Spatial and temporal variation of the zooplankton community in the area of influence of the Itajaí-açu River, SC (BRAZIL)

No norte do estado de Santa Catarina (Brasil) a desembocadura do Rio Itajaí-açu apresenta uma pluma de água de baixa salinidade e com forte gradiente de densidade sobre a plataforma interna. Essa condição oceanográfica pode influenciar a comunidade pelágica costeira local e este processo tem sido pobremente investigado na costa brasileira. O presente trabalho teve como objetivo estudar as variações espaço-temporais da comunidade zooplanctônica na região da pluma do Rio Itajaí-açu e determinar a existência de alguma influência sobre esta comunidade. Para isso, 14 campanhas oceanográficas foram realizadas mensalmente entre os anos de 2002 e 2003 com a obtenção de parâmetros físico-químicos e arrastos de zooplâncton em 9 pontos amostrais. Foi observado que o zooplâncton apresentou suas maiores densidades nos meses de inverno e primavera. As espécies com maiores densidades e freqüências de ocorrência foram Paracalanus quasimodo, Parvocalanus crassirostris, Acartia lilijeborgi, Temora stylifera, T. turbinata, e Penilia avirostris, indicando domínio da Água Tropical da Corrente do Brasil na região e maior similaridade com a comunidade da costa da região sudeste do Brasil. Entretanto, mesmo para as espécies típicas da Água Tropical, houve alterações na dominância de espécies em função da sazonalidade e do grau de influência da vazão do rio sobre a salinidade na plataforma interna da área de estudo.On the north coast of the State of Santa Catarina (Brazil), the Itajaí-Açu River mouth shows a low-saline water plume on the internal shelf with strong density gradients. This oceanographic condition has a possible influence over the pelagic community, and it has been little investigated on the Brazilian coast. The present work seeks to evaluate the spatial and temporal variations of the zooplankton community in the area of influence of the Itajaí-açu River, and its relations with the abiotic forces of temperature (seasonal variation) and salinity of the river plume. For this purpose, 14 monthly oceanographic cruises were carried out during the years 2002 and 2003, to obtain physical and chemical parameters, and zooplankton hauls in 9 sampling points. The zooplankton analyses were carried out at the lowest taxon possible to characterize the resident community of the river mouth. It was observed that the zooplankton presented the highest densities in winter and spring. The species with higher densities and frequencies of occurrence were Paracalanus quasimodo, Parvocalanus crassirostris, Acartia lilijeborgi, Temora stylifera, T. turbinata, and Penilia avirostris, indicating a prevalence in this region, of Tropical Water from the Brazil Current and greater similarity with the coastal community of the Southeast region of Brazil. However, even for the species typical of Tropical Water, there were alterations in dominance of the species, due to the seasonality and level of flow rate of the river on the salinity of the internal shelf of the study area

Ecophysiological and biochemical variation of the surf zone diatom asterionellopsis glacialis sensu lato from Santa Catarina, Southern Brazil

