No intuito de identificar as relações entre as variações espaciais e temporais da biomassa e produção primária fitoplanctônica frente às variáveis físicas e químicas da coluna de água, foram realizadas coletas mensais de parâmetros físicos, químicos (nutrientes inorgânicos), séston e biomassa fitoplanctônica em 4 estações oceanográficas localizadas na baía e 3 no canal de Santos no período entre novembro de 2004 a dezembro de 2005. O transporte de propriedades entre os canais estuarinos e a baía foi estimado através de medidas realizadas em estações fixas, nas entradas dos canais de Santos e São Vicente, durante um ciclo completo de maré (13h). Os principais fatores limitantes ao desenvolvimento da biomassa fitoplanctônica e da produtividade primária foram: a disponibilidade de luz, a estratificação da coluna de água e a temperatura. Os canais de Santos e São Vicente atuaram como importadores de sal, nutrientes e biomassa fitoplanctônica na maioria das ocasiões estudadas. Os elevados teores de nutrientes inorgânicos dissolvidos, associados à ausência de correlação entre nutrientes e biomassa, indicam que não há limitação nutricional, apesar das condições distróficas observadas. Os altos teores de Cl-a (média de 10,1 mg m-3) indicam que o ambiente continua apresentando características eutróficas, já reportadas em trabalhos realizados na área há mais de 30 anos. / The relationship between time-space variations of phytoplankton biomass and primary productivity and the variability in physical and chemical characteristics of the water column was investigated by monthly samplings of temperature, salinity, inorganic nutrients, seston and phytoplankton biomass in 4 oceanographic stations in Santos Bay and 3 stations in Santos Channel, during the period from November 2004 to December 2005. The transport of properties between estuarine channels and the bay was estimated by measurements conducted in fixed stations located at Santos and São Vicente Channels inlets throughout a complete tidal cycle (13h). The main limiting factors to phytoplankton biomass development were: light availability, water column stratification and temperature. Santos and São Vicente channels imported salt, nutrients and phytoplankton biomass in the majority of the studied cases. High levels of dissolved inorganic nutrients and biomass indicate no nutritional limitation, despite the dystrophic conditions observed. High chlorophyll-a concentrations (mean value 9.82 mg m-3) indicate the environment still displays the eutrophic characteristics already reported in former studies conducted in this area by more than 30 years ago.

Para estimar a distribuição das diferentes classes de tamanho do fitoplâncton através de imagens de sensoriamento remoto e as propriedades bio-ópticas esse trabalho foi realizado em duas regiões. Durante o inverno de 2007 foi feito o cruzeiro com 58 estações hidrográficas sobre Banco de Abrolhos e adjacências e em 2009 o cruzeiro hidrográfico a longo do Atlântico Sul entre as plataformas continentais do Brasil e da África, limitado pelas latitudes 20ºS e 30ºS. Os valores de clorofila_a total mostraram que a região do Banco de Abrolhos é oligotrófica, com baixa produtividade primária e sustenta pelas células do picoplâncton que são influenciadas diretamente pela disponibilidade de fosfato. A matéria orgânica dissolvida (cdom) foi o constituinte bio-óptico com os maiores valores. Sobre a plataforma Africana, a presença da Corrente de Bengala influenciou diretamente nas altas concentrações da clorofila_a e nos tamanhos das células do fitoplâncton. A biomassa dessa região de ressurgência é sustentada por células principalmente do nanoplâncton. As propriedades bio-ópticas da plataforma continental da África são diferentes tanto em valores como nas contribuições relativas das observadas na costa do Brasil. Sobre a plataforma Africana a absorção do fitoplâncton foi o constituinte que prevaleceu sobre os demais (adetritos e cdom). / The distribution of different classes of size phytoplankton are estimated using remote sensing and the bio-optical properties this work was carried out in two regions. During the winter of 2007 the cruisers was done with 58 hydrographic stations on Abrolhos Bank and adjacencies and in 2009 the hydrographic cruise of South Atlantic between the continental shelf of Brazil and Africa, limited by the latitudes 20ºS and 30ºS. The values of chlorophyll a showed that the region of the Bank is oligotrophic area, with low primary productivity and supports for cells of picoplankton that are influenced straightly by the availability phosphate. The organic dissolved matter (cdom) was the constituent bio-optical with the highest values. On the African continental shelf, the presence of Benguela Current influenced straightly the high concentrations of chlorophyll a and the sizes of phytoplankton cells. The upwelling biomass of this region is supported by nanoplankton. The bio-optical properties of continental shelf of Africa are different from Brazilian shelf, the values and in the relative contributions the phytoplankton absorption was prevailed over the others constitute (adetritos and cdom).

