Abstract The appropriation and use of a hydrographic basin by society is a historical process, necessary and, above all, a generator of environmental problems that greatly alter the quality of water. One of the problems related to water quality is eutrophication. Many aquatic ecosystems have suffered from this problem, which consists of large inputs of Phosphorus and Nitrogen introduced into the riverbed, for example, through domestic and/or industrial effluents. This context of change in water quality by human action triggers the significant growth of phytoplanktonic and phytobenthic organisms, thus causing an imbalance in the dynamics of the aquatic ecosystem, as well as damage to society. In this context, this study aimed to evaluate the Trophic State of the Paraíba do Meio River and understand the unfolding and influences of society's relationship with the river and how this relationship has contributed to the eutrophication process. The materials and methods were based on: data acquisition of chemical and physical parameters from campaigns carried out monthly during the hydrological year of 2013; flow and precipitation data; adequate sanitary sewage data; laboratory analyses; determination of the Trophic State Index by the TRIX Model. It was evidenced that due to the varied anthropic activities that occurred in the hydrographic basin in question, with the significant introduction of nutrients such as Phosphorus and Nitrogen in the river bed, during the hydrological year of 2013, the Paraíba do Meio river presented different stages of eutrophication that range from mesotrophic to eutrophic.

Resumo A apropriação e uso de uma bacia hidrográfica, pela sociedade, é um processo histórico, necessário e, sobretudo, gerador de problemas ambientais que alteram, sobremaneira, a qualidade da água. Um dos problemas relacionados à qualidade da água é a eutrofização. Muitos ecossistemas aquáticos tem padecido desse problema que consiste em grandes aportes de Fósforo e Nitrogênio introduzidos no leito de rios, por exemplo, por meio de efluentes domésticos e/ou industriais. Esse contexto de alteração da qualidade da água pela ação humana desencadeia o crescimento significativo de organismos fitoplanctônicos e fitobentônicos, provocando assim, um desequilíbrio na dinâmica do ecossistema aquático, bem como prejuízos também para a sociedade. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo avaliar o Estado Trófico do Rio Paraíba do Meio e compreender os desdobramentos e influências da relação da sociedade com o rio e como tal relação tem contribuído para o processo de eutrofização. Os materiais e métodos pautaram-se em: aquisição de dados de parâmetros químicos e físicos de campanhas realizadas mensalmente durante o ano hidrológico de 2013; dados de vazão e precipitação; dados de esgotamento sanitário adequado; análises laboratoriais; determinação do Índice de Estado Trófico pelo Modelo TRIX. Evidenciou-se que devido as variadas atividades antrópicas que ocorreram na bacia hidrográfica em questão, com a introdução significante de nutrientes como Fósforo e Nitrogênio no leito do rio, durante o ano hidrológico de 2013, o rio Paraíba do Meio apresentou diferentes estágios de eutrofização que variam do mesotrófico ao eutrófico.

Resumo Este estudo teve como objetivo estimar a variabilidade da concentração de nutrientes no estuário do São Francisco a partir de dados observados durante o verão e o inverno de 2014, e avaliar a influência da vazão, circulação e precipitação no balanço dos fluxos de nutrientes. A diferença marginal nas vazões (1.160 m3/s - verão; 1.260 m3/s - inverno) refletiu o pequeno papel da descarga do rio na variabilidade da carga de nutrientes. O aumento da carga de sedimentos de fevereiro (13189,70 T/mês) a julho (36088,56 T/mês) revelou que a alta precipitação (153,6 mm - inverno; 37,6 mm - verão) e a circulação interna podem ter contribuído para aumentar a carga de sedimentos em direção à foz do estuário. A forte velocidade da corrente em julho (~ 0,9 m/s) revelou um maior potencial para exportar águas estuarinas em direção à costa quando comparada à ~ 0,7 m/s (fevereiro). As concentrações e carga de nutrientes foram maiores durante o inverno, liderado pelo fosfato (3,70 μgL-1) e NID (83,64 μgL-1), seguida por (1,38 μgL-1 e 30,70 μgL-1 - verão), com exceção para silicatos com 4,20 mgL-1 (verão) e 3,59 mgL-1 (inverno). Apesar do controle ativo das vazões, a circulação interna, seguida pela precipitação local, foram consideradas os principais mecanismo responsáveis pelo aumento da carga de nutrientes no estuário.

