Reviewing the organic matter processing by wetlands

Abstract Aim Cycling processes in wetlands are highly dynamic and involve complex interactions between hydrological processes, biogeochemical transformations, and microbial communities. This review attempts to assess the interactions between elements within biogeochemical cycles and the possible routes in which organic matter is processed in waterlogged soils. Methods The input and cycling of organic matter in flooded soils were approached in this review. We used a non-systematic literature survey to indicate the possible biogeochemical routes of organic matter processing in waterlogged soils. Results We explore hydrological processes, oxygen availability, biogeochemical routes of the organic matter process, and the inputs and exports of organic matter in flooded soils from wetlands. Conclusions The anaerobic degradation of organic resources predominantly occurs within submerged soils. Under conditions of maintenance of natural rates of primary production and allochthonous detritus input, storing organic detritus in flooded soils prevails over mineralization. The importance of hydrology for the export of organic carbon is evident. In wetlands, the export of organic matter is predominantly associated with dissolved organic matter and methane production

AS ROTAS DE LIBERAÇÃO DO CARBONO DOS DETRITOS DE MACRÓFITAS AQUÁTICAS

Herein, processes linked to the release of the carbon (e.g. CO2, CH4, DOC) from decomposition of aquatic macrophytes are discussed. A brief compilation of other studies was made to verify the variation of carbon contents in the plant tissues, and carbon mineralization processes were discussed in face of the conditioning factors that usually operate at continental aquatic systems (e.g. temperature, availability of dissolved oxygen). A kinetic model was proposed to describe and compare the rate of mineralization of released detritus. The mineralization generally follows three different pathways, each one involving different amounts of carbon. The predominant pathway -- oxidation of particulate refractory organic compounds, like fibers -- is the slowest pathway, with a mean half-time of 88 days. The mineralization of soluble and labile organic compounds seem to involve less carbon (ca. 29.7%), and takes place faster.Nesse estudo discutem-se eventos relativos a liberação do carbono (e.x. CO2, CH4, COD) durante a decomposição das macrófitas aquáticas. Foi realizada uma breve compilação para examinar a variação dos teores de carbono dessas plantas. Os processos de mineralização são discutidos em função de fatores controladores dos sistemas aquáticos continentais (ex. temperatura, disponibilidade de oxigênio dissolvido). Propõe-se ainda, um modelo cinético que descreve e compara as velocidades dos processos de mineralização dos diferentes componentes dos detritos. Pelo modelo adotado, concluiu-se que a mineralização possui, no geral, três rotas que envolvem diferentes proporções de carbono. A rota predominante (oxidação dos compostos orgânicos refratários particulados; i.e. fibras) é a mais lenta (tempo medio de meia vida: 88 dias); as mineralizações dos compostos orgânicos dissolvidos e lábeis envolvem menos carbono (ca. 29,7%) e constituem-se em processos de curto prazo

Diagnosis and analysis of water quality and trophic state of Barra Bonita reservoir, SP

As a consequence of the intensification of environmental degradation, we observed a decrease in water availability and a change in water quality. Therefore, the integrated management of watersheds is an issue of extreme importance. Limnological monitoring is an important tool for environmental management, providing information on the quality of inland waters and indicating the main factors responsible for the degradation of water resources. The Barra Bonita reservoir is located in the central region of São Paulo State, in the Superior Middle Tietê Basin, and the adjacent areas of the reservoir are subject to several human activities potentially impacting the environment. In this context, there is a need to determine the nature of negative human impacts on water resources. The present study aimed to analyze and diagnose the water quality of Barra Bonita reservoir using the water quality index (WQI) and the trophic state index (TSI). To this end, measurements of specific limnological variables were made in situ and laboratory and an analysis of data from CETESB annual reports was conducted. The results found that the waters of the reservoir were relatively healthy, but hyper eutrophic for the period from2007 to 2012, indicating the importance of environmental management for the restoration and preservation of natural resources in this region. The estimated indices and the land use map of adjacent areas of the Barra Bonita reservoir showed that agriculture was the largest category of land use and that it contributes directly to the degradation of water quality due to contamination by run-off from fertilizers

DECOMPOSIÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA ALÓCTONE E AUTÓCTONE EM ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS

DECOMPOSITION OF ALLOCHTHONOUS AND AUTOCHTHONOUS ORGANIC MATTER IN AQUATIC ECOSYSTEMS. There are two sources of detritus for aquatic ecosystems: allochthonous, composed mainly by leaves from the riparian vegetation, and autochthonous, with emphasis on the aquatic macrophytes. This article presents a review of the decomposition process, the factors controlling it, and the biological agents acting at each stage of the process: (i) leaching, (ii) conditioning and (iii) fragmentation. A way to summarize the decomposition process allowing comparison of data is to calculate the decay coefficient. In compilation and classification of numerous decay coefficients from leaves of riparian vegetation and aquatic macrophytes obtained by several authors in studies of decomposition in aquatic ecosystems, we observed that: (i) the decomposition rate of autochthonous materials was higher than that of allochthonous material (t 1/2 = 56 and 35 days, respectively), despite the decay of both types of material has been classified as fast, (ii) the decay rate was higher for leaves decomposing in Tropical than in Temperate climate, with half-life respectively equal to 25 and 44 days, (iii) the floating macrophytes showed the lowest decomposition rates (slow), followed by emergent (middle) and submerged (fast) species, with half-life times, respectively, equal to 168 112 and 33 days.Keywords: Decomposition; allochthonous organic matter; autochthonous organic matter; decay coefficient.DESCOMPOSICIÓN DE MATERIA ORGÁNICA  ALÓCTONO Y AUTÓCTONO EN ECOSISTEMA ACUÁTICO. Hay dos fuentes de los desechos para los organismos acuáticos lóticos y lénticos: alóctonas, compuesto principalmente por tallos hojas de la vegetación ribereña y las autóctonos , que ponen de relieve las macrófitas. En este artículo se presenta una revisión del proceso de descomposición, los factores que controlan, y los agentes biológicos que actúan en cada etapa del proceso: (i) la lixiviación, (ii) acondicionado y (iii) la fragmentación. Una manera de resumir todo este proceso para permitir una comparación de los datos es el cálculo del coeficiente de decaimiento. Através de la recopilación y clasificación de los distintos coeficientes de hojas en descomposición de la vegetación ribereña y los macrófitos acuáticos obtenidos en varios estudios se observó que: (i) la tasa de descomposición de los materiales autóctonos fue mayor que el material alóctono (t1 / 2 = 56 y 35 días, respectivamente), a pesar de la decadencia de los dos tipos de material ha sido clasificado como rápida, (ii) la tasa de disminución fue mayor para las hojas en descomposición en la zona templada que en las  tropicales, con la vida media, respectivamente, por el 25 y 44 días, (iii) el hábito de macrófitas flotantes mostraron las menores tasas de descomposición (lento), seguidas por las emergentes (medio) y sumergido (rápido), con la vida media igual a, respectivamente, 168, 112 y 33 días.Palabras claves: Descomposición;  materia orgánica alóctona;  materia orgánica autóctona;  coeficiente de descomposición.Existem duas fontes de detritos para os ecossistemas aquáticos lóticos e lênticos: alóctone, composta principalmente por folhas provindas da vegetação ripária e autóctone, onde se destacam as macrófitas aquáticas. A decomposição desse material é caracterizada por três fases distintas e simultâneas: (i) lixiviação, (ii) condicionamento e (iii) fragmentação. Uma forma de sintetizar todo esse processo para que se permita a comparação dos dados é o cálculo do coeficiente de decaimento. Através da compilação e classificação de vários coeficientes de decaimentos de folhas da mata ripária e macrófitas aquáticas obtidos por diversos autores durante estudos da decomposição nos ecossistemas aquáticos, foi possível observar que: (i) não houve diferença entre os coeficientes médios de decomposição dos materiais alóctones e autóctones, tendo ambos decaídos com velocidade rápida, com tempo de meia vida de 164,5 dias; (ii) as macrófitas de hábito emergente e flutuantes não apresentaram grandes variações, tendo decaído a uma velocidade média, apresentado um tempo médio de meia vida de 254 dias. Entretanto, as macrófitas submersas apresentaram decomposição rápida, com tempo médio de meia vida aproximadamente três vezes inferior (88 dias), o que se deve ao maior teor de compostos solúveis e menor quantidade dos tecidos rígidos de sustentação apresentados pelas macrófitas com esse hábito. Contudo, muitos são os fatores que afetam a velocidade de decaimento da matéria orgânica, sejam eles físicos, químicos, biológicos ou metodológicos, e as classificações não devem ser utilizadas de forma indiscriminada, devendo-se levar em consideração todos os aspectos envolvidos no processo

Qualidade da água em reservatórios e a provisão de serviços ecossistêmicos: uma abordagem qualitativa / Water quality in reservoirs and the ecosystem services provision: a qualitative approach

Os reservatórios são sistemas artificiais importantes no cenário nacional, são marcados por diversos impactos socioambientais durante sua construção e por proporcionam diversos benefícios para a sociedade. Todavia, tem sido observada a perda de qualidade da água destes sistemas, o que afeta a provisão de serviços ecossistêmicos. Diante da necessidade de investigações, o presente trabalho empregou uma abordagem qualitativa para estabelecer relações entre variáveis indicadores de qualidade da água e suas relações com os serviços ecossistêmicos/benefícios proporcionados pelos reservatórios de Barra Bonita (BB), Santo Grande (SG), Itupararanga (IT) e Jaguari-Jacareí (JJ). Constatou-se que, mudanças nas variáveis limnológicas alteram os serviços ecossistêmicos proporcionados pelos reservatórios, devido aos prejuízos para a manutenção da biodiversidade e a desregulação de processos ecológicos. A abordagem qualitativa demonstrou-se robusta para a avaliação de serviços ecossistêmicos proporcionados pelos reservatórios, as informações geradas podem servir de base para a elaboração de medidas de conservação dos recursos hídricos e tomada de decisão, visando evitar gastos com o tratamento da água e prejuízos para atividades humanas

