RESUMO Este estudo avaliou a qualidade da água do reservatório Carlos Botelho, SP, Brasil, empregando a base de dados da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo para os anos de 2017 a 2019. Foram utilizadas as concentrações de clorofila a e o número de células de cianobactérias, relacionando-os com o algoritmo de processamento de imagens da Agência Espacial Europeia. Foram utilizadas imagens dos satélites Sentinel 2, com resolução espacial de 10 m e correção atmosférica Case 2 Regional Coast Color. Os dados de clorofila a da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo e os estimados pelo algoritmo apresentaram alta correlação (R²=0,6052, RNMSE=27%, n=8) e também se relacionaram estatisticamente com o número de células de cianobactérias, o que permitiu estimar o número de células de cianobactérias nas imagens S2, por meio das concentrações de clorofila. Com base nas estimativas, o reservatório Carlos Botelho apresentou padrão eutrófico em praticamente o ano de 2020; os dados sugerem a presença e substancial predomínio de cianobactérias em toda massa de água e durante todo 2020 (da ordem de 10.000 a 20.000 células.mL); na sua água já foi constatada a presença de cianotoxinas potencialmente tóxicas; o reservatório possui uma praia pública, para recreação de contato primário; e tem no entorno condomínios com casas, clubes e chácaras. Este conjunto de características deve servir de alerta às autoridades locais, pois há necessidade para se discutir o programa de monitoramento ora em curso, com indicação da redução do monitoramento para no mínimo mensal e avaliações complementares, para verificação periódica da presença de cianotoxinas.

ABSTRACT This study evaluated the water quality of Carlos Botelho reservoir, São Paulo, Brazil, using the Environmental Company of the São Paulo State (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo) database for the years 2017 to 2019. Chlorophyll concentrations at and the number of cyanobacteria cells, relating them to the image processing algorithm of the European Space Agency. Images from European Space Agency’s Sentinel 2 satellites were used, with a spatial resolution of 10 m and with Case 2 Regional Coast Color atmospheric correction. Chlorophyll concentrations at data from Companhia Ambiental do Estado de São Paulo and those estimated by the algorithm showed high correlation (R²=0.6052, Normalized Root Mean Square Error=27%, n=8) and were also statistically related to cyanobacteria cells number, which allowed estimating cyanobacteria cells in the number Sentinel 2 images, by means of chlorophyll concentrations. Based on the estimates, Carlos Botelho reservoir showed a eutrophic pattern in the year of 2020; the data suggest the presence and substantial predominance of cyanobacteria in the reservoir in 2020 (a range of 10,000–20,000 cells.mL); in your water, the presence of potentially toxic cyanotoxins has already been found; the reservoir has a public beach, for primary contact recreation; and there are condominiums with houses, clubs, and farms in the surroundings. This set of characteristics should serve as a warning to the local authorities, as there is a need to discuss the monitoring program now underway, with an indication of reducing the monitoring to a minimum of monthly and complementary evaluations, for periodic verification of the presence of cyanotoxins.

Resumo Objetivo Este estudo teve como objetivo avaliar os usos do solo, a distribuição das frações granulométricas, matéria orgânica (MO) e metais propensos à complexação no Reservatório de Itupararanga (São Paulo, Brasil). Este ecossistema aquático é empregado para o abastecimento de água e na geração de energia e está submetido constantemente a impactos antrópicos que alteram suas características físicas e químicas. Métodos Em campanha única, foram coletadas amostras de sedimento superficial (10 cm) de nove estações de amostragem, em triplicata, ao longo do reservatório. A coleta foi realizada com um amostrador de fundo tipo “Lenz”. As variáveis físico-químicas, incluindo a quantificação dos metais cobre, cromo, manganês, níquel, chumbo e zinco, foram avaliadas por técnicas de estatística descritiva básica unidas a geoestatística e o uso de sensoriamento remoto. Resultados Ao longo de todo o reservatório o sedimento é predominantemente orgânico e a profundidade interferiu diretamente na concentração de MO e na distribuição granulométrica. Portanto, foi observada heterogeneidade quanto aos teores de MO, frações granulométricas e metais, com exceção do cromo, e as três zonas do reservatório provaram-se distintas entre si. A classificação do uso e ocupação do solo mostrou a real situação da Área de Proteção Ambiental (APA) e os resultados indicam que a porção central está mais sujeita a impactos antrópicos, enquanto a região da barragem apresenta altos níveis de metais provenientes de atividades do entorno do reservatório. Conclusões O elevado desgaste do solo na região demonstra que a gestão da APA de Itupararanga é deficiente, sendo necessária a elaboração de uma coordenação estratégica entre os municípios para melhorar a conservação da área.

