Navegando por Autor "Costa, Mariana Rodrigues Amaral da"
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Tese Aplicação de técnicas químicas para mitigação da eutrofização e seus efeitos nos organismos planctônicos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-01-23) Brito, Fernanda Monicelli Câmara; Becker, Vanessa; Dias, Juliana Deo; http://lattes.cnpq.br/8119278936427700; http://lattes.cnpq.br/2999389235108507; Silva, Hérika Cavalcante Dantas da; http://lattes.cnpq.br/7724097005059203; Oliveira, José Neuciano Pinheiro de; http://lattes.cnpq.br/4920511661069792; Miranda, Marcela Aparecida Campos Neves; https://orcid.org/0000-0001-6994-8690; http://lattes.cnpq.br/4454563659703678; Costa, Mariana Rodrigues Amaral da; https://orcid.org/0000-0001-8768-8546; http://lattes.cnpq.br/9565880232504027Existem várias técnicas para controle da eutrofização, as técnicas físicas e químicas têm sido bastante utilizadas, entretanto existem poucos estudos sobre os os efeitos dessas técnicas no semiárido e nas comunidades planctônicas. Floc & Sinke Floc & Locksão técnicas de geoengenharia que tem como objetivo manipular o ciclo biogeoquímico do fósforo (P), removendo o P particulado (biomassa algal) por sedimentação (Floc & Sink), e o P dissolvido da água por adsorção e capeamento do sedimento (Floc & Lock). A técnica utiliza a combinação de coagulante e argilas (naturais ou modificadas) para sedimentação e/ou adsorção. Diante disso o objetivo geral dessa tese é analisar as respostas da comunidade planctônica frente à técnica de geoengenharia para controle da eutrofização e sua eficiência em águas de mananciais da região semiárida tropical. O primeiro capítulo teve por objetivo realizar uma análise cienciométrica da literatura para observar o efeito de técnicas químicas e físicas de controle da eutrofização em organismos planctônicos em ambientes eutróficos, avaliando a produção bibliométrica e determinando lacunas de conhecimento. Os resultados mostraram que as técnicas mais estudas foram: Floc & Sink, algicidas, Floc & Lock, aeração, dragagem e ultrassom, e que tem ocorrido mais interesse nelas ao longo dos anos. Os efeitos da técnica em outros grupos fitoplanctônicos, além das cianobactérias e no zooplâncton são pouco abordados, sendo uma das lacunas encontradas. Além disso, estudos que observem os efeitos ao longo do tempo, mostrando a sucessão da comunidade planctônica e em mesocosmos são minoria. No geral, todas as técnicas químicas removeram a biomassa ou o biovolume das cianobactérias. Ao contrário das técnicas físicas que tiveram resultados conflitantes, com resultados inconclusivos. Os poucos estudos após a aplicação da técnica mostram efeitos positivos na diversidade do fitoplâncton após o Floc & Sink e um aumento na riqueza após o Floc & Lock e a aeração. Todas as técnicas afetaram negativamente o zooplâncton, diminuindo a biomassa, sobrevivência ou abundância desses organismos. O capítulo dois objetivou analisar os efeitos na biomassa e composição fitoplanctônica, ao aplicarmos a técnica de mitigação Floc & Sink (F&S), em águas eutrofizadas de reservatórios da região semiárida tropical. Em escala experimental, utilizou-se um coagulante químico (Policloreto de Alumínio - PAC) e materiais naturais (Planossol e calcários bege e branco) como lastros para sedimentação e aplicamos uma abordagem funcional, Grupos Funcionais Baseados em Morfologia (MBFG), baseada em características morfológicas do fitoplâncton (Kruk et al., 2010), para avaliar quais mecanismos adaptativos são mais resistentes à sedimentação. A técnica foi capaz de sedimentar biomassa algal com adição coagulante mais lastro (PAC+Planosso; PAC+Calcário Bege e PAC+Calcário Branco). Os efeitos da técnica sobre a biomassa e composição do fitoplâncton variaram de acordo com o mecanismo de resistência à sedimentação. MBFG IV, sem características especializadas, sedimentado apenas com uso de coagulante. A presença de bainha mucilaginosa e aerótopos (Microcystis aeruginosa, MBFG VII), impediu sua sedimentação em todos os tratamentos. Nem o MBFG V (flagelados) nem o MBFG VI (diatomáceas pequenas) exibiram sedimentação. Além