Resumo No presente estudo, a ecotecnologia de ilhas flutuantes artificiais (IFAs) colonizadas por Eichhornia crassipes foi testada como uma ferramenta para a melhoria da qualidade da água de viveiros de peixes. O experimento foi realizado em sistemas de produção semi-intensivos durante o período de crescimento de tilápia, compreendendo um ciclo de produção. Foi completamente randomizado com dois tratamentos (com e sem IFAs) e três repetições. A temperatura da água, oxigênio dissolvido (OD), condutividade elétrica, pH, turbidez, sólidos totais dissolvidos (STD), transparência da água (Secchi) e concentrações de clorofila a (CL a), nitrogênio total (NT), nitrogênio amoniacal total (NAT), fósforo total (PT), ortofosfato (P-PO4 3) foram analisados quinzenalmente nos viveiros. Dois grupos ordenados com base nas características ambientais foram formados por meio da aplicação da análise de componentes principais (70,68% de explicabilidade). Aos viveiros com IFAs foram atribuídos maiores valores de Secchi e menores valores de pH, turbidez e STD e das concentrações de CL a, NT, NAT, PT, P-PO4 3-. Aos viveiros sem IFAs foram atribuídos os maiores valores dessas variáveis, exceto Secchi. Em 30 dias, viveiros com essas variáveis apresentaram as menores concentrações de PT e P-PO4 3-, e para CL a, NT e NAT, as diferenças foram registradas após 90 dias. O uso de IFAs tem demonstrado alto potencial para manutenção da qualidade da água adequada para a produção de peixes, notadamente para elementos biologicamente assimiláveis (ortofosfato e nitrogênio amoniacal) e para aqueles diretamente relacionados à eutrofização (fósforo total, nitrogênio e Secchi). A tecnologia de IFAs deve ser encorajada para pequenos e médios produtores rurais como ferramenta para melhorar a qualidade da água de viveiros de piscicultura. Contudo, novas taxas de cobertura de IFAs devem ser avaliadas, com cuidado, bem como o controle das taxas de retenção hidráulica, para promover melhorias mais significativas na qualidade da água, sem prejudicar a produção de peixes.

Abstract In this study, the ecotechnology artificial floating islands (AFIs), colonized by Eichhornia crassipes, have been tested as a tool for water quality improvement of fishponds. The experiment was carried out in semi-intensive production during the grow-out period of Nile tilapia, comprising one production cycle. It was completely randomized with two treatments (with and without AFIs) and three replications. Temperature, dissolved oxygen, conductivity, pH, turbidity, total dissolved solids (TDS), transparency (Secchi) and concentrations of chlorophyll a (CL a), total nitrogen (TN), total ammonia nitrogen (TAN), total phosphorus (TP) and orthophosphate (PO4 3--P) were analyzed fortnightly in the fishponds. Two groups ordered based on environmental characteristics were formed by applying the Principal Component Analysis (70.68% of explicability). The fishponds with AFIs were assigned to higher values of Secchi and lower values of pH, turbidity, TDS and concentrations of nutrients. On the other hand, the fishponds without AFIs were assigned to the highest values of these variables, except for Secchi. In 30 days, the AFIs showed the lowest concentrations of TP and PO4 3--P, and for CL a, TN and TAN, the differences were recorded after 90 days. The use of AFIs has demonstrated potential to conserve water quality in fishponds, notably for biologically assimilable elements (PO4 3--P and TAN) and for those directly related to eutrophication (P and N). Artificial floating islands should be encouraged for small and medium-sized farmers as tool to improve water quality in fishponds. However, new AFIs coverage rates must be evaluated, as well as the control of hydraulic retention rates.

