Processes controlling the quantities of biogenic materials in lakes and reservoirs subject to cultural eutrophication

The processes which control the growth, composition, succession and loss from suspension of phytoplankton algae are briefly reviewed, with special reference to function in eutrophic reservoir systems. The ecology of larger algal biomasses supported by high nutrient loading rates are more likely to be subject to physical (wash-out, underwater light penetration, thermal stability and mixing) than to chemical constraints. Sudden changes in the interactions between physical factors temporarily impair the growth of dominant algal species, and advance the succession. Certain algae may be cropped heavily, but selectively, by zooplankton feeding, but they are rarely the species which cause problems in waterworks practice. Grazing, however, does influence succession. A deeper understanding of the operation of loss control mechanism is urgently required. Potentially, manipulation of the physical environment provides an important means of alleviating day-to-day algal problems in eutrophic reservoirs; in terms of cost effectiveness these may prove to be more attractive than reducing nutrient loads at source.

Comparison of systems of biological indication approved during the course of the joint Anglo-Soviet investigations held under the auspices of the Institute of Hydrobiology of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR

In accordance with the plan for joint Anglo-Soviet scientific and technical collaboration on environmental problems, the comparative evaluation of systems of hydrobiological analysis of the surface water quality started in 1977 at the Regional Laboratory of the Severn-Trent Water Authority in Nottingham were continued in the spring of 1978. The investigations were carried out under the auspices of the Institute of Hydrobiology of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR. Hydrobiological and hydrochemical samples were collected by Soviet and British specialists from the Kiev reservoir and the rivers Dnieper, Sozh, Desna and Snov. The samples were processed on the expedition ships and in the Laboratory for the Hydrobiology of Small Water Bodies of the Institute of Hydrobiology of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR. The possible approved methods to be adopted were evaluated from the samples using the phytoperiphyton, phytoplankton, zooplankton and zoobenthos against a background of hydrochemical characteristics. The study concludes that weather conditions complicated the work on testing the systems of biological indication of water quality and made it inadvisable to use those methods of comparison which were used when similar work was carried out in Nottingham.

Approval of systems of Biological Indication of Water Quality under the auspices of the Severn-Trent Water Authority, UK

In accordance with the plan for joint Anglo-Soviet scientific and technical collaboration on environmental problems, the comparative evaluation of systems of hydrobiological analysis of the surface water quality started in 1977 at the Regional Laboratory of the Severn-Trent Water Authority in Nottingham were continued in the spring of 1978. The investigations were carried out under the auspices of the Institute of Hydrobiology of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR. Hydrobiological and hydrochemical samples were collected by Soviet and British specialists from the Kiev reservoir and the rivers Dnieper, Sozh, Desna and Snov. The possible approved methods to be adopted were evaluated from the samples using the phytoperiphyton, phytoplankton, zooplankton and zoobenthos against a background of hydrochemical characteristics.

The significance of sedimentation and sediments to phytoplankton growth in drinking-water reservoirs

In the mesotrophic-eutrophic Saidenbach Reservoir in Saxony, the nanoplankton and cyanobacteria have increased at the expense of diatom dominance, due to a doubling of the external phosphorus load in the last 15 years. However, the phosphorus sedimentation flux is still very high (up to 80% of the input), corresponding to more than 2 g m2 d-1 in terms of dry weight. There is a strong correlation between the abundance of diatoms in the euphotic zone and their sedimentation flux (with a delay of about 2 weeks). Only about 25% of the deposited material could be clearly attributed to plankton biomass; the remainder resulted from flocculation and precipitation processes or directly from the inflow of clay minerals. The ash content of the deposited material was high (73%). Thus the sedimentation flux can be considered to operate as an internal water-treatment/oligotrophication process within the lake. The neighbouring Neunzehnhain Reservoir still has a very clear water with a transparency up to 18 m depth. Though the sediment was not much lower than Saidenbach sediment in total phosphorus and total numbers of bacteria, sulphide was always absent and the ratio of Fe 2+ to Fe 3+ was very low in the upper (0- 5 cm) layer. Thus the external and internal phosphorus loads do not attain the critical level necessary to induce a ”phosphorus - phytoplankton” feedback loop.