Abstract Aim This study aimed to evaluate land use, distribution of particle size fractions, organic matter (OM) and perform a metal quantification liable to complexation in the Itupararanga Reservoir (São Paulo, Brazil). This aquatic ecosystem is used for water supply and energy generation and is constantly subjected to anthropogenic impacts that alter its physical and chemical characteristics. Methods In a single campaign, samples of surface sediment (10 cm) were collected from nine sampling stations, in triplicate, along the reservoir. The collection was carried out with a “Lenz” type bottom sampler. The physicochemical variables, including the quantification of the metals copper, chromium, manganese, nickel, lead and zinc, were evaluated by basic descriptive statistics techniques combined with geostatistics and the use of remote sensing. Results All along the reservoir the sediment is predominantly organic and water depth interfered directly in the OM concentration and particle size distribution. Therefore, heterogeneity was observed regarding OM contents, particle size fractions and metals, with the exception of chromium, and the three zones of the reservoir proved to be distinct from each other. The land use classification showed the real situation of the Environmental Protection Area (EPA) and the results indicate that the central portion is more subject to anthropic impacts, while the dam region has high levels of metals, probably originated from the activities in the reservoir’s surroundings. Conclusions The soil erosion in the reservoir’s region shows the lack of efficiency in the Itupararanga EPA’s management, being needed a strategic coordination among the municipalities to enhance its conservation.

Abstract Benthic macroinvertebrates are organisms that are recognized as water quality bio-indicators. A wide variety of indices and metrics have been shown to respond to a variety of anthropogenic impacts, usually under a general condition of environmental impairment. The absence of a clear distinction in the relations between specific pollutants and biotic variables is very common and can lead to biased interpretation of biomonitoring. The aims of this research were to test taxonomic and non-taxonomic responses to specific environmental conditions instead to general conditions. For this purpose, we estimated the theoretical toxicity by comparing toxicity values published by EPA with metal concentrations in water and sediments. Then we tested the responses of biological variables to toxicity and other environmental conditions using the linear mixed effects models approach. We generated 32 models considering 24 different biological metrics and indices that were grouped in five levels. Taxonomic and abundance metrics were best predictor than functional or tolerance-based indexes. The strongest model was that which considered subfamily taxonomic resolution responding to Al_w and Cr_s.

RESUMO: As comunidades zooplanctônicas são importantes componentes na cadeia alimentar considerando os produtores primários e os demais níveis. Além disso, algumas espécies são sensíveis ou tolerantes à poluição orgânica. Aqui testamos a hipótese de que a composição de espécies varia conforme o gradiente de eutrofização. Buscou-se estabelecer os possíveis fatores ambientais responsáveis pela variação na distribuição das espécies. Esse estudo teve como objetivo caracterizar a comunidade zooplanctônica e relacionar os dados com a qualidade da água em reservatórios do Estado de São Paulo. Amostras foram coletadas através de arrasto vertical por meio de rede de plâncton (68 (m) em sete corpos d’água. Todos os espécimes foram identificados através de literatura específica e contados em camâra de Sedgwick rafter. Os dados bióticos e abióticos foram analisados através da análise de correspondência canônica. Um total de 67 táxons foram encontrados, sendo Rotifera o predominante. No geral, os reservatórios apresentaram condições eutróficas, principalmente Salto Grande, Barra Bonita e Broa. Os resultados apontaram que os rotíferos Trichocerca longiseta (Schrank, 1802), Hexarthra sp., Brachiounus spp. e Keratella tropica (Apstein, 1907) seguiram o gradiente de eutrofização. Além desses, microcrustáceos como Notodiaptomus, Mesocyclops, Metacyclops e Diaphanossoma ocorreram em reservatórios eutróficos. Por outro lado, os cládoceros Ceriodaphnia cornuta (Sars, 1886) e Bosminopsis deitersi Richard, 1895 foram considerados indicadores de melhor qualidade devido à relação com águas mais transparentes. Os resultados apontam que algumas espécies do zooplâncton são efetivas para o monitoramento ambiental sem descartar as análises físico-químicas e biológicas.

