Estudo limnológico na represa Carlos Botelho (Itirapina/Brotas-SP): uma reavaliação comparativa do sistema Lobo-Broa

Os reservatórios, por serem corpos de água dinâmicos e pelos seus usos múltiplos, sofrem acelerado processo de eutrofização. Neste estudo avaliou-se a atual condição da represa do Lobo (municípios de Brotas e Itirapina, SP) em relação a algumas características físicas, químicas e biológicas em uma perspectiva temporal. As amostragens foram realizadas em duas épocas representativas das estações seca e chuvosa, compreendidas no período de setembro de 2000 e junho de 2001. Foram estabelecidos seis pontos de coleta, nos quais foram coletadas amostras de água para análises de nutrientes, clorofila, material em suspensão, zooplâncton e foram também realizadas medidas \"in situ\" de variáveis físicas e químicas, com o multisensor Horiba U10. Os resultados obtidos revelaram que ocorreram variações sazonais de moderada amplitude, caracterizando dois períodos: o seco com temperaturas menores, águas mais oxigenadas, menor condutividade elétrica e maiores concentrações de nutrientes. O zooplâncton da represa do Lobo foi numericamente dominado pelos rotíferos, seguidos pelos cladóceros e copépodos em proporções bem menores, similarmente ao reportado pelos estudos anteriores, indicando que em nível de grandes grupos não houve ainda uma mudança na estrutura desta comunidade. As variações na densidade dos principais grupos zooplanctônicos estão relacionadas às características físicas e químicas das diferentes porções da represa (com maiores densidades na porção superior, mais eutrófica) e à sazonalidade, com maior abundância de rotíferos no período chuvoso e maiores densidades de protozoários e microcrustáceos no inverno. Durante o período de estudo a condição trófica do reservatório foi mesotrófica, contudo com níveis de nutrientes e biomassa do fitoplâncton, indicada pela concentração de clorofila, superiores aos níveis reportados para a década de 1970. Concluiu-se portanto que a represa está sofrendo um processo de eutrofização.

Ocorrência e remoção dos protozoários patogênicos Giardia spp. e Cryptosporidium spp. em sistemas de tratamento de esgoto sanitário

O propósito do presente estudo foi investigar e monitorar a remoção de cistos de Giardia spp. e oocistos de Cryptosporidium spp. por diferentes processos de uma estação de tratamento de esgoto (ETE) em escala plena, composta basicamente por tratamento preliminar, reator UASB e flotador por ar dissolvido, e verificar a ocorrência desses protozoários no lodo do reator UASB e do flotador. Além disso, avaliou-se a remoção desses parasitos pelo processo de flotação por ar dissolvido em escala de bancada (equipamento Flotateste). Analisou-se a qualidade das amostras a partir de variáveis físicas e químicas, e pela detecção de microrganismos indicadores - E. coli, coliformes totais e Clostridium perfringens. Os métodos de detecção de protozoários se basearam nas etapas de concentração (tripla centrifugação ou filtração em membrana seguida de tripla centrifugação); purificação por separação imunomagnética (IMS); detecção por reação de imunofluorescência direta (RID). As recuperações de cistos variaram de 32,6 a 67,0 % dependendo do método adotado, já para os oocistos as recuperações estiveram na faixa de 5,6 a 12,0 %. Na ETE-Monjolinho foram detectadas significativas quantidades de cistos de Giardia spp. em 100% das amostras de esgoto analisadas, com concentração média de 1,89 x 104 e 2,35 x 102 cistos.L-1 no esgoto bruto e tratado, respectivamente. Já os oocistos de Cryptosporidium spp. foram detectados em 39,0 % das amostras de esgoto, com concentração média de 1,35 x 102 oocistos.L-1 no esgoto bruto e 5,87 oocistos.L-1 em esgoto tratado (após flotador). A remoção global da ETE para remoção de Giardia spp. foi em média 2,03 log. O lodo do reator UASB e lodo do flotador apresentaram altas quantidade de (oo)cistos, constatando-se a tendência desses sistemas em concentrar os (oo)cistos por seus processos físicos. Algumas correlações significativas foram encontradas, como correlação entre a concentração de cistos no lodo e a variável sólidos totais, a concentração de cistos no esgoto bruto e as variáveis cor aparente, DQO total e particulada, e a concentração de cistos no efluente UASB e o microrganismo Clostridium perfringens. Diferentemente do flotador em escala plena, o processo do flotação por ar dissolvido em escala de bancada alcançou elevadas remoções médias de cistos de Giardia spp., entre 2,5 e 2,7 log nas diferentes condições de floculação estudadas.

