Resumo A intensificação do uso da terra na região da “Zona Bragantina”, uma área da Amazônia Oriental brasileira, acelerou as mudanças de paisagem da floresta primária para uma mistura de diferentes usos da terra: floresta (vegetação ripária), floresta secundária, pastagem, terra agrícola anual, terra cultivada perene, solo descoberto e vegetação em pousio, com consequências negativas na estabilidade e equilíbrio dos sistemas fluviais. Este estudo examinou as variações temporais e espaciais das concentrações de carbono orgânico dissolvido (COD) e de metais em água fluvial das bacias hidrográficas Cumaru (ICU) e São João (ISJ), de maio de 2014 a abril de 2015 para entender as variações químicas nos agrossistemas e florestas durante 1 ano de monitoramento. Em ambas as bacias, maiores concentrações de metais dissolvidos (alumínio, sódio, bário, cálcio, ferro, potássio, magnésio, cobre e zinco) e COD foram medidos na estação chuvosa, com considerável variabilidade devido a eventos de precipitação. Além disso, foi observada forte variação espacial, com baixa condutividade, pH mais alto e maiores concentrações de COD e metais dissolvidos nos trechos a jusante, especialmente para COD em um pequeno reservatório abaixo de uma barragem no ISJ. Estas áreas a jusante sofrem intervenção humana significativa, incluindo agricultura e pastagem nas proximidades e uso dos recursos hídricos para a atividade doméstica. O solo arenoso nestas áreas provavelmente facilita os processos de lixiviação, principalmente em áreas desmatadas, apoiando o aumento do movimento de metais da paisagem para o córrego.

Abstract Land-use intensification in the "Zona Bragantina" region, an area in the eastern Brazilian Amazon, has accelerated landscape changes from primary forest to a mixture of different land uses: native forest (riparian vegetation), secondary forest, pasture, annual cropland, perennial cropland, bare soil and fallow vegetation, with negative consequences for the stability and equilibrium of river systems. This study examined the temporal and spatial variation of dissolved organic carbon (DOC) and metal concentrations in stream water of the Cumaru (ICU) and São João (ISJ) watersheds from May 2014 to April 2015, to understand the chemical changes in forests and agro-ecosystems during one year. In both watersheds, higher concentrations of dissolved metals (aluminum, sodium, barium, calcium, iron, potassium, magnesium, copper and zinc) and DOC were measured in the rainy season, with considerable variability due to precipitation events. Furthermore, strong spatial variation was observed, with lower conductivity, higher pH, and higher concentrations of DOC and dissolved metals in the downstream reaches, especially for DOC in a small reservoir below a dam in ISJ. Significant human intervention was located in these downstream areas, including nearby agriculture and pasture, and use of stream resources for domestic activity. Sandy soil in these areas likely facilitated leachate processes, mainly in deforested areas, supporting the increased movement of metals from the land to the stream.

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.

Resumo A recente estiagem no Sudeste do Brasil tem impactado a conservação de bacias hidrográficas e a gestão da qualidade e quantidade da água para as demandas agrícolas e urbanas. A Bacia do Ribeirão das Posses está sendo monitorada por ser uma bacia de cabeceira da Bacia do Rio Jaguari, importante contribuinte do Sistema Cantareira no estado de São Paulo. A paisagem foi alterada no século passado, a partir de florestas nativas para uma vegetação mais homogênea como pastos, campos agrícolas e florestas de eucalipto, que geram impactos cumulativos sobre a quantidade e qualidade da água. Atualmente, o Projeto Conservador das Águas tem restaurado pequenas áreas com vegetação nativa para a recuperação de áreas degradadas. O objetivo dessa pesquisa foi avaliar a quantidade da água na Bacia do Ribeirão das Posses usando dados observados e dados da simulação de respostas hidrológicas. O modelo de bacia “Serviço Agroecossistêmico” (AgES) é aplicado para simular a variação no armazenamento e movimento da água nas áreas terrestres. O período de simulação (2009-2014) foi definido em função da disponibilidade dos dados de vazão e meteorológicos para calibrar e testar o modelo. Dados de entrada requisitados, calibração do modelo para ajuste à vazão medida e a sensibilidade do modelo aos dados de chuva são discutidos neste artigo. O modelo calibrado pode ser utilizado para estimar vazões durante períodos com dados ausentes e, no futuro, para analisar os impactos de mudança de uso da terra sobre a quantidade e qualidade da água. Essas informações podem ser usadas em programas de pagamentos por serviços ambientais.

