Environmental Impact Assessment of reservoir construction: new perspectives for restoration economy, and development: the Belo Monte Power Plant case study

Abstract The Environmental Impact Assessment of reservoir construction can be viewed as a new strategic perspective for the economic development of a region. Based on the principles of a watershed approach a interdisciplinary and multidisciplinary systemic view including biogeophysiographical, economic and socio environmental studies the new vision of a EIA provides a basic substratum for the restoration economy and an advanced model for the true development much well ahead of the modernization aspects of the project of a reservoir construction.

Resumo A Avaliação de Impacto Ambiental (AIA) de reservatórios em construção deve ser considerada como uma nova perspectiva estratégica para o desenvolvimento regional muito mais avançada do que a modernização produzida pela infraestrutura. Baseada no princípio de abordagem sistêmica, interdisciplinar e multidisciplinar incluindo a base biogeofisiográfica, e estudo sócio ambientais, a nova visão da AIA promove um substrato básico para a economia da restauração e para um nível avançado de desenvolvimento muito além do mero processo de modernização produzido pela construção do reservatório. Estas mudanças de paradigma conceitual em governança, economia e sustentabilidade são fundamentais para o desenvolvimento avançado do país.

Zooplankton community structure of the lower Xingu River (PA) related to the hydrological cycle

Abstract The zooplankton community of the lower Xingu River shows strong fluctuations in species richness and number of organisms during periods of water level fluctuation. Pulses of density and species richness are adapted to the pulses in water flows and water level. This is conected with reproductive strategies of some zooplankton groups. The spatial heterogeneity of the lower Xingu River consisting of braided channels, bedrocks, macrophyte stands, is probably a relevant factor for the species richness of the zooplankton communities, and may be a fundamental factor for the overall aquatic biodiversity of the lower Xingu River.

Resumo A comunidade zooplanctônica do Baixo Rio Xingú apresenta grandes flutuações em riqueza de espécies e na densidade (no org./m3) durante os diferentes períodos de flutuação do nível da água. Pulsos de densidade e de riqueza de espécies, são adaptados e ajustados aos pulsos em nível da água e fluxo. Isto está conectado com as estratégias reprodutivas de certos grupos de zooplancton. A heterogeneidade espacial do baixo Rio Xingú consistindo de canais anastomosados, pedrais, macrófitas aquáticas é provavelmente um fator relevante que impulsiona a riqueza de espécies das comunidades zooplanctõnicas e pode ser um fator fundamental para a alta biodiversidade aquática do Rio Xingú.

Additional list of species of aquatic macrophytes in the lower basin of the Xingu River

Abstract In this paper the authors present an additional list of aquatic macrophytes in the lower basin of the Xingu River.

Resumo Neste trabalho os autores apresentam uma lista adicional de macrófitas aquáticas no baixo Rio Xingu.

Limnological and ecological methods: approaches, and sampling strategies for middle Xingu River in the area of influence of future Belo Monte Power Plant

Abstract In this paper the authors describe the limnological approaches, the sampling methodology, and strategy adopted in the study of the Xingu River in the area of influence of future Belo Monte Power Plant. The river ecosystems are characterized by unidirectional current, highly variable in time depending on the climatic situation the drainage pattern an hydrological cycle. Continuous vertical mixing with currents and turbulence, are characteristic of these ecosystems. All these basic mechanisms were taken into consideration in the sampling strategy and field work carried out in the Xingu River Basin, upstream and downstream the future Belo Monte Power Plant Units.

Resumo Neste trabalho os autores descrevem as abordagens limnológicas e a metodologia e estratégia de amostragem adotadas no estudo do Rio Xingu, na área de influência da futura Usina da Belo Monte (UHE Belo Monte). O ecossistema de rios é caracterizado por velocidade unidirecional de correntes, muitas flutuações de fluxos dependendo do clima do padrão de drenagem e do ciclo hidrológico. Mistura vertical permanente e turbulências ocorrem constantemente devido a correntes predominantes. Todos estes mecanismos gerais e específicos característicos do Rio Xingu, foram levados em consideração no plano de estudos limnológicos e amostragens desenvolvidas na área de influência de UHE Belo Monte a montante e a jusante do futuro empreendimento.