RESUMO As alterações antrópicas nas bacias hidrográficas costeiras afetam a quantidade e a qualidade da água dos estuários. A partir de um modelo analítico de intrusão salina e do balanço de cargas, avaliamos os efeitos da descarga de efluentes projetada para uma estação de tratamento de esgoto (ETE) (média de 285 L·s−1 e pico de 495 L·s−1) em um estuário insular. A intrusão salina na maré baixa, sem descarga antrópica, aumentará em 22%, ao passo que com o aumento da descarga haverá reduções de 16% e 28%. A redução da intrusão salina poderá afetará processos biogeoquímicos e a distribuição de espécies em regiões mais a montante do estuário. Quando a ETE atingir sua vazão média projetada, aumentará suas cargas de DBO e fósforo em 90% e 82%, respectivamente, em relação à carga atual. Com o aumento da vazão da ETE haverá ampliação das atuais áreas em condição de hipóxica e anóxica, piorando a situação atual deste estuário já comprometido. Para que a ETE traga os ganhos ambientais esperados é necessário considerar a capacidade suporte do corpo receptor.

ABSTRACT Anthropic changes in coastal watersheds affect the quantity and quality of water in estuaries. Based on an analytical model of saline intrusion and load balance, we have evaluated the effects of effluent discharge (mean of 285 L·s−1 and peak of 495 L·s−1) from a wastewater treatment plant (WWTP) in an island estuary. Saline intrusion at low tide, without actual anthropic discharge, will increase by 22%, whereas with increasing discharge, reductions of 16% and 28%. The reduction of saline intrusion may affect biogeochemical processes and the distribution of species in regions further up the estuary. When the WWTP reaches the mean projected discharge, it will increase its BOD and phosphorus loads by 90% and 82%, respectively, in relation to the current load. With the increase of WWTP discharge, there will be an expansion of hypoxic and anoxic conditions over the current areas, worsening the condition of this already jeopardized estuary. For the WWTP to lead to the expected environmental gains, it is necessary to consider the carrying capacity of the receiving body.

RESUMO Os corpos hídricos localizados nas zonas costeiras estão submetidos às pressões antrópicas e a perda da qualidade ambiental. O objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade ambiental do rio Papaquara, através da qualidade da água e da paisagem ribeirinha, utilizando-se do Índice Trófico (TRIX) e do Protocolo de Avaliação Rápida (PAR). O estudo foi realizado na bacia hidrográfica localizada no norte da Ilha de Santa Catarina, Florianópolis – SC, cujo aumento populacional no veraneio é em torno de 280%. O Índice Trófico e o Protocolo de Avaliação Rápida foram avaliados nos períodos de pré-veraneio, veraneio e pós-veraneio em sete pontos amostrais ao longo das áreas interna (maior adensamento populacional), mediana e externa do rio Papaquara, além de dois pontos em afluentes. O rio Papaquara mostrou-se em estado de forte estresse, sendo classificado como eutrofizado, em 77% das amostras e alterado em 50% da área amostrada, conforme os índices TRIX e PAR, respectivamente. A área interna apresentou-se eutrófica e impactada em todos os períodos analisados. A área mediana e a externa diminuíram sua qualidade da água, devido a atividade de veraneio, enquanto não houve alteração da qualidade ambiental pelo PAR. A correlação significativa entre os índices utilizados indicou que o PAR deve ser usado com cautela para descrever condição de qualidade da água. Esta análise se apresentou mais adequada quando utilizada na escala do rio como um todo, mas não por segmentos isolados.

ABSTRACT Water bodies located in coastal areas are subject to human pressures and the loss of environmental quality. The objective of this study was to evaluate the environmental quality of the river Papaquara through water quality and river landscape, using the Trophic Index (TRIX) and Rapid Assessment Protocol (RAP). The study was developed in the watershed located in the north of the island of Santa Catarina, Florianópolis – SC, whose population increase in the summer is around 280%. The Trophic Index and the Rapid Assessment Protocol were evaluated in the pre-summer period, summer and after-summer in seven sample points along the inner areas (higher population density), median and outside the Papaquara river, plus two points in affluent. The river Papaquara showed up in great stress state, is classified as eutrophic, 77% of the samples and changed in 50% of the sampled area, as the TRIX index and RAP, respectively. The internal area registered up eutrophic and impacted in all periods analyzed. The median area and the outer decreased their water quality, due to summer activity, while there was no change in environmental quality by RAP. A significant correlation between the indices used indicated that the RAP should be used with caution to describe the condition of water quality. This analysis has submitted be more appropriate when used in river scale as a whole, but not isolated segments.

