Drinking water monitoring plans are important to characterize both treated and untreated water used for drinking purposes. Access to drinking water increased in recent years as a response to the Millennium Development Goals set for 2015. The new Sustainable Development Goals aim to ensure universal access to safe drinking water by 2030. Within the framework of these global goals, it is crucial to monitor local drinking water systems. In this paper, treated and untreated water from different sources currently consumed in a specific town in Salta, northern Argentina, was thoroughly assessed. Monitoring extended along several seasons and included the physical, chemical and microbiological variables recommended by the Argentine Food Code. On the one hand, treated water mostly complies with these standards, with some non-compliances detected during the rainy season. Untreated water, on the other hand, never meets microbiological standards and is unfit for human consumption. Monitoring seems essential to detect anomalies and help guarantee a constant provision of safe drinking water. New treatment plants are urgently needed to expand the water grid to the entire population.

Tese (Doutorado-Área Ciências da Engenharia Ambiental) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos. Orientador: Prof. Dr. Silvio Crestana. | A agricultura é a atividade humana que mais afeta o meio ambiente. Imensas quantidades de insumos agrícolas são aplicados sobre o solo e grande parte destes degrada os recursos hídricos. Para uma investigação adequada do efeito destes insumos, estudam-se as propriedades hidráulicas do solo, que influem no transporte de solutos neste meio. Medir tais propriedades e modelar os parâmetros correlatos são tarefas extremamente complexas, devido ao tempo requerido, dinheiro, instrumentação e escala. As metodologias convencionais inferem as propriedades hidráulicas em amostras que estão em equilíbrio, através de técnicas invasivas e sob restrições especiais. esta tes contribui com a Ciência do Ambiente, via Ciência do Solo, propondo um novo método de estudo da infiltração da água na região não-saturada do solo, utilizando a tomografia computadorizada (TC). O tomógrafo foi aqui desenvolvido e construído. A TC, neste trabalho, mediu a umidade durante o fluxo não-saturado e, através da solução numérica da equação de Richards e do modelo Rossi-Nimmo, obtiveram-se a curva de retenção, a sortividade, e a difusividade. Resultados qualitativos, como imagens 2D e 3D, e resultados quantitativos demonstraram a boa correlação do método proposto com o método tradicional de medida da curva de retenção. Amostras de solo estruturado foram analisadas em laboratório e em camp.

Abstract Water is a resource for agriculture, urban and industrial activities. It is insufficient in the arid climate areas in the north east of Brazil. Saline water is as an alternative to the expansion of agricultural irrigation areas. Our objective was to assess the effect of irrigation with saline water and nitrogen fertilization on sunflower (Helianthus annuus L.) cv. EMBRAPA 122-V2000 growth. This study was carried out in a greenhouse at the Campina Grande Federal University, Paraiba, Brazil, between April and July 2012. The experimental design was completely random with three replications in a 5×5 factorial arrangement; salinity levels in irrigation water, with electrical conductivity (ECa) of 0.7, 1.7, 2.7, 3.7 and 4.7 dS m-1 (25 °C) and N doses of 50, 75, 100, 125 and 150 mg kg-1 as factors, in 75 experimental units. The variables evaluated during the growth cycle were: plant height, stem diameter, number of leaves, leaf area, flowering onset, maximum inflorescence opening, inner and external flower diameter, and chlorophyll content. The results with ECa of 0.7 dS m-1 linearly decreased. The salinity of the irrigation water and nitrogen fertilization interaction was not significant in the evaluated variables, except for the plant height 15 d after sowing. The flowering variables were delayed as the salinity of the irrigation water increased and chlorophyll content decreased, but increased with N. | Resumen El agua es un recurso para la agricultura, urbano e industrial y es insuficiente en zonas con clima semiárido en el nordeste de Brasil. El agua salina debe considerarse una alternativa para la expansión de las zonas agricolas con riego. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto del riego con agua salina y fertilización nitrogenada en el crecimiento del girasol (Helianthus annuus L.) cv. EMBRAPA 122-V2000. El estudio se desarrolló en un invernadero de la Universidad Federal de Campina Grande, Paraiba, Brasil, entre abril y julio de 2012. El diseño experimental fue totalmente al azar con tres repeticiones, en arreglo factorial 5×5; niveles de salinidad del agua de riego con conductividad eléctrica (ECa) de 0.7, 1.7, 2.7, 3.7 y 4.7 dS m-1 (25 °C) y dosis de N de 50, 75, 100, 125 y 150 mg kg-1, en 75 unidades experimentales. Las variables evaluadas durante el ciclo de crecimiento fueron: altura de la planta, diámetro del tallo, número de hojas, área foliar, inicio de floración, apertura máxima de la inflorescencia, diámetro interno y externo del capítulo floral, y contenido de clorofila. Los resultados con ECa de 0.7 dS m-1 decrecieron linealmente. La interacción salinidad del agua del riego y fertilización nitrogenada no fue significativa en las variables, excepto en la altura de la planta 15 d después de la siembra. Las variables de la floración se retardaron con el aumento de la salinidad del agua de riego y el contenido de clorofila disminuyó, pero aumentó con el N.