Made available in DSpace on 2016-08-19T18:20:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANTONIO EDUARDO PINHEIRO PRESOTI.pdf: 1947831 bytes, checksum: 6538615db2ab34130ef5fa2391d35a7f (MD5) Previous issue date: 2008-11-11 / EVALUATION OF ENVIRONMENTAL IMPACTS OF SOJICULTURA IN AN AQUATIC ECOSYSTEM OF MICRO-REGION OF CHAPADINHA, MA. The studies were accomplished in in the micronbasin of the Rio Preto, affluent for the right side of the basin of the Rio Munim. The Rio Preto is born to the south of the city of Buriti, coordinated: 3°56' 41.96" South and 43° 2' 31.40" West. After to cover about 230 km, empties in the Rio Munim, in the locality of Nina Rodrigues. The Rio Preto bathes the following cities: Buriti, Brejo, Milagres do Maranhão, Anapurus, Mata Roma, Urbano Santos, Chapadinha, São Benedito do Rio Preto and Nina Rodrigues. It is a predominantly agricultural region, where the agricultural activities come if intensifying in recent years. The cities of Buriti, Anapurus, Mata Roma and Brejo, come developing an intensive agriculture, with prominence for the soya cultivation. With intention to know the levels of contamination of pesticides in the high course of the Rio Preto, proceeding from the soybean cultivation and implications of these contaminations of pesticides in the phytoplankton community four campaigns of sampling in three points had been carried through show: Rio Preto - RP2 - latitude 3°51' 47,70" S and longitude 43° 02' 46,14" , Rio Preto - RP3 - latitude 3°43' 19,98" S and longitude 43°00' 40,32" and the Rio Preto - RP4 - latitude 3°31' 34,98" S and longitude 43°02' 53,46" . These campaigns of sampling are carried through at the beginning of december of 2007, final of january, end of march and beginning of june of 2008, considering the two first campaigns carried through in the period of dry season and the two subsequent ones in the rainy period. The dates of the campaigns had also aimed at to follow the cycle of plantation of the soya crop, that starts in the half of january and ends in the half of June, with a tolerance of days for the beginning and end of the cycle. They had been registered in situ given on the temperature of air and water, concomitantly collected water samples the 20 cm of the surface for analysis of variable (pH, dissolved oxygen - OD, electric conductivity, solids total, turbidez, nitrogen under the form nitrate, phosforus under the form fosfate); biological (phytoplankton density and the diversity and eqüitability, wealth indices; it analyzes of pesticides (alaclor, aldrin, 2,4-D, 2,4,5-T, carbofuran, clorpirifós, clorpirifós-oxon, carbendazim, cipermetrina, monocrotofós, metamidofós, paraquate, thiram and carbofuran). In the four campaigns of sampling, in the three sampling points, therefore, of the twelve taking of samples, they had been detected presence of pesticides in eleven of the taking. In terms of number of pesticides, of the thirteen investigated, they had been detected eight presence. Also detected the presence of organoclorate product - aldrin, forbidden the use, in Brazil, for Portaria Anvisa nº 329/85. The studies had shown a correlation enter the level of contamination of pesticides and the impact caused for the increase of the phytoplankton frame number in amostral point RP2. Amongst the species of phytoplankton, Oocystis lacustris it was the species that presented a bigger number of individuals in relation to the other