Management of Biesboch reservoirs for quality control with special reference to eutrophication

The three Biesbosch Reservoirs are pumped storage reservoirs, fed with rather polluted and highly eutrophic water from the River Meuse. Air injection at the bottom of the reservoirs prevents thermal stratification, which would otherwise result in serious water quality deterioration. Reservoir mixing also serves as an economic algal control measure; mixing over sufficient depth causes light to play the role of limiting factor and this, combined with zooplankton grazing, keeps the biomass of phytoplankton at acceptable levels. Special problems are caused by benthic, geosmin-producing Oscillatoria species growing on the inner embankment. Rooting up the bottom with a harrow is used as the method of control, based on underwater observations by biological staff trained as SCUBA-divers. With regard to pollutant behaviour the three reservoirs act as a series of fully mixed reactors. This enables the application of kinetic models to describe their behaviour and allows the use of a selective intake policy, e.g. for suspended solids with associated contaminants, ammonia and polynuclear aromatic hydrocarbons. A combination of selective intake and self- purification processes - enhanced by the compartmentalisation of the storage volume in three reservoirs - leads to a striking improvement for many water-quality parameters.

Freshwater biology and water supply in Britain

This paper is designed to give a general account of freshwater biology as it bears on waterworks practice. Most water that is used for consumption will commonly go through a storage reservoir. Here special reference is given to the biological relations in standing waters, the biological control of water supplies, methods of plankton estimation, the biology of slow sand filtration and the use of algicides.

Estudo do efeito das cargas de nutrientes no reservatório APM-Manso: uma abordagem através da modelagem numérica tridimensional.

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.

Simulação biofisicoquímica em reservatório tropical polimítico

O reservatório do Lobo, localizado no estado de São Paulo, é um sistema dinâmico no qual se desenvolve um ciclo diurno de estratificação e mistura, de modo similar ao que tem sido observado em outros lagos tropicais. Utilizou-se simulação 3D computacional com os softwares ELCOM (Estuary and Lake Computer Model) acoplado ao CAEDYM (Computacional Aquatic Ecosystem Dynamics Model), ambos desenvolvidos pelo CWR (Center for Water Research) da Universidade da Austrália. Foram realizadas cinco simulações: Piloto Primavera baseada em dados reais da estação no ano primavera no reservatório para o ano de 2007; Primavera-P em que as concentrações de fósforo total, fosfato inorgânico e fosfato total dissolvido foram aumentadas em 100% no reservatório (coluna de água e sedimento) e nos rios tributários; Primavera-V na qual a intensidade dos ventos foi aumentada em 50%; Primavera-T onde a temperatura da água (reservatório e tributários) e do ar foram aumentadas em 10C e, Primavera-X, onde a temperatura da água (reservatório e tributários) e do ar sofreu aumento em 10C, as concentrações de fósforo total, fosfato inorgânico e fosfato total dissolvido foram aumentadas em 100% e a velocidade do vento aumentada em 50%. A concentração de clorofila a foi representada pelos grupos cianobactérias e clorofíceas. O espaço de tempo das simulações representou 90 dias. As clorofíceas apresentaram maior desenvolvimento populacional do que as cianobactérias em todas as simulações. No reservatório, a mistura vertical é ocasionada diariamente pelo vento ou por processos convectivos causados pela perda de calor no corpo de água. A oxigenação do reservatório é maior com a ocorrência de ventos e de grupos fotossintéticos. As concentrações totais de fósforo e nitrogênio apresentaram aumento em todas as simulações.

Variação temporal de uma comunidade fitoplanctônica do reservatório de APM-Manso através de modelagem ecológica tridimensional.