Abstract Southeastern Brazil has recently experienced drought conditions that have impacted watershed conservation and the management of water quality and quantity for agricultural and urban demands. The Ribeirão das Posses watershed is being monitored as a headwater of the Jaguarí River, which is one of the contributing rivers of the Cantareira Reservoir Complex in the state of São Paulo. The landscape has changed over the last century from native forests to more homogeneous vegetation for pastures, crops and some forest plantations of eucalyptus, which have cumulative impacts on water yield and quality. Currently, the Projeto Conservador das Águas (Water Conservationist Project) has planted small areas with native species vegetation in order to recover degraded areas. The objective of this study was to evaluate the quantity of water in the Ribeirão das Posses Basin by both measurements and by simulating hydrological responses. The Agricultural Ecosystem Services (AgES) watershed model was applied to simulate water movement and storage among land areas. The simulation period was from 2009 to 2014, because the daily streamflow and meteorological data were available for model calibration and testing. We discuss data input requirements, model calibration to fit measured streamflow, and sensitivity to spatially variable rainfall inputs. The calibrated model may be used to estimate streamflow during periods of missing data, and in the future to estimate impacts of land use changes on stream water quantity and quality. Such information can be used in programs of payments for ecosystem services.

Resumo Este artigo visa analisar e compreender a relação entre água e saúde em comunidades rurais situadas na microbacia do igarapé Cumaru, município de Igarapé-Açu (PA), nordeste paraense. São avaliados a captação e o tratamento de água para o consumo humano, considerando as práticas de esgoto sanitário realizadas cotidianamente pela população rural dessa microbacia, visto que têm implicação direta na saúde da população local. Este trabalho baseia-se em pesquisa de campo com uma abordagem quali-quantitativa. Utilizou-se questionário fechado para o levantamento das fontes de captação, saneamento rural e usos de insumos agrícolas. Foram consideradas observações feitas por agricultores familiares da região ao focar o funcionamento do estabelecimento agrícola, a fim de observar de diversos ângulos a relação entre água e saúde no seu entendimento. Observou-se que a vulnerabilidade das fontes de água acessadas pela população é um fator que contribui para a contaminação das fontes, caracterizando consequentemente uma ameaça à saúde da população rural. Entretanto, nota-se a percepção da população quanto às fontes de água mais profundas, como poços tubulares, sendo estes prioritários para captação de água para ingestão.

Abstract This article aims to analyze and understand the relationship between water and health in rural communities located in the watershed of Cumaru stream, in the municipality Igarapé-Açu, Northeast of Pará state. The harvesting and treatment of the water conducted by the rural population for human consumption were assessed, considering their practices of sanitary sewer, since these aspects have direct impact on their health. This study is based on field research with a quantitative approach. Closed questionnaire was used to raise the sources of water harvesting, rural sanitation, and use of agricultural inputs. We used participant observation, when focusing on the functioning of the agricultural establishment, to observe from various angles the relationship between water and health. We noted that the vulnerability of the water resources accessed by the population is a factor that contributes to the contamination of the sources, therefore a threat to the health of the rural population. However, the perception of the population is notable regarding deeper water sources, such as tube wells, which are priorities for water harvesting.

Resumo Este artigo visa analisar e compreender a relação entre água e saúde em comunidades rurais situadas na microbacia do igarapé Cumaru, município de Igarapé-Açu (PA), nordeste paraense. São avaliados a captação e o tratamento de água para o consumo humano, considerando as práticas de esgoto sanitário realizadas cotidianamente pela população rural dessa microbacia, visto que têm implicação direta na saúde da população local. Este trabalho baseia-se em pesquisa de campo com uma abordagem quali-quantitativa. Utilizou-se questionário fechado para o levantamento das fontes de captação, saneamento rural e usos de insumos agrícolas. Foram consideradas observações feitas por agricultores familiares da região ao focar o funcionamento do estabelecimento agrícola, a fim de observar de diversos ângulos a relação entre água e saúde no seu entendimento. Observou-se que a vulnerabilidade das fontes de água acessadas pela população é um fator que contribui para a contaminação das fontes, caracterizando consequentemente uma ameaça à saúde da população rural. Entretanto, nota-se a percepção da população quanto às fontes de água mais profundas, como poços tubulares, sendo estes prioritários para captação de água para ingestão.

Abstract This article aims to analyze and understand the relationship between water and health in rural communities located in the watershed of Cumaru stream, in the municipality Igarapé-Açu, Northeast of Pará state. The harvesting and treatment of the water conducted by the rural population for human consumption were assessed, considering their practices of sanitary sewer, since these aspects have direct impact on their health. This study is based on field research with a quantitative approach. Closed questionnaire was used to raise the sources of water harvesting, rural sanitation, and use of agricultural inputs. We used participant observation, when focusing on the functioning of the agricultural establishment, to observe from various angles the relationship between water and health. We noted that the vulnerability of the water resources accessed by the population is a factor that contributes to the contamination of the sources, therefore a threat to the health of the rural population. However, the perception of the population is notable regarding deeper water sources, such as tube wells, which are priorities for water harvesting.