Patches formed by dense accumulations of diatoms in the surf zone (surf diatoms) are common on sandy beaches with intermediate to dissipative morphodynamic states. Their appearances are correlated with environmental factors such as the passage of cold fronts when onshore winds increase beach hydrodynamics, resuspending epibenthic stocks and accumulating them through the inner surf zone. In Santa Catarina state, Southern Brazil, two beaches are known to have frequent occurrence of accumulations of the surf diatom Asterionellopsis glacialis sensu lato: Rincão Beach (28°50' S) and Navegantes Beach (26°52' S). The high biomass of this alga and its central importance in the trophic structure of the coastal ecosystems suggest studies about its potential applications. In the present study, strains of A. glacialis were isolated, cultured under different conditions and evaluated for ecophysiological aspects: growth rate under different conditions, potential biological activities of exudates, biomass and lipid content, and fatty acid profile. A. glacialis cells in culture showed deformation, which were ameliorated by using agitation and silicon and phosphorus enriched culture media. Exudates of the strains showed no allelopathic effects, although previous studies have indicated activity. Lipid content showed variation depending on the strain and culture media. Values ranged from 9% to 13.6% by dry weight. In all strains saturated fatty acids and polyunsaturated fatty acids were identified. Some hypotheses were proposed to explain the variation of the lipid contents, fatty acid profiles and physiological features between strains of the same species. We believe that the fatty acids profile of this primary producer has important consequences in the sandy beach ecology.Manchas formadas por densas acumulações de diatomáceas na zona de arrebentação ("diatomáceas de surf") são comuns em praias arenosas com estados morfodinâmicos dissipativos ou intermediários. Seu aparecimento está correlacionado com fatores ambientais, como a passagem de frentes frias, quando ventos em direção a praia promovem maior hidrodinâmica, gerando ressuspensão de estoques bênticos das diatomáceas, acumulando-as na zona de arrebentação interna. No estado de Santa Catarina, sul do Brasil, duas praias são conhecidas por terem frequente ocorrência de acumulações da diatomácea de zona de arrebentação Asterionellopsis glacialis lato sensu: Praia do Rincão (28 ° 50 'S) e Praia de Navegantes (26 ° 52' S). A alta biomassa desta alga e sua importância central na estrutura trófica dos ecossistemas costeiros sugerem estudos sobre suas potenciais aplicações. No presente estudo, cepas de A. glacialis foram isoladas, cultivadas sob diferentes condições e avaliadas quanto a aspectos ecofisiológicos (taxas de crescimento, atividades biológicas de exsudatos e biomassa) e bioquímicos (conteúdo lipídico e perfil de ácidos graxos). As células de A. glacialis em cultura mostraram deformações, as quais foram melhoradas, usando agitação e meios de cultura ricos em silício e fósforo. O exsudato das cepas não mostrou efeito alelopático nem antimicrobiano, embora estudos anteriores tenham indicado essa atividade. O conteúdo lipídico apresentou variação dependendo da cepa e do meio de cultura utilizado. Os valores variaram entre 9% e 13,6%, em massa seca. Em todas as cepas foram identificados ácidos graxos saturados e poli-insaturados. Algumas hipóteses foram propostas para explicar a variação considerável nos níveis de lipídeos, nos perfis de ácidos graxos e as características ecofisiológicas das cepas. Além disso, sugerimos que o conteúdo e a composição de ácidos graxos pode ter consequências importantes na ecologia das praias arenosas onde A. glacialis ocorre como o principal produtor primário

Blooms of bryozoans and epibenthic diatoms in an urbanized sandy Beach (Balneário Camboriú - SC - Brazil): dynamics, possible causes and biomass characterization