disso, as cianobactérias filamentosas (MBFG VIII) demonstraram maior resistência à sedimentação. O emprego de materiais de lastro naturais proporciona uma alternativa econômica para a remoção da biomassa de algas. O terceiro capítulo tem por objetivo testar a eficiência da técnica Floc & Lock no controle da fertilização interna e na remoção de biomassa algal de ambiente eutrofizado da região semiárida. Nós hipotetizamos que a técnica seria capaz de imobilizar o fósforo presente no sedimento, diminuindo a liberação de fósforo e assim, limitar o crescimento fitoplanctônico. O estudo foi conduzido em escala experimental em tubos de pvc contendo água e sedimento, incubados por 47 dias. Os tratamentos foram: adição de PAC, adição Phoslock® (PHOS), PAC + PHOS e PAC+PHOS+Calcário Bege (CB), além do controle, sem adição de nenhum tratamento. Nossos resultados mostraram que a técnica Floc & Lockconseguiu diminuir a liberação do fósforo no sedimento e limitar o crescimento fitoplanctônico, confirmando a hipótese do estudo. Apesar de todos os tratamentos terem sido eficientes no capeamento do sedimento e na remoção da bioamssaalgal, a combinação de PAC+PHOS foi o que alcançou menores taxas de liberação de fósforo. Entranto, os tratamentos PAC+ PHOS+CB e apenas PHOS também obtiveram bons resultados de remoção de biomassa algal e capeamento do sedimento, mostrando alternativas mais econômicas de aplicação.Artigo Effects of water level reduction on the dynamics of phytoplankton functional groups in tropical semi-arid shallow lakes(Springer, 2015-12-15) Becker, Vanessa; Costa, Mariana Rodrigues Amaral da; Attayde, José LuizDroughts are large-scale perturbations that affect freshwater ecosystems worldwide. A water level reduction caused by drought is an important driving factor of phytoplankton dynamics. It has been suggested that a water level reduction alters the light and mixing regime and increases nutrient concentrations and phytoplankton biomass favoring cyanobacterial blooms. We took advantage of two exceptionally dry years in the Brazilian semi-arid region to investigate the effects of the water level reduction on the water quality and phytoplankton communities of two shallow man-made lakes. In both lakes, the water level was reduced by half, while the water turbidity, conductivity, and nutrient concentrations increased.In the deeper lake, the phytoplankton biomass increased and was dominated by a cyanobacteria group as expected, but it decreased in the shallower lake and was dominated by mixotrophic flagellate groups. This was because of sediment resuspension by wind and fish facilitated by a water level reduction and increased the water turbidity more strongly in the shallower than in the deeper lake. Therefore, a water level reduction caused by a drought may either increase or decrease the phytoplankton biomass and cyanobacteria dominance in tropical shallow lakes depending on the lake depth and the concentration of inorganic suspended sedimentsDissertação O impacto da remoção de peixes sobre a dinâmica e estrutura dos grupos funcionais fitoplanctônicos em um lago raso tropical durante uma seca severa(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-03-20) Costa, Mariana Rodrigues Amaral da; ; ; http://lattes.cnpq.br/9565880232504027; Attayde, José Luiz de; ; http://lattes.cnpq.br/4121209629385349; Huszar, Vera Lúcia de Moraes; ; http://lattes.cnpq.br/9822692027567405A eutrofização artificial é uma das grandes ameaças à qualidade ambiental de ecossistemas aquáticos em todo o mundo. As expectativas dos cenários climáticos futuros para regiões áridas e semiáridas são períodos de secas mais intensas e frequentes, aumentando ainda mais o risco de eutrofização e de florações de cianobactérias. Muitas técnicas de restauração de lagos eutrofizados foram propostas para reduzir as cargas de nutrientes e melhorar a qualidade da água. Uma técnica bastante utilizada é a biomanipulação por remoção de peixes que vêm se mostrando eficiente em lagos eutróficos de regiões temperadas. Trabalha mos a hipótese de que a remoção de peixes bentív oros bioturbadores reduz a biomassa total