species. The presence of the pesticides and the alterations in populations of phytoplankton species had come to prove, thus, the ambient impacts proceeding from the farm soy activities in the region. / AVALIAÇÃO DE IMPACTOS AMBIENTAIS DA SOJICULTURA EM UM ECOSSISTEMA AQUÁTICO DA MICRORREGIÃO DE CHAPADINHA, MA. Os estudos foram realizados na microbacia do Rio Preto, afluente pelo lado direito da bacia do Rio Munim. O rio Preto nasce ao sul do município de Buriti, coordenadas: 3°56'41.96" Sul e 43° 2'31.40" Oeste. Após percorrer cerca de 230 km, deságua no Rio Munim, na localidade de Nina Rodrigues, banhando os seguintes municípios: Buriti, Brejo, Milagres do Maranhão, Anapurus, Mata Roma, Urbano Santos, Chapadinha, São Benedito do Rio Preto e Nina Rodrigues. É uma região predominantemente rural, onde as atividades agrícolas vêm se intensificando nos últimos anos. Os municípios de Buriti, Anapurus, Mata Roma e Brejo vêm desenvolvendo uma agricultura intensiva, com destaque para a sojicultura. Com intuito de conhecer os níveis de contaminação por agrotóxicos no alto curso do Rio Preto, provenientes da sojicultura e de implicações destas contaminações de agrotóxicos na comunidade fitoplanctônica, foram realizadas quatro campanhas de amostragem em três pontos amostrais: Rio Preto - RP2 - latitude 3°51'47,70"S e longitude 43° 02'46,14"O, Rio Preto RP3 - latitude 3°43'19,98"S e longitude 43°00'40,32"O e Rio Preto RP4 - latitude 3°31'34,98"S e longitude 43°02'53,46"O. Estas campanhas foram realizadas no inicio de dezembro de 2007, final de janeiro, final de março e inicio de junho de 2008, considerando as duas primeiras campanhas realizadas no período de estiagem e as duas subseqüentes no período chuvoso. As datas das campanhas também visaram acompanhar o ciclo de plantio da soja, que começa na metade de janeiro e finda na metade de junho, com uma tolerância de dias para o inicio e fim do ciclo de plantio. Foram registrados, in situ, dados sobre a temperatura do ar e da água e, concomitantemente, coletadas amostras de água a 20 cm da superfície para análise das variáveis hidrológicas (pH, oxigênio dissolvido OD, condutividade, sólidos dissolvidos totais, turbidez, nitrogênio sob a forma nitrato e fósforo sob a forma fosfato); biológicas (densidade fitoplanctônica e os índices de riqueza, de eqüitabilidade e de diversidade) e análise de agrotóxicos (alaclor, aldrin, 2,4-D, 2,4,5-T, clorpirifós, clorpirifós-oxon, carbendazim, cipermetrina, monocrotofós, metamidofós, paraquate, thiram e carbofuran). Nas quatro campanhas de amostragem, nos três pontos amostrais (portanto, das doze tomadas de amostras), foi detectada a presença de agrotóxicos em onze das tomadas. Em termos numéricos, dos treze compostos investigados, oito foram detectados. Foi, inclusive, verificada a presença do produto organoclorado aldrin, cujo uso é proibido no Brasil desde a década de 80. Os estudos mostraram uma correlação entre o nível de contaminação de agrotóxicos e o impacto causado pelo aumento do número de células fitoplanctônicas no ponto amostral RP2. Dentre as espécies de fitoplâncton, Oocystis lacustris foi a espécie que apresentou um maior número de indivíduos em relação às outras espécies. A presença dos agrotóxicos e as alterações em populações de espécies fitoplanctônicas vieram comprovar, assim, os impactos ambientais provenientes das atividades sojicultoras na região.

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.