A ecologia de reservatórios, que são ecossistemas complexos, dinâmicos e artificiais, vem assumindo destaque no Brasil. O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade da aplicação, no reservatório de APM-Manso, de um modelo ecológico tridimensional em estudos sobre a dinâmica fitoplanctônica, simulando a variação temporal do fitoplâncton para cenários distintos de carga de nutrientes. O modelo CAEDYM foi acoplado ao ELCOM e simulação foi realizada em duas etapas: uma hidrodinâmica e outra ecológica. Escolheu-se para as simulações o período de cinco meses, a partir de 1 de setembro de 2005. Foram construídos dois cenários de simulação, o primeiro contendo os valores reais de carga de nutrientes dos principais rios contribuintes medidos em campo, e o segundo com redução na carga nutricional destes rios, simulando um possível processo de substituição de áreas florestadas por áreas de pastagem na bacia do rio Manso. A comunidade fitoplanctônica simulada apresentou rápidas respostas à disponibilidade nutricional do ambiente, e os resultados obtidos corroboraram com diversas teorias sobre as estratégias adaptativas e sobre as dinâmicas algais. Dentre as classes simuladas, Bacillariophyceae e Cryptophyceae se mostraram mais sensíveis às reduções de carga, enquanto Chrolophyceae e Cyanophyceae, apesar de terem suas biomassas reduzidas, sofreram menos com o impacto, sugerindo estarem mais adaptadas à limitação de nutrientes. Os picos chuvosos influenciaram positivamente as taxas de crescimento das Bacillariophyceae apenas no Cenário 1, uma vez que a limitação por nutrientes foi mais decisiva para esta classe no Cenário 2. Observou-se em ambas as simulações uma tendência de substituição na dominância de Cyanophyceae por Chlorophyceae.

Acinetobacter spp.: resistência a antimicrobianos, genotipagem e dinâmica da colonização em CTI de um Hospital Universitário um ano de estudo

As espécies do gênero Acinetobacter são freqüentes no ambiente, mas nas últimas décadas vêm se destacando como patógenos hospitalares, especialmente Acinetobacter baumannii e as genoespécies 3 e 13TU, que formam o Complexo A. baumannii e cuja diferenciação só é possível pela utilização de metodologias moleculares. São associadas a diferentes apresentações clínicas, principalmente em pacientes internados em unidades de tratamento intensivo. Freqüentemente apresentam resistência a uma ampla variedade de antimicrobianos, incluindo os carbapenêmicos. Nestes casos as opções de tratamento podem, algumas vezes, limitar-se à polimixina. Esse trabalho objetivou avaliar a susceptibilidade a antimicrobianos, a diversidade genética e a dinâmica de colonização de Acinetobacter spp. isolados de pacientes internados no Centro de Tratamento Intensivo do Hospital Universitário Pedro Ernesto em um ano de estudo. Durante o ano de 2009 foram estudadas 76 amostras de Acinetobacter spp. isoladas de 34 pacientes, sendo a maioria obtida do trato respiratório (42,1 %), seguido de sangue (19,7%). Do total, 96,1% (73) foram identificadas como A. baumannii através da detecção do gene intrínseco blaOXA-51-like. Todas as amostras de A. baumannii foram produtoras da carbapenemase OXA-23 e apresentaram perfil de multirresistência, enquanto as três espécies não-baumannii foram sensíveis a todos os antimicrobianos testados. Não houve produto de amplificação para os genes blaOXA-24-like, blaOXA-58-like e blaOXA-143 pela técnica de PCR multiplex. As amostras apresentaram taxa de resistência maior que 70% para oito dos onze antimicrobianos testados: piperacilina-tazobactam, ceftazidima, cefotaxima, cefepime, amicacina, ciprofloxacina, imipenem e meropenem. A droga com melhor atividade in vitro foi a polimixina B. Quatro amostras foram resistentes com CIM determinada pelo E-test variando de 6 g/mL a 32 g/mL. Observou-se uma grande diversidade genética dentre as amostras, com dez grupos clonais identificados pelo PFGE. O grupo clonal B foi prevalente e persistente na unidade, representado por 32 (42,1%) amostras. Esse foi o mesmo clone descrito como o mais freqüente no Rio de Janeiro em estudo prévio. O clone associado a um surto ocorrido na mesma instituição entre 2007 e 2008 esteve presente em apenas sete (9,2%) amostras, tendo sido substituído pelo genótipo B. A análise prospectiva dos pacientes que permaneceram internados por pelo menos um mês mostrou casos de substituição clonal após terapia antimicrobiana, indicando a existência de reservatório ambiental dos genótipos circulantes. A colonização do trato respiratório por A. baumannii foi bastante comum, mas também foram observados casos de substituição de uma espécie não-baumannii por A. baumannii, além de infecção de corrente sanguínea por um genótipo diferente daquele responsável pela colonização. A presença de cepas resistentes à polimixina é preocupante, pois representa uma ameaça à terapia com a droga. A existência de um clone multirresistente disseminado no Rio de Janeiro, possivelmente pela transferência de pacientes e por profissionais que trabalham em mais de um hospital, aponta a necessidade de se adotar medidas de controle de infecção mais eficazes a fim de reduzir as taxas de morbidade e mortalidade. Além disso, a identificação de focos ambientais de dispersão das cepas epidêmicas parece essencial para garantir a eficácia das demais medidas de contenção de surtos