Spatial patterns of water quality in Xingu River Basin (Amazonia) prior to the Belo Monte dam impoundment

Abstract The Xingu River, one of the most important of the Amazon Basin, is characterized by clear and transparent waters that drain a 509.685 km2 watershed with distinct hydrological and ecological conditions and anthropogenic pressures along its course. As in other basins of the Amazon system, studies in the Xingu are scarce. Furthermore, the eminent construction of the Belo Monte for hydropower production, which will alter the environmental conditions in the basin in its lower middle portion, denotes high importance of studies that generate relevant information that may subsidize a more balanced and equitable development in the Amazon region. Thus, the aim of this study was to analyze the water quality in the Xingu River and its tributaries focusing on spatial patterns by the use of multivariate statistical techniques, identifying which water quality parameters were more important for the environmental changes in the watershed. Data sampling were carried out during two complete hydrological cycles in twenty-five sampling stations. The data of twenty seven variables were analyzed by Spearman's correlation coefficients, cluster analysis (CA), and principal component analysis (PCA). The results showed a high auto-correlation between variables (> 0.7). These variables were removed from multivariate analyzes because they provided redundant information about the environment. The CA resulted in the formation of six clusters, which were clearly observed in the PCA and were characterized by different water quality. The statistical results allowed to identify a high spatial variation in the water quality, which were related to specific features of the environment, different uses, influences of anthropogenic activities and geochemical characteristics of the drained basins. It was also demonstrated that most of the sampling stations in the Xingu River basin showed good water quality, due to the absence of local impacts and high power of depuration of the river itself.

Resumo O rio Xingu, um dos mais importantes rios que constituem a bacia amazônica, é caracterizado por águas claras e transparentes que drenam uma bacia hidrográfica de 509,685 km2 com distintas condições hidrológicas, ecológicas e pressões antrópicas ao longo de seu percurso. Assim como nas demais bacias hidrográficas da Amazônia, os estudos no Xingu são raros. A eminente construção da Usina hidrelétrica de Belo Monte, a qual alterará as condições ambientais na bacia, demanda também a realização de estudos que gerem informações relevantes e que forneçam subsídios para um desenvolvimento mais equilibrado e igualitário região amazônica. Desta maneira, o objetivo deste trabalho foi analisar a qualidade de água no rio Xingu e em seus tributários focando em padrões espaciais na área de estudo pelo uso de técnicas de estatística multivariada, identificando quais parâmetros são mais relevantes nas condições de qualidade de água na bacia hidrográfica. As coletas de dados ocorreram durante dois ciclos hidrológicos completos em vinte e cinco estações de amostragem. Os dados de vinte e sete variáveis foram analisados pelos coeficientes de correlação de Spearman, análise Cluster (CA), e análise de componentes principais (PCA). Os resultados apontaram para um elevado contingente de variáveis com elevada correlação entre si (>0,7), sendo que estas altas variáveis foram retiradas das análises multivariadas por fornecerem informações ecológicas redundantes sobre o ambiente estudado. A CA resultou na formação de 6 agrupamentos, os quais foram observados por possuírem qualidade de água consideravelmente distintas pela PCA. Os resultados estatísticos permitiram identificar uma alta variação espacial da qualidade de água superficial na bacia estudada, sendo estas ocasionadas por especificidades do entorno, diferentes usos da água locais, influências de atividades antrópicas e características geoquímicas das bacias drenadas. Pode-se também evidenciar que em grande parte das estações de coleta na bacia do rio Xingu a qualidade de água superficial foi elevada, decorrente da ausência de impactos locais e do alto poder de depuração do rio.

Weight-of-evidence on environmental impact assessment of metal contaminated sediments in the São Francisco river (Três Marias - Minas Gerais - Brazil): a case study

The weight-of-evidence - WOE approach was used to assess the environmental impact of sediments contaminated by metals in the São Francisco river and one of its tributaries, Consciência creek, both affected by anthropic activities, in the region of Três Marias (Minas Gerais/Brazil). The assessment provided support to a risk management decision. The WOE was based on bulk metal analysis, AVS-SEM assays, elutriate tests, ecotoxicity assays, benthic community assessment and a comparison for the reference area. Brazilian legislation and other available literature were used as criteria to evaluate the lines of evidence. All samples, except for the reference area, presented some contamination. However, geochemical testing for bioavailability studies showed that toxicity is unlikely as suggested by the chemical results. Ecotoxicity and benthic structure studies provided further information to support decision making. Metal acid volatile sulfide formation mechanisms were identified, which can eventually attenuate metal toxicity observed. The removal of active sources of contamination (for example, from tailings dumps) associated with Monitoring Natural Recovery could be sufficient to eventually lessen the risk of the biota in São Francisco river sediments.