Balneário Camboriú (SC - Brasil) é uma cidade turística, onde o crescimento desordenado da população urbana e a implementação de obras costeiras sem uma avaliação adequada tem gerado impactos ambientais e afetado severamenteou a qualidade sanitária da água e do sedimento do rio Camboriú e da área marinha adjacente. Um dos fenômenos mais recentes e alarmantes observados são as florações de briozoários invasivos (Arboscuspis bellula e Membraniporopsis tubigera) associados com as diatomáceas epibênticas (Amphitetras antediluviana e Biddulphia biddulphiana). Vários indícios associam esses fenômenos, iniciados em 2003, com o excesso de nutrientes e matéria orgânica na enseada Camboriú e com grandes obras costeiras locais, como dragagem, aterro e construção de molhes, levando a mudanças na estrutura ecológica bêntica. Sendo um problema de estético e ambiental, a preocupação da comunidade e órgãos governamentais gerou uma intensificação nos estudos, uma vez que as ocorrências se tornaram mais frequentes e persistentes. O presente trabalho aborda este problema através de estudos ambientais e experimentais. A coleta de material bêntico com embarcação e mergulhos e monitoramento florações junto a praia compuseram a abordagem ambiental. Os trabalhos de laboratório incluíram o isolamento e a cultura de algas e brioozários, bem como a avalição do crescimento desses organismos, além da análise e avaliação química biomassa. Os dados de monitoramento mostraram uma tendência sazonal nas florações, com eventos mais evidentes nos meses mais quentes. Diatomáceas aumentaram em abundância nos meses mais frios e briozoários nos mais quentes. A diatomácea A. antediluviana, predominante nas florações, cresceu de forma satisfatória em cultivo laboratorial, mostrando um melhor crescimento em meios com concentrações mais elevadas de silicato e fosfato. Os briozoários mostraram crescimento lento em condições de laboratório. O material depositado no ambiente mostrou baixas concentrações de ácidos graxos, predominantemente saturados, mas a elevada biomassa sugere um possível uso para a produção de biocombustíveis. Amostras de biomassa dominadas por briozoários apresentaram atividade antimicrobiana moderada contra Klebsiella pneumoniae. A explicação para a ocorrência destes eventos ainda são inconclusivas, mas há evidências consideráveis de que há um efeito sinérgico entre a alta concentração de bactérias e detritos orgânicos na água, relacionada com a poluição local, e a eliminação de competidores naturais pelos impactos das obras costeiras.Balneário Camboriu (SC - Brazil) is a touristic city where the disordered growth of the urban population and the implementation of coastal works without proper evaluation generated environmental impacts and affected the sanitary quality of water and sediment of Camboriu River and marine adjacent area. One of the most recent and alarming phenomena observed are the blooms of invasive bryozoans (Arboscuspis bellula and Membraniporopsis tubigera) associated with epibenthic diatoms (Amphitetras antediluviana and Biddulphia biddulphiana). Several clues associate these phenomena, started in 2003, with the excess of nutrients and organic matter in the Camboriú cove and large coastal works such as dredging, landfills and construction of jetties, leading to changes in benthic ecological structure. Being an aesthetic and environmental health problem, the concern of the scientific community and government agencies intensified as the occurrences become more frequent and persistent. This research addresses this issue through environmental and experimental studies. Samplings of the benthic material collected by boat and diving, and blooms monitoring were the environmental approach. The laboratory work included the algal isolation and culture, in addition to growth conditions assessment and chemical biomass analysis. Monitoring data showed a seasonal trend in the blooms, with more conspicuous events in warmer months. Diatoms increase in abundance in colder months and bryozoans in the warmer ones. The diatom A. antediluviana, predominant in the blooms, grew satisfactorily in laboratory cultivation, showing better growth in media with higher concentrations of silicate and phosphate. Bryozoans showed slow growth in laboratory conditions. The deposited material collected in the environment showed low concentrations of saturated fatty acids, but the high biomass suggest a possible use for biofuels production. Biomass samples dominated by bryozoans showed moderate antimicrobial activity against Klebsiella pneumoniae. The explanation for the occurrence of these blooms are still inconclusive, but there is considerable evidence that it is a synergistic effect between the high concentration of bacteria and organic debris in the water related to local pollution and the elimination of natural competitors by coastal works

Usos múltiplos e qualidade das águas da Bacia do Baixo Itajaí-Açú-SC: elementos para um gerenciamento integrado.