Análise da composição da dieta de seis espécies de peixes coexistentes em um reservatório tropical (Reservatório de Ribeirão das Lajes, Piraí-RJ)

O presente estudo analisou o conteúdo digestório de 221 indivíduos de seis espécies de peixes, do reservatório de Ribeirão das Lajes (Piraí-RJ), sendo 44 exemplares da espécie Loricariichthys castaneus, 56 de Parauchenipterus striatulus, 46 de Metynnis maculatus, 40 de Astyanax bimaculatus, 31 de Astyanax parahybae e 4 de Rhamdia quelen. O intuito foi o de estabelecer suas dietas, através do emprego do índice de importância alimentar (IAi), verificar a existência de diferenças na alimentação entre épocas seca e chuvosa e ainda as suas relações tróficas no ambiente aquático em questão. Não foram observadas grandes alterações da dieta das espécies estudadas entre épocas do ano. Foi evidenciada uma utilização de recursos alimentares semelhantes entre as espécies, que puderam ser divididas em dois grupos: um composto por espécies de hábitos onívoros com tendência a insetivoria e que empregaram recursos alóctones em suas dietas, formado por A. bimaculatus, A. parahybae e P. striatulus e outro contendo L. castaneus, R. quelen e M. maculatus que apresentaram uma maior amplitude de itens ingeridos, sendo muitos itens associados ao substrato e alguns a coluna dágua. Existiu uma sobreposição alimentar entre as espécies onívoras, todavia a ampla disponibilidade de recursos alimentares passíveis de serem explorados pelos peixes no reservatório faz com que esta sobreposição não se converta em possível competição por alimentos. Além disso, as espécies exploraram secundariamente itens alimentares diferenciados em suas dietas.

Reservatório de gás não convencional: história de caso na Bacia do Recôncavo - Brasil