Esse artigo teve como objetivo avaliar o impacto da contaminação por metais dos sedimentos de corrente do Rio São Francisco e de um de seus tributários, Córrego Consciência, na região de Três Marias (Minas Gerais/Brasil), ambos impactados por atividades antrópicas, a partir da metodologia de Balanço das Evidências - BDE, e, dessa forma, prover embasamento para uma decisão de gerenciamento de risco. Para o BDE se utilizou resultados de: concentração de metal nos sedimentos, ensaios de SVA-MES, ensaios de elutriação, ensaios de ecotoxicidade, estudo da comunidade bentônica. Legislação nacional e outras literaturas disponíveis foram utilizadas como critério de avaliação das linhas de evidências. Todas as amostras, exceto pela área de referência, apresentou alguma contaminação. Entretanto, ensaios geoquímicos para estudo da biodisponibilidade demonstraram que a toxicidade não é provável como sugeriram os resultados químicos. Estudos de ecotoxicidade e de estrutura da comunidade bentônica forneceram informações complementares importantes para embasar a tomada de decisão quanto ao gerenciamento ambiental dos sedimentos. Mecanismos de formação de metais volatilizáveis por acidificação foram identificados, podendo atenuar a toxicidade eventualmente verificada. A remoção de fontes ativas de contaminação associada ao Monitoramento da Recuperação Natural pode, portanto, ser suficiente para diminuir o risco à biota, eventualmente identificado nos sedimentos do Rio São Francisco.

Seasonal study of contamination by metal in water and sediment in a sub-basin in the southeast of Brazil

The spatial and temporal occurrence of heavy metals (Al, Cd, Pb, Zn, Cr, Co, Cu, Fe, Mn and Ni) in water and sediment samples was investigated in a sub-basin in the southeast of Brazil (São Carlos, SP). All samples were analysed using the USEPA adapted metal method and processed in an atomic absorption spectrophotometer. The discriminant analysis demonstrated that there are significant seasonal differences of metal distribution in the water data, but there are no differences to sediment. The basin studied has high levels of contamination by toxic metals in superficial water and sediment. The superficial water, in the rainy season, presented high levels of Cr, Ni, Pb and Cd, while in the dry season it presented high levels of Zn and Ni. The Principal Component Analysis demonstrated that the season has a huge influence on the levels, types and distribution of metals found in water. The source of contamination was probably diffuse, due to products such as batteries and fluorescent lamps, whose dump discharge can contaminate the bodies of water in the region in the rainy season. Due to fires from the harvest of sugar cane, high levels of Zn were found into the environment, in the dry season.

A ocorrência espacial e temporal de metais pesados (Al, Cd, Pb, Zn, Cr, Co, Cu, Fe, Mn e Ni) nas amostras de água e sedimento foram investigadas em uma sub-bacia do sudeste do Brasil (São Carlos, SP). Todas as amostras foram analisadas através do método de metal USEPA, adaptado e processado por espectrofotômetro de absorção atômica. A análise de Discriminante demonstrou que existem diferenças sazonais significantes na distribuição dos metais na água, mas não existem diferenças para o sedimento. A água superficial, na estação chuvosa, apresentou altos índices de Cr, Ni, Pb e Cd, enquanto na estação seca apresentou altos índices de Zn e Ni. A Análise de Componente Principal demonstrou que as estações do ano têm uma enorme influência no nível, no tipo e na distribuição dos metais encontrados na água. A fonte de contaminação foi provavelmente difusa devido a produtos como baterias e lâmpadas fluorescentes, cuja descarga nos lixões pode contaminar os corpos de água da região na estação chuvosa. Devido a queimadas provenientes da colheita de cana-de-açúcar, altos níveis de Zn foram encontrados no ambiente na estação de seca.