As águas naturais podem se comportar como sumidouros ou emissores de dióxido de carbono (CO2), dependendo das características físico-químicas do sistema (difusão e reações desse gás na água), como também do pH, e da produção primária dos microorganismos através do consumo desse compostos. Evidências apontam que as concentrações de CO2 nos lagos são principalmente reguladas pelo metabolismo aquático, ou seja, pelo balanço entre a respiração e a fotossíntese; OBJETIVO: O presente estudo teve por objetivo descrever aspectos do metabolismo do cultivo de tilápias do Nilo, a partir da dinâmica e do equilíbrio das concentrações de oxigênio (OD) e das formas de carbono inorgânico dissolvido (CID): dióxido de carbono (CO2) e bicarbonato (HCO3-). As demais variáveis analisadas foram: fósforo total, transparência da água, alcalinidade total, temperatura da água, pH, radiação subaquática e análise quantitativa da comunidade fitoplanctônica; MÉTODOS: As amostragens ocorreram durante 5 dias consecutivos das 6:00 às 20:00 h (dezembro/2006) em intervalos de 2 h; RESULTADOS: Durante o ensaio foi observada periodicidade nas flutuações das concentrações de CID, sendo CO2 e HCO3-, as frações predominantes. Os valores de CID foram fortemente influenciados pela fração CO2 e no período da tarde ocorreu predominância da fração HCO3-. As concentrações de CO2 variaram de 0.48 µM a 138.94 µM, com concentração média diária de 18,04 µM. Os fluxos de CO2 na interface água atmosfera mostraram variações ao longo do dia. No período da tarde (12:00 h às 18:00 h) ocorreram no sentido atmosfera/viveiro, entretanto, o balanço foi de 576.7 µmol.m-2.h-1 no sentido viveiro/atmosfera; CONCLUSÕES: A dinâmica observada indicou que nas condições deste estudo, o metabolismo dos organismos aquáticos foi a principal função de força desse sistema, fato corroborado pelo intenso processo de eutrofização do viveiro.

Natural waters may play the role of sinks or carbon dioxide (CO2) emitters, depending on the physicochemical characteristics of the system (diffusion and reaction of this gas into water) as well as on the pH, and the primary production of micro-organisms as a result of the consumption of such compounds. Evidence suggests that the CO2 concentrations in ponds are mainly governed by the aquatic metabolism, i.e. by the balance between respiration and photosynthesis; AIM: The purpose of this study was to describe aspects of the metabolism of tilapia cultivation based on the dynamic and balance of the oxygen concentrations (DO) and forms of dissolved inorganic carbon (DIC): carbon dioxide (CO2) and bicarbonate (HCO3-). Other variables analyzed are: total phosphorus, water transparency, total alkalinity, water temperature, pH, underwater radiation and quantitative analysis of phytoplankton community; METHODS: Sampling was collected infor 5 consecutive days from 6:00 AM to 8:00 PM (December/2006) every 2 hours; RESULTS: During the test it was observed periodicity in the fluctuations of the DIC concentrations, being CO2 and HCO3- the predominant fractions. The values of DIC were strongly influenced by the fraction of CO2 and it was observed a predominance of the fraction HCO3- in the afternoon. CO2 concentrations ranged from 0.48 µM through 138.94 µM, reaching a daily average of 18.04 µM. The flow of CO2 in the interface atmosphere/water showed variations during the day. In the afternoon (from 12:00 PM until 6:00 PM) the variation pointed to the flow atmosphere/fish pond; however, the balance was 577 µmol.m-2.h-1 in the flow fish pond/atmosphere; CONCLUSIONS: The observed dynamics indicated that under the conditions of this study, the metabolism of aquatic organisms was the main driving force of this system, a fact corroborated by the intense process of euthrophication in the pond.