Análise da influência de variáveis meteorológicas e da hidrodinâmica sobre os padrões espaciais e temporais da qualidade da água e de florescimentos de cianobactérias e macrófitas em um reservatório urbano

Os reservatórios urbanos estão suscetíveis a uma variedade de interferências antropogênicas que acarretam grande variabilidade espacial e temporal. Contudo, possuem uma dinâmica própria na qual o hidroclima e micro e macro-eventos meteorológicos atuam sobre os processos físicos, químicos e biológicos resultando em respostas particulares de cada corpo de água. No presente estudo a existência de padrões espaciais e temporais na formação de florescimentos de algas, cianobactérias e macrófitas no reservatório Guarapiranga, São Paulo, SP, foi avaliada por meio de experimento de curta escala de tempo durante o evento da entrada de uma frente fria. Foram amostrados 64 pontos em todo o reservatório, e o estudo intensivo de florescimento algal e de cianobactérias em dois ciclos nictemerais, em um ponto selecionado no reservatório. Um modelo tridimensional de hidrodinâmica foi aplicado ao estudo compartimentalizado dos tempos de residência e imagens de satélite foram analisadas para determinação de padrões temporais e espaciais durante períodos de tempo mais amplos. Os resultados revelaram que os períodos mais favoráveis ao surgimento de florescimentos de cianobactérias são geralmente os meses mais quentes, de dezembro e janeiro, ou aqueles em que ocorrem estratificações mais fortes como no fim do inverno, em julho, e após as primeiras chuvas nos meses de setembro e outubro. Existem padrões espaciais recorrentes na formação dos florescimentos, controlados em grande parte pela ação do vento, que no reservatório Guarapiranga é predominantemente nas direções leste e sudeste empurrando os florescimentos na direção da foz dos tributários Embu Mirim e Embu Guaçu e ocasionalmente na direção da foz do rio Parelheiros. As simulações hidrodinâmicas evidenciam as forçantes que determinam os padrões observados e reforçam a importância de se discretizarem os tempos de residência de diferentes compartimentos do reservatório. As séries temporais amplas permitiram a determinação da qualidade da água em cada região e fornecem subsídios para o futuro manejo do reservatório. Como esse comportamento não se restringe ao reservatório Guarapiranga, o tipo de modelagem aqui utilizada pode ser útil para obter informações importantes no processo de planejamento e seleção de medidas para o gerenciamento de reservatórios urbanos tropicais polimíticos, em geral.

Desenvolvimento de sistema automatizado de monitoramento de ambientes de produção animal, utilizando uma rede de sensores sem fio

As redes de sensores sem fio, aplicadas à automação do controle de ambientes representam um paradigma emergente da computação, onde múltiplos nós providos de sensores, sistemas computacionais autônomos e capacidade de comunicação sem fio, conformam uma rede cuja topologia altamente dinâmica permite adquirir informações sobre sistemas complexos sendo monitorados. Um dos fatores essenciais para obter um ganho na produtividade avícola é o controle da ambiência animal. Atualmente os métodos utilizados para o monitoramento e controle ambiental não podem considerar a grande quantidade de microambientes internos nos ambientes de produção animal e também requerem infraestruturas cabeadas complexas. Dentro desse contexto o objetivo deste trabalho foi desenvolver e testar um sistema automatizado de controle ambiental, através da utilização de sensores sem fio, que auxilie e proporcione maior segurança no controle de ambientes automatizados. O sistema monitora variáveis que influenciam na produtividade de aves, tais como temperatura e umidade e outras variáveis físico-químicas do aviário. A infraestrutura desenvolvida foi testada em um aviário experimental e resultou em um sistema seguro e com grande escalabilidade, que é capaz de controlar e monitorar o ambiente e ainda coletar e gravar dados. Foi utilizado o protocolo ZigBee® para gerenciar o fluxo de dados do sistema. Foram feitas análises da eficiência de comunicação do sistema no aviário, monitorando os pacotes de dados perdidos. Os testes demonstraram uma perda de dados de aproximadamente 2% dos pacotes enviados, demonstrando a eficiência das redes ZigBee® para gerenciar o fluxo de dados no interior do aviário. Desta forma, pode-se concluir que é possível e viável a implantação de uma rede ZigBee®, para automatizar ambientes de produção animal com coleta de dados em tempo real, utilizando um sistema integrado via internet, que compreende: instrumentação eletrônica, comunicação sem fio e engenharia de software\".