Comunidades de peixes podem se distribuir no espaço e no tempo de maneira organizada, seguindo um padrão que pode ser percebido pela associação ou agrupamento das espécies e pela relação de algumas espécies com determinados habitats. O número reduzido de estudos e o pouco conhecimento da fauna aquática na Amazônia resultam em sub-estimativas da diversidade da ictiofauna de igarapés (riachos amazônicos). No presente estudo, em três microbacias predominantemente ocupadas por agricultura familiar, foram coletados 2.117 peixes, distribuídos em sete ordens, 13 famílias, 27 gêneros e 43 espécies. A espécie mais abundante em todas as amostras coletadas foi Hyphessobrycon heterorhabdus, com 337 indivíduos, seguido por Bryconops melanurus, com 326 indivíduos. A riqueza de espécies foi maior num trecho do Igarapé Pachibá (IGPA-B), com 21 espécies. O Índice de Dominância de Simpson mostrou o valor mais alto no trecho B do Igarapé Cumaru, com valor 0,43, enquanto o Índice de Diversidade de Shannon revelou que o IGPA-B possuiu a maior diversidade, com valor 2,39. Iguanodectes rachovii foi a espécie amostrada com mais constância, e ocorreu em 50% das amostras. Os resultados demonstraram que trechos médios dos igarapés apresentam maior diversidade de espécies, respondendo ao tamanho do habitat. Neste estudo foi possível observar que microbacias agrícolas dominadas por agricultura de pequeno porte pode suportar uma diversidade de peixes de igarapés razoável.

Stream fish communities can show spatial and temporal patterns, which can be revealed by species association or species groups as well as by species preference to certain habitats. The reduced number of studies and the scarce knowledge on the aquatic fauna in the Amazon results on an under-estimative upon stream fish fauna diversity. In this study, a survey at three small Amazonian catchments located in family agriculture areas, a total of 2,117 individuals were collected, belonging to seven orders, 13 families, 27 genera and 43 species. The most abundant species in all samples was Hyphessobrycon heterorhabdus, totaling 337 individuals, followed by Bryconops melanurus, with 326 individuals. The species richness was highest in a Pachibá stream reach, with 21 species. Simpson’s diversity index in a Cumaru stream reach showed the highest species dominance with a value of 0.43, while Shannon’s diversity index showed that the Pachibá stream lowest reach, had the greatest diversity with a value of 2.39. Iguanodectes rachovii was the most constant species, occurring in 50% of samples. Therefore, as a response to habitat size, the intermediate stream reaches presented the highest species diversity. Our study showed that agricultural catchments dominated by smallholder farmers can bear a reasonable stream fish diversity.

Na agricultura familiar na Amazônia oriental, em particular no nordeste do Pará, são comuns os cultivos semi-perenes com pesada aplicação de agrotóxicos. Em virtude da ampla utilização desses produtos, principalmente o dimetoato, na microbacia hidrográfica do igarapé Cumaru, município de Igarapé-Açu (PA), foi avaliada a retenção dessa substância em amostras da zona não-saturada em laboratório, verificando-se também a influência do pH e dos teores de argila e de matéria orgânica nesse processo. Entre os diversos agrotóxicos utilizados na área, o dimetoato foi selecionado por apresentar maior potencial de lixiviação, segundo o índice GUS (Groundwater Ubiquity Score). Para a quantificação da retenção do dimetoato nos sedimentos da zona não-saturada foi realizado um experimento de sorção. Este último mostrou que, em termos percentuais, a sorção do dimetoato variou de 2.5% a 36.2% (concentração inicial 20 mg.-1) e de 6.20% a 31.0 % (concentração inicial 10 mg.-1). Esses dados comprovam o elevado potencial de contaminação da água subterrânea por essa substância, devido, principalmente, à sua mobilidade e baixa retenção. Devido ao caráter hidrofóbico do dimetoato, que aumenta a sua afinidade com a matéria orgânica, a quantidade sorvida dessa substância se mostrou diretamente proporcional à de matéria orgânica presente nos sedimentos. O pH exerce efeito contrário a este, ou seja, quanto mais elevado o seu valor, menor é a quantidade de dimetoato sorvida. Em relação à variação do teor e ao tipo de argila, foi observado que esses fatores não influenciam na retenção do dimetoato, sendo esse resultado atribuído ao comportamento não iônico desse agrotóxico.

On smallholder farms of eastern Amazonia, in particular the northeast of the Pará state, heavy by pesticide applications at industrial half-perennial crops are very common. Due to their large use, mainly the dimethoate, in the catchment of the Cumaru stream, Igarapé-Açu county, we evaluated the retention process of this compound in samples of the non saturated zone, as well as verified the effects of soil pH and clay and organic mater contents in this process. Among the main pesticides the farmers use in this region, dimethoate was selected for this study, due to its larger leaching potential according to the GUS (Groundwater Ubiquity Score) index. A sorption experiment was carried out to evaluate the retention of the dimethoate in sediments in the non saturated zone. The experiment showed that the sorption of the dimethoate varied from 2.5% to 36.2% (initial concentration of 20 mg.l-1) and from 6.2% to 31.0% (initial concentration of 10 mg.l-1). These data demonstrate a high contamination potential of the groundwater by this compound, mainly due to its high mobility and low retention capacity. The dimethoate sorption rates were positively related to organic matter content in the sediments. On the other hand, values have an inverse relationship with the sorption rates of dimethoate, while clay content did not produce any effect on its retention.