Seasonal study of contamination by metal in water and sediment in a sub-basin in the southeast of Brazil

The spatial and temporal occurrence of heavy metals (Al, Cd, Pb, Zn, Cr, Co, Cu, Fe, Mn and Ni) in water and sediment samples was investigated in a sub-basin in the southeast of Brazil (São Carlos, SP). All samples were analysed using the USEPA adapted metal method and processed in an atomic absorption spectrophotometer. The discriminant analysis demonstrated that there are significant seasonal differences of metal distribution in the water data, but there are no differences to sediment. The basin studied has high levels of contamination by toxic metals in superficial water and sediment. The superficial water, in the rainy season, presented high levels of Cr, Ni, Pb and Cd, while in the dry season it presented high levels of Zn and Ni. The Principal Component Analysis demonstrated that the season has a huge influence on the levels, types and distribution of metals found in water. The source of contamination was probably diffuse, due to products such as batteries and fluorescent lamps, whose dump discharge can contaminate the bodies of water in the region in the rainy season. Due to fires from the harvest of sugar cane, high levels of Zn were found into the environment, in the dry season.

A ocorrência espacial e temporal de metais pesados (Al, Cd, Pb, Zn, Cr, Co, Cu, Fe, Mn e Ni) nas amostras de água e sedimento foram investigadas em uma sub-bacia do sudeste do Brasil (São Carlos, SP). Todas as amostras foram analisadas através do método de metal USEPA, adaptado e processado por espectrofotômetro de absorção atômica. A análise de Discriminante demonstrou que existem diferenças sazonais significantes na distribuição dos metais na água, mas não existem diferenças para o sedimento. A água superficial, na estação chuvosa, apresentou altos índices de Cr, Ni, Pb e Cd, enquanto na estação seca apresentou altos índices de Zn e Ni. A Análise de Componente Principal demonstrou que as estações do ano têm uma enorme influência no nível, no tipo e na distribuição dos metais encontrados na água. A fonte de contaminação foi provavelmente difusa devido a produtos como baterias e lâmpadas fluorescentes, cuja descarga nos lixões pode contaminar os corpos de água da região na estação chuvosa. Devido a queimadas provenientes da colheita de cana-de-açúcar, altos níveis de Zn foram encontrados no ambiente na estação de seca.

Priority targets for environmental research in the Sinos River basin / Metas prioritárias para as pesquisas ambientais na bacia do Rio dos Sinos

The Sinos River Basin is often mentioned as a highly degraded watershed. A series of impacts on water quality, soil and air has been reported in this environment on a recurring basis over the years. This situation of environmental degradation has its origins in a process of huge economic development uncoupled from environmental conservation concerns. The intense consequent urbanization observed for the municipalities within the watershed was not preceded by urban planning proper zoning. The time has arrived for initiatives in scientific research in the Sinos River basin that are applicable to a more efficient and integrated management and recovery of the basin. In this article, a set of targets for research is suggested which the authors consider as the main priorities for the next few years, aiming for better knowledge and better management of the watershed. Some are still in course, while others have to be initiated as soon as possible.

A bacia hidrográfica do Rio dos Sinos é frequentemente citada como altamente degradada. Uma série de impactos sobre a qualidade da água, do solo e do ar tem sido relatada neste ambiente de forma recorrente ao longo dos anos. Esta situação de degradação ambiental tem suas origens em um processo de grande desenvolvimento econômico, desacoplado de preocupações com a conservação ambiental. A intensa urbanização observada para os municípios dentro da bacia hidrográfica não foi precedida pelo zoneamento e planejamento urbano adequados. É chegado o momento para iniciativas no domínio da investigação científica na bacia do Rio dos Sinos que tragam resultados aplicáveis a uma gestão mais eficiente e integrada da recuperação da bacia. Neste artigo, um conjunto de metas para a pesquisa são sugeridas como as principais prioridades para os próximos anos, visando um melhor conhecimento e uma melhor gestão da bacia. Alguns já estão em curso, enquanto outros têm de ser iniciados o mais rapidamente possível.