ABSTRACT: Zooplanktonic communities are important components in trophic chain considering primary producers and other levels. In addition, some species are sensitive or tolerant to organic pollution. Here we test the hypothesis that species composition varies according to the eutrophication gradient. We sought to establish which environmental factors are responsible for the variation of the species distribution. This study aimed to characterize zooplankton community and to establish a link between water quality in São Paulo State reservoirs. Samples were collected through vertical hauls with plankton net (68 (m) in seven water bodies. All specimens were identified with specific literature and counted in Sedgwick rafter chamber. Abiotic and biotic data were analyzed by a canonical correspondence analysis. A total of 67 taxa was identified, being Rotifera predominant. The reservoirs exhibited eutrophic conditions mainly Salto Grande, Barra Bonita and Broa. The results point out the rotifers Trichocerca longiseta (Schrank, 1802), Hexarthra sp., Brachiounus spp. and Keratella tropica (Apstein, 1907) followed eutrophication gradient. Additionally, microcrustaceans such as Notodiaptomus, Mesocyclops, Metacyclops and Diaphanossoma occurred in eutrophic reservoirs. On other hand, the cladocerans Ceriodaphnia cornuta (Sars, 1886) and Bosminopsis deitersi Richard, 1895 were considered indicators of better water quality due to relationship with transparency. The results point out that some indicator species are effective in environmental monitoring without reject physico-chemical and biological analysis.

Resumo Objetivo: O presente trabalho objetiva avaliar o potencial ecológico do reservatório Broa através da aplicação do índice ecológico Evenness E2 no fitoplâncton. Métodos Amostras fitoplanctônicas de superfície foram obtidas no período seco (Jun./2015) em nove pontos (P1 ao P9) ao longo do eixo longitudinal do reservatório. A análise qualitativa foi feita usando microscópio óptico binocular e a análise quantitativa foi realizada pelo método de câmaras de sedimentação e análise em microscópio invertido. O Índice de Uniformidade foi calculado a partir dos dados de densidade e riqueza. Os valores de referência utilizados foram estabelecidos de acordo com a literatura abrangendo cinco classificações (Alto, Bom, Moderado, Baixo e Ruim) do índice Evenness E2 para fitoplâncton, sendo 1 valor máximo indicando as classificações de qualidade da água. Resultados Os valores observados variaram entre 0,1142 em P1 a 0,1468 em P3, sendo ambos classificados como “Ruim”, visto valores inferiores a 0,21. Conclusões O resultado reforça a problemática sanitária do reservatório, pela ocorrência de consecutivas florações algais (“ blooms”), pelo aporte e concentração de nutrientes na região. Ocorrência massiva de Cianobactérias foi observada, com ênfase para a espécie Aphanizomenon gracile, podendo estar relacionada às vantagens adaptativas que esta classe apresenta sobre a comunidade em ambientes eutrofizados. As atividades na bacia contribuem efetivamente para o processo de eutrofização do reservatório, como atividades agrícolas, de mineração de areia e pecuária. A qualidade da água está comprometida devido à densa presença de espécies potencialmente tóxicas, refletindo no processo de eutrofização, apontando comprometimento aos múltiplos usos do reservatório, além da saúde humana e ecossistêmica. Esses processos podem ser corroborados pela aplicação do índice e indicação de má qualidade da água.

Abstract Aim: The present study aims to evaluate the ecological status of the Broa reservoir through the application of the ecological index Evenness E2 on phytoplankton. Methods Phytoplankton samples from surface were obtained during the dry period (June/2015) in 9 points (P1 to P9), along a longitudinal transect in the reservoir. The qualitative analysis was performed using binocular optical microscope, and the quantitative analysis was performed using the sedimentation chamber method and inverted microscope analysis. The Uniformity Index was calculated on density and richness data. The reference values used in this study were set according to the literature covering 5 classifications (High, Good, Moderate, Low and Bad) for the water quality from Evenness E2 index for phytoplankton, being 1 the maximum value. Results The values observed ranged from 0.1142 in P1 to 0.1468 in P3, being both classified as “Bad”, since values were less than0.21. Conclusions The result reinforces the sanitary problem of the reservoir, the occurrence of consecutive algae blooms because the amount of nutrients in the region. A massive occurrence of Cyanobacteria was observed, with emphasis on the species Aphanizomenon gracile, which may be related to the adaptive advantages that this class presents on the community in eutrophic environments. Activities in the basin can contribute effectively to the eutrophication process of the reservoir, such as agriculture, sand mining and livestock. The water quality is compromised due to the dense presence of potentially toxic species, reflects of the eutrophication process, pointing commitments for the multiple uses of the reservoir, as well as human and ecosystem health. These processes could be corroborated by the application of the index and indication of poor water quality.