Director de la tesis : Roel, Alvaro. -- Tribunal : Riccetto, Sara; Capurro, Cristina; Puppo, Lucía; Siri, Guillermo

Se realizó un estudio con el objetivo de evaluar la eficiencia del agua de riego en la producción de materia seca y proteína cruda en cinco variedades de alfalfa y dos sistemas de riego, en Zacatecas. La siembra se realizó el 2 de febrero del 2012 bajo un diseño de bloques completamente al azar con arreglo de parcelas divididas y tres repeticiones. Los sistemas de riego evaluados fueron goteo sub-superficial (RGS) e inundación en melgas; y las variedades Silverado, Júpiter, 58n57, Excelente, y Gigante. El análisis estadístico fue en un diseño de parcelas divididas mediante el paquete estadístico SAS. La producción de materia seca (PMS) no se afectó por el sistema de riego (P>0.05), con una media para el total de cinco cortes de 15,561 y 14,121 kg ha-1 para los sistemas RGS e inundación; respectivamente. En cuanto a variedades solamente se encontraron diferencias (P<0.05) en el tercer corte para PMS, sobresaliendo Gigante y Júpiter con 4,638 y 4,263 kg ha-1; respectivamente. No hubo interacción entre riego*variedad (P>0.05). Los sistemas de riego no afectaron el porcentaje de proteína cruda y la producción de proteína cruda del forraje. El sistema RGS redujo en 44 % el volumen de agua aplicada en comparación al riego por inundación. Además en el mismo sentido incrementó la eficiencia del agua de riego en la producción de materia seca y proteína cruda del forraje en 49.2 y 50.9 % respectivamente.

