Relationship between the colours of the rivers in the Amazon and the incidence of malaria.

BACKGROUND: Malaria is transmitted by different Anopheles species. In Brazil, the disease is concentrated in the Amazon region. Rivers play an important role in the life cycle of malaria since the vector reproduces in aquatic environments. The waters of the rivers in the Amazon have distinct chemical characteristics, which affect the colour of the water and therefore, the study analysed whether the colour of the waters of the rivers have an on influence the distribution of malaria. The goal of the study was to correlate the different colourations of the water (black, white and mixed water) and the malaria incidence in 50 municipalities of the Amazonas state, Brazil, and then test hypotheses about the characteristics of the colour of the rivers and disease incidence. METHODS: This study was conducted for a period of seventeen years (2003-2019) in 50 municipalities in the state of Amazonas, Brazil. A conditionally Gaussian dynamic linear model was developed to analyse the association of malaria incidence and three types of river colour: white, black and mixed. RESULTS: The analyses indicate that the distribution of malaria is related to the colouration of the rivers. The results showed that places located near black-water rivers have a higher malaria incidence when compared to places on the banks of white-water rivers. CONCLUSIONS: Historically, the hydrological regime has played an important role in the dynamics of malaria in the Amazon, but little is known about the relationship between river colours and the incidence of the disease. This research was carried out in a region with hydrographic characteristics that were heterogeneous enough to allow an analysis that contrasted different colours of the rivers and covered almost the whole of the state of Amazonas. The results help to identify the places with the highest risk of malaria transmission and it is believed that they will be able to contribute to more precise planning of actions aimed at controlling the disease in the region.

Seasonal pattern of malaria cases and the relationship with hydrologic variability in the Amazonas State, Brazil. / Padrão sazonal dos casos de malária e a relação com a variabilidade hidrológica no Estado do Amazonas, Brasil.

INTRODUCTION: Malaria is an infectious disease of high transmission in the Amazon region, but its dynamics and spatial distribution may vary depending on the interaction of environmental, socio-cultural, economic, political and health services factors. OBJECTIVE: To verify the existence of malaria case patterns in consonance with the fluviometric regimes in Amazon basin. METHOD: Methods of descriptive and inferential statistics were used in malaria and water level data for 35 municipalities in the Amazonas State, in the period from 2003 to 2014. RESULTS: The existence of a tendency to modulate the seasonality of malaria cases due to distinct periods of rivers flooding has been demonstrated. Differences were observed in the annual hydrological variability accompanied by different patterns of malaria cases, showing a trend of remodeling of the epidemiological profile as a function of the flood pulse. CONCLUSION: The study suggests the implementation of regional and local strategies considering the hydrological regimes of the Amazon basin, enabling municipal actions to attenuate the malaria in the Amazonas State.

INTRODUÇÃO: A malária é uma doença infecciosa de alta transmissão na região amazônica, porém sua dinâmica e distribuição espacial podem variar, dependendo da interação de fatores ambientais, socioculturais, econômicos e políticos e serviços de saúde. OBJETIVO: Verificar a existência de padrões de casos de malária em consonância com os regimes fluviométricos da bacia amazônica. MÉTODOS: Foram utilizados métodos de estatística descritiva e inferencial nos dados de casos de malária e nível d'água para 35 municípios do estado do Amazonas, no período de 2003 a 2014. RESULTADOS: A existência de uma tendência que module a sazonalidade dos casos de malária, devido a períodos distintos de inundação dos rios, foi demonstrada. Diferenças foram observadas na variabilidade hidrológica anual, acompanhada por diferentes padrões de casos de malária, mostrando uma tendência de remodelação do perfil epidemiológico em função do pulso de inundação. CONCLUSÃO: O estudo sugere a implementação de estratégias regionais e locais, considerando os regimes hidrológicos da Bacia Amazônica, possibilitando ações municipais de atenuação da malária no estado do Amazonas.