Este estudo objetivou investigar quais variáveis ambientais estão relacionadas à ocorrência e a dominância de gêneros potencialmente tóxicos no reservatório de Guarapiranga, na região metropolitana de São Paulo/SP - Brasil. Para isso, foram coletadas amostras de água do reservatório no período chuvoso e seco na região montante, intermediária e barragem. Em laboratório, foram analisadas as características físico-químicas, identificação taxonômica e contagem em microscópio óptico dos organismos, os quais tiveram suas dimensões aferidas para o cálculo da biomassa. Os resultados indicaram que as características ambientais de cada região do reservatório são distintas, e a biomassa, assim como a ocorrência dos gêneros de cianobactérias potencialmente tóxicas, varia em função destas características. Por meio da análise de correspondência canônica verificou-se correlação entre o alto teor de amônio, baixa zona eufótica e pH neutro-alcalino, com a biomassa de Cylindrospermopsis raciborskii, no período chuvoso e com a Planktolyngbya limnetica no período de seca, na região intermediária do reservatório (região de Parelheiros). Provavelmente, a alta biomassa de cianobactérias e a deterioração da qualidade da água no reservatório na estação seca foram influenciadas pela ativação da transposição da água do reservatório Billings durante um período prolongado do ano, devido à seca intensa que ocorreu no ano de 2014.

The objective of this study was to investigate which environmental variables are correlated to the occurrence and dominance of potentially toxic species in Guarapiranga Reservoir, in the metropolitan region of São Paulo/SP - Brazil. Water samples were collected in order to conduct physical, chemical and biologic analyses in the rainy and dry seasons in the reservoir's upstream and intermediate zones and near its dam. The organisms were microscopically analyzed, identified and quantified, and their dimensions were measured for biomass calculation. The results indicated that the environmental characteristics of each zone of the reservoir are distinct and the biomass, as well as the occurrence of potentially toxic genera of cyanobacteria, vary according to these characteristics. The canonical correspondence analysis showed a correlation between high ammonium levels, low photic zone and neutral-alkaline pH with the biomass of Cylindrospermopsis raciborskii in the rainy season and of Planktolyngbya limnetica in the dry season in the intermediate zone of the reservoir (the Parelheiros zone). The high cyanobacteria biomass and water quality deterioration in the reservoir in the dry season have probably been influenced by the transposition of the Billings reservoir water over an extended period of the year, due to the intense drought of 2014.

Resumo Objetivo: O objetivo deste estudo foi realizar uma análise rápida e abrangente do reservatório usando variáveis físicas, químicas e biológicas, compreendendo água e sedimento e verificar se esta abordagem baseada em uma única campanha de coleta pode fornecer informações suficientemente robustas para o monitoramento. Métodos Uma campanha de amostragem foi realizada ao longo do corpo central do reservatório de Itupararanga compreendendo cinco pontos de amostragem. As seguintes variáveis biológicas e físico-químicas foram determinadas em cada ponto a partir de amostras de água: temperatura, pH, concentração de oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, material em suspensão, nitrogênio e fósforo totais e coliformes fecais. Um ensaio de genotoxicidade com Allium cepa também foi realizado com água proveniente de cada um dos cinco pontos de amostragem. Como complemento, as comunidades fitoplanctônica e de macroinvertebrados bentônicos também foram analisadas, mas apenas nos dois pontos de amostragem mais extremos (P1 e P5). Resultados Os resultados indicam um cenário de eutrofização e toxicidade. Altas concentrações de coliformes fecais foram registradas e há uma prevalência preocupante de cianobactérias – potenciais produtoras de toxinas - no fitoplâncton. A análise dos macroinvertebrados bentônicos indica baixa qualidade da água e dos sedimentos. Os testes de genotoxicidade sugerem a presença de substâncias tóxicas ao longo do corpo d'água. Conclusões Conclui-se que as águas do reservatório de Itupararanga apresentam baixa qualidade. Tal situação pôde ser relacionada aos usos do solo no entorno do reservatório. A abordagem abrangente ora realizada onde fontes distintas de variáveis para monitoramento foram consideradas, apesar do protocolo expedito (uma campanha), foi suficiente para responder aos diferentes tipos de impactos antrópicos recebidos pelo reservatório sendo uma opção viável para um diagnóstico rápido.