BONFIM, Fabrícia de Melo. Avaliação de impacto ambiental e da qualidade da água na zona urbana de Crateús-CE. 2013. 145 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Prodema - Programa Regional de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente, Fortaleza-CE, 2013. / Submitted by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-05-16T12:29:39Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_fmbonfim.pdf: 3274518 bytes, checksum: e0547aff96bad775d6d0963e70c37f6a (MD5) / Approved for entry into archive by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-05-16T12:30:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_fmbonfim.pdf: 3274518 bytes, checksum: e0547aff96bad775d6d0963e70c37f6a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-16T12:30:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_fmbonfim.pdf: 3274518 bytes, checksum: e0547aff96bad775d6d0963e70c37f6a (MD5) Previous issue date: 2013 / The Poti river is inserted in the west zone of Crateús city, state of Ceará, being classified as freshwater class 02 by CONAMA (Environmental National Council) resolution 357/2005. In this sense, the aim was to analyze the geoenvironmental characteristics of the area, and the land use and cover, identifying environmental and socioeconomic impacts, with focus in Poti river water quality and groundwater in the urban zone of Crateús – CE. Methodology consisted of sampling groundwater and Poti river water during the drought and rainy period of 2011 to 2012 for physicochemical and biological analyses. Results of Poti river water analyses were used for calculating Water Quality Index (WQI) and Trophic State Index (TSI). The matrix elaborated for environmental and socioeconomic impacts identified the main positive and negative impacts. Groundwater results showed only one well of good quality, while water from other wells was brackish, but they can be used as alternative water sources in years of prolonged drought. WQI Poti river was classified as good, but at some points showed regular quality. Shortage of water along the river made the water remained stagnant, presenting brackish water at some points. TSI showed a hipereutrophic state for the river, with massive presence of macrophytes at some points and also cyanobacteria, which might produce toxins harmful to human health. Environmental impact matrix presented planning and management failure. Among negative environmental impacts, it stood out animal presence on river banks, while as positive impact, selective garbage collection appeared as mitigating measure. Therefore, water resource management should consider local peculiarities, giving priority to majors for sustainable development, such as sanitary sewage system expansion, which is fundamental for public health and city urbanization, searching better quality of life for local population. / O rio Poti está inserido na porção oeste do município de Crateús – CE, sendo classificado como sendo água doce enquadrado na classe 02, da resolução CONAMA 357/2005. Neste sentido, buscou-se analisar as características geoambientais da área e as formas de uso e ocupação do solo, identificando os impactos ambientais e socioeconômicos, com enfoque na qualidade da água do rio Poti e das águas subterrâneas na zona urbana do município de Crateús - CE. A metodologia adotada consistiu em coletas de amostras de água subterrânea e de água do rio Poti para análises físico-químicas e biológicas, no período de estiagem e chuvoso de 2011 e 2012. Os resultados das análises no rio Poti servem para determinar o cálculo do Índice de Qualidade da Água (IQA) e Índice de Estado Trófico (IET) do rio. A construção da matriz de impactos ambientais e socioeconômicos identificou os principais impactos positivos e negativos na área. Os resultados mostraram que na água subterrânea apenas um poço apresenta água de boa qualidade, nos demais a água é salobra, mas surgem como alternativa nos anos de intensa estiagem. O rio Poti apresenta IQA na categoria boa, mas em alguns pontos apresentou qualidade regular. A escassez de água ao longo do rio fez com que as águas ficassem estagnadas, apresentando uma água salobra em alguns pontos. O IET mostra um estado hipereutrófico do rio, com a presença intensa de macrófitas aquáticas em alguns pontos e cianobactérias que podem produzir toxinas prejudiciais à saúde humana. A matriz de impacto ambiental aponta falhas de gestão e planejamento. Dentre os impactos ambientais negativos se destaca a presença de animais nas margens do rio e como impacto positivo a coleta seletiva de lixo, que surge como uma medida mitigadora. Portanto, a gestão dos recursos hídricos deve considerar as peculiaridades locais, priorizando medidas que visem o desenvolvimento sustentável, como a ampliação do sistema de esgotamento sanitário, que é de fundamental importância para a saúde pública e para a urbanização das cidades, na busca por uma melhor qualidade de vida para a população local.

