâmica da qualidade da água e hidrodinâmica do reservatório. Como resultado, o reservatório João Leite apresentou padrões característicos e semelhantes da variação dos parâmetros em períodos hidrológicos e os resultados demonstraram que o uso e a ocupação do solo refletem nas características da qualidade da água. Na maior parte dos pontos e tempos avaliados, foram apresentadas boa oxigenação das águas e baixas concentrações de nutrientes, sendo comprovados pelos índices de estado trófico. Tanto a clorofila “a” quanto cianobactérias demonstraram correlações entre os dados medidos in situ e os estimados. Os resultados podem ser considerados satisfatórios, uma vez que com os dados de refletância foi possível validar a correção atmosférica e os mapas de estimativa de clorofila “a” e cianobactérias apresentaram os locais e os meses mais propensos à maior proliferação de cianobactérias. Assim, esses resultados demonstram a importância do uso do sensoriamento remoto para o monitoramento da qualidade das águas, uma vez que com o uso dessa ferramenta há maior possibilidade de abrangência de pontos, podendo ter uma visualização sinóptica do ambiente estudado, identificando as áreas mais sujeitas à proliferação de cianobactérias. Os resultados da modelagem indicam que o reservatório tem a tendência a se comportar com estratificação periódicas, sendo que nos meses mais quentes a estratificação é mais evidente e que nos meses mais frios uma mistura da coluna d’água é notada, possivelmente em função de que nesses meses há mais ventos incidentes na região. De um modo geral, os maiores valores de algas e cianobactérias ocorrem nos meses mais quentes, em que há maior incidência solar e ocorre maiores períodos de estratificação térmica. Foi ainda apresentado que a quantidade de algas e cianobactérias na superfície altera a quantidade de oxigênio dissolvido na região da superfície enquanto a demanda por oxigênio sedimentar, pode estar associado tanto ao consumo de oxigênio nos sedimentos quanto pode ser também usada como forma de simular o consumo de oxigênio pela matéria orgânica submersa, que é visível nas áreas mais rasas do reservatório. Dessa forma, foi apresentado que os resultados do modelo CE-QUAL-W2 forneceram uma compreensão abrangente da dinâmica espacial e temporal dos parâmetros analisados durante os períodos modelados. A aplicação deste modelo com a integração do uso de fluorômetros e sensoriamento remoto para a avaliação da qualidade da água, devem ser mais indicados aos gestores de recursos hídricos, para auxiliá-los a entender melhor a dinâmica dos processos físico- químicos e biológicos e principalmente para serem utilizados como um sistema de alertas em casos de florações de cianobactérias, para que possam propor as melhores estratégias de mitigação.

O objetivo deste trabalho foi comparar a composição e a diversidade da comunidade fitoplanctônica nos braços Rio Grande e Taquacetuba (Represa Billings) e determinar os fatores que regulam sua estrutura. Foram realizadas coletas em fevereiro, maio, agosto e novembro de 2005, nas quais foram coletadas amostras de água em 6 profundidades. Foram realizadas coletas em fevereiro, maio, agosto e novembro de 2005, nas quais foram coletadas amostras de água em 6 profundidades. Foram analisadas as variáveis físicas e químicas da água e a comunidade fitoplacntônica. No Rio Grande foram identificados 72 táxons distribuídos em 7 classes. Foi observada alta diversidade e uniformidade e o corpo dágua foi classificado com oligo/mesotrófico. Observou-se abundância relativa alternada entre as classes Zygnemaphyceae, Bacillariophyceae, Euglenophyceae e Chlorophyceae; entre C- e R-estrategistas e entre os grupos funcionais D, X1, W1 e T. Verticalmente, foi observada alternância entre classes abundantes devido às características morfológicas e/ou diferentes requerimentos fisiológicos. No Taquacetuba, foram identificados 66 táxons distribuídos em 7 classes. Foi observada baixa diversidade e uniformidade e o corpo dágua foi classificado com eu/supereutrófico. Observou-se dominância de cianobactérias R-estrategistas, principalmente das associações S1 e Sn. Aparentemente, a dinâmica do fitoplâncton no Taquacetuba é controlada por exclusão competitiva e distúrbios, pois a dominância das cianobactérias inibiu o crescimento de outras classes, enquanto no Rio Grande, a grande diversidade foi mantida pela presença de distúrbios. Os padrões observados podem ser explicados às diferenças nas variáveis físicas e químicas, nos funcionamentos das captações de água e aos diferentes fins para os quais estas águas são captadas. O Rio Grande tem suas águas constantemente tratadas com sulfato de cobre para o controle da biomassa algal e manutenção da qualidade da água compatível para o abastecimento público. Porém, a sulfatação como uma medida paliativa deve ser utilizada com cautela e mais estudos são necessários a fim de evitar problemas ainda desconhecidos a longo prazo. O Taquacetuba tem suas águas revertidas sem tratamento para a Represa Guarapiranga, podendo estar comprometendo a qualidade da água da Guarapiranga, que