The Garças Reservoir history reveals a remarkable case of human impacts resulting from the urbanization pressure over the 20th century. It is a shallow tropical system located in the Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, a protected area within the city of São Paulo, São Paulo State, Brazil. Based on a comprehensive dataset (1997-2017), we evaluated the water quality temporal change using a trophic state index (TSI); in addition, we also verified whether the management procedures improved the water quality. Mechanical removal of macrophytes (1999) triggered an abrupt change from eutrophic-supereutrophic to the hypereutrophic state with feedback mechanisms. After five years (2005), a slowdown in the internal P loading process occurred, followed by the installation of the secondary wastewater treatment in the city zoo two years later (2007). Both processes promoted the beginning of water quality improvement. In 2011, TSI first dropped to supereutrophic state with the temporary diversion of the sewage effluent from the São Paulo State Department of Agriculture. This effluent was finally inactivated (2014) and the system sustained the supereutrophic state. TSI responded well to the historical key events related to the control of sewage effluents. After 11 years from the permanent impact of macrophytes removal, current results have demonstrated improved health of the system. It is absolutely necessary to improve the sewage treatment from the city zoo to continue the reservoir recovery considering that since 2014 it has been the only external phosphorous loading to Garças Reservoir. The history of Garças Reservoir can offer a better understanding of wrong management strategies and the vulnerability of tropical shallow systems to eutrophication.

A história do Lago das Garças é um caso notável dos impactos humanos devidos à pressão da urbanização do século 20. Trata-se de uma represa tropical rasa localizada no Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, área protegida situada na cidade de São Paulo, SP, Brasil. Com base em um banco de dados abrangente (1997-2017), nós avaliamos as alterações temporais da qualidade da água utilizando o índice de estado trófico (IET) e se as medidas adotadas de manejo melhoraram a qualidade da água. Em 1999, a remoção mecânica das macrófitas foi o gatilho para a mudança abrupta da represa do estado eutrófico-supereutrófico para hipertrófico, com mecanismos de retroalimentação. Após cinco anos (2005), ocorreu a desaceleração do aporte interno de P. Após dois anos (2007), houve a instalação da estação de tratamento secundário de esgoto na Fundação Parque Zoológico (2007). Ambos os eventos promoveram o início de uma melhora da qualidade da água. Em 2011, o IET passou para supereutrófico com a desativação temporária do efluente de esgotos provenientes da Secretaria de Agricultura e Abastecimento do Estado de São Paulo. Em 2014, este efluente foi totalmente desativado e o sistema manteve seu estado supereutrófico. Assim, o IET respondeu coerentemente aos eventos-chave relacionados com o controle dos efluentes de esgoto. Após 11 anos do impacto permanente da remoção das macrófitas, os resultados demonstraram a melhoria da qualidade da água da represa. Para prosseguir com a recuperação do Lago das Garças há necessidade absoluta de aperfeiçoar o sistema de tratamento secundário de esgoto proveniente do Zoológico, considerando que desde 2014 é o único efluente com aporte externo de fósforo para a represa. A história do Lago das Garças contribui para um melhor entendimento de estratégias errôneas de manejo e da vulnerabilidade de sistemas tropicais rasos à eutrofização.

RESUMO Dinâmica do estado trófico do Lago das Garças: 20 anos de síntese). A história do Lago das Garças é um caso notável dos impactos humanos devidos à pressão da urbanização do século 20. Trata-se de uma represa tropical rasa localizada no Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, área protegida situada na cidade de São Paulo, SP, Brasil. Com base em um banco de dados abrangente (1997-2017), nós avaliamos as alterações temporais da qualidade da água utilizando o índice de estado trófico (IET) e se as medidas adotadas de manejo melhoraram a qualidade da água. Em 1999, a remoção mecânica das macrófitas foi o gatilho para a mudança abrupta da represa do estado eutrófico-supereutrófico para hipertrófico, com mecanismos de retroalimentação. Após cinco anos (2005), ocorreu a desaceleração do aporte interno de P. Após dois anos (2007), houve a instalação da estação de tratamento secundário de esgoto na Fundação Parque Zoológico (2007). Ambos os eventos promoveram o início de uma melhora da qualidade da água. Em 2011, o IET passou para supereutrófico com a desativação temporária do efluente de esgotos provenientes da Secretaria de Agricultura e Abastecimento do Estado de São Paulo. Em 2014, este efluente foi totalmente desativado e o sistema manteve seu estado supereutrófico. Assim, o IET respondeu coerentemente aos eventos-chave relacionados com o controle dos efluentes de esgoto. Após 11 anos do impacto permanente da remoção das macrófitas, os resultados demonstraram a melhoria da qualidade da água da represa. Para prosseguir com a recuperação do Lago das Garças há necessidade absoluta de aperfeiçoar o sistema de tratamento secundário de esgoto proveniente do Zoológico, considerando que desde 2014 é o único efluente com aporte externo de fósforo para a represa. A história do Lago das Garças contribui para um melhor entendimento de estratégias errôneas de manejo e da vulnerabilidade de sistemas tropicais rasos à eutrofização.