RESUMEN Los macroinvertebrados acuáticos bentónicos (MAB) son organismos que por sus características, tanto a nivel individual como de comunidad, son considerados como eficientes bioindicadores de la calidad de los cuerpos de agua. El objetivo del presente trabajo de investigación fué relacionar los cambios en la estructura comunitaria de los MAB con la variación de los parámetros asociados a la calidad del agua en el rio Mashcón. Para ello se seleccionaron cinco estaciones de muestreo en las cuales se tomaron muestras de agua para su análisis físico, químico y microbiológico y se recolectó los MAB, siendo preservados para su posterior análisis. Los parámetros de calidad del agua en las cinco estaciones de muestreo indican una notoria variación en cuanto a variables relacionadas a la cantidad de materia orgánica presente en el agua como el DBO5 y DQO; como también en los coliformes totales. Estos parámetros son asociados a perturbación de origen antrópico, lo que guarda relación con la proximidad de las estaciones de muestreo con asentamientos humanos. La comunidad de macroinvertebrados acuáticos bentónicos registrada en las cinco estaciones de muestreo totalizo 1 091 individuos que se distribuyeron en 7 órdenes y 17 familias, de las cuales 14 corresponden a familias de insectos, siendo el grupo con mayor presencia en las cinco estaciones. En las estaciones E1 y E2 se observó una mayor abundancia de la familia Chironomidae, que son considerados indicadores de aguas contaminadas con materia orgánica. En las estaciones E3, E4 y E5 fue la familia Batidae la que mayor abundancia presentó, aunque también se registró en la estación dos, que presenta un alto grado de perturbación, por lo que no indicaría precisamente aguas de buena calidad. No siendo el caso de la familia Leptophlebiidae (orden Ephemeroptera) y familias pertenecientes a los órdenes Trichoptera y Coleóptera que solo se registraron en las estaciones E4 y E5, que presentan una menor perturbación, por lo que estas familias indicarían una mejor calidad del agua. En cuanto a los índices de diversidad aplicados los resultados muestran que la estación cuatro y la estación E5 tienen la mayor diversidad (H´), lo que indicaría que son aguas de buena calidad. La comunidad de MAB se caracterizó en función del grupo trófico al que pertenecen. Los resultados muestran cómo estos varían en cada estación, encontrándose una baja diversidad en las estaciones E1, E2 y E3; en relación a las estaciones E4 y E5 que muestran una alta variedad de grupos tróficos. Los índices bióticos (IB) utilizados en este estudio mostraron una similar tendencia general en las cinco estaciones de muestreo y permitió definir ambientes en buen estado y otras, fuertemente impactadas desde el punto de vista biológico. Los índices bióticos indican que las estaciones uno, dos y tres son las que mayor perturbación presentan, siendo la estación uno la que mayor contaminación presentaría. Al analizar los resultados obtenidos en las cinco estaciones de muestreo en el rio Mashcón, se llega a la conclusión que existe una correlación entre los parámetros de calidad del agua y los MAB. Basándose en el estudio de la comunidad de MAB en función de la abundancia de familias, índices de diversidad, grupos tróficos y la aplicación de índices bióticos (IB) para determinar la calidad del agua; en relación a parámetros físicos, químicos y microbiológicos que se registraron en cada estación de muestreo. PALABRAS CLAVE: macroinvertebrados, calidad, bioindicadores, contaminación, Cajamarca, río Mashcón | ABSTRACT Benthic aquatic macroinvertebrates (BAM), are organisms that by their characteristics, both individual level and as a community, are considered as efficient bioindicators of the quality of water bodies. The objective of this research was to relate changes in community structure of BAM with the variation of the parameters associated with water quality in the Mashcón river. For it, there were selected five sampling stations where water samples were taken for physical, chemical and microbiological analysis and were collected the BAM, which were preserved for further analysis. The parameters of water quality in the five sampling stations indicate a marked variation as for variables related to the quantity of organic matter present in water as the BOD 5 and COD; as also in total coliforms. These parameters are associated with anthropogenic disturbance, which is related to the proximity of the sampling stations with human settlements. The community of benthic aquatic macroinvertebrates recorded in the five sampling stations totaled 1,091 individuals who were distributed in 7 orders and 17 families, of which 14 correspond to insect families, being the group with the greatest presence at the five stations. On the stations E1 and E2 was observed a higher abundance of Chironomidae family, which are considered indicators of water contaminated with organic matter. On the stations E3, E4 and E5 was the Batidae family, which presented a higher abundance, though also was recorded on the station two, which has a high degree of disturbance, so it not precisely indicate waters of good quality. Not being the case of Leptophlebiidae family (order Ephemeroptera) and families belonging to the Trichoptera and Coleoptera orders that only were recorded in the E4 and E5 stations, which present a minor disturbance, for what these families would indicate a better quality of water. As for the diversity indexes applied to the results show that the E4 and E5 stations have the highest diversity (H´), which would indicate that these are waters of good quality. The BAM’s community was characterized in function of the trophic group that they belong. The results show how these vary in each station, finding a low diversity in the E1, E2 and E3 stations; in relation to E4 and E5 stations witch showing a high variety of trophic groups. The biotic indexes (BI) used in this study showed a similar general trend in the five sampling stations and it allowed to define environments in good condition and others, strongly impacted from the biological point of view. The biotic indexes indicate that the stations one, two and three are those that present major disturbance, being the station one, which a higher pollution would present. On having analyzed the results obtained in the five sampling stations in the Mashcón river, it is concluded that exist a correlation between the parameters of water quality and the BAM. Being based on the study of the BAM community in function of the abundance of family, diversity indexes, trophic groups and the application of biotic indexes (BI) to determine water quality; in relation to physical, chemical and microbiological parameters that were recorded at each sampling station. KEYWORDS: macroinvertebrates, quality, bioindicators, pollution, Cajamarca, Mashcón river.

