Water quality of urban streams, Santa Cruz do Sul, Rio Grande do Sul, Brazil, based on physical, chemical and biological analyses / Qualidade da água de arroios urbanos de Santa Cruz do Sul, Rio Grande do Sul, Brasil, com base em análises físicas, químicas e biológicas

The purpose of the study was to evaluate the water quality of urban streams in Santa Cruz do Sul, in the Brazilian state of Rio Grande do Sul, using physical, chemical and microbiological parameters. Eight sampling sites were distributed over the upper and lower reaches of four streams. Four sampling campaigns were carried out, two in 2007 and two in 2008. The parameters analyzed were: temperature, pH, turbidity, dissolved oxygen, biochemical oxygen demand, nitrate, ammonia nitrogen, phosphate, total dissolved solids and thermotolerant coliforms. Simultaneously, epilithic diatom samples were collected, the species identified and the respective relative abundance determined. The assessment of water quality was performed applying resolution 357/2005 of the National Environment Council, and the Biological Water Quality Index. The results indicated that the streams are polluted by organic contamination and show advanced stages of eutrophication, mainly in the lower reaches, and are classified according to the National Environment Council resolution as "Class 4", corresponding to poor water quality. The results of the Biological Water Quality Index ranged from "strong" to "very strong" in most sampling sites, highlighting Cyclotella meneghiniana, Fallacia monoculata, Nitzschia palea and Sellaphora pupula as the species most tolerant to eutrophication. Two sampling groups were separated by using cluster analysis, one containing the points in the upper reaches and the other the points in the lower reaches, having 38% quantitative similarity in diatom community composition. This similarity can be explained by the fact that some of the abundant species tolerant to organic pollution and eutrophication, occurred in both the upper and lower reaches.

Este estudo objetivou avaliar a qualidade da água de arroios urbanos, em Santa Cruz do Sul, Rio Grande do Sul, Brasil, utilizando parâmetros físicos, químicos e microbiológicos. Oito sítios de amostragem distribuiram-se nos trechos superiores e inferiores de quatro arroios. Duas amostragens foram realizadas em 2007 e duas em 2008. Foram analisados: temperatura, pH, turbidez, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, nitratos, nitrogênio amoniacal, fosfato, sólidos totais dissolvidos e coliformes termotolerantes. Simultaneamente, amostras de diatomáceas epilíticas foram coletadas, as espécies identificadas e as abundâncias relativas determinadas. Fez-se a avaliação da qualidade da água utilizando-se como parâmetro a resolução n° 357/2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente e aplicando-se o indice biológico de qualidade da água. Os resultados indicaram que os arroios estão poluídos por contaminação orgânica apresentando avançados estágios de eutrofização, principalmente nos trechos inferiores, enquadrando-se na "Classe 4" de acordo com a resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente, correspondendo a águas de má qualidade. Os resultados do índice biológico de qualidade da água variaram do nivel "forte" a "muito forte" na maioria dos pontos de amostragem, destacando-se: Cyclotella meneghiniana, Fallacia monoculata, Nitzschia palea e Sellaphora pupula como as espécies mais tolerantes à eutrofização. Dois grupos de amostras foram separados através da análise de agrupamento, um contendo os pontos dos trechos superiores e o outro os pontos dos trechos inferiores, havendo 38% de similaridade quantitativa na composição da comunidade de diatomáceas. Tal similaridade pode ser explicada pelo fato de algumas das espécies abundantes e tolerantes à poluição orgânica e eutrofização ocorrerem tanto nos trechos superiores quanto inferiores.

Application of water quality biological indices using diatoms as bioindicators in the Gravataí river, RS, Brazil / Aplicação de índices biológicos da qualidade água utilizando diatomáceas como bioindicadoras no rio Gravataí, RS, Brazil

The Gravataí river situated in the metropolitan region of Porto Alegre has an area of approximately 2.020 km² and provides public water supply to about 500,000 inhabitants in 5 municipalities (latitude 29° 45'-30° 12' S; longitude 50° 27'-51° 12' W). The river basin has two regions with distinctive characteristics of occupation: the upper course shows intensive farming and the lower course presents urban and industrial uses. In this context, the aim of this study was to evaluate the water quality in the Gravataí River (RS, Brazil) by using physical, chemical and microbiological variables, and the water quality biological indices (WQBI) formulated for southern Brazilian rivers based on epilithic diatom communities as indicators. For comparison purposes, a local WQBI, called the Gravataí WQBI, was also used where species were given new saprobic values (s) and indicative values (vi) according to their occurrence and abundance in the river, using multivariate analytical techniques. The biological samples were taken every three months at six stations along the Gravataí River between September 2000 and August 2002. The results of the physical and chemical analyses of the water indicated a pollution gradient down the river, from the headwaters to the mouth, detected mainly by considering a significant decrease in the concentration of dissolved oxygen and turbidity, as well as a significant increase in BOD5, total nitrogen, ortho-phosphate and thermotolerant coliforms. Comparing the results obtained, differences were found regarding the predominant pollution levels as higher in the Gravataí WQBI, although both corroborated a tendency for the contamination gradient to increase from the headwaters to the mouth. Given the local anthropic changes, it is of great importance to continue the study of diatom species tolerance to organic pollution and eutrophication in different lotic systems of the region.

O rio Gravataí situado na região metropolitana de Porto Alegre tem aproximadamente 2.020 km² e abastece aproximadamente 500.000 habitantes em cinco municípios (latitude 29° 45'-30° 12' S; longitude 50° 27'-51° 12' W). A bacia do rio tem duas regiões com características distintas de ocupação: o curso superior mostra atividades intensivas de agricultura, e o curso inferior apresenta usos industriais e urbanos. Neste contexto, este trabalho teve por objetivo avaliar a qualidade da água do rio Gravataí, RS, utilizando variáveis físicas, químicas e microbiológicas, e o Índice Biológico da Qualidade de Água (IBQA), formulado para rios sul-brasileiros, baseado na comunidade de diatomáceas epilíticas como indicadoras. Para fins de comparação, aplicou-se um IBQA regional denominado IBQA Gravataí, no qual houve uma nova classificação dos valores sapróbicos "s" e valores indicativos "vi", de acordo com a ocorrência e abundância das espécies no rio, a partir da utilização de técnicas analíticas multivariadas. As amostragens biológicas foram realizadas trimestralmente, em seis estações de amostragem ao longo do rio Gravataí, no período de setembro de 2000 a agosto de 2002. Os resultados das análises físicas da água indicaram um gradiente de poluição ao longo do rio, da nascente à foz, detectado basicamente pela diminuição significativa na concentração do oxigênio dissolvido e turbidez, bem como um aumento significativo na DBO5, nitrogênio total, ortofosfato e coliformes termotolerantes. Comparando os resultados da aplicação do IBQA, verificou-se que houve diferenças quanto à predominância de níveis de poluição, sendo mais elevados no IBQA Gravataí, embora tenha sido corroborado em ambos a tendência no aumento do gradiente de contaminação da nascente à foz. Em função das alterações antrópicas locais, é de extrema importância dar continuidade ao estudo das tolerâncias das espécies de diatomáceas à poluição orgânica e eutrofização em diferentes sistemas lóticos da região.