do fitoplâncton e altera a composição dos grupos funcionais fitoplanctônicos , refletindo na melhora d a qualidade da água . Assim , este estudo teve como objetivo avaliar o impacto da biomanipulação na dinâmica e estr utura d os grupos funcionais fitoplanctônicos e n a qualidade da água. Aplicamos a técnica da biomanipulação no lago artificial ESEC, região semiárida do nordeste brasileiro e analisamos as variáveis físicas e químicas da água e a dinâmica dos grupos funcion ais fitoplanctônicos, mensalmente durante o período de novembro de 2012 a agosto de 2013. Com a remoção dos peixes bioturbadores, observamos um aumento significativo na zona eufótica, na riqueza de espécies fitoplanctônicas e o recrutamento de grupos funci onais fitoplanctônicos de algas verdes (grupos F e J) indicadoras de boa qualidade ambiental. Porém, não observamos diferenças significativas na concentração de fósforo total e na biomassa e diversidade fitoplanctônica. O efeito da seca severa na região du rante o estudo foi evidente , proporcionando uma redução drástica no nível de água que influenciou na disponibilidade de recursos e afetou a comunidade fitoplanctônica antes da biomanipulação . Para avaliar o efeito de uma seca severa sobre a dinâmica dos gr upos funcionais fitoplanctônicos e testar se períodos de seca são favoráveis à dominância de cianobactérias, estudamos dois lagos artificiais vizinhos (ESEC e Pocinhos) no semiárido tropical durante maio de 2012 a fevereiro de 2013. Observamos uma diferenc iação temporal das variáveis abióticas e do fitoplâncton causada pela seca severa. Ambos os lagos apresentaram redução de 2 metros do nível da água e aumento nos valores de condutividade, turbidez, nas concentrações de nutrientes e redução da transparência da água, durante o período da seca severa. Porém, a comunidade fitoplanctônica respondeu diferente às condições ambientais dependendo da profundidade de cada lago. O mais profundo (Pocinhos) aumentou a biomassa total do fitoplâncton e apresentou dominânci a do grupo funcional de cianobactérias heterocitadas formadoras de floração (grupo S N ) e o lago menos profundo (ESEC) reduziu a biomassa total e apresentou dominância de grupos funcionais de algas flageladas com metabolismo mixotrófico (grupos W 1 e W 2 ) . Su marizando, o conhecimento sobre os efeitos da biomanipulação por remoção de peixes bentívoros bioturbadores em um lago raso no semiárido tropical ainda é incipiente e o estudo possui limitações devido ao evento de seca prolongada durante o período de estud o . Sendo assim, é necessário um monitoramento em longo prazo para investigar os reais efeitos da biomanipulação no funcionamento do ecossistema. Além disso, períodos de seca podem ter efeitos antagônicos (aumento ou redução) na biomassa total , bem como na composição dos grupos funcionais fitoplanctônicos, que nem sempre levará à dominância de cianobactérias.Dissertação Impactos de eventos climáticos extremos na qualidade da água de corpos hídricos superficiais continentais(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-07-29) Moreira, Caio Vitor Matos; Becker, Vanessa; Costa, Mariana Rodrigues Amaral da; http://lattes.cnpq.br/9565880232504027; http://lattes.cnpq.br/2999389235108507; http://lattes.cnpq.br/6133350267694573; Oliveira, José Neuciano Pinheiro de; Dias, Juliana DeoEventos climáticos extremos (ECEs) relacionados à precipitação, tais como secas e chuvas intensas, possuem grande potencial de alterar a qualidade hídrica de corpos hídricos continentais, devido as mudanças climáticas esses eventos têm se tornado mais frequentes, tornando esses fenômenos importantes ameaças a esses ambientes que cumprem diversos papéis em nossa sociedade. Nesse sentido, entender como esses eventos impactam os corpos d’água continentais em escala temporal e espacial é uma importante ferramenta para gestão e mitigação desses futuros impactos. Por isso, o objetivo deste estudo é encontrar padrões temporais e espaciais desses efeitos e compreender como as particularidades em escala local podem amplificar os impactos dos eventos climáticos extremos. Para isso desenvolvemos em nosso primeiro