El área de estudio se encuentra en el sur de la provincia de Buenos Aires (Argentina) y forma parte de la región pampeana Argentina. Se caracteriza por el predominio de un clima templado. El objetivo de este trabajo fue cuantificar los efectos de los eventos climáticos extremos en el estado de la vegetación y la extensión del área cubierta por agua, en una cuenca hidrográfica de clima templado (cuenca del arroyo Napostá Chico). El período de estudio fue 2000-2013. La metodología incluyó el análisis de serie de datos del Índice Estandarizado de Precipitación y Evapotranspiración (SPEI) a escala 1, 3 y 12 meses, para la detección de eventos climáticos extremos. Mediante interpretación visual de imágenes satelitales, se determinaron las diferentes coberturas de la cuenca y se calculó el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (en inglés, NDVI). Además, se delinearon los cuerpos de agua del área de estudio mediante procesamiento digital de imágenes satelitales Landsat 5 TM y 7 ETM+ correspondientes a los eventos extremos definidos mediante la aplicación del SPEI. Los mismos fueron definidos para 2001 y 2004 (eventos húmedos), 2008 y 2009 (eventos secos) y 2007 (evento normal). El estado de la vegetación así como también las extensiones cubiertas por los cuerpos de agua, presentaron variaciones a lo largo de los diferentes eventos climáticos extremos. La vulnerabilidad climática de la cuenca y el conocimiento de los eventos de precipitación extremos es fundamental para la gestión de los recursos hídricos y de las actividades agroeconómicas que allí se desarrollan. | The study area is located in the south of the Buenos Aires province (Argentina) and it is included in the “Región Pampeana” argentina. It is characterized by a template climate. The aim of this work was quantify the extreme climatic events effects on vegetation state and area covered by water, in a watershed of a template climate (Napostá Chico creek). The study period was 2000-2013. The methodology included the analysis of Standardized Precipitation- Evapotranspiration Index (SPEI) in 3 temporal scales (1, 3 and 12 months) in order to detect the extreme climatic events. Several land covers were defined by visual interpretation of satellite image and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) application. Landsat 5 TM and 7 ETM+ satellite images were processed for water bodies delineation. The extreme events were defined during 2001 and 2004 (wet years), 2008 and 2009 (dry years) and 2007 (normal year). As a result, state of vegetation and area covered by water showed variations among extreme events. Knowledge about climatic vulnerability of the watershed and the extreme events occurrence is essential for the hydric resources management and economic activities of the study region. | Fil: Brendel, Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto Argentino de Oceanografía. Universidad Nacional del Sur. Instituto Argentino de Oceanografía; Argentina | Fil: Bohn, Vanesa Yael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional del Sur; Argentina | Fil: Piccolo, Maria Cintia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto Argentino de Oceanografía. Universidad Nacional del Sur. Instituto Argentino de Oceanografía; Argentina

La reserva El Santuario se encuentra ubicada dentro del complejo de páramos Guerrero en Tausