Resumo A fotodegradação é um processo importante para o metabolismo aquático, estando relacionado à transformação da matéria orgânica dissolvida (MOD). Em um reservatório de abastecimento de água, por exemplo, a MOD é um importante parâmetro, pois durante o tratamento de água pode ocorrer a formação de subprodutos de desinfecção. Assim, a compreensão e determinação das taxas de fotodegradação são especialmente relevantes em termos de gestão de recursos hídricos, uma vez que este processo influencia na transformação da MOD na coluna de água. No entanto, apesar de ser um processo relevante, poucos estudos foram realizados no hemisfério sul para a determinação das taxas de fotodegradação em reservatórios com tal característica climática. Sendo assim, realizamos experimentos de campo para caracterizar a MOD e avaliar as taxas de fotodegradação da MOD ‒ em diferentes profundidades e em dois períodos distintos de insolação ‒ por meio da aplicação de técnicas de espectroscopia de absorção na região UV-Vis e matrizes de excitação-emissão de fluorescência (MEE) combinadas com o teor de carbono orgânico dissolvido (COD). Foram encontradas baixas concentrações de MOD natural e de nutrientes no ambiente aquático. Nossos resultados indicam que as taxas de fotodegradação para um reservatório localizado em clima temperado oceânico foram proporcionais à disponibilidade de radiação solar, sendo mais representativas considerando a escala de tempo.

Abstract Photodegradation is an important process for aquatic metabolism, related to the dissolved organic matter (DOM) transformation in water. For example, in a water supply reservoir, DOM is an important parameter since it can react and form disinfection by-products during water treatment. Thus, the understanding and determination of photodegradation rates are especially relevant for water resources management since they can influence DOM transformation in the water column. However, besides its relevance, few studies were conducted in the southern hemisphere for photodegradation rates determination. Therefore, we carried out field experiments to characterize and evaluate DOM photodegradation rate ‒ at different depths and in two solar irradiation periods ‒ through the application of absorption spectroscopy techniques in the UV-Vis region and fluorescence excitation-emission matrices (EEM) combined with the dissolved organic carbon (DOC) measurement. Low concentrations of natural DOM and nutrients in the aquatic environment were measured during the field monitoring. Our results indicate that photodegradation rates for a temperate oceanic climate reservoir were proportional to the availability of solar radiation, being more representative considering the time scale.

RESUMO Previsto na Lei nº 9.433/97 e em legislações estaduais de recursos hídricos, o enquadramento de corpos de água segundo seus usos preponderantes tem sido aplicado em diversas bacias hidrográficas brasileiras. Por ser de uso relativamente recente, pairam muitas dúvidas em detalhes de sua efetiva aplicação. Isso posto, o presente trabalho apresenta uma sugestão de metodologia que vem sendo aplicada pelos autores, compreendendo os diversos passos citados na Resolução CNRH nº 91/08. A metodologia não se pretende definitiva e visa contribuir para a aplicação da importante ferramenta do enquadramento.

ABSTRACT The classification of water bodies according to designated uses is a tool present in the 9.433/97 federal law and has being applied in several Brazilian hydrographic basins. Due to its relatively recent application, there are many doubts about the details of its implementation. The paper suggests a methodology that is being used by the authors, comprising the steps foreseen in Conselho Nacional de Recursos Hídrico’s (CNRH) Resolution nº 91/08. Although it is not a definitive methodology, it aims to contribute to the debate about the use of this relevant management tool of water resources.

RESUMO O desafio imposto pela lei n. 9433/97 de estabelecer mecanismos de recuperação de corpos hídricos induziu a uma dinâmica de pesquisas que pudessem garantir, não só o adequado entendimento dos instrumentos de gestão, mas a fundamentação técnica necessária à sua aplicação. Nesta pesquisa, ênfase foi dada na compreensão da dinâmica da MO em bacia hidrográfica fortemente influenciada pelas atividades antrópicas, através da análise e interpretação conjunta de informações qualitativas e quantitativas. O estudo de caso abordado foi a bacia do rio Rio Iguaçu e os resultados obtidos demonstraram grande aporte de MO lábil na RMC proveniente provavelmente de efluentes domésticos, com consequente depleção do OD e degradação da qualidade das águas. No entanto, após a região mais urbanizada há redução da concentração de MO e a indicação da predominância de material pedogênico, sugerindo que além do efeito de diluição, há menor aporte de efluentes antrópicos nesta região, o que resulta numa melhoria da qualidade das águas, representada principalmente pela recuperação da concentração do OD. A utilização conjunta dos dados quantitativos e da espectroscopia de UV-visível foi fundamental para compreender a variação nas características da MO e de suas fontes ao longo do trecho estudado.

ABSTRACT The challenge imposed by law no. 9433/97 to establish mechanisms for the recovery of bodies of water led to a dynamic of research that could guarantee not only an adequate understanding of the management instruments but also the technical basis for their application. In this research, emphasis was placed on understanding the dynamics of organic matter (OM) in a drainage basin heavily influenced by anthropogenic activities, through the analysis and interpretation of qualitative and quantitative information. The case study was the Iguaçu River basin, from its headwaters in the Metropolitan Region of Curitiba (MRC) to the municipality of União da Vitória. The results obtained showed a large deposition of labile OM in the MRC coming probably from domestic effluents, with consequent DO depletion and water quality degradation. However, after the more urbanized region, there is a reduction in the concentration of OM and the indication of the predominance of pedogenic material, suggesting that in addition to the dilution effect, there is less input of anthropogenic effluents in this region, which results in an improvement in water quality, represented mainly by the recovery of the DO concentration. The combined use of quantitative data and UV-visible spectroscopy was fundamental to comprehend the variation in the characteristics of OM and its sources along the studied section.