Abstract This study aimed to estimate the nutrients concentration variability in the São Francisco estuary from observed data during the summer and winter seasons of 2014 and to assess the influence of outflow discharges, circulation and precipitation on nutrients fluxes exchange. The marginal difference in the streamflow (1,160 m3/s - summer; 1,260 m3/s - winter) reflected the small role of the river discharge on the variability of the nutrients load. The increase in the sediments load from February (13189.70 T/month) to July (36088.56 T/month) revealed that high precipitation (153.6 mm - winter; 37.6 mm - summer) and internal circulation might have contributed to enhancing the sediment budge towards the estuary mouth. The strong current velocity in July (~0.9 m/s) revealed more potential to export estuarine waters towards the coast when compared to ~0.7 m/s (February). The concentrations and nutrients load were higher during the winter season led by phosphate (3.70 μgL-1) and NID (83.64 μg L-1), against (1.38 μgL-1 and 30.70 μgL-1 - summer), except for silicates with 4.20 mgL-1 (summer) and 3.59 mgL-1 (winter). Despite the active control of outflows, the internal circulation, followed by local precipitation, are considered the main mechanisms behind the increased nutrients load within the estuary.

RESUMO Para avaliar como a descarga do rio e as correntes de maré influenciam a circulação e o transporte de sal no estuário do rio São Francisco, foram realizadas duas campanhas de 25 horas, além de perfis ao longo do canal principal do estuário (18/19 e 25/26 de fevereiro de 2014). A velocidade das correntes mostraram uma maior assimetria entre as correntes de enchente (v <0) e vazante (v> 0) durante a sizígia (-0,6 e 1,1 m/s), em comparação com a maré de quadratura (-0,4 e 1,0 m/s). Tal resultado foi atribuído à forte energia de empuxo intensificado pela maior força da descarga fluvial na sizígia. Em geral, a salinidade apresentou forte estratificação vertical variando da superfície ao fundo entre 0,0 <S <36,6 e 0,5 <S <36,1, durante a sizígia e quadratura, respectivamente. Apesar de a descarga do rio ter reduzido entre a maré da sizígia e quadratura, as condições de parcialmente misturado e altamente estratificado (tipo 2b) permaneceram para ambos os períodos, com advecção e difusão turbulenta contribuindo com 34% e 66% para o transporte de sal estuário acima na sizígia, respectivamente, e 56% e 44% durante a quadratura. Tal resultado foi atribuído ao equilíbrio entre as forçantes da maré e baroclínico, além da descarga do rio. O transporte de sal advectivo predominantemente na direção estuário abaixo para os ciclos das marés de sizígia (12,5 kg m-1s-1) e quadratura (15,2 kg m-1s-1) sugere que há pouca acumulação de sal dentro do estuário do São Francisco.

ABSTRACT In order to evaluate how river discharge and tidal currents forcing influence the circulation and salt transport within the São Francisco River-Estuary, a two 25 hour surveys campaigns and along-channel profiles were performed in the estuary main channel (18/19 and 25/26 February 2014). The current intensity showed higher asymmetry between flood (v<0) and ebb (v>0) currents in spring tide (-0.6 and 1.1 m/s), as compared to neap tide (-0.4 and 1.0 m/s), which was attributed to the intense buoyancy energy enhanced by the stronger discharge in spring. Overall, salinity presented high stratified conditions and varied between 0.0<S<36.6, and 0.5<S<36.1 from surface to bottom, during spring and neap, respectively. Although river discharge reduced from spring to neap tide partially mixed-highly stratified conditions (type 2b) remained in both periods, with advection and diffusion contributing with 34% and 66% to the net upstream salt flux in spring, respectively, and 56% and 44% in neap tide, respectively, which was attributed to the balance of tidal and baroclinic forcing and river discharge. The dominant downstream advective salt transport in both spring (12.5 kg.m-1s-1) and neap (15.2 kg.m-1s-1) tidal cycles suggests that there is little salt accumulation inside the São Francisco estuary.