ESTUDO LIMNOLÓGICO E HEMEROBIA DE UMA MICROBACIA HIDROGRÁFICA URBANA

A antropização da paisagem tem contribuído para a alteração das variáveis limnológicas de corpos hídricos interiores, bem como a integridade dos ecossistemas nas bacias hidrográficas. A condução de análises limnológicas aliadas aos usos e cobertura da terra geram informações úteis para o planejamento e tomada de decisão. Frente ao exposto, o presente trabalho almejou conduzir um estudo limnológico, verificar os principais usos da terra e o grau de hemerobia de uma microbacia do córrego do Santa Maria do Leme, no interior do Estado de São Paulo. Para tanto, foram conduzidas seis campanhas amostrais no ano de 2020, identificou-se os principais usos e cobertura da terra com o enquadramento das classes encontradas em diferentes graus de hemerobia, permitindo a verificação da naturalidade da paisagem. Verificou-se a influência da sazonalidade e do escoamento superficial sobre as variáveis limnológicas, devido a formação de grupos distintos no diagrama de dispersão da Análise de Componentes Principais. Predominam na microbacia áreas urbanizadas (30,47%) e de lavoura temporária (25,16%), as áreas de vegetação nativa correspondem a menos de 17% do território e concentra-se ao redor dos corpos hídricos. A paisagem é marcada pelo alto grau de artificialidade (ca. 84%) e interferência antropogênica, situação refletida pelos graus de hemerobia (áreas mesohemerobioóticas, eumerobióticas, polihemerobióticas e metahemerobióticas). Apesar de a possuir uma alta dependência antrópica, os elementos naturais existentes são de grande importância para a manutenção de funções ambientais e manutenção dos corpos hídricos

Relations between health and the environment: potential impacts resulting from the disruption of tailings dams – a literature review in the cases of Mariana and Brumadinho, MG

A mineração pode resultar em impactos adversos para os ecossistemas naturais e saúde humana. Tendo em conta os graves rompimentos que ocorreram recentemente no Brasil (nos municípios de Mariana e de Brumadinho, no estado de Minas Gerais) e a relação existente entre saúde e meio ambiente, o presente trabalho buscou levantar, por meio de uma revisão bibliográfica, os impactos desencadeados pelo rejeito de mineração sobre a saúde humana e ecossistemas naturais. Os impactos ambientais implicaram diretamente na alteração do metabolismo e funcionamento dos ecossistemas naturais, devido à contaminação dos compartimentos ambientais e dos prejuízos à biodiversidade. Quanto à saúde humana, foram evidentes os riscos de intoxicação, prejuízos à saúde mental, agravos de doenças existentes, arboviroses e zoonoses. Os resultados deste estudo podem contribuir para o estabelecimento de estratégias e formulação de políticas públicas que visem a reversão do cenário encontrado.Mining can result in adverse impacts on natural ecosystems and human health. Considering the serious disruptions that occurred recently in Brazil (Mariana and Brumadinho municipalities, in the State of Minas Gerais), and the relationship between health and the environment, the present study aimed to identify, by a bibliographic review, the impacts induced by mining waste on human health and ecosystems. Environmental impacts affected the ecosystem's natural metabolism and functioning due to the environmental compartments’ contamination and the damage to biodiversity. Concerning human health, the risks of intoxication, damage to mental health, worsening of existing diseases, arboviruses, and zoonoses were evident. The findings can contribute to the establishment of strategies and public policy formulations to reverse the found scenario

Bacia do rio Monjolinho: qualidade da água, sedimento e Índice de Hemerobia

O presente trabalho teve como objetivo relacionar a qualidade da água e dos sedimentos com a naturalidade e interferência antrópica relacionada ao uso da terra em uma bacia hidrográfica urbana. Análises das seguintes variáveis limnológicas foram realizadas na estação de seca e de cheia de 2011: temperatura, oxigênio dissolvido, pH, condutividade elétrica, nitrato, nitrito, amônia e fósforo total, os metais (Cd, Cu, Zn, Pb e Cr), cianeto e fenóis. Para a análise de sedimentos, os seguintes metais foram quantificados (Cd, Cu, Pb, Cr, Ni e Zn). A interferência antrópica relacionada ao uso da terra foi analisada com base no grau de hemerobia identificando predomínio da classe polihemeróbia, que é representada por paisagens artificiais, i.e. intencionalmente criadas e totalmente dependente do controle e manejo humano. Sendo que a atividade predominante foi a agricultura, que leva à mudanças na paisagem e contribuem tanto para a poluição e contaminação da água do rio Monjolinho