Associação da ocorrência de cianobactérias às variações de parâmetros de qualidade da água em quatro bacias hidrográficas de Minas Gerais

The presence of cyanobacteria in water systems is one of the main pollution problems all over the world. A deep concern is dedicated to cyanobacterial blooms in Brazil, since it was the first country in the world to register human deaths caused by the presence of cyanoprocaryota toxins. Despite this rising problem the investigation of cyanobacterial presence in river waters is quite limited to the international literature. The aim of this study is to understand the associations between water quality parameters and the occurrence of high cyanobacteria density in lotic environments of Minas Gerais State. Water quality data used in this research refers to a long term monitoring programme carried out in the State of Minas Gerais, Brazil by IGAM. Four drainage basins, which are characterized by a marked anthropic influence, have been selected. Data of cyanobacteria populations were considered in the period 2007-2011, with a total of 1555 samplings. The Followingwater parameters were analyzed: cyanobacteria density, chlorophyll a, temperature, dissolved oxygen, BOD, pH, chlorine, colour, alkalinity, electrical conductivity, nitrate, nitrite, ammonium nitrogen, total phosphorus, turbidity and total suspended solids. The statistical evaluation involved the detection of outliers, testing the normality of the data, Spearman correlation matrix and Principal Component Analysis (PCA). Seven cyanobacteria taxa have been identified as responsible for blooms registered in the four drainage basins. Its important to notice that some of those species are able to produce cyanotoxins, what makes their monitoring even more important. Most of the cyanobacteria blooms were registered during the dry season (April to October). This evidence may be a discussion point about the influence of global warming in the onset of cyanobacterial blooms. PCA results point out a positive correlation of Cyanobacteria Density with pH, Chlorophyll a, Nitrate and Temperature and an inverse relationship with Colour, Turbidity and Suspended Solids. The Velhas basin was the one with major high density episodes occurrences in the period of study and that was due to its long term high values of nitrate, phosphorus and pH. The paramount conclusion to be drawn from this research is that it takes more than one main trigger for the onset of cyanobacteria blooms in Minas Gerais State rivers. The combination of following factors: high loads of nitrate and phosphorus, alkaline pH values, high water temperatures and the prevalence of long dry periods is what takes for the rise of cyanobacteria density.

A presença de cianobactérias, em sistemas aquaticos é um dos principais problemas de poluição em todo o mundo. Uma grande preocupação a respeito das florações de cianobactérias é dada no Brasil, uma vez que foi aqui a primeira ocorrência de mortes humanas causadas pela presença de cianotoxinas na água. Apesar dos frequentes problemas de florações em ambientes aquáticos, a investigaçãodas causas da presença de cianobactérias em rios é bastante limitada à literatura internacional. O objetivo deste estudo é compreender as relações entre parametros de qualidade da água ea ocorrência de alta densidade de cianobactérias em rios do Estado de Minas Gerais. Dados de qualidade da água utilizados nesta pesquisa referem-se ao programa de monitoramento realizado no Estado de Minas Gerais pelo IGAM. Quatro bacias caracterizadas por diferentes influências antrópicas, foram selecionadas. Dados das populações de cianobactérias utilizados são do período 2007-2011, totalizando 1555 amostras. Os parâmetros da água analisados foram: densidade de cianobactérias, clorofila a, temperatura da água, oxigênio dissolvido, DBO, pH, cloreto, cor, alcalinidade, condutividade elétrica, nitrato, nitrito, nitrogênio amoniacal, fósforo total, turbidez e sólidos suspensos totais. A avaliação estatística envolveu a detecção de outliers, testes de normalidade dos dados, correlação de Spearman e Análise de Componentes Principais (PCA). Sete taxa de cianobactérias foram identificadas como responsáveis por florações, registradas nas quatro bacias hidrográficas. É importante destacar que algumas destas espécies são capazes de produzir cianotoxinas, o que torna o seu monitoramento ainda mais importante. A maioria das florações foram registradas durante a estação seca (abril a outubro). Esta evidência trás uma importante discussão sobre a influência do aquecimento global nas florações de cianobactérias. Os resultados da PCA apontam uma correlação positiva da densidade de cianobactérias com o pH, clorofila a, temperatura e nitrato, e uma relação inversa com turbidez, cor e sólidos em suspensão. A bacia do Velhas foi a que apresentou a maior frequência de ocorrências de episodios de densidade acima de 10.000cel/mL no período de estudo. Isto se deveu a seus valores historicamente elevados de nitrato, fósforo e pH. A principal conclusão a ser destacada nesta pesquisa é que é preciso mais do que um gatilho principal para a ocorrência de florações de cianobactérias nos rios do Estado. A combinação dos seguintes fatores: cargas elevadas de nitrato e fósforo, valores de pH alcalino, elevadas temperaturas da água e prevalência de longos períodos de seca é a combinação necessária para o aumento das densidadesde cianobactérias.