Padrão sazonal dos casos de malária e a relação com a variabilidade hidrológica no Estado do Amazonas, Brasil / Seasonal pattern of malaria cases and the relationship with hydrologic variability in the Amazonas State, Brazil

RESUMO: Introdução: A malária é uma doença infecciosa de alta transmissão na região amazônica, porém sua dinâmica e distribuição espacial podem variar, dependendo da interação de fatores ambientais, socioculturais, econômicos e políticos e serviços de saúde. Objetivo: Verificar a existência de padrões de casos de malária em consonância com os regimes fluviométricos da bacia amazônica. Métodos: Foram utilizados métodos de estatística descritiva e inferencial nos dados de casos de malária e nível d'água para 35 municípios do estado do Amazonas, no período de 2003 a 2014. Resultados: A existência de uma tendência que module a sazonalidade dos casos de malária, devido a períodos distintos de inundação dos rios, foi demonstrada. Diferenças foram observadas na variabilidade hidrológica anual, acompanhada por diferentes padrões de casos de malária, mostrando uma tendência de remodelação do perfil epidemiológico em função do pulso de inundação. Conclusão: O estudo sugere a implementação de estratégias regionais e locais, considerando os regimes hidrológicos da Bacia Amazônica, possibilitando ações municipais de atenuação da malária no estado do Amazonas.

ABSTRACT: Introduction: Malaria is an infectious disease of high transmission in the Amazon region, but its dynamics and spatial distribution may vary depending on the interaction of environmental, socio-cultural, economic, political and health services factors. Objective: To verify the existence of malaria case patterns in consonance with the fluviometric regimes in Amazon basin. Method: Methods of descriptive and inferential statistics were used in malaria and water level data for 35 municipalities in the Amazonas State, in the period from 2003 to 2014. Results: The existence of a tendency to modulate the seasonality of malaria cases due to distinct periods of rivers flooding has been demonstrated. Differences were observed in the annual hydrological variability accompanied by different patterns of malaria cases, showing a trend of remodeling of the epidemiological profile as a function of the flood pulse. Conclusion: The study suggests the implementation of regional and local strategies considering the hydrological regimes of the Amazon basin, enabling municipal actions to attenuate the malaria in the Amazonas State.

Variability in malaria cases and the association with rainfall and rivers water levels in Amazonas State, Brazil. / Variabilidade dos casos de malária e sua relação com a precipitação e nível d'água dos rios no Estado do Amazonas, Brasil.

Understanding the relations between rainfall and river water levels and malaria cases can provide important clues on modulation of the disease in the context of local climatic variability. In order to demonstrate how these relations can vary in the same endemic space, a coherence and wavelet phase analysis was performed between environmental and epidemiological variables from 2003 to 2010 for 8 municipalities (counties) in the state of Amazonas, Brazil (Barcelos, Borba, Canutama, Carauari, Coari, Eirunepé, Humaitá, and São Gabriel da Cachoeira). The results suggest significant coherences, mainly on the scale of annual variability, but scales of less than 1 year and of 2 years were also found. The analyses show that malaria cases display a peak at approximately 1 and a half months before or after peak rainfall and on average 1-4 months after peak river water levels in most of the municipalities studied. Each environmental variable displayed distinct local behavior in time and in space, suggesting that other local variables (e.g. topography) may control environmental conditions, favoring different patterns in each municipality. However, when the analyses were performed jointly it was possible to show a non-random order in these relations. Although environmental and climatic factors indicate a certain influence on malaria dynamics, surveillance, prevention, and control issues should not be overlooked, meaning that government public health interventions can mask possible relations with local hydrological and climatic conditions.

O entendimento das relações entre as variáveis de precipitação e nível d'água dos rios com os casos de malária podem fornecer indícios importantes da modulação da doença no contexto da variabilidade climática local. No intuito de demonstrar como essas relações variam no mesmo espaço endêmico, realizou-se a análise de coerência e fase de ondeletas entre as variáveis ambientais e epidemiológica no período de 2003 a 2010 para 8 municípios do Estado do Amazonas (Barcelos, Borba, Canutama, Carauari, Coari, Eirunepé, Humaitá e São Gabriel da Cachoeira). Os resultados indicam coerências significativas principalmente na escala de variabilidade anual, contudo, escalas menores que 1 ano e bienal também foram encontradas. As análises mostram que casos de malária apresentam pico com aproximadamente 1 mês e meio antes ou depois dos picos de chuva, e em média 1-4 meses após o pico dos rios para grande parte dos municípios estudados. Foi notado que cada variável ambiental apresentou atuação local distinta no tempo e no espaço, sugerindo que outras variáveis locais (a topografia é um exemplo) possam controlar as condições ambientais favorecendo uma atuação diferenciada em cada município, porém, quando as análises são feitas em conjunto é possível ver uma ordem não aleatória destas relações acontecerem. Embora os fatores ambientais e climáticos denotem certa influência sobre a dinâmica da malária, questões de vigilância, prevenção e controle não devem ser desprezadas, significando que as atuações governamentais de saúde podem mascarar possíveis relações com as condições hidrológicas e climáticas locais.

La comprensión de las relaciones entre las variables de precipitaciones y el nivel de agua de los ríos con los casos de malaria pueden proporcionar indicios importantes sobre la modulación de la enfermedad en el contexto de la variabilidad climática local. Con el fin de demonstrar cómo varían esas relaciones en el mismo espacio endémico, se realizó un análisis de coherencia y fase de ondeletas entre las variables ambientales y epidemiológicas, durante el período de 2003 a 2010, en 8 municipios del estado de Amazonas (Barcelos, Borba, Canutama, Carauari, Coari, Eirunepé, Humaitá y São Gabriel da Cachoeira). Los resultados indican coherencias significativas, principalmente en la escala de variabilidad anual, sin embargo, también se detectaron escalas menores de 1 año y bienal. Los análisis muestran que los casos de malaria presentan un pico con aproximadamente 1 mes y medio antes o después de la pluviosidad más alta, y de media 1-4 meses tras el pico de los ríos para gran parte de los municipios estudiados. Se observó que cada variable ambiental presentó una actuación local distinta en el tiempo y en el espacio, sugiriendo que otras variables locales (la topografía es un ejemplo) puedan controlar las condiciones ambientales, favoreciendo una actuación diferenciada en cada municipio, no obstante, cuando los análisis se realizan en conjunto es posible ver un orden no aleatorio de estas relaciones para que se produzcan. A pesar de que los factores ambientales y climáticos denoten una cierta influencia sobre la dinámica de la malaria, cuestiones de vigilancia, prevención y control no se deben despreciar, lo que significa que las actuaciones gubernamentales de salud pueden enmascarar posibles relaciones con las condiciones hidrológicas y climáticas locales.

Variabilidade dos casos de malária e sua relação com a precipitação e nível d'água dos rios no Estado do Amazonas, Brasil / Variabilidad de los casos de malaria y su relación con las precipitaciones y nivel del agua de los ríos en el estado del Amazonas, Brasil / Variability in malaria cases and the association with rainfall and rivers water levels in Amazonas State, Brazil

O entendimento das relações entre as variáveis de precipitação e nível d'água dos rios com os casos de malária podem fornecer indícios importantes da modulação da doença no contexto da variabilidade climática local. No intuito de demonstrar como essas relações variam no mesmo espaço endêmico, realizou-se a análise de coerência e fase de ondeletas entre as variáveis ambientais e epidemiológica no período de 2003 a 2010 para 8 municípios do Estado do Amazonas (Barcelos, Borba, Canutama, Carauari, Coari, Eirunepé, Humaitá e São Gabriel da Cachoeira). Os resultados indicam coerências significativas principalmente na escala de variabilidade anual, contudo, escalas menores que 1 ano e bienal também foram encontradas. As análises mostram que casos de malária apresentam pico com aproximadamente 1 mês e meio antes ou depois dos picos de chuva, e em média 1-4 meses após o pico dos rios para grande parte dos municípios estudados. Foi notado que cada variável ambiental apresentou atuação local distinta no tempo e no espaço, sugerindo que outras variáveis locais (a topografia é um exemplo) possam controlar as condições ambientais favorecendo uma atuação diferenciada em cada município, porém, quando as análises são feitas em conjunto é possível ver uma ordem não aleatória destas relações acontecerem. Embora os fatores ambientais e climáticos denotem certa influência sobre a dinâmica da malária, questões de vigilância, prevenção e controle não devem ser desprezadas, significando que as atuações governamentais de saúde podem mascarar possíveis relações com as condições hidrológicas e climáticas locais.