abastece grande parte da população da cidade de São Paulo. / The aim of this work was to compare the phytoplankton community composition and diversity in Rio Grande and Taquacetuba branches (Billings Reservoir) and to determinate its controlling factors. Water samples were collected in six depths on February, May, August and November 2005. Physical and chemical variables and the phytoplankton community were analyzed. In Rio Grande, 72 phytoplankton taxa were found, distributed among 7 classes. High diversity and uniformity were observed and water body was classified as oligo/mesotrophic. Relative abundance alternate among Zygnemaphyceae, Bacillariophyceae, Euglenophyceae and Chlorophyceae; among C- e R-strategists e among assemblages D, X1, W1 e T. Vertically, alternation of abundant classes was observed due to morphologic characteristics and/or different physiological requirements. In Taquacetuba, 66 phytoplankton taxa were found, distributed among 7 classes. Low diversity and uniformity were observed and water body was classified as eu/supereutrophic. Cyanobacteria R-strategist dominated, especially S1 e Sn assemblages. Apparently, phytoplankton dynamics in Taquacetuba is controlled by competitive exclusion and disturbs, because cyanobacteria dominance inhibit the growth of other classes, while the high diversity in Rio Grande is kept by the presence of disturbs. These patterns observed can be explained by differences on physical and chemical variables, on water intake functioning and on water destinations. Rio Grande is constantly treated with copper sulfate to control algae biomass and to maintain good water quality to public supply. Although, sulfatation as a palliative measure need to be cautious and more studies are necessary to avoid problems still unknown in long term. Taquacetubas water is transferred without treatment to Guarapiranga Reservoir. It could be compromising the water quality of Guarapiranga, which supply a great part of São Paulo city population.

A planície costeira do Rio Grande do Sul apresenta vários lagos subtropicais rasos com origem semelhante e uma grande amplitude de tamanho, distância e conectividade entre lagos, e desta maneira é aqui considerada como apropriada ao endereçamento de questões tais como diversidade e metabolismo do bacterioplâncton, um tópico atual de pesquisa. Em uma primeira abordagem, nós acessamos a diversidade bacteriana usando a técnica de Hibridização in situ Fluorescente (FISH) em um sub-conjunto destes lagos e inesperados padrões biogeográficos foram encontrados, a despeito da baixa resolução taxonômica empregada por esta técnica. Uma vez que os resultados do FISH têm sido relacionados também ao estado fisiológico das células, além de diversidade, nós procuramos por uma explicação alternativa para situações metabólicas bacterianas associadas aos fatores testados. Os resultados mostraram que as macrófitas exercem um efeito negativo sobre o fitoplâncton através de mecanismos antagonistas e que este último, por sua vez, afeta as bactérias, além de um possível efeito direto sobre o fitoplâncton e o bacterioplâncton pela liberação de compostos alelopáticos e substâncias húmicas. A competição entre o fitoplâncton e as bactérias sob condições de alta densidade algal pode igualmente criar condições inadequadas para o metabolismo bacteriano. Estes resultados indicam que fatores locais podem ter um efeito importante sobre a distribuição de estados metabólicos do bacterioplâncton. Em uma segunda abordagem, nós examinamos em detalhe a transição a partir da zona litoral dominada por macrófitas até a zona pelágica dominada pelo fitoplâncton, acompanhando as respostas contínuas do bacterioplâncton à mudança de dominância de produtor primário, uma vez que os resultados da primeira abordagem demonstraram que importantes respostas das bactérias estão associadas a estes dois habitats putativos. Os resultados também indicaram um padrão de inibição na presença de macrófitas aquáticas, potencializado pelas altas cargas de substâncias húmicas dos massivos banhados circundantes. O bacterioplâncton aumentou em densidade, biovolume e biomassa em direção às zonas pelágicas, mas a Eficiência de Crescimento Bacteriana indicou que as bactérias possivelmente tenham melhor performance metabólica em locais de dominância bem definida. Mudanças na estrutura da comunidade incluindo zooplâncton, fitoplâncton e bacterioplâncton foram encontradas, confirmando constatações prévias sobre o papel estruturador das macrófitas em lagos rasos, com a comprovação adicional de que este papel aplica-se também às bactérias. / The coastal plain of Rio Grande do Sul state presents several subtropical shallow lakes with similar origin and a wide range of size, distance and connectivity between lakes, and therefore is considered as suitable to address questions such as bacterial diversity and metabolism, a current research subject. In a first approach we assessed bacterial diversity using the technique of Fluorescent in situ Hybridization (FISH) in a sub-set of these lakes and unexpected biogeographic patterns arised, despite the low