Priority targets for environmental research in the Sinos River basin

The Sinos River Basin is often mentioned as a highly degraded watershed. A series of impacts on water quality, soil and air has been reported in this environment on a recurring basis over the years. This situation of environmental degradation has its origins in a process of huge economic development uncoupled from environmental conservation concerns. The intense consequent urbanization observed for the municipalities within the watershed was not preceded by urban planning proper zoning. The time has arrived for initiatives in scientific research in the Sinos River basin that are applicable to a more efficient and integrated management and recovery of the basin. In this article, a set of targets for research is suggested which the authors consider as the main priorities for the next few years, aiming for better knowledge and better management of the watershed. Some are still in course, while others have to be initiated as soon as possible.

A bacia hidrográfica do Rio dos Sinos é frequentemente citada como altamente degradada. Uma série de impactos sobre a qualidade da água, do solo e do ar tem sido relatada neste ambiente de forma recorrente ao longo dos anos. Esta situação de degradação ambiental tem suas origens em um processo de grande desenvolvimento econômico, desacoplado de preocupações com a conservação ambiental. A intensa urbanização observada para os municípios dentro da bacia hidrográfica não foi precedida pelo zoneamento e planejamento urbano adequados. É chegado o momento para iniciativas no domínio da investigação científica na bacia do Rio dos Sinos que tragam resultados aplicáveis a uma gestão mais eficiente e integrada da recuperação da bacia. Neste artigo, um conjunto de metas para a pesquisa são sugeridas como as principais prioridades para os próximos anos, visando um melhor conhecimento e uma melhor gestão da bacia. Alguns já estão em curso, enquanto outros têm de ser iniciados o mais rapidamente possível.

Epipsammic diatoms in streams influenced by urban pollution, São Carlos, SP, Brazil / Epipsammic diatomáceas em riachos influenciada pela poluição urbana, São Carlos-SP, Brasil

Epipsammic diatoms have important implications for ecosystem processes in lotic environments. Most of the studies on benthic diatoms concentrate on epilithic diatoms and very little is known about epipsammic diatoms. The objective of this study was to assess epipsammic diatom communities in streams in relation to environmental conditions. Epipsammic diatoms and water quality sampling was done at 7 sites during summer base flow period (2008). Forward stepwise multiple regression and canonical correspondence analysis (CCA) were used to determine environmental gradients along which species vary with physical and chemical variables. A total of 112 diatom species distributed among 44 genera were recorded. Altitude and the process of eutrophication played a significant role in structuring diatom communities in the study region.

Diatomáceas epipsâmicas têm implicações importantes para os processos em ecossistemas em ambientes lóticos. A maioria dos estudos sobre diatomáceas bentônicas concentra-se em diatomáceas epilíticas e muito pouco se sabe sobre diatomáceas epipsâmicas. O objetivo deste estudo foi avaliar comunidades de diatomáceas epipsâmicas nos córregos em relação às condições ambientais. Amostragens de diatomáceas epipsâmicas e de água para determinação da qualidade foram feitas em sete locais durante o verão do ano de 2008. As análises de regressão múltipla passo a passo e análise de correspondência canônica (CCA) foram usadas para determinar quais espécies ao longo dos gradientes ambientais variam de acordo com as variáveis físicas e químicas da água. Um total de 112 espécies de diatomáceas distribuídas entre 44 gêneros foi registrado. A altitude e o processo de eutrofização exerceram um papel significativo na estruturação das comunidades de diatomáceas na região de estudo.

Priority targets for environmental research in the Sinos River basin

The Sinos River Basin is often mentioned as a highly degraded watershed. A series of impacts on water quality, soil and air has been reported in this environment on a recurring basis over the years. This situation of environmental degradation has its origins in a process of huge economic development uncoupled from environmental conservation concerns. The intense consequent urbanization observed for the municipalities within the watershed was not preceded by urban planning proper zoning. The time has arrived for initiatives in scientific research in the Sinos River basin that are applicable to a more efficient and integrated management and recovery of the basin. In this article, a set of targets for research is suggested which the authors consider as the main priorities for the next few years, aiming for better knowledge and better management of the watershed. Some are still in course, while others have to be initiated as soon as possible.