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

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.

Submitted by Fernanda Sayuri Yoshino Watanabe null (fernandasyw@yahoo.com.br) on 2016-04-28T12:54:41Z No. of bitstreams: 1 Watanabe_tese.pdf: 3879331 bytes, checksum: f393ffe1bbc36d214f1bed6945d9dedd (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-02T12:36:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 watanabe_fsy_dr_prud.pdf: 3879331 bytes, checksum: f393ffe1bbc36d214f1bed6945d9dedd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-02T12:36:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 watanabe_fsy_dr_prud.pdf: 3879331 bytes, checksum: f393ffe1bbc36d214f1bed6945d9dedd (MD5) Previous issue date: 2016-03-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The aim of this research was to parameterize and calibrate models based on remote sensing data in order to estimate accurately the chlorophyll-a concentration, [Chl-a], in a tropical eutrophic reservoir. Firstly, a bio-optical characterization was conducted to identify particularities in the study area. Thus, existing empirical models and quasi-analytical algorithms (QAA) were tested and, after, parameterized and calibrated for the investigated environment. Such models derive [Chl-a] and inherent optical properties (IOPs), respectively, from remote sensing reflectance (Rrs). This research was developed in the Barra Bonita hydroelectric reservoir (BBHR), lies in Tietê River (Brazil). Reservoirs are artificial environments which change severely the hydrodynamic of rivers and the biogeochemical balance of aquatic systems. Such alterations can lead to unique bio-optical status and, consequently, models developed for rivers and lakes are not suitable to explain the processes which happen in reservoirs. The trophic state is an important water quality parameter and can be determined based on Chl-a concentration, photosynthetically active pigment present in all the phytoplankton species and detected by remote sensors. Therefore, the use of orbital and aerial images is a viable alternative to monitoring of trophic state in these environments. Results showed that bio-optical status in BBHR is remarkable different compared to other aquatic systems found in literature, corroborated by inaccurate performance of models proposed to other areas. The parameterization and calibration proposed in this research estimated accurately Chl-a concentration, mainly, adopting absorption coefficients derived by QAA. The fitted models can be used in mapping trophic state and frequent monitoring of water quality in BBHR by environmental agency and hydroelectric plant managers. In addition, it is likely that the parameters proposed in this research are suitable for other inland waters. / O objetivo do presente trabalho foi parametrizar e calibrar modelos baseado em dados de sensoriamento remoto para estimar acuradamente a concentração da clorofila-a, [Chl-a], em um reservatório tropical e eutrofizado. Primeiramente, uma caracterização bio-óptica da área estudo foi realizada para identificar particularidades do ambiente. Então, modelos empíricos e algoritmos quase-analíticos (QAA) existentes foram testados e, posteriormente parametrizados e calibrados para o ambiente investigado. Tais modelos derivam a [Chl-a] e propriedades ópticas inerentes (POIs), respectivamente, a partir da reflectância de sensoriamento remoto (Rrs). Esta pesquisa foi desenvolvida no reservatório da hidroelétrica de Barra Bonita (RHBB), localizado no Rio Tietê (Brasil). Reservatórios são ambientes artificiais que modificam severamente a hidrodinâmica de rios e o equilíbrio biogeoquímico do ecossistema aquático. Tais alterações podem proporcionar características bio-ópticas únicas ao ambiente e modelos para rios e lagos podem não ser adequados para explicar os processos que ocorrem em reservatórios. O grau de eutrofização é um importante parâmetro de qualidade da água e pode ser determinado com base na [Chl-a], pigmento fotossiteticamente ativo presente em todas as espécies de fitoplâncton, detectado por sensores remotos. Portanto, o uso de imagens orbitais e aerotransportadas é uma alternativa viável para o monitoramento do estado trófico desses ambientes. Resultados mostram que as características bio-ópticas em RHBB são consideravelmente diferentes de outros ambientes pesquisados na literatura, corroborado com desempenho não acurado de modelos propostos para outros ambientes. A parametrização e calibração propostas nesta pesquisa estimaram acuradamente a [Chl-a], principalmente, adotando os coeficientes de absorção derivados do QAA. Os modelos ajustados podem ser utilizados no mapeamento do estado trófico e monitoramento periódico da qualidade da água em RHBB por agências ambientes e gestores de usinas hidroelétricas. Além disso, é provável que os parâmetros propostos nesta pesquisa sejam adequados para outras águas continentais. / CNPq: 200157/2015-9

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.