ABSTRACT (Garças Reservoir trophic state dynamics: a 20-year synthesis). The Garças Reservoir history reveals a remarkable case of human impacts resulting from the urbanization pressure over the 20th century. It is a shallow tropical system located in the Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, a protected area within the city of São Paulo, São Paulo State, Brazil. Based on a comprehensive dataset (1997-2017), we evaluated the water quality temporal change using a trophic state index (TSI); in addition, we also verified whether the management procedures improved the water quality. Mechanical removal of macrophytes (1999) triggered an abrupt change from eutrophic-supereutrophic to the hypereutrophic state with feedback mechanisms. After five years (2005), a slowdown in the internal P loading process occurred, followed by the installation of the secondary wastewater treatment in the city zoo two years later (2007). Both processes promoted the beginning of water quality improvement. In 2011, TSI first dropped to supereutrophic state with the temporary diversion of the sewage effluent from the São Paulo State Department of Agriculture. This effluent was finally inactivated (2014) and the system sustained the supereutrophic state. TSI responded well to the historical key events related to the control of sewage effluents. After 11 years from the permanent impact of macrophytes removal, current results have demonstrated improved health of the system. It is absolutely necessary to improve the sewage treatment from the city zoo to continue the reservoir recovery considering that since 2014 it has been the only external phosphorous loading to Garças Reservoir. The history of Garças Reservoir can offer a better understanding of wrong management strategies and the vulnerability of tropical shallow systems to eutrophication.

A produção de biomassa energética através de microalgas é considerada uma alternativa limpa em relação a outras que demandam amplas áreas para cultivo e são geradoras de impactos ambientais. Esta pesquisa avaliou a influência da temperatura e nutrientes no teor de lipídios de culturas de espécies de microalgas de água doce, visando o uso destes lipídios para a produção de biodiesel. Para isso, duas cepas de Monoraphidium contortum, uma cepa contendo as espécies de Chlorella vulgaris e Desmodesmus quadricauda e outra cepa de Microcystis aeruginosa, foram mantidas em laboratório, por seis dias, em cinco meios de cultura ASM-1 modificados (controle com altas concentrações de fosfato e nitrato; sem fosfato; com concentração intermediária não limitante de fosfato; sem nitrato; e o último com concentração intermediária não limitante de nitrato). Posteriormente, foram submetidas às temperaturas de 13°C, 25°C (controle) e 37°C, durante oito dias (n=3). Os lipídios foram extraídos utilizando-se solventes a frio, com a mistura de metanol e clorofórmio. Em média, as maiores produções lipídicas totais foram observadas quando as cepas foram mantidas em 13°C e no meio com concentração intermediária não limitante de nitrato. O percentual lipídico variou em função da concentração de biomassa algal. Este estudo mostrou que manipulações de fatores determinantes podem induzir maior concentração lipídica, otimizando a produção total com vistas à utilização desta matériaprima para o biodiesel.

The production of biomass by microalgae is considered a clean alternative compared to other plant crops that require large areas for cultivation and that generate environmental impacts. This study evaluated the influence of temperature and nutrients on lipid contents of cultured species of freshwater microalgae, with a view toward using these lipids for biodiesel production. Two strains of Monoraphidium contortum, a culture containing Chlorella vulgaris and Desmodesmus quadricauda and another strain of Microcystis aeruginosa were maintained in the laboratory for six days, in five culture media: modified ASM-1 (control, with high concentrations of phosphate and nitrate; phosphorus-deficient; non-limiting phosphate; nitrogen-deficient; and non-limiting nitrate). The cultures were then exposed to temperatures of 13°C, 25°C (control) and 37°C for eight days (n=3). Lipids were extracted by the cold-solvent (methanol and chloroform) method. On average, the highest total lipid yields were observed when the strains were maintained at 13°C and in the non-limiting nitrate medium. The lipid percentage varied depending on the concentration of algal biomass. This study showed that manipulation of controlling factors can increase the lipid concentration, optimizing the total production in order to use this raw material for biodiesel.