The Itajaí-Açu river watershed is characterized by moderate agricultural use and rapid urban development. The risks on freshwater resources are notorious, but there is a lack of systematic technical data to qualify the level of degradation and to support decisions and forecasting. The main purpose of the present study was to diagnose the water quality of the lower Itajaí-Açu river and determine its relationship with land use, generating background information to integrated water resources management activities. Three procedures were executed: (a) the generation of land use charts; (b) the monitoring of chemical, biological and ecotoxicological variables in water and, (c) the preliminary characterization of sediments and pollution sources. The land use showed the predominance of forests (59%), followed by pasture/agriculture (27%) and urban areas (7%). The general water quality was regular, with 90% of legal framing for pH, BOD5, heavy metals, inorganic dissolved nutrients, surfactants and faecal coliforms; and about 70% of legal framing to dissolved oxygen and turbidity. Nutrients and other pollution indicators were directly related to rainfall and river discharge before reaching large urban areas and inversely related after these areas. In the estuarine area, physical-chemical processes induced by marine salinity caused the P-PO4 3- and suspended material to diminish in the water column. Regarding pollution sources; chemical industries, domestic wastewater and urban streams generated the highest toxicity levels. An ilustrative approach regarding the budget of nutrients and other materials and the river self purification capability showed four distinct situations or trends: (1) the case of the benchmark station, subjected to only few impacts presenting self purification processes of little importance; (2) the case of urban stations, subjected to many impacts from its contributing area, having a limited capacity to locally neutralize it; (3) the case of rural stations, which receive impacts from the upper river and specific impacts from its contribution area, but show the occurrence of self purification processes and; (4) the case of the estuarine and urbanized stations which receive many impacts, but present considerable conditions of self purification due to the influence of marine processes.A bacia hidrográfica do rio Itajaí-Açu SC é caracterizada por moderado uso agrícola e urbanização em rápida expansão. O comprometimento dos recursos hídricos é visível, mas há carência de dados técnicos sistemáticos que qualifiquem seu grau de alteração e suportem tomadas de decisão e prognósticos. Este estudo teve como objetivo diagnosticar a qualidade das águas do baixo curso do rio Itajaí-Açu e determinar sua relação com os usos múltiplos da terra na bacia, gerando um panorama referencial para as atividades de gerenciamento integrado dos recursos hídricos. Três procedimentos foram executados: (a) a geração de cartas de uso da terra; (b) o monitoramento de variáveis químicas, biológicas e ecotoxicológicas da água e; (c) a caracterização preliminar dos sedimentos e fontes poluidoras. O uso da terra mostrou predominância da categoria mata/capoeirão (59%), seguida por pastagem e agricultura (27%) e urbanização (7%). A qualidade geral da água foi regular, com em média 90% de adequação aos parâmetros legais para pH, DBO5, metais pesados, nutrientes inorgânicos dissolvidos, surfactantes e coliformes fecais; e cerca de 70% de adequação para oxigênio dissolvido e turbidez. Os nutrientes e outros indicadores de poluição mostraram-se diretamente relacionados com a pluviosidade e descarga líquida do rio antes dos grandes centros urbanos e inversamente relacionados após a influência dos mesmos. Na área estuarina, processos físico-químicos induzidos pela salinidade marinha determinaram diminuição nas concentrações de P-PO4 3- e de material particulado em suspensão na coluna de água. Em relação às fontes poluidoras, as indústrias químicas, esgotos domésticos e córregos urbanos foram as categorias que geraram maiores níveis de toxicidade. Numa abordagem ilustrativa, o balanço geral de nutrientes e outros materiais e a capacidade de autodepuração do rio mostrou quatro tendências distintas: (1) o caso do ponto branco, que sofre poucos impactos; (2) o caso das estações urbanas, com muitos impactos e uma capacidade limitada de neutralizar localmente os mesmos; (3) o caso das estações rurais, com impactos locais e de montante, mas que evidenciam a ocorrência de processos de autodepuração relativamente importantes e, por fim, (4) o caso das estações estuarinas urbanizadas, que recebem grande quantidade de impactos locais e de montante, mas apresentam condições consideráveis de autodepuração, representadas principalmente pela influência marinha

Accumulations of the surf diatom Asterionellopsis glacialis in Cassino beach, southern Brazil, and its relationship with environmental factors

Cassino Beach (lat. 32°13’S, long. 52°15’W, Southern Brazil) is an exposed, intermediate to dissipative sandy beach, where dense accumulations of the diatom Asterionellopsis glacialis occur in the surf zone. The frequency of these accumulations, their forcing factors and resulting biomass have been investigated along a weekly sampling program from June/1992 to August/1993 at a fixed station. Data on cell densities, chlorophyll a, physical-chemical variables of surf-zone water, beach morphodynamics features and local meteorological conditions were collected. In addition, nearshore sediment and water (just behind the surf-zone) were collected to determine the density of A. glacialis cells, along with some physical-chemical variables of sea water. Results have shown that cell stocks of A. glacialis are resuspended from the nearshore epibenthic habitat by breaking waves and accumulated at the inner surf zone by shoreward water motion. This physically controlled process result in large phytoplankton biomass concentration, which is available to the trophic chains of the beach and surf zone ecosystem.. Mean chlorophyll a concentration(50.2 μg.l-1) was greater than levels found in adjacent neritic and estuarine waters.Dissolved inorganic nutrients concentrations were relatively high during most of the study period (average values: NO3+NO2+NH4=3.41μM; PO4=1.10μM; SiO4=28.5μM). Although accumulations have been more frequent in winter months, the process could not be regarded as seasonal, since its forcing factors can be effective in any season. These diatom accumulations in Cassino Beach provide an important carbon source for the system, which tends to be self-sustained or even an exporter of organic matter

Efeito do uso de efluente doméstico tratado, como meio de cultura, sobre o crescimento e produtividade no cultivo de chlamydomonas sp. Isolada de lixiviado de aterro sanitário

