Resumo Objetivo: Existem poucos estudos que tratam dos processos que ocorrem em pequenos estuários que recebem uma elevada carga de matéria orgânica em regiões tropicais. O objetivo do presente trabalho foi caracterizar o comportamento biogeoquímico de nutrientes presentes em água superficial da foz do rio Iguaçu, durante condições específicas (maré de quadratura, vazante), localizado no setor interno de uma baía altamente eutrofizada (baía de Guanabara, SE Brasil). Métodos Variáveis físicas e químicas foram medidas in situ (pH, temperatura, condutividade, salinidade, total de sólidos dissolvidos, transparência, oxigênio dissolvido), já o material particulado em suspensão, clorofila a e os nutrientes (carbono e as formas de nitrogênio e fósforo) foram medidos em laboratório, ao longo de um gradiente estuarino mesohalino. Resultados A foz do rio Iguaçu está em alto estágio de eutrofização, considerando-se as concentrações de nutrientes, clorofila a e de transparência da coluna d' água encontrados. Os resultados indicam uma transição de condições heterotróficas para autotróficas, visto que as concentrações dos nutrientes diminuíram ao longo do gradiente salino, enquanto a clorofila a aumentou ao longo dos transecções. O pH e a razão clorofila : feopigmentos estiveram relacionados com a quantidade e qualidade da matéria orgânica em decomposição, sobretudo nos transecções sob maior influência marinha. Mais de 95% do nitrogênio dissolvido estava na forma de amônio (NH4+), proveniente do processo de amonificação da matéria orgânica em excesso na região, indicando presença de esgoto sem tratamento. Conclusão Neste estudo, o rio Iguaçu contribuiu com altas cargas de nutrientes que suportam uma importante produção primária na região interna da baía, estando relacionada à absorção de CO2 e metabolismo autotrófico, mostrando a importância de se identificar os comportamentos biogeoquímicos de nutrientes em áreas estuarinas, mesmo em pequena escala.

Abstract Aim: There are few studies dealing with the biogeochemical processes occurring in small estuaries receiving high sewage loading in tropical regions. The aim of this investigation was to characterize the biogeochemical behavior of nutrients in superficial waters collected at the Iguaçu estuarine system, during specific conditions (neap tide), located at the inner sector of a heavily eutrophicated embayment (Guanabara Bay, SE Brazil). Methods Physical and chemical variables were measured in situ (pH, temperature, conductivity, salinity, total dissolved solids, transparency, dissolved oxygen), whereas suspended particulate matter, chlorophyll a, phaepigments and nutrients (carbon, nitrogen and phosphorus forms) were measured in laboratory across the mesohaline estuarine gradient. Results The Iguaçu River mouth is in a high stage of eutrophication, considering nutrient concentrations, chlorophyll a and transparency of water column. Results indicate a transition from heterotrophic conditions to autotrophic conditions, since the nutrients concentrations showed a decreasing pattern along the saline gradient, while the chlorophyll an increased over the transects. The pH values and chlorophyll : phaeopigments ratios are significantly related to the amount and quality of organic matter contents, especially at transects under strong marine influence. More than 95% of the dissolved and total nitrogen concentrations are represented by NH4+ contributions, which are related to the ammonification of organic matter contents in this region, indicating the existence of untreated sewage loads in this area. Conclusion In this study, the Iguaçu River seemed to contribute with high inputs of nutrients that support important phytoplankton production at the inner regions of the bay related to the CO2 sink and autotrophic metabolism, showing the importance of verifying the biogeochemical behaviors of nutrients in estuarine areas, even in small scale.

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.

A extensão, forma e as concentrações da matéria das plumas de pequena escala geradas pelos canais dos rios São Francisco e Guandu, se diferenciaram consideravelmente entre os eventos de alta e baixa descarga. A pluma durante o evento de alta descarga apresentou maior potencial de fertilização da parte central interna da Baía de Sepetiba, enquanto a pluma de baixa descarga fluvial reteve materiais próximo da costa em área rasa. As plumas foram impactadas por múltiplas fontes de materiais, incluindo o aporte lateral fluvial e os sedimentos do fundo. A baixa profundidade da área foi responsável pelo acoplamento nítido da água e do sedimento. O bombeamento da maré com, provavelmente, o atrito no fundo gerado pelo fluxo fluvial, foram responsáveis pela ressuspensão de matéria em suspensão e a liberação de nutrientes dos sedimentos superficiais. As plumas apresentaram um desacoplamento nítido entre as zonas de turbidez e a clorofila, e um acoplamento entre as zonas de turbidez e de mistura estuarina, geralmente não observado em plumas de médio a grande porte que se proliferam na costa e plataforma continental.

Coastal river plumes represent one of the final stages of material transport across the land-sea interface. Most studies, however have focused on the behavior of medium to large sized river plumes of coastal-shelf waters, whereas small sized river plumes acting within estuaries have been neglected. This study addressed the behavior of suspended particulate matter (SPM), dissolved inorganic nutrients (DIN, DIP and DSi) and Chlorophyll a (Chl. a) of a small sized river plume derived from the closely lain São Francisco and Guandú river channels, set in the Sepetiba Bay estuary, SE-Brazil. Two surface water sampling campaigns were conducted, one in January 2003 (humid summer conditions) and the other in June 2003 (dry winter conditions). On both occasions, the plumes dispersed in a SE direction towards the inner portion of the bay. The "wet" event plume was more turbid, nutrient rich and dispersed beyond nearshore waters, whereas the "dry" event plume proliferated as a narrow, less turbid and more nutrient poor film alongshore. Both exhibited a marked degree of patchiness, induced by the differential input of materials from the river sources and resuspension processes from the shallow nearshore bottom. The São Francisco river channel was the main source of freshwater, SPM and nutrients, except for ammonia (NH4+-N) derived from domestic effluents of the Guandú river. The mesohaline portion of the estuarine mixing zone of the plumes behaved as a slight source for SPM, DSi and DIP, due to bottom resuspension processes. N:P molar ratios ranged between 80:1 and 20:1 along the estuarine gradient, being higher in the summer than in the winter event, indicating that DIP was the potential nutrient limiting primary production. Chl. a concentrations increased at the outer premises of the plume, suggesting that the short residence times and turbidity of the plume waters, hampered primary production nearshore, particularly during the summer occasion. The small sized plume lacked the spatial decoupling between the estuarine mixing and turbidity zones, generally observed in larger sized coastal-shelf plumes.