O principal objetivo deste trabalho foi à realização de um estudo geológico sobre os folhelhos fraturados da Formação Candeias que ocorrem em diferentes partes da Bacia do Recôncavo, sendo enfatizadas suas principais relações com a acumulação de petróleo. Este trabalho contempla, ainda, uma revisão bibliográfica acerca da evolução da campanha exploratória nesta bacia, desde seus primórdios, na década de trinta, além de uma análise sob as perspectivas na área de exploração e produção. A Bacia do Recôncavo, situada na região Nordeste do Brasil, está inserida numa grande bacia tafrogênica (Rifte abortado Recôncavo-Tucano-Jatobá), originada nos momentos iniciais de ruptura do paleocontinente Gondwana ocidental, no Eocretáceo, sob os campos de tensões que produziram o Oceano Atlântico. Em termos estratigráficos, a bacia guarda um importante registro geológico, compreendido por depósitos continentais (lacustres, fluvio-deltáicos, neríticos, eólicos e leques aluviais), sendo subdividido em seis seqüências sedimentares, referentes aos estágios pré-rifte e rifte. As principais acumulações de petróleo na bacia podem ser agrupadas em três grandes sistemas: pré-rifte, rifte-Candeias e rifte-Ilhas, representando plays exploratórios distintos. As perspectivas futuras para a Bacia do Recôncavo devem considerar a importância da identificação de novos plays exploratórios, através da caracterização de novos intervalos geradores e reservatórios, como é o caso dos folhelhos fraturados e do shale gas. Não menos importante é o desenvolvimento de novas técnicas de produção, aumentando o fator de recuperação de campos produtores.

Redução de dimensionalidade em equilíbrio de fases fluidas

Atualmente, existem modelos matemáticos capazes de preverem acuradamente as relações entre propriedades de estado; e esta tarefa é extremamente importante no contexto da Engenharia Química, uma vez que estes modelos podem ser empregados para avaliar a performance de processos químicos. Ademais, eles são de fundamental importância para a simulação de reservatórios de petróleo e processos de separação. Estes modelos são conhecidos como equações de estado, e podem ser usados em problemas de equilíbrios de fases, principalmente em equilíbrios líquido-vapor. Recentemente, um teorema matemático foi formulado (Teorema de Redução), fornecendo as condições para a redução de dimensionalidade de problemas de equilíbrios de fases para misturas multicomponentes descritas por equações de estado cúbicas e regras de mistura e combinação clássicas. Este teorema mostra como para uma classe bem definidade de modelos termodinâmicos (equações de estado cúbicas e regras de mistura clássicas), pode-se reduzir a dimensão de vários problemas de equilíbrios de fases. Este método é muito vantajoso para misturas com muitos componentes, promovendo uma redução significativa no tempo de computação e produzindo resultados acurados. Neste trabalho, apresentamos alguns experimentos numéricos com misturas-testes usando a técnica de redução para obter pressões de ponto de orvalho sob especificação de temperaturas.

Violências na contemporaneidade: etnografia de redes sociotécnicas na Cidade de Chapecó (SC)