<div align="justify">É crescente a aplicação do cultivo de microalgas no campo da Biotecnologia Ambiental, buscando fixação de dióxido de carbono (CO2) e obtenção de energia da biomassa. Entretanto, para essas aplicações se tornarem economicamente viáveis, é necessáriaa adoção de estratégias para baixar o custo de produção de microalgas. A presente pesquisa avaliou o efeito do uso de efluentedoméstico tratado como meio de cultura alternativo de baixo custo sobre o crescimento e a produtividade do cultivo de Chlamydomonas sp. isolada de uma lagoa de tratamento de lixiviados de aterro sanitário, situada na região sul do Brasil. Três tratamentos foram testados: um controle utilizando o meio de cultura sintético TAP, outro com 50% do meio TAP e 50% do efluente e o terceiro com 100% do efluente. Não houve diferença significativa dos parâmetros de crescimento entre os tratamentos, assim como entre a produtividade alcançada nos cultivos com meio TAP e 100% efluente, atingindo valores de massa seca após 10 dias de cultivo de 1,4 ± 0,14g L-1 e 1,3 ± 0,19 g L-1 respectivamente. Já o cultivo em meio TAP com adição de 50% do efluente apresentou a maior produtividade, atingindo um valor de massa seca médio após 10 dias de cultivo de 1,7 ± 0,07 g L-1. Os resultados demonstram que o efluente doméstico tratado tem potencial para ser utilizado como meio de cultura para o cultivo das cepas de Chlamydomonas sp. sem prejudicar o crescimento e a produtividade <br><br>Abstract Microalgae have been cultured increasingly in order to fix carbon dioxide and produce biofuels from the biomass. However, it is important to develop low cost strategies for microalgae production in order to turn this into a viable alternative of renewable energy. The present investigation studied the effect of treated wastewater used as an alternative culture medium for growth and productivity of a Chlamydomonas sp. strain isolated from landfills leachate of a treatment pond located in Southern Brazil. Three culture media were tested: a control consisting of a synthetic TAP medium, another one consisting of 50% TAP medium and 50% wastewater, and another one consisting of 100% wastewater. The growth parameters did not show any significant differences among the three culture media. Also, productivity did not present any significant difference among the cultures with TAP medium and with 100% wastewater, resulting in dry weight values of 1,4±0,14g/L and 1,3±0,19g/L respectively. The culture with 50% TAP medium and 50% wastewater showed the highest productivity, showing an average dry weight value of 1,7±0,07g/L. The results indicate that treated wastewater can be used as an alternative culture medium for Chlamydomonassp. strain without negative effects on growth and productivity, and possible leading to a decrease in production costs.</div

Ecophysiological and biochemical variation of the surf zone diatom asterionellopsis glacialis sensu lato from Santa Catarina, Southern Brazil

Abstract Patches formed by dense accumulations of diatoms in the surf zone (surf diatoms) are common on sandy beaches with intermediate to dissipative morphodynamic states. Their appearances are correlated with environmental factors such as the passage of cold fronts when onshore winds increase beach hydrodynamics, resuspending epibenthic stocks and accumulating them through the inner surf zone. In Santa Catarina state, Southern Brazil, two beaches are known to have frequent occurrence of accumulations of the surf diatom Asterionellopsis glacialis sensu lato: Rincão Beach (28°50' S) and Navegantes Beach (26°52' S). The high biomass of this alga and its central importance in the trophic structure of the coastal ecosystems suggest studies about its potential applications. In the present study, strains of A. glacialis were isolated, cultured under different conditions and evaluated for ecophysiological aspects: growth rate under different conditions, potential biological activities of exudates, biomass and lipid content, and fatty acid profile. A. glacialis cells in culture showed deformation, which were ameliorated by using agitation and silicon and phosphorus enriched culture media. Exudates of the strains showed no allelopathic effects, although previous studies have indicated activity. Lipid content showed variation depending on the strain and culture media. Values ranged from 9% to 13.6% by dry weight. In all strains saturated fatty acids and polyunsaturated fatty acids were identified. Some hypotheses were proposed to explain the variation of the lipid contents, fatty acid profiles and physiological features between strains of the same species. We believe that the fatty acids profile of this primary producer has important consequences in the sandy beach ecology