resolution employed by this technique. Since FISH results might be linked also to physiological status of cells, rather than diversity itself, we looked for an alternative explanation for bacterial metabolic situations associated with the drivers tested. Our results showed that macrophytes exert a negative effect on phytoplankton through antagonistic mechanisms and the latter, at its turn, affects bacteria, besides a possible direct effect on phyto- and bacterioplankton by release of allelopathic compounds and humic substances. Competiton between phytoplankton and bacteria in high algal density areas can create also inadequate conditions for bacterial metabolism. These results indicate that local factors can have an important effect on bacterioplankton metabolic status distribution. In a second approach we examined in detail the transition between a macrophyte dominated littoral zone to a phytoplankton dominated pelagic zone, following the continuous responses of bacterioplankton to the shift of primary producer dominance, since our previous results from the first approach showed that important responses of bacteria are associated to this two putative habitats. Overall data showed also a pattern of inhibition in the presence of aquatic macrophytes, potentialized by high loads of humic substances from surrounding massive wetlands. Bacterioplankton increased in density, biovolume and biomass towards pelagic zones, but Bacterial Growth Efficiency indicated that bacteria might perform better in well defined dominance sites. Changes in community structure of zooplankton, phytoplankton and bacterioplanton was found, confirming previous statements about the structuring role of macrophytes in shallow lakes, with the additional comprovation that this role applies also for bacteria.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-07-06T20:01:40Z No. of bitstreams: 1 Jose Edson Rodrigues Guedes Gondim.pdf: 2993772 bytes, checksum: e59c03e20951f28e1850a28da2ba540e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-06T20:01:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jose Edson Rodrigues Guedes Gondim.pdf: 2993772 bytes, checksum: e59c03e20951f28e1850a28da2ba540e (MD5) Previous issue date: 2015-03-02 / The physical, chemical and biological aspects of three estuaries of Pernambuco were studied to verify the different patterns of human impacts in these environments. Water quality and sediment parameters were collected from estuaries of Rio Botafogo and Carrapicho (north coast of PE) and Rio Maracaípe (Southern coast of the state) in the period from July to December 2011. These estuaries have different characteristics in your area, Rio Botafogo in the vicinity of the basin has more industries, Rio Carrapicho more shrimp and agriculture in general and the Rio Maracaípe is almost urban. The parameters observed regarding the sediment significant differences were identified in the presence of trace metals between the estuary of the Rio Botafogo with the Rio Maracaípe. As for the water the most significant difference was identified in total and fecal coliform estuary Rio Maracaípe regarding the Rio Carrapicho. Individually it was observed that the Rio Botafogo estuary is contaminated by iron (Fe) and mercury (Hg) due to evictions of industries and the estuary has Maracaípe contamination by fecal coliform or resulting from poor sanitary conditions of their area. The principal component analysis showed patterns of different characteristics within each of estuaries and also between them. For the phytoplankton was not identified any significant change in their communities. / Os aspectos físicos, químicos e biológicos de três estuários de Pernambuco foram estudados para verificar os diferentes padrões de impactos antropogênicos nestes ambientes. Parâmetros de qualidade da água e do sedimento foram coletados dos estuários do Rio Botafogo e Carrapicho (litoral norte de PE) e do Rio Maracaípe (Litoral Sul do Estado) no período de julho a dezembro de 2011. Estes estuários possuem características diferentes em sua área, o Rio Botafogo no entorno da sua bacia possui mais indústrias, o Rio Carrapicho mais carcinicultura e a agricultura em geral e o Rio Maracaípe é praticamente urbano. Nos parâmetros observados referente ao sedimento foram identificadas diferenças significativas na presença de metais traços entre o estuário do Rio Botafogo com o do Rio Maracaípe. Já para a água a diferença mais significativa foi identificada nos coliformes totais e termotolerantes do estuário do Rio Maracaípe com relação ao Rio Carrapicho. Individualmente foi observado que o estuário do Rio Botafogo encontra-se contaminado por ferro (Fe) e mercúrio (Hg) devido aos despejos das indústrias e que o estuário do Rio Maracaípe possui uma contaminação por coliformes fecais ou termotolerantes decorrente das péssimas condições sanitárias da sua área. A análise de Componentes Principais evidenciou os padrões de diferentes características dentro de cada um dos estuários como também entre eles. Para os fitoplâncton não foi identificado nenhuma mudança significativa em suas comunidades.