Abstract Aim: The aim of this study was to conduct a rapid and comprehensive analysis of the reservoir using physical, chemical and biological variables comprising water and sediment as also to verify if a one-sampling campaign can produce information that is robust enough for monitoring purposes. Methods One-sampling campaign was performed along the central body of Itupararanga reservoir comprising five sampling points. The following physico-chemical and biological variables were measured in each of them from water samples: temperature, pH, concentration of dissolved oxygen, electric conductivity, suspended matter, total nitrogen and phosphorus and fecal coliforms. A genotoxicity assay with Allium cepa was also performed with water from each one of the five sampling points. As a complement, the phytoplankton and benthic macroinvertebrates communities were also analyzed in the two most distant sampling points (P1 and P5). Results Results indicate a scenario with eutrophication and toxicity. High concentrations of fecal coliforms were recorded and there is a worrying prevalence of cyanobacteria - potential toxin producers - in phytoplankton community. Benthic macroinvertebrates analysis suggests poor quality of the water and sediments. Genotoxicity tests suggest the presence of toxic substances along the waterbody. Conclusions It is concluded that Itupararanga reservoir has water with poor quality that could be related to the land uses around the reservoir. The comprehensive approach performed here - where distinct sources of monitoring variables was considered - despite the rapid protocol (one campaign), was enough to respond to the distinct anthropic impacts received by the reservoir. Considering it, this approach is recommended as a rapid diagnostic tool.

Much remains to be learned about biological diversity, which constitutes a valuable natural resource. Due to the pressure that human activity has put on natural resources, biodiversity has been reduced, often unbeknownst to those responsible for that activity. Therefore, we aimed to perform a quantitative and qualitative analysis of periphytic algae in the Itupararanga reservoir, correlating the results with the physical and chemical characteristics of the water, as well as with climatic conditions. To that end, five samples were collected at four sampling stations in the Itupararanga reservoir during the year 2010. Aquatic macrophytes were collected with a 156-cm² frame, and the periphytic algae were scraped free of the macrophytes with a brush. Samples were fixed in formaldehyde and Lugol's solution for the qualitative and quantitative analyses, respectively. We identified 156 taxa belonging to eight classes, and the overall density was 10,200-171,800 individuals/mm². The taxonomic composition and abundance of periphyton were found to be dependent on spatial and temporal factors, such as the type of substrate and the characteristics of the sampling site, as well as seasonal variations in the chemical and physical properties of the water.

OBJETIVO: Avaliar a qualidade da água de três lagos presentes em uma área abandonada de mineração de carvão. MÉTODOS: Foram amostrados em perfil três lagos presentes na bacia de drenagem do rio Morozini (Treviso, Santa Catarina, Brasil), com coletas em duas épocas do ano (fevereiro - verão e julho - inverno). RESULTADOS: De maneira geral, os três lagos estudados apresentaram elevadas concentrações de SO4-2, Mg, Fe, Al, Ca, Ba, Si, Zn, Ni, Na, K, Sr, B, Cd, Cr, Pb e Cu. CONCLUSÕES: Esta pesquisa sugere que a atividade de mineração e a prática de disposição de rejeitos adotada pelas companhias de mineração afetaram drasticamente a qualidade da água dos lagos estudados, tornando-os inapropriados a diversos usos humanos, tais como lazer, pesca e natação.

AIM: To assess water quality of three lakes located in an abandoned coal mining area, in the Morozini River basin (Treviso, Santa Catarina State, Brazil). METHODS: The study sites were three lakes mining pits flooded after deactivation, near the drainage basin of the Morozini River (Treviso City, Santa Catarina State, Brazil). Samplings were carried out in profile in the limnetic region during two seasons (Summer in February and Winter in July). RESULTS: In general, the three lakes showed high concentrations of SO4-2, Mg, Fe, Al, Ca, Ba, Si, Zn, Ni, Na, K, Sr, B, Cd, Cr, Pb and Cu. CONCLUSIONS: Coal mining activity and waste disposal practices adopted by the mining companies in the Morozini River basin have drastically affected the water quality of the examined lakes and made them inappropriate for diverse human uses, such as leisure, swimming and fishing.