Resumo Os fluxos de CO2 a partir de igarapés e rios têm sido sugeridos como uma possível e crítica via para os fluxos de retorno do carbono da biosfera para a atmosfera. Esse estudo foi conduzido em três pequenas bacias amazônicas para avaliar a dinâmica e evasão de carbono em região onde as mudanças de uso da terra resultaram em paisagens dominadas por pequenas propriedades de agricultores familiares. Campanhas de campo mensais foram realizadas no período de Junho/2006 a Maio/2007 nas bacias dos igarapés Cumaru (CM), Pachibá (PB) e São João (SJ). Medidas de condutividade elétrica, pH, temperatura e oxigênio dissolvido foram realizadas in situ, enquanto coletas de amostras de água fluvial foram feitas para determinação das concentrações de carbono orgânico dissolvido (COD) e de carbono inorgânico dissolvido (CID), assim como para as medidas da pressão parcial do dióxido de carbono (pCO2) e dos fluxos de evasão de CO2. A vazão instantânea medida em cada campanha foi usada para cálculo dos fluxos de COD. Considerados todos os igarapés, os fluxos de COD, CID, pCO2, e CO2 variaram da seguinte forma, respectivamente: 0,27 - 12,13 mg L-1; 3,5 - 38,9 mg L-1; 2.265 - 26.974 ppm; and 3,39 - 75,35 μmol m-2 s-1. Os fluxos anuais estimados de COD em CM, SJ e PB foram respectivamente 281, 245 e 169 kg C ha-1. Os fluxos de evasão de CO2 variaram de 3,39 a 75,35 μmol m-2 s-1, com média de 22,70 ± 1,67 μmol m-2 s-1. Essa evasão de CO2 por unidade de área foi similar aos maiores fluxos de evasão medidos nos principais rios amazônicos, confirmando assim nossa hipótese de que nos pequenos igarapés podem ocorrer valores substanciais de evasão de CO2. Como a floresta secundária é abundante nessa região, em decorrência da prática da agricultura familiar, concluímos que essa vegetação pode ser o fator determinante da ciclagem abundante de carbono.

Abstract CO2 effluxes from streams and rivers have been hypothesized to be a critical pathway of carbon flow from the biosphere back to the atmosphere. This study was conducted in three small Amazonian catchments to evaluate carbon evasion and dynamics, where land-use change has occurred on small family-farms. Monthly field campaigns were conducted from June 2006 to May 2007 in the Cumaru (CM), Pachibá (PB) and São João (SJ) streams. Electrical conductivity, pH, temperature, and dissolved oxygen measurements were done in situ, while water samples were collected to determine dissolved organic carbon (DOC) and dissolved inorganic carbon (DIC) concentrations, as well as carbon dioxide partial pressures (pCO2) and CO2 evasion fluxes. Instantaneous discharge measured by a current meter was used to calculate DOC fluxes. Considering all the sites, DOC, DIC, pCO2, and CO2 flux measurements ranged as follows, respectively: 0.27 - 12.13 mg L-1; 3.5 - 38.9 mg L-1; 2,265 - 26,974 ppm; and 3.39 - 75.35 μmol m-2 s-1. DOC annual flux estimates for CM, SJ and PB were, respectively, 281, 245, and 169 kg C ha-1. CO2 evasion fluxes had an average of 22.70 ± 1.67 μmol m-2 s-1. These CO2 evasion fluxes per unit area were similar to those measured for major Amazonian rivers, thus confirming our hypothesis that small streams can evade substantial quantities of CO2. As secondary vegetation is abundant as a result of family farming management in the region, we conclude that this vegetation can be a major driver of an abundant carbon cycle.

A metodologia analítica foi desenvolvida empregando coluna pré-concentradora AC15 em linha na cromatografia iônica na determinação simultânea de ânions orgânicos e inorgânicos, com uso de coluna de guarda AG15 e analítica AS15, 250 x 4 mm i.d. (Dionex Corp.). O gradiente de concentração do eluente foi fixo em 10,0 mmol.l-1 KOH nos tempos de retenção de 0 até 6,5 min, seguido do aumento da concentração até 45,0 mmol.l-1 KOH a 21 min, imediatamente retornando e mantendo a concentração inicial até o tempo total de análise de 24 min. Os compostos foram separados com boa resolução e deslocados para uma cela de detecção de condutividade elétrica acoplada a um detector eletroquímico. O emprego da coluna pré-concentradora em linha apresentou vantagens analíticas na determinação de rotina dos íons na faixa linear de 0,01 até 1,0 mg l-1 (r=0,9989) de ácidos orgânicos (acético, propiônico, fórmico, butírico, glicólico, pirúvico, tartárico, ftálico, metanossulfônico, valérico, maleico, oxálico e cítrico) e 0,01 até 5,0 mg.l-1 (r=0,9987) de ânions inorgânicos (fluoreto, cloreto, nitrito, brometo, nitrato, sulfato, clorato e fosfato) sem pré-tratamento da amostra. Um tempo de análise de 24 min e limite de detecção de 5 µ.l-1 foram obtidos para os ânions orgânicos ácido ácetico, ácido fórmico, ácido butírico, ácido glicólico, ácido valérico, ácido cítrico e de 10 µg.l-1 para ácido propiônico, piruvato, ácido tartárico, ácido ftálico, ácido metasulfônico e ácido maleico. Para os ânions inorgânicos 2 µg.l-1 de fluoreto, cloreto, nitrato, brometo, sulfato e 10 µg.l-1 de clorato, nitrito e fosfato foram estimados, segundo metodologia sugerida por IUPAC.