capítulo uma revisão sistemática utilizando a cienciometria, que é o ramo da ciência que se propõe a estudar os aspectos da produção científica, visando entender tendênciase lacunas de uma área da ciência. Na análise cienciométrica retiramos as seguintes informaçõesde cada artigo: tipo de evento do estudo, zona climática da área de estudo, abordagem, ecossistema estudado, tipo de parâmetro estudado, comunidades biológicas (quando há estudobiológico), impacto no principal parâmetro e impacto na qualidade da água. 281 publicações foram utilizadas para análise de produção temporal de estudos e para as análises restante retiramos os artigos de revisão, resultando em 254 artigos. Observamos o aumento de publicações sobre a temática a partir do ano de 2014, encontramos que a zona climática temperada é a que mais produz esses artigos, os rios são os ecossistemas mais estudados e a grande maioria desses estudos reportam impactos negativos na qualidade da água desses ambientes. Além disso, esses eventos causam relevantes mudanças ecológicas devido as alterações físico-químicas sobrepostas a esses corpos hídricos. Entendemos que esse aumento do número de estudostenha sido causado por publicações de relatórios de órgãos internacionaissobre mudanças climáticas e ECEs, o padrão regional de publicações está mais relacionado a produção científica nessas localidades do que maior ocorrência de ECEs nas regiões. ECEs sãocapazes de introduzir e aumentar concentrações de sólidos, nutrientes e diversos poluentes. Estes eventos também intensificam o processo de eutrofização, a magnitude e duração desses impactos são controlados por características da bacia hidrográfica e condições antecedentes desses corpos hídricos. Em nosso segundo capítulo utilizamos dados limnológicos de monitoramento de 10 anos (2011- 2021) para analisar o impacto da flutuação de nível de água durante uma seca prolongada sob um reservatório do semiárido brasileiro, em que no início doseco apresentava alto volume de água e teve sua profundidade diminuindo progressivamente até secar completamente, com a posterior reinundação ao fim do período de monitoramento. O objetivo desse capítulo foi verificar se o período de seca intensificou a eutrofização desse reservatório. Utilizamos análise de agrupamento para a separação em clusters dos meses de monitoramento e as análises de Kruskall-Wallis e Análise de Componentes Principais (ACP) para analisar as diferenças entre os períodos e das variáveis ambientais. Nossa análise de agrupamento dividiu em três períodos caracterizados por suas profundidades máximas (Zmax) como: intermediário (I), período seco (II) e período de cheia (III). As variáveis: sólidos suspensos (fixos e voláteis), turbidez, condutividade elétrica, ortofosfato, fósforo total e clorofila-a apresentaram menores valores durante o período de cheia (III), enquanto a transparência Secchi e as concentrações de oxigênio dissolvido observadas nos períodos de menores profundidades (I e II) foram inferiores quando comparadas ao período III. Assim pudemos constatar a degradação sofrida pelo reservatório durante a seca prolongada e que durante os períodos de menores níveis de água tivemos degradação da qualidade hídrica e agravamento de eutrofização. Concluímos com esse estudo que os ECEs de precipitação impactam negativamente os corpos hídricos continentais e esses impactos alteram a dinâmica física, química e biológica desses ecossistemas. Além disso, condições ambientais da bacia de drenagem em que esses corpos aquáticos estão inseridos são fatores importantes para controle desses impactos. Estudos como esse fornecem subsídios para tomadas de decisão de gestão e recuperação dos corpos hídricos e se tornam ainda mais relevantes quando avaliamos as previsões de maior ocorrência de ECEs devido as mudanças climáticas.TCC A influência de variáveis ambientais na comunidade zooplanctônica em duas zonas climáticas distintas(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-07-22) Melo, Yasmin Layne Horácio de; Dias, Juliana Déo; Silva, Irma Carvalho e; http://lattes.cnpq.br/1715791969636653; http://lattes.cnpq.br/8119278936427700; http://lattes.cnpq.br/8633082735964916; Gonçalves, Carolina Teixeira Puppin; http://lattes.cnpq.br/9087447446660580; Costa, Mariana Rodrigues Amaral da; http://lattes.cnpq.br/9565880232504027As mudanças climáticas podem impactar diretamente os ecossistemas aquáticos, promovendo alterações nas comunidades biológicas, especialmente o zooplâncton. Desta forma, este estudo teve como objetivo avaliar a variação da riqueza de espécies e da densidade total do zooplâncton ao longo do tempo em corpos aquáticos de duas regiões de climas distintos, e o papel das variáveis ambientais nessa variação. Coletas de zooplâncton e variáveis ambientais foram realizadas entre os anos de 2011 e 2017, no reservatório de Gargalheiras, localizado no estado do Rio Grande do Norte (região tropical) e na Lagoa das Garças no estado do Paraná (região subtropical). O zooplâncton foi identificado e quantificado em laboratório. Foi realizada uma ACP para caracterizar as duas regiões por meio das variáveis ambientais ao longo do tempo, sendo a clorofila-a e o fósforo total os principais contribuintes para a separação dos ambientes. A variação temporal da riqueza e densidade do zooplâncton foi avaliada por meio de uma regressão linear e o efeito das variáveis ambientais nesses índices foi verificado através de uma análise de regressão múltipla. Ao longo do período de estudo, a região tropical apresentou maior densidade total de zooplâncton e a região subtropical uma maior riqueza de espécies. As análises de regressão múltipla indicam um efeito negativo da clorofila-a e transparência sobre a densidade de zooplâncton para a região tropical. Enquanto na região subtropical, a densidade foi influenciada positivamente pela temperatura e pH e negativamente pela clorofila-a. Em relação a riqueza, não houve efeito das variáveis sobre esse atributo na região tropical, no entanto, a variação deste atributo para a subtropical foi explicada de forma negativa pela clorofila-a e oxigênio dissolvido. A relação negativa entre os índices do zooplâncton e a concentração de clorofila-a e a transparência da água pode ser explicada pelo aumento de eutrofização nos corpos aquáticos continentais devido a alterações no padrão de precipitação, bem como a ações antrópicas.Tese Mixotrofia do fitoplâncton em um gradiente de luz e nutrientes(2019-04-26) Costa, Mariana Rodrigues Amaral da; Becker, Vanessa; Sarmento, Hugo Miguel Preto de Morais; ; ; ; Dias, Juliana Deo; ; Izaguirre, Irina; ; Ger, Kemal Ali; ; Crossetti, Luciane Oliveira;Eventos de precipitação e flutuações do nível de água são fatores ambientais que afetam de modo determinante o funcionamento de ecossistemas aquáticos, influenciando a dinâmica fitoplanctônica e seus recursos. O cenário climático futuro prevê um aumento na frequência e intensidade das secas nas regiões semiáridas. Eventos de seca podem levar à redução do nível de água e consequente aumento da disponibilidade de nutrientes, turbidez e condutividade, favorecendo a dominância de cianobactérias. Porém, estudos recentes demonstram que algas mixotróficas possam ser melhores competidoras em condições mais extremas, como eventos de secas prolongadas. Organismos mixotróficos desempenham funções importantes, como produtores e consumidores, e isto é refletido na estrutura da teia trófica. Nesse trabalho avaliamos o efeito do gradiente de precipitação pluviométrico na região semiárida sobre a estrutura da comunidade fitoplanctônica, baseada na abordagem dos traços funcionais. Confirmamos nossa hipótese que em períodos de seca os principais traços funcionais fitoplanctônicos recrutados são algas fixadoras de nitrogênio e com formas filamentosas e/ou coloniais, esses traços são relacionados com dominância de cianobactérias, porém em evento extremo de seca, com volumes hídricos críticos, há um colapso das cianobactérias e a substituição de dominância de algas com potencial mixotrófico. Para confirmar que a redução da disponibilidade de luz, causada pela ressuspensão do sedimento era o principal fator que altera esse padrão de substituição na comunidade fitoplanctônica, realizamos em laboratório experimentos de competição entre uma espécie de cianobactéria (Microcystis aeruginosa) e uma alga mixotrófica (Cryptomonas obovata) manipulando a luz e adição ou não de sedimento, em ambientes com altos níveis de nutrientes. Além disso, realizamos experimentos de grazing para estimar taxas de bacterivoria por algas flageladas mixotróficas (Cryptomonas marsonii e Ochromonas tuberculata) em distintas condições de luz e nutrientes, a fim de propor novas metodologias para facilitar a quantificação dessas taxas. Observamos que as algas mixotróficas obtiveram maiores taxas de crescimento nos tratamentos com adição de sedimento somente quando bactérias estavam presentes e calculamos maiores taxas de grazing via citometria de fluxo do que através da microscopia de epifluorescência e essa relação foi forte e significativa. Além disso, observamos que a técnica de marcação de vacúolos digestivos das algas mixotróficas demonstrou ser uma boa metodologia para estimar mixotrofia. Nosso estudo demonstra a importância das algas mixotróficas em ambientes eutrofizados, como os sistemas do semiárido afetados pela baixa disponibilidade hídrica, e compara metodologias que facilitam a quantificação de taxas de bacterivoria permitindo entender um melhor sobre essa forma mista de nutrição. Portanto, o estudo da mixotrofia implica em melhor compreender seu papel na estrutura e funcionamento das teias tróficas aquáticas.Artigo Water volume reduction increases eutrophication risk in tropical semi-arid reservoirs(Associação Brasileira de Limnologia, 2018-04-05) Becker, Vanessa; Rocha Junior, Carlos Alberto Nascimento da; Costa, Mariana Rodrigues Amaral da; Menezes, Rosemberg Fernandes; Attayde, José LuizGlobal patterns of temperature and precipitation have significantly changed over the last century and nearly all predictions point to even greater changes by the end of 2100. Long periods of drought in semi-arid regions generally reduce reservoirs and lakes water level, increasing the nutrients concentrations in the water. Our principal hypothesis is that water volume reduction, driven by prolonged droughts, will increase reservoirs susceptibility to eutrophication and accordingly an increase in trophic state. To test this hypothesis, we used a comparative analysis of ecosystems in a space-for-time substitution approach, in a Brazilian semi-arid region, to predict the consequences of reservoirs water volume reduction on key limnological variables. Methods: We sampled 16 reservoirs located in two sub-basins with contrasting rainfall regimes, inserted on Piranhas-Açu watershed. The Seridó River basin (SB) is dry and the Piancó River basin (SB) is humid, with annual mean precipitation of 500 and 700 mm, respectively. Linear regressions analyzes were performed to assess whether the percentage of maximum volume stored (%MVS) is a good predictor for total phosphorus (TP), total nitrogen (TN) and chlorophyll-a (CHLA). In addition, a two factorial analysis of variance (two-way ANOVA) was performed to test for period (dry, very dry and extremely dry), basin (SB and PB) and their interactions effects on TP, TN, CHLA, conductivity, turbidity, and Secchi depth. Results: The results showed a reduction in the reservoirs %MVS both for PB and SB regions. At the extremely dry period, all reservoirs were classified as eutrophic, but TP concentrations reached much higher values in SB than in PB. The linear regressions analyses showed that the TP and TN were negatively related to %MVS during all periods sampled. The two-way ANOVA showed that there were significant basin and period effects on TP, TN, Secchi depth and turbidity, whereas for CHLA and conductivity only basin effects were observed. In addition, we found significant interaction effects between period and basin on TP, TN and turbidity. Conclusions: We conclude that the contrasting levels of rainfall observed between the two basins affect the water quality and trophic state of the reservoirs and these effects are magnified by water volume reduction. Therefore, our findings might help to predict the consequences of rainfall reductions on freshwater ecosystems of Brazilian drylands