A bacia hidrográfica do Rio dos Sinos é frequentemente citada como altamente degradada. Uma série de impactos sobre a qualidade da água, do solo e do ar tem sido relatada neste ambiente de forma recorrente ao longo dos anos. Esta situação de degradação ambiental tem suas origens em um processo de grande desenvolvimento econômico, desacoplado de preocupações com a conservação ambiental. A intensa urbanização observada para os municípios dentro da bacia hidrográfica não foi precedida pelo zoneamento e planejamento urbano adequados. É chegado o momento para iniciativas no domínio da investigação científica na bacia do Rio dos Sinos que tragam resultados aplicáveis a uma gestão mais eficiente e integrada da recuperação da bacia. Neste artigo, um conjunto de metas para a pesquisa são sugeridas como as principais prioridades para os próximos anos, visando um melhor conhecimento e uma melhor gestão da bacia. Alguns já estão em curso, enquanto outros têm de ser iniciados o mais rapidamente possível.

Epipsammic diatoms in streams influenced by urban pollution, São Carlos, SP, Brazil

Epipsammic diatoms have important implications for ecosystem processes in lotic environments. Most of the studies on benthic diatoms concentrate on epilithic diatoms and very little is known about epipsammic diatoms. The objective of this study was to assess epipsammic diatom communities in streams in relation to environmental conditions. Epipsammic diatoms and water quality sampling was done at 7 sites during summer base flow period (2008). Forward stepwise multiple regression and canonical correspondence analysis (CCA) were used to determine environmental gradients along which species vary with physical and chemical variables. A total of 112 diatom species distributed among 44 genera were recorded. Altitude and the process of eutrophication played a significant role in structuring diatom communities in the study region.

Diatomáceas epipsâmicas têm implicações importantes para os processos em ecossistemas em ambientes lóticos. A maioria dos estudos sobre diatomáceas bentônicas concentra-se em diatomáceas epilíticas e muito pouco se sabe sobre diatomáceas epipsâmicas. O objetivo deste estudo foi avaliar comunidades de diatomáceas epipsâmicas nos córregos em relação às condições ambientais. Amostragens de diatomáceas epipsâmicas e de água para determinação da qualidade foram feitas em sete locais durante o verão do ano de 2008. As análises de regressão múltipla passo a passo e análise de correspondência canônica (CCA) foram usadas para determinar quais espécies ao longo dos gradientes ambientais variam de acordo com as variáveis físicas e químicas da água. Um total de 112 espécies de diatomáceas distribuídas entre 44 gêneros foi registrado. A altitude e o processo de eutrofização exerceram um papel significativo na estruturação das comunidades de diatomáceas na região de estudo.

Occurrence of Ceratium furcoides (Levander) Langhans 1925 bloom at the Billings Reservoir, São Paulo State, Brazil / Ocorrência de floração de Ceratium furcoides ( Levander) Langhans 1925, na represa Billings, Estado de São Paulo, Brasil

An unusual bloom of Ceratium furcoides is reported for a station of the Taquacetuba compartment of the Billings Reservoir. The appearance of this bloom is attributed to the mixing and turbulence of the water column that removed Ceratium cysts from the surface of the sediment and promoted conditions for the growth of this species in the region of mixing. Cold fronts approaching the Billings Reservoir are probably the cause of the mixing and bloom. Also turbulence induced by wind increased phosphorus concentration in the water column. Ceratium furcoides was the dominant species at station 1 where the nutrient concentrations of nitrogen and phosphorus were high. Ceratium spp. blooms may be a problem for water treatment and massive mortality can affect the dissolved oxygen of the water producing fish kill.

Neste trabalho, apresenta-se e discute-se a formação de florescimento de Ceratium furcoides no compartimento Taquacetuba da Represa Billings. Este florescimento é provavelmente resultado de intensa mistura vertical de coluna de água na região de transição entre este compartimento e o corpo central da represa. Esta mistura vertical é resultado do efeito de frentes frias sobre o sistema, promovendo interfaces que favorecem o aumento acentuado de fósforo na região do florescimento e o rápido crescimento de Ceratium furcoides. A turbulência gerada pode ter removido cistos da superfície do sedimento, promovendo o rápido crescimento desta espécie. O florescimento de espécies de Ceratium spp. pode ser problemático para o tratamento de água, pois pode causar depleção de oxigênio dissolvido após a decomposição, comprometendo a qualidade da água e aumentando os custos do tratamento.