An ion chromatography procedure, employing an IonPac AC15 concentrator column was used to investigate on line preconcentration for the simultaneous determination of inorganic anions and organic acids in river water. Twelve organic acids and nine inorganic anions were separated without any interference from other compounds and carry-over problems between samples. The injection loop was replaced by a Dionex AC15 concentrator column. The proposed procedure employed an auto-sampler that injected 1.5 ml of sample into a KOH mobile phase, generated by an Eluent Generator, at 1.5 mL min-1, which carried the sample to the chromatographic columns (one guard column, model AG-15, and one analytical column, model AS15, with 250 x 4mm i.d.). The gradient elution concentrations consisted of a 10.0 mmol l-1 KOH solution from 0 to 6.5 min, gradually increased to 45.0 mmol l-1 KOH at 21 min., and immediatelly returned and maintained at the initial concentrations until 24 min. of total run. The compounds were eluted and transported to an electro-conductivity detection cell that was attached to an electrochemical detector. The advantage of using concentrator column was the capability of performing routine simultaneous determinations for ions from 0.01 to 1.0 mg l-1 organic acids (acetate, propionic acid, formic acid, butyric acid, glycolic acid, pyruvate, tartaric acid, phthalic acid, methanesulfonic acid, valeric acid, maleic acid, oxalic acid, chlorate and citric acid) and 0.01 to 5.0 mg l-1 inorganic anions (fluoride, chloride, nitrite, nitrate, bromide, sulfate and phosphate), without extensive sample pretreatment and with an analysis time of only 24 minutes.

Este trabalho discute os efeitos das mudanças do uso do solo na biogequímica dos rios da bacia de drenagem do rio Ji-Paraná (Rondônia). Nesta região, a distribuição espacial do desmatamento e das propriedades do solo resultam em sinais diferentes, possibilitando a divisão dos sistemas fluviais em três grupos: rios com águas pobres em íons e baixo impacto; rios com conteúdo iônico intermediário e impacto médio e rios com elevados conteúdo iônico e impacto antropogênico. As características biogeoquímicas dos rios têm relação significativa com a área de pasto, melhor parâmetro para prever a condutividade elétrica (r² = 0,87) e as concentrações de sódio (r² = 0,75), cloreto (r² = 0,69), potássio (r² = 0,63), fosfato (r² = 0.78), nitrogênio inorgânico (r² = 0.52), carbono inorgânico (r² = 0.81) e carbono orgânico (rain ² = 0.51) dissolvidos. Cálcio e magnésio tiveram sua variância explicada pelas características do solo e pastagem. Nossos resultados indicam que as mudanças observadas na micro-escala constituem "sinais biogeoquímicos" gerados pelo processamento do material nas margens dos rios. A medida em que os rios evoluem para ordens superiores, os sinais persistentes nos canais fluviais estão mais associdados às características da bacia de drenagem (solos e uso da terra). Apesar dos efeitos das mudanças observadas no uso do solo não serem ainda detectáveis na macro-escala (bacia amazônica), a disrupção da estrutura e funcionamento dos ecossistemas é detectável nas micro e meso escalas, com alterações significativas na ciclagem de nutrientes nos ecossistemas fluviais.

In this article we present the results of the effects of land use change on the river biogeochemistry of the Ji-Paraná basin (Rondônia). In this region, the spatial distribution of deforestation and soil properties result in different biogeochemical signals, allowing the division of the fluvial systems into three groups: rivers with low ionic concentration and low impact; rivers with intermediate ionic content and medium impact; and rivers with high ionic content and anthropogenic impact. River biogeochemical characteristics present a significant correlation with pasture area, the best predictor for electric conductivity (r² = 0,87), sodium (r² = 0,75), chloride (r² = 0,69), potassium (r² = 0,63), phosphate (r² = 0,78), and dissolved inorganic nitrogen (r² = 0,52), inorganic carbon (r² = 0,81) and organic carbon (r² = 0,51). For calcium and magnesium, both soil properties and pasture explained most of the observed variability. Our results indicate that the changes observed at the micro-scale constitute "biogeochemical signals" generated by the material processing at the riparian zones. As the rivers evolve to higher orders, the persistent signals in the fluvial channels are very closely related to the drainage basin characteristics (soils and land use), which, in turn, become the determinant of these systems dynamics. While at the macro-scale (the whole basin) the effects of land use changes are not yet detectable in the Amazon, the disruption of the structure and functioning is occuring at the micro and meso scales, with significant alterations of nutrient cycling in fluvial ecosystems