La comprensión de las relaciones entre las variables de precipitaciones y el nivel de agua de los ríos con los casos de malaria pueden proporcionar indicios importantes sobre la modulación de la enfermedad en el contexto de la variabilidad climática local. Con el fin de demonstrar cómo varían esas relaciones en el mismo espacio endémico, se realizó un análisis de coherencia y fase de ondeletas entre las variables ambientales y epidemiológicas, durante el período de 2003 a 2010, en 8 municipios del estado de Amazonas (Barcelos, Borba, Canutama, Carauari, Coari, Eirunepé, Humaitá y São Gabriel da Cachoeira). Los resultados indican coherencias significativas, principalmente en la escala de variabilidad anual, sin embargo, también se detectaron escalas menores de 1 año y bienal. Los análisis muestran que los casos de malaria presentan un pico con aproximadamente 1 mes y medio antes o después de la pluviosidad más alta, y de media 1-4 meses tras el pico de los ríos para gran parte de los municipios estudiados. Se observó que cada variable ambiental presentó una actuación local distinta en el tiempo y en el espacio, sugiriendo que otras variables locales (la topografía es un ejemplo) puedan controlar las condiciones ambientales, favoreciendo una actuación diferenciada en cada municipio, no obstante, cuando los análisis se realizan en conjunto es posible ver un orden no aleatorio de estas relaciones para que se produzcan. A pesar de que los factores ambientales y climáticos denoten una cierta influencia sobre la dinámica de la malaria, cuestiones de vigilancia, prevención y control no se deben despreciar, lo que significa que las actuaciones gubernamentales de salud pueden enmascarar posibles relaciones con las condiciones hidrológicas y climáticas locales.

Understanding the relations between rainfall and river water levels and malaria cases can provide important clues on modulation of the disease in the context of local climatic variability. In order to demonstrate how these relations can vary in the same endemic space, a coherence and wavelet phase analysis was performed between environmental and epidemiological variables from 2003 to 2010 for 8 municipalities (counties) in the state of Amazonas, Brazil (Barcelos, Borba, Canutama, Carauari, Coari, Eirunepé, Humaitá, and São Gabriel da Cachoeira). The results suggest significant coherences, mainly on the scale of annual variability, but scales of less than 1 year and of 2 years were also found. The analyses show that malaria cases display a peak at approximately 1 and a half months before or after peak rainfall and on average 1-4 months after peak river water levels in most of the municipalities studied. Each environmental variable displayed distinct local behavior in time and in space, suggesting that other local variables (e.g. topography) may control environmental conditions, favoring different patterns in each municipality. However, when the analyses were performed jointly it was possible to show a non-random order in these relations. Although environmental and climatic factors indicate a certain influence on malaria dynamics, surveillance, prevention, and control issues should not be overlooked, meaning that government public health interventions can mask possible relations with local hydrological and climatic conditions.

Damming the rivers of the Amazon basin.

More than a hundred hydropower dams have already been built in the Amazon basin and numerous proposals for further dam constructions are under consideration. The accumulated negative environmental effects of existing dams and proposed dams, if constructed, will trigger massive hydrophysical and biotic disturbances that will affect the Amazon basin's floodplains, estuary and sediment plume. We introduce a Dam Environmental Vulnerability Index to quantify the current and potential impacts of dams in the basin. The scale of foreseeable environmental degradation indicates the need for collective action among nations and states to avoid cumulative, far-reaching impacts. We suggest institutional innovations to assess and avoid the likely impoverishment of Amazon rivers.

Accuracy of the malaria epidemiological surveillance system data in the state of Amazonas / Exatidão dos dados do sistema de vigilância epidemiológica da malária no estado do Amazonas

The Epidemiological Surveillance System for Malaria (SIVEP-Malaria) is the Brazilian governmental program that registers all information about compulsory reporting of detected cases of malaria by all medical units and medical practitioners. The objective of this study is to point out the main sources of errors in the SIVEP-Malaria database by applying a data cleaning method to assist researchers about the best way to use it and to report the problems to authorities. The aim of this study was to assess the quality of the data collected by the surveillance system and its accuracy. The SIVEP-Malaria data base used was for the state of Amazonas, Brazil, with data collected from 2003 to 2014. A data cleaning method was applied to the database to detect and remove erroneous records. It was observed that the collecting procedure of the database is not homogeneous among the municipalities and over the years. Some of the variables had different data collection periods, missing data, outliers and inconsistencies. Variables depending on the health agents showed a good quality but those that rely on patients were often inaccurate. We showed that a punctilious preprocessing is needed to produce statistically correct data from the SIVEP-Malaria data base. Fine spatial scale and multi-temporal analysis are of particular concern due to the local concentration of uncertainties and the data collecting seasonality observed. This assessment should help to enhance the quality of studies and the monitoring of the use of the SIVEP database.