Caracterização limnológica do rio do Peixe (microrregião geográfica de Botucatu - SP), em duas épocas do ano (períodos de seca e chuva)

O rio do Peixe, um dos principais afluentes do rio Tietê (Reservatório de Barra Bonita/Hidrovia Tietê Paraná), juntamente com seus formadores (microrregião geográfica de Botucatu - SP) constituem os principais mananciais das cidades que se localizam em suas bacias. A maior parte da bacia hidrográfica do rio do Peixe desenvolve-se sob rochas sedimentares arenosas, favoráveis às atividades de extração de areia, fato que aliado ao manejo incorreto do solo favorece a ocorrência de processos erosivos. Foram realizadas amostragens de água durante dez dias consecutivos e de sedimento durante três dias alternados, em dois períodos hidrológicos (seca e chuva), para a determinação de variáveis físicas, químicas e biológicas,com o objetivo principal de caracterizar do ponto de vista limnológico esse rio e sua foz. As análises das diferentes variáveis seguiram os métodos que são utilizados rotineiramente no Laboratório de Limnologia do CRHEA/EESC/USP. As águas do rio do Peixe apresentaram, principalmente altas concentrações de sólidos em suspensão. Os maiores valores de turbidez, condutividade, alcalinidade, HCO3-, CO3-, nitrito, nitrogênio amoniacal, nitrogênio Kjedhal, fosfato inorgânico, carbono orgânico e sólidos em suspensão foram obtidos durante o período de chuvas, influenciados principalmente pelo escoamento superficial que promove o carreamento de materiais da bacia hidrográfica. Foi possível ainda através das características limnológicas, agrupar as estações de amostragem ao longo do contínuo do rio em três regiões (alto, médio e baixo curso), e diferenciar do ponto de vista trófico as estações da foz com o rio Tietê. Um aumento da biomassa fitoplanctônica, no período de seca, no baixo curso do rio do Peixe foi favorecido pela menor vazão na barragem de Barra Bonita.

Materiales carbonosos nanoestructurados para la preparación de catalizadores híbridos mediante el sistema SILP

The main objective of this Doctoral thesis is the preparation of hybrid active catalysts using the SILP (Supported Ionic Liquid Catalysis) methodology and employing carbon materials as support. For that, in first place, SILP samples have been prepared and characterized. In second place, hybrid the SILP catalysts have been prepared, characterized and tested in some hydrogenation reactions, including an asymmetric hydrogenation. The investigated variables are mainly the amount and kind of ionic liquid and the physical, chemical and morphological properties of the support.

Characteristics of lakes in the western United States /

"EPA/600/3-86/054."

Physical techniques in biological research,

Vol. 4-6 edited by William L. Nastuk.

Assessing the seasonal influence of sewage and agricultural nutrient inputs in a subtropical river estuary

A combination of physical and chemical measurements and biological indicators identified nutrient impacts throughout an Australian subtropical river estuary. This was a balance of sewage inputs in the lower river and agricultural inputs in the mid-upper river, the combined influence being greater in the wet season due to greater agricultural surface runoff. Field sampling in the region was conducted at 6 sites within the river, over 5 surveys to encapsulate both wet and dry seasonal effects. Parameters assessed were tissue nitrogen (N) contents and delta(15)N signatures of mangroves and macroalgae, phytoplankton nutrient addition bioassays, and standard physical and chemical variables. Strong spatial (within river) and temporal (seasonal) variability was observed in all parameters. Poorest water quality was detected in the middle (agricultural) region of the river in the wet season, attributable to large diffuse inputs in this region. Water quality towards the river mouth remained constant irrespective of season due to strong oceanic flushing. Mangrove and macroalgal tissue delta(15)N and %N proved a successful combination for discerning sewage and agricultural inputs. Elevated delta(15)N and %N represented sewage inputs, whereas low delta(15)N and elevated %N was indicative of agricultural inputs. Phytoplankton bioassays found the system to be primarily responsive to nutrient additions in the warmer wet season, with negligible responses observed in the cooler dry season. These results indicate that the Tweed River is sensitive to the different anthropogenic activities in its catchment and that each activity has a unique influence on receiving water quality.