Resumo Objetivo Este estudo caracterizou a qualidade da água no baixo rio São Francisco (NE-Brasil), sendo o primeiro trabalho realizado no setor inferior do rio São Francisco com o objetivo de quantificar e comparar variáveis limnológicas, durante os anos de 2001, 2004 e 2007. Métodos Amostras de água foram coletadas em uma seção transversal do rio mensalmente. Temperatura, condutividade, pH, oxigénio dissolvido e foram obtidos utilizando uma sonda YSI 6600-multiparamétrica. Os nutrientes inorgânicos dissolvidos (amônia, nitrito, nitrato, fósforo dissolvido e silicatos), clorofila-a e sedimentos suspensos totais (TSS) foram também determinados. Resultados Os três anos hidrológicos mostraram diferenças distintas nas taxas de precipitação e condições de descarga. As taxas de precipitação em 2001 estiveram abaixo do nível da série histórica. A temperatura média anual da água mostrou diferenças não significativas entre os três anos. Concentrações de nutrientes inorgânicos dissolvidos foram mais elevados em 2004, com a amônia e nitrato diferindo estatisticamente entre os anos (p <0,05). A clorofila-a mostrou pequena diferença entre os anos. Conclusões A intensidade da precipitação tem um impacto direto sobre a qualidade da água do baixo São Francisco, entretanto a localização geográfica da precipitação também é um fator determinante para as alterações das características químicas e físicas da água que atinge o setor inferior do rio São Francisco. Precipitações localizadas nas porções inferiores da bacia, são mais efetivas no aumento da concentração de nutrientes dissolvidos.

Abstract: Aim This study characterized the water quality in the lower São Francisco River (NE-Brazil).This research represents the first work to be carried out in the lower sector of the São Francisco river aiming to quantify and compare limnological variables, during three different years (2001, 2004 and 2007). Methods Water samples were collected in a transversal section of the river at monthly intervals period on surface layer. Temperature, conductivity, pH, and dissolved oxygen were obtained using a multiparameter probe YSI-6600. The dissolved inorganic nutrients (ammonium, nitrite, nitrate, dissolved phosphorus and silicates), chlorophyll-a and total suspended sediment (TSS) were also determined. Results The three hydrological years showed differences in precipitation rates and discharge conditions. The year 2001 had precipitation rates below the historical series of rainfall. The mean annual water temperature showed negligible differences among the three years. Dissolved inorganic nutrient concentrations were highest in 2004, with ammonia and nitrate differing statistically between the years (p<0.05); the later showed the largest concentration of dissolved inorganic nitrogen. Chlorophyll-a showed a slight difference among years. Conclusions Precipitation intensity has a direct impact on the São Francisco River discharge, but the geographical distribution of the precipitation is also a determinant factor for alterations of the chemical and physical characteristics of the water that reaches the lower sector of the São Francisco River.