Os efeitos de cianobactérias sobre organismos aquáticos planctônicos foram avaliados, visando caracterizar e quantificar as cianotoxinas e determinar a toxicidade de uma linhagem em cultura monoespecífica e de florações naturais de reservatórios do rio Tietê, SP. Assim, cultivou-se uma linhagem (NPLJ-4) de Microcystis aeruginosa, reconhecidamente tóxica, em meio ASM-1 a 25°C e fotoperíodo de 12h luz/12h escuro em câmara incubadora, avaliando-se sua toxicidade em diferentes estágios do crescimento populacional (meio e final da fase exponencial, fase estacionária e fase senescente), por meio de testes ecotoxicológicos com os organismos-teste Ceriodaphnia dubia e C. silvestrii. Esses testes foram realizados de acordo com normas padronizadas pela ABNT, sendo utilizados também para avaliar a toxicidade das florações naturais e a eficiência de diferentes processos de tratamento de água na remoção de células, microcistinas e subprodutos de cianobactérias. Os resultados indicaram aumento na concentração de microcistinas com o crescimento populacional da cianobactéria. Os extratos na fase estacionária tiveram menor toxicidade, enquanto nas demais fases causaram efeito tóxico agudo, resultando em valores de CE50; 48h de: 1,4 - 4,7 × \'10 POT.6\' cel/mL (meio fase exponencial), 1,6 - 8,7 × \'10 POT.6\' cel/mL (final fase exponencial), 7,5 - 14,1 × \'10 POT.6\' cel/mL (fase estacionária) e 1,9 - 4,6 × \'10 POT.6\' cel/mL (fase senescente) para C. dubia; e 1,9 - 5,4 × \'10 POT.6\' cel/mL (meio fase exponencial), 1,6 - 10,9 × \'10 POT.6\' cel/mL (final fase exponencial), 10,2 - 15,4 × \'10 POT.6\' cel/mL (fase estacionária) e 2,0 - 4,2 × \'10 POT.6\' cel/mL (fase senescente) para C. silvestrii. Células livres de Microcystis (M. aeruginosa, M. panniformis e M. protocystis) e Pseudanabaena mucicola foram as cianobactérias dominantes nas florações dos reservatórios de Barra Bonita e células livres de Microcystis (M. aeruginosa e M. panniformis), no de Promissão. A dominância das cianobactérias em ambos os reservatórios pode estar relacionada a períodos de estabilidade da coluna de água, razões N/P de 8 - 13 (Barra Bonita) e 19 - 20 (Promissão) na superfície, temperatura da água de 19 - 30°C (Barra Bonita) e 26 - 28°C (Promissão) e disponibilidade de nutrientes (0,05 - 0,26 mg/L de fósforo total para Barra Bonita e 0,01 - 0,05 mg/L P-total para Promissão), devido ao grau de trofia dos reservatórios. A água de ambos os reservatórios, coletada durante as florações, apresentou toxicidade aos dafinídeos, sendo que a água de Barra Bonita foi mais tóxica do que a de Promissão. Todos os extratos brutos de material oriundo das florações naturais apresentaram microcistinas (239 - 1647 µg/L para Barra Bonita e 192 - 1295 µg/L para Promissão) e causaram toxicidade aguda aos dafinídeos, com valores de CE50; 48h de: 87 - 282 mg/L (Barra Bonita) e 146 - 428 mg/L (Promissão) para C. dubia, e 98 - 546 mg/L (Barra Bonita) e 110 - 391 mg/L (Promissão) para C. silvestrii. Concentrações dos extratos a partir de 80 mg/L (Barra Bonita) e 100 mg/L (Promissão) afetaram adversamente a sobrevivência e a reprodução dos dafinídeos. Os resultados mostram riscos à biota natural e à saúde humana, bem como comprometimento dos usos múltiplos dos reservatórios, exigindo ações remediadoras e, sobretudo, preventivas para conter