RESUMO O objetivo do presente estudo é o de analisar a aplicabilidade de um modelo de transporte e decaimento de carbono orgânico para a simulação da qualidade da água em rios urbanos como subsídio para atividades de planejamento e gestão de recursos hídricos. A abordagem conceitual baseia-se na hipótese de que as frações particulada, dissolvida, lábil e refratária de carbono orgânico, que diferem na sua composição em função de sua origem no sistema, apresentando distintos mecanismos de degradação e, consequentemente, no impacto em termos da depleção da concentração de oxigênio dissolvido na coluna d’água. O desenvolvimento do trabalho consistiu na determinação quantitativa e qualitativa das frações de carbono orgânico no rio Iguaçu, localizado na Bacia do Alto Iguaçu, e no desenvolvimento dos algoritmos de simulação e calibração automática do modelo proposto, denominado ROCS - Model (River Organic Carbon Simulation Model). O modelo foi estruturado em planilhas Excel, com programação estruturada em VBA (Visual Basic for Applications), considerando escoamento unidimensional em condições de regime permanente em rios. O modelo considera múltiplas entradas de cargas difusas e pontuais. A calibração é feita através de um algoritmo de otimização por colônias de partículas (PSO), utilizando como estudo de caso dados de monitoramento de qualidade da água em 6 estações de controle ao longo de 107 km do rio principal, no Rio Iguaçu, localizado em uma área de intensa urbanização da região de Curitiba- PR, com aproximadamente 3 milhões de habitantes em uma área de 3.000 km2. Os resultados indicam que a presente abordagem, considerando a simulação das frações de carbono orgânico, tem potencial para ser aplicado em modelos de gestão de recursos hídricos, como alternativas aos parâmetros de qualidade da água tradicionais previstos na legislação Brasileira.

ABSTRACT The main goal of this paper was to develop and evaluate the applicability of an organic carbon simulation model to simulate the water quality in polluted rivers. The methodological approach is based on the hypothesis that different fractions of organic carbon, such as particulate, dissolved, labile and refractory, can differently impact in the oxygen depletion due its origin and composition, and. The study was conducted at Iguassu River, located in Upper Iguassu Watershed, with a quantitative and qualitative monitoring of organic carbon fractions, the model and the automatic calibration routine development. The model was implemented in Excel spreadsheet and VBA language, considering a one-dimensional and permanent flow. Multiple diffuse and point sources can be considered during the simulation. The calibration is based on Particle Swarm Optimization algorithm, with 6 control stations in 107 km river length. The case study was developed at Iguassu River, located in a high urbanized basin in Curitiba-PR, an area about 3.000 km2 with approximately 3 million people. The results indicated that the current approach considering distinct organic carbon fractions simulations have potential to be applied in water resources planning and management models.

RESUMO Parabenos e triclosan são usados amplamente na composição de produtos farmacêuticos, cuidado pessoal, alimentos e diversos produtos de uso cotidiano. Após seu uso, o destino final destes contaminantes são os efluentes domésticos e o meio ambiente, caso não seja coletado ou tratado. A presença destes poluentes emergentes podem apresentar efeitos adversos ao meio ambiente. O objetivo desse estudo foi avaliar a ocorrência de parabenos e triclosan em ambientes de uma região subtropical, mais especificamente na Região Metropolitana de Curitiba (sul do Brasil) e avaliar possíveis efeitos desses compostos em ambientes aquáticos, através da avaliação de risco através do quociente de risco (QR). Foram coletadas amostras em 20 pontos em rios da Região Metropolitana de Curitiba, durante quatro campanhas. Para a extração dos compostos, foi utilizada a técnica de extração em fase sólida (SPE), com determinação por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS). Foram observadas elevadas concentrações de parabenos, especialmente MeP (máximo de 2875 ng L–1). Apesar das concentrações elevadas de parabenos a presença dos mesmos apresentou baixo risco para os organismos aquáticos. Quanto ao triclosan, observaram-se também elevadas concentrações (415 ng L–1), sugerindo mais uma vez que esses ambientes encontram-se impactados pela ação humana. O valor de QR permitiu avaliar que o triclosan apresentou um elevado risco para certos grupos de organismos.

ABSTRACT Parabens and triclosan compounds are widely used in pharmaceutical products, personal care, food and various products of daily use. After use, the final destinations of these contaminants are domestic effluents and the environment if not collected or treated. The objective of this study was to evaluate the presence of parabens and triclosan in environments in a subtropical region, more specifically in the metropolitan region of Curitiba (southern Brazil) and possible effects of these compounds in aquatic environments through risk assessment through the use of risk quotient (RQ). Samples were collected in 20 points for 4 campaigns. For the extraction of the compounds we used the extraction technique of solid phase extraction (SPE). The determination of the compounds was using gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). It was observed high concentrations of parabens, especially MeP (up to 2875 ng L–1). Despite high concentrations of parabens, their presence has a low risk to aquatic organisms. Triclosan has been observed at higher concentrations (415 ng L–1), suggesting once again that these environments are impacted by human action. The RQ assessed that triclosan has a high risk for certain groups of organisms.