O presente estudo analisa as plumas de turbidez dos sistemas dos rios São Francisco, Caravelas, Doce, e Paraiba do Sul localizados na costa NE/E do Brasil utilizando imagens Landsat e o algoritmo logarítmico para Total de Sólidos em Suspensão (TSS) proposto por Tassan (1987). Os resultados obtidos foram comparados com Total de Sólidos em Suspensão medidos in situ. A pluma de turbidez de cada sistema mostra padrões de dispersão distintos. O comportamento, a dimensão e o grau de turbidez da pluma do Rio São Francisco têm sido drasticamente alterados devido à cascata de barragens e seus reservatórios presentes em sua bacia de drenagem. Já as plumas dos rios Doce e Paraíba do Sul apresentam pulsações sazonais e maior turbidez, uma vez que as barragens nesses rios localizam-se no setor médio e mantiveram a pulsação sazonal da vazão. A pluma do sistema costeiro de caravelas permanece restrita às águas rasas dominadas por processos de ressuspensão. Durante a primavera e verão, quando os ventos de NE-E prevalecem, as plumas dos quatro sistemas se dispersam na direção sul. Durante o inverno, inversões do padrão de dispersão podem ocorrer com a passagem de frentes frias. As plumas dos sistemas São Francisco e Doce tendem a se dispersar obliquamente à costa, favorecendo o transporte de material para regiões oceânicas, enquanto que as plumas dos sistemas Caravelas e Paraíba do Sul se dispersam paralelamente à costa, favorecendo a retenção de TSS.

Turbidity plumes of São Francisco, Caravelas, Doce, and Paraiba do Sul river systems, located along the NE/E Brazilian coast, are analyzed for their dispersal patterns of Total Suspended Solids (TSS) concentration using Landsat images and a logarithmic algorithm proposed by Tassan (1987) to convert satellite reflectance values to TSS. The TSS results obtained were compared to in situ collected TSS data. The analysis of the satellite image data set revealed that each river system exhibits a distinct turbidity plume dispersal pattern. The behavior, dimension and degree of turbidity of the São Francisco River plume have been greatly altered by the construction of a cascade of hydroelectric dam reservoirs in its hydrological basin. The plume has lost its typical unimodal seasonal pattern of material dispersion and its turbidity has decreased due to the regulation of river flow by the dams and TSS retainance by the reservoirs. In contrast, the Doce and Paraíba do Sul river plumes are still subject to seasonal pulsations and show more turbid conditions than the SF plume, as dams are less numerous, set in the middle river sections and the natural river flow has been maintained. The Caravelas Coastal System river plume is restricted to near shore shallow waters dominated by resuspension processes. During austral spring and summer when NE-E winds prevail, all plumes generally disperse southward. Short-term northward reversals may occur in winter with the passage of atmospheric cold fronts. The São Francisco and Doce river plumes tend to disperse obliquely to the coast and transport materials further offshore, while the Caravelas and Paraíba do Sul plumes tend to disperse mainly parallel to the coast, enhancing TSS retention nearshore.

The aim of this study was to investigate the post-dam conditions of the loads and yields of dissolved inorganic nitrogen (DIN), orthophosphate (DIP, silicate (DSi) and total phosphorous (TP) in the Lower São Francisco river estuary (NE-Brazil) after the river was regulated to a constant flow by the dams. Loads and yields of monthly measurements performed from November 2000 to March 2002 at a gauging station downstream of the dams (80 km from the coast) showed 4.1 x 10³ t/yr and 0.006 t/km² /yr of DIN, 0.2 x 10³ t/yr and 0.002 t/km² /yr of DIP, and 448 x 10³ t/yr and 0.71 t/km² /yr of DSi, respectively. Over the last 15 years, DIN loads reduced by 94 % and DSi by 31%. The river turned into an oligotrophic system with primary production limited by nitrogen and nutrient yields being among the lowest of Brazilian coastal rivers.

In a joint Brazilian-German case study, distribution patterns of microorganisms were compared with environmental variables in the tropical coastal Manguaba lagoon in northeast Brazil, which is situated downstream of several sugar cane processing plants . 16S rDNA and 16S rRNA single strand conformation polymorphism (SSCP) gene fingerprinting were used to follow the composition and distribution of microorganisms throughout the salinity gradient of the lagoon. Potentially abundant microorganisms were identified by sequencing representative SSCP bands. It could be demonstrated that the distribution of microbes was in close relation to the physico-chemical environmental settings and followed a common scheme. In the in- and outlet areas of the lagoon rather transient microbial communities were found, whereas in the central part a stable, diverse community was encountered, that due to the long residence time of the water, had ample time for development and adaptation.