o processo de eutrofização. / The effects of cyanobacteria upon aquatic organisms were evaluated, aiming to characterize and quantify the toxins of both, a monospecific cyanobacterial culture and material from natural blooms occurring in the reservoirs of Tietê river, SP. The already known toxic strain NPLJ-4 of Microcystis aeruginosa was cultured in ASM-1 medium at 25 Celsius degrees and 12h light/12h dark in the incubator, in order to evaluate its toxicity at different stages of the culture growth by ecotoxicological tests using the cladocerans Ceriodaphnia dubia and C. silvestrii as test-organisms. These tests were carried out according to the procedures standardized by ABNT, in order to evaluate also the toxicity of natural blooms and the efficiency of different water treatment processes in removing cells, microcystins and by-products of cyanobacteria. The results obtained indicated an increase in the concentration of microcystins along the cyanobacterial culture growth. Extracts from the stationary phase of the culture were less toxic compared with those from the other phases which had acute toxicity and adversely affected cladoceran survival, resulting in EC50; 48h values of 1,4 - 4,7 × \'10 POT.6\' cells/mL (middle exponential phase), 1,6 - 8,7 × \'10 POT.6\' cells/mL (final exponential phase), 7,5 - 14,1 × \'10 POT.6\' cells/mL (stationary phase) and 1,9 - 4,6 × \'10 POT.6\' cells/mL (senescent phase) for C. dubia; and 1,9 - 5,4 × \'10 POT.6\' cells/mL (middle exponential phase), 1,6 - 10,9 × \'10 POT.6\' cells/mL (final exponential phase), 10,2 - 15,4 × \'10 POT.6\' cells/mL (stationary phase) and 2,0 - 4,2 × \'10 POT.6\' cells/mL (senescent phase) for C. silvestrii. Cells of Microcystis (Microcystis aeruginosa, M. panniformis and M. protocystis) and Pseudanabaena mucicola were cyanobacteria species dominant in the Barra Bonita reservoir and cells of Microcystis (M. aeruginosa and M. panniformis), in the Promissão reservoir. The dominance of cyanobacteria in both studied reservoirs was related to the stability of the water column, N/P ratios of 8 to 13 (Barra Bonita) and 19 to 20 (Promissão), high water temperatures (19 - 30°C for Barra Bonita and 26 - 28°C for Promissão) and high nutrient availability (0,05 - 0,26 mg/L total phosphorus for Barra Bonita, and 0,01 - 0,05 mg/L total P for Promissão) as a consequence of the trophic state of the reservoirs. The water from Barra Bonita reservoir during the cyanobacterial blooms was more toxic to daphnids than that from Promissão reservoir. Crude extracts from all cyanobacteria blooms tested presented microcystins (239 - 1647 µg/L for Barra Bonita and 192 - 1295 µg/L for Promissão) and caused acute toxicity to daphnids, resulting in EC50; 48h values of 87 - 282 mg/L (Barra Bonita) and 146 - 428 mg/L (Promissão) for C. dubia, and 98 - 546 mg/L (Barra Bonita) and 110 - 391 mg/L (Promissão) for C. silvestrii. Crude extracts concentrations above 80 mg/L to Barra Bonita and 100 mg/L to Promissão adversely affected the survival and reproduction of daphnids. The results obtained evidenced the risks to the natural biota and possibly to the human health, and can therefore jeopardize the multiple uses of the reservoirs. They reveal the urgent necessity for remedial action, particularly to slow down and to prevent eutrophication.