O objetivo deste estudo foi investigar os dispositivos que permitem instituir a "violência" na contemporaneidade como uma questão constituinte e mobilizadora de coletivos (para o seu estudo, o seu combate, a sua divulgação, proteção frente à mesma, atendimento às suas vítimas e atendimento ou punição a seus agentes), na cidade de Chapecó. Para esta finalidade, foram utilizados princípios, regras e propriedades metodológicas da Teoria do Ator-Rede, concebida por Bruno Latour, John Law e Michel Callon, que guiaram a etnografia realizada; a Teoria da Sociedade Global de Riscos, proposta por Ulrich Beck, que permitiu compreender configurações contemporâneas; e noções de Michel Foucault, Gilles Deleuze e Felix Guattari que possibilitaram focar processos vinculados às gestões das violências, como a mídia e as tecnologias de vigilância e controle. A violência foi constituída como um artefato da pesquisa e conduziu ao conhecimento dos vários sentidos tomados no espaço de sua circulação. No lugar de tomar uma definição a priori para relacioná-la ao empírico, o estudo optou por uma forma de compreendê-la, com base nos referenciais escolhidos: não como causa, mas como efeito, configurando redes sociotécnicas que articulam diferentes elementos; não um reservatório que forneceria automaticamente uma explicação, mas o resultado final de um processo, que envolve mediadores em sua fabricação. A pesquisa foi realizada em Chapecó, cidade de porte médio, localizada no Oeste de Santa Catarina, diferenciando-se dos grandes centros urbanos, nos quais as violências vêm sendo predominantemente estudadas. O trabalho de campo englobou diferentes momentos (2004, 2005 e 2006) e trilhou diferentes caminhos para a coleta de indicadores. O primeiro investigando histórias da cidade e região com ênfase nos estudos referentes a situações que ficaram marcadas como violentas. O segundo observando a cidade como um todo, tendo em vista eventos, atores e coletivos que se constituíram vinculados à categoria violência. O terceiro focando e descrevendo cinco eventos contemporâneos específicos vinculados às práticas violentas, à gestão das violências, à produção de segurança e à mídia escrita de Chapecó. A amplitude e a diversidade, abrangidas pela etnografia, evidenciaram que as configurações das práticas violentas se constituem conectadas aos processos de inscrição dessas práticas, aos processos de tradução das categorias que as definem e as estratégias de gestão das violências, que implicam em tecnologias de vigilância e controle. As múltiplas entradas para abordar o tema fizeram ressoar as misturas que envolvem a sua discussão, a infinitude de variáveis em jogo e a multiplicidade que compõe as violências. Os eventos estudados tornaram perceptível a trama de redes que constituem a violência no município, redes que disputam e fazem alianças, conectando uma diversidade de actantes que as fabricam cotidianamente. Dessa forma, a violência não deve ser delegada a alguns atores apenas, mas pode ser compreendida como efeito de redes sociotécnicas extensas que articulam diferentes actantes, a partir dos vínculos que os ligam, da tradução dos interesses que os unem e dos traços que inscrevem os seus deslocamentos.

Modelagem e simulação do escoamento imiscível em meios porosos fractais descritos pela equação de Kozeny-Carman Generalizada

O presente trabalho trata do escoamento bifásico em meios porosos heterogêneos de natureza fractal, onde os fluidos são considerados imiscíveis. Os meios porosos são modelados pela equação de Kozeny-Carman Generalizada (KCG), a qual relaciona a porosidade com a permeabilidade do meio através de uma nova lei de potência. Esta equação proposta por nós é capaz de generalizar diferentes modelos existentes na literatura e, portanto, é de uso mais geral. O simulador numérico desenvolvido aqui emprega métodos de diferenças finitas. A evolução temporal é baseada em um esquema de separação de operadores que segue a estratégia clássica chamada de IMPES. Assim, o campo de pressão é calculado implicitamente, enquanto que a equação da saturação da fase molhante é resolvida explicitamente em cada nível de tempo. O método de otimização denominado de DFSANE é utilizado para resolver a equação da pressão. Enfatizamos que o DFSANE nunca foi usado antes no contexto de simulação de reservatórios. Portanto, o seu uso aqui é sem precedentes. Para minimizar difusões numéricas, a equação da saturação é discretizada por um esquema do tipo "upwind", comumente empregado em simuladores numéricos para a recuperação de petróleo, o qual é resolvido explicitamente pelo método Runge-Kutta de quarta ordem. Os resultados das simulações são bastante satisfatórios. De fato, tais resultados mostram que o modelo KCG é capaz de gerar meios porosos heterogêneos, cujas características permitem a captura de fenômenos físicos que, geralmente, são de difícil acesso para muitos simuladores em diferenças finitas clássicas, como o chamado fenômeno de dedilhamento, que ocorre quando a razão de mobilidade (entre as fases fluidas) assume valores adversos. Em todas as simulações apresentadas aqui, consideramos que o problema imiscível é bidimensional, sendo, portanto, o meio poroso caracterizado por campos de permeabilidade e de porosidade definidos em regiões Euclideanas. No entanto, a teoria abordada neste trabalho não impõe restrições para sua aplicação aos problemas tridimensionais.