O Sistema de Vigilância Epidemiológica de Malária (SIVEP-Malária) é um programa governamental brasileiro que arquiva automaticamente todas as informações sobre casos de malária registrados em todas as unidades de saúde e consultórios medicos. O objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade dos dados coletados pelo sistema de vigilância e sua precisão. Foram utilizados os dados do SIVEP-Malária para o estado do Amazonas, Brasil, de 2003 a 2014. Um método de limpeza de dados foi aplicado para detectar e remover registros errôneos. Observamos que a coleta de dados não é homogênea entre os municipios e ao longo dos anos. Algumas variaveis tinham diferentes padrões de coleta, falta de dados, dados discrepantes e inconsistências. Dados que dependem do agente de saúde possuem boa qualidade mas aqueles que dependem dos pacientes são frequentemente imprecisos. Mostramos que um pre-processamento meticuloso é necessário para produzir dados estatisticamente corretos a partir do SIVEP-Malária. Analises em escala espacial detalhada ou multi-temporais são particularmente afetadas devido à concentração local de incertezas e a sazonalidade observada na coleta de dados. Esta avaliação deve auxiliar a melhorar os estudos e monitoramentos que fazem uso dos dados do SIVEP.

Amazon River dissolved load: temporal dynamics and annual budget from the Andes to the ocean.

The aim of the present study is to estimate the export fluxes of major dissolved species at the scale of the Amazon basin, to identify the main parameters controlling their spatial distribution and to identify the role of discharge variability in the variability of the total dissolved solid (TDS) flux through the hydrological cycle. Data are compiled from the monthly hydrochemistry and daily discharge database of the "Programa Climatologico y Hidrologico de la Cuenca Amazonica de Bolivia" (PHICAB) and the HYBAM observatories from 34 stations distributed over the Amazon basin (for the 1983-1992 and 2000-2012 periods, respectively). This paper consists of a first global observation of the fluxes and temporal dynamics of each geomorphological domain of the Amazon basin. Based on mean interannual monthly flux calculations, we estimated that the Amazon basin delivered approximately 272 × 10(6) t year(-1) (263-278) of TDS during the 2003-2012 period, which represents approximately 7 % of the continental inputs to the oceans. This flux is mainly made up by HCO3, Ca and SiO2, reflecting the preferential contributions of carbonate and silicate chemical weathering to the Amazon River Basin. The main tributaries contributing to the TDS flux are the Marañon and Ucayali Rivers (approximately 50 % of the TDS production over 14 % of the Amazon basin area) due to the weathering of carbonates and evaporites drained by their Andean tributaries. An Andes-sedimentary area-shield TDS flux (and specific flux) gradient is observed throughout the basin and is first explained by the TDS concentration contrast between these domains, rather than variability in runoff. This observation highlights that, under tropical context, the weathering flux repartition is primarily controlled by the geomorphological/geological setting and confirms that sedimentary areas are currently active in terms of the production of dissolved load. The log relationships of concentration vs discharge have been characterized over all the studied stations and for all elements. The analysis of the slope of the relationship within the selected contexts reveals that the variability in TDS flux is mainly controlled by the discharge variability throughout the hydrological year. At the outlet of the basin, a clockwise hysteresis is observed for TDS concentration and is mainly controlled by Ca and HCO3 hysteresis, highlighting the need for a sampling strategy with a monthly frequency to accurately determine the TDS fluxes of the basin. The evaporite dissolution flux tends to be constant, whereas dissolved load fluxes released from other sources (silicate weathering, carbonate weathering, biological and/or atmospheric inputs) are mainly driven by variability in discharge. These results suggest that past and further climate variability had or will have a direct impact on the variability of dissolved fluxes in the Amazon. Further studies need to be performed to better understand the processes controlling the dynamics of weathering fluxes and their applicability to present-day concentration-discharge relationships at longer timescales.