Chemical characterization of soil organic matter in an oligotrophic, subtropical, freshwater wetland system: Sources, diagenesis and preservation

Freshwater wetland soils of the Everglades were studied in order to assess present environmental conditions and paleo-environmental changes using organic geochemistry techniques. Organic matter in dominant vegetation, peat and marl soils was characterized by geochemical means. Samples were selected along nutrient and hydrology gradients with the objective to determine the historical sources of organic matter as well as the extent of its preservation. Effective molecular proxies were developed to differentiate the relative input of organic matter from different biological sources to wetland soils. Thus historical vegetation shifts and hydroperiods were reconstructed using those proxies. The data show good correlations with historical water management practices starting at the turn of the century and during the mid 1900's. Overall, significant shortening of hydroperiods during this period was observed. The soil organic matter (SOM) preservation was assessed through elemental analysis and molecular characterizations of bulk 13C stable isotopes, solid state 13C NMR spectroscopy, UV-Vis spectroscopy, and tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH) thermochemolysis-GC/MS. The relationship of the environmental conditions and degradation status of the soil organic matter (SOM) among the sites suggested that both high nutrient levels and long hydroperiod favor organic matter degradation in the soils. This is probably the result of an increase in the microbial activity in the soils which have higher nutrient levels, while longer hydroperiods may enhance physical/chemical degradation processes. The most significant transformations of biomass litter in this environment are controlled by very early physical/chemical processes and once the OM is incorporated into surface soils, the diagenetic change, even over extended periods of time is comparatively minimal, and SOM is relatively well preserved regardless of hydroperiod or nutrient levels. SOM accumulated in peat soils is more prone to continued degradation than the SOM in the marl soils. The latter is presumably stabilized early on through direct air exposure (oxidation) and thus, it is more refractory to further diagenetic transformations such as humification and aromatization reactions.

Shifting N and P limitation along a north-south gradient of mangrove estuaries in South Florida

A multivariate statistical analysis was applied to a 10 year, multiparameter data set in an effort to describe the spatial dependence and inherent variation of water quality patterns in the mangrove estuaries of Ten Thousand Islands – Whitewater Bay area. Principal component analysis (PCA) of 16 water quality parameters collected monthly resulted in five groupings, which explained 72.5% of the variance of the original variables. The “Organic” component (PCI) was composed of alkaline phosphatase activity, total organic nitrogen, and total organic carbon; the “Dissolved Inorganic N” component (PCII) contained NO 3 − , NO 2 − , and NH 4 + ; the “Phytoplankton” component (PCIII) was made up of total phosphorus, chlorophyll a, and turbidity; dissolved oxygen and temperature were inversely related (PCIV); and salinity and soluble reactive phosphorus made up PCV. A cluster analysis of the mean and SD of PC scores resulted in the spatial aggregation of the 47 fixed stations into six classes having similar water quality, which we defined as: Mangrove Rivers, Whitewater Bay, Gulf Islands, Coot Bay, Blackwater River, and Inland Waterway. Marked differences in physical, chemical, and biological characteristics among classes were illustrated by this technique. Comparison of medians and variability of parameters among classes allowed large scale generalizations as to underlying differences in water quality in these regions. A strong south to north gradient in estuaries from high N - low P to low N - high P was ascribed to marked differences in landuse, freshwater input, geomorphology, and sedimentary geology along this tract. The ecological significance of this gradient discussed along with potential effects of future restoration plans.

Ecosystem structure in disturbed and restored subtropical seagrass meadows

Shallow seagrass ecosystems frequently experience physical disturbance from vessel groundings. Specific restoration methods that modify physical, chemical, and biological aspects of disturbances are used to accelerate recovery. This study evaluated loss and recovery of ecosystem structure in disturbed seagrass meadows through plant and soil properties used as proxies for primary and secondary production, habitat quality, benthic metabolism, remineralization, and nutrient storage and exchange. The efficacy of common seagrass restoration techniques in accelerating recovery was also assessed. Beyond removal of macrophyte biomass, disturbance to seagrass sediments resulted in loss of organic matter and stored nutrients, and altered microbial and infaunal communities. Evidence of the effectiveness of restoration actions was variable. Fill placement prevented additional erosion, but the resulting sediment matrix had different physical properties, low organic matter content and nutrient pools, reduced benthic metabolism, and less primary and secondary production relative to the undisturbed ecosystem. Fertilization was effective in increasing nitrogen and phosphorus availability in the sediments, but concurrent enhancement of seagrass production was not detected. Seagrass herbivores removed substantial seagrass biomass via direct grazing, suggesting that leaf loss to seagrass herbivores is a spatially variable but critically important determinant of seagrass transplanting success. Convergence of plant and sediment response variables with levels in undisturbed seagrass meadows was not detected via natural recovery of disturbed sites, or through filling and fertilizing restoration sites. However, several indicators of ecosystem development related to primary production and nutrient accumulation suggest that early stages of ecosystem development have begun at these sites. This research suggests that vessel grounding disturbances in seagrass ecosystems create more complex and persistent resource losses than previously understood by resource managers. While the mechanics of implementing common seagrass restoration actions have been successfully developed by the restoration community, expectations of consistent or rapid recovery trajectories following restoration remain elusive.