A qualidade das águas em sistemas lóticos ou lênticos sofre grande influência das atividades que são realizadas em suas margens. O presente estudo foi desenvolvido com vistas a avaliar se áreas com diferentes graus de preservação da mata ripária (de muito preservada, com 30m de largura, à degradada, com menos de 5m de largura) influenciam na estrutura da comunidade potamoplanctônica. O estudo foi desenvolvido em três arroios do trecho superior da Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos, em quatro áreas sob a influência de diferentes larguras da mata ciliar. Amostras foram coletadas para análises bióticas e abióticas no inverno (agosto/2010) e verão (janeiro/fevereiro/2011). As análises das variáveis ambientais e bióticas indicaram que a sazonalidade é a principal determinante dos padrões de biomassa, independente da largura da vegetação riparia. A comunidade potamoplanctônica estudada respondeu às condições ambientais, embora não tenham sido observadas diferenças significativas entre as áreas com diferentes graus de preservação de vegetação riparia. Tendências ao aumento da biomassa, riqueza e diversidade de espécies, e maiores concentrações de fósforo e nitrogênio total nas áreas não preservadas podem indicar que os diferentes gradientes de preservação da mata ciliar estão relacionados com a qualidade da água em arroios subtropicais e, portanto, com a estrutura do potamoplâncton.

Water quality in lotic and lentic systems is greatly influenced by the land use in the adjacent areas. This study was conducted in order to assess whether different degrees of preservation of riparian forest (from well preserved with 30m wide up to degraded with < 5 m wide) influence potamoplankton community structure. The study was conducted in three streams in the upper region of the Rio dos Sinos basin, at four sampling sites, with different width of the forest. Samplings were gathered for abiotic and biological analysis in winter (August 2010) and summer (January/February 2011). The analysis of environmental and biotic variables indicated that seasonality was the main determinant of biomass patterns, regardless of the width of riparian vegetation. The potamoplankton community of the studied streams responded to environmental conditions, although lack of significant difference among the different degrees of riparian vegetation preservation has been observed. Increasing trends on biomass, richness and diversity of species, and higher concentrations of total phosphorus and nitrogen in the non-preserved areas might indicate that the different gradients of preservation of riparian vegetation are related with the water quality in subtropical streams and consequently with the potamoplankton structure.

Empobrecimento de nutrientes foi realizado em mesocosmos localizados em reservatório eutrófico raso visando testar a técnica de remoção de nutrientes como método para diminuir o teor de eutrofização. O Lago das Garças situa-se na Reserva Biológica do Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, região sudeste do Município de São Paulo. Foram delineados três tipos de tratamentos, cada qual composto por dois mesocosmos contendo 360 litros de água. Os mesocosmos foram construídos com sacos de polietileno transparente e canos de PVC e fixados próximos à região litoral do reservatório. As diluições dos tratamentos seguiram o Índice de Estado Trófico de Carlson modificado por Toledo e colaboradores, constituindo os tratamentos oligotrófico, mesotrófico e eutrófico. Foram realizadas, simultaneamente, 10 amostragens abióticas e nove bióticas. As trofias previamente estabelelecidas mantiveram-se imutáveis nos mesocosmos durante a maior parte do período experimental. Foi observada queda nas concentrações de OD em todos os tratamentos durante o período de estudo e aumento nos valores de amônio e gás carbônico livre indicando processo de decomposição nos tratamentos. O empobrecimento de nutrientes provocou limitação por P nos três tratamentos na maioria dos dias do experimento e proporcionou redução da biomassa fitoplanctônica, demonstrado pela diminuição da densidade total do fitoplâncton nos três tratamentos através da queda dos valores de clorofila a e feofitina. A competição pelos nutrientes restantes nos mesocosmos após diluição provocou alteração na composição da comunidade fitoplanctônica nos três tratamentos. O isolamento das fontes alóctones de nutrientes é passo primordial na recuperação do Lago das Graças.

Nutrient impoverishment in mesocosms was carried out in a shallow eutrophic reservoir aiming to evaluate the nutrient removal technique as a method for eutrophication reduction. Garças Pond is located in the Parque Estadual das Fontes do Ipiranga Biological Reserve situated in the southeast region of the municipality of São Paulo. Three different treatments were designed, each consisting of two enclosures containing 360 liters of water each. Mesocosms were made of polyethylene bags and PVC pipes, and were attached to the lake bottom. Treatment dilutions followed Carlson's trophic state index modified by Toledo and collaborators, constituting the oligotrophic, mesotrophic, and eutrophic treatments. Ten abiotic and 9 biological samplings were carried out simultaneously. Trophic states previously calculated for the treatments were kept unaltered during the entire experiment period, except for the mesotrophic mesocosms in which TP reached oligotrophic concentrations on the 31st day of the experiment. In all three treatments a reduction of DO was observed during the study period. At the same time, NH4+ and free CO2 rose, indicating decomposition within the enclosures. Nutrient impoverishment caused P limitation in all three treatments during most of the experiment period. Reduction of algal density, chlorophyll a, and phaeophytin was observed in all treatments. Competition for nutrients led to changes in phytoplankton composition. Once isolated and diluted, the mesocosms' trophic state did not change. This led to the conclusion that isolation of the allochthonous sources of nutrients is the first step for the recovery of the Garças Pond.