Data compilation on the biological response to ocean acidification: environmental and experimental context of data sets and related literature

The exponential growth of studies on the biological response to ocean acidification over the last few decades has generated a large amount of data. To facilitate data comparison, a data compilation hosted at the data publisher PANGAEA was initiated in 2008 and is updated on a regular basis (doi:10.1594/PANGAEA.149999). By January 2015, a total of 581 data sets (over 4 000 000 data points) from 539 papers had been archived. Here we present the developments of this data compilation five years since its first description by Nisumaa et al. (2010). Most of study sites from which data archived are still in the Northern Hemisphere and the number of archived data from studies from the Southern Hemisphere and polar oceans are still relatively low. Data from 60 studies that investigated the response of a mix of organisms or natural communities were all added after 2010, indicating a welcomed shift from the study of individual organisms to communities and ecosystems. The initial imbalance of considerably more data archived on calcification and primary production than on other processes has improved. There is also a clear tendency towards more data archived from multifactorial studies after 2010. For easier and more effective access to ocean acidification data, the ocean acidification community is strongly encouraged to contribute to the data archiving effort, and help develop standard vocabularies describing the variables and define best practices for archiving ocean acidification data.

O impacto da remoção de peixes sobre a dinâmica e estrutura dos grupos funcionais fitoplanctônicos em um lago raso tropical durante uma seca severa

The artifi cial eutrophication is one of the biggest t h reat for the quality of aquatic ecosystems in the whole world. The expectations for the future climatic scenarios in arid and semi - arid regions are intense and frequent droughts enhancing the risk of eutrophicati on and cyanobacterial blooms. Restoration techniques of eutrophic lakes were proposed to reduce nutrient loading and improve the water quality. A successful technique used in temperate regions is the biomanipulation by benthivorous fish removal . Our hypoth esis is that the benthivorous fish removal reduces phytoplankton total biomass and change the composition of phytoplankton functional groups, improving water quality. The aim of the study was evaluate the impact of biomanipulation on phytoplankton function al groups and in the water quality. We applied the technique of biomanipulation in the artificial lake ESEC, in a semi - arid region of Brazil and analyzed the physical and chemical variables and the dynamic of phytoplankton functional groups monthly during November 2012 to August 2013. With the removal of benthivorous fish we observed a significant increase of the euphotic depth, phytoplankton richness and the recruitment of green algae (groups F and J ), indicators of good water quality. However, we did not observe significant differences on total phosphorous concentration and on phytoplankton biomass and diversity. The drought effect in the region during the study was evident , promoting a drastic reduction on water level which influenced the availability of resource and affected phytoplankton community before the biomanipulation. To evaluate the effect of severe drought on the dynamic of phytoplankton functional groups and test if the drought periods are favorable to dominance of cyanobacterial groups, we stu died two artificial neighbors lakes (ESEC and Pocinhos) in a semi - arid tropical region during May 2012 to February 2013. We observed a temporal differentiation of biotic and abiotic variables caused by drought. Both lakes presented reduction of 2 meters of water level and increase on conductivity, turbidity, nutrients concentration and a reduction on water transparency, during the severe drought. The deeper lake (Pocinhos) increased phytoplankton total biomass and presented cyanobacterial functional group d ominance (group S N ) and the shallower lake (ESEC) reduced phytoplankton total biomass and presented dominance of mixotrophic and flagellate functional groups (groups W 1 e W 2 ). Summarizing, the knowledge of the effects of benthivorous fish removal in semi - a rid tropical lakes still unknown and this study had limitations caused by the impact of drought. Thus, it is necessary a long term monitoring to investigate the real effects of biomanipulation on the functioning of the studied ecosystems. Otherwise, period s of drought could have opposite effects (increase or reduction) on total biomass and composition of phytoplankton functional groups. Drought not always leads to dominance of cyanobacterial groups.

Chemical composition of volcanic glasses from bottom sediments of the Transpacific profile

Lithofacial types of sediments formed in certain geographic and physical-chemical conditions of the Pacific Ocean are distinguished and characterized. It is shown that the regular change of bottom sediment types forming a genetic series from the coast to the pelagic zone clearly demonstrates a leading role of biogenic-terrigenous sedimentation in their formation. In the pelagic zone of the ocean erosion of islands and seamounts, basalt volcanism of anticlinal uplifts, as well as exhalative contribution play some role in addition to the main source of terrigenous and pyroclastic material from continents. These sources do not change, but only complicate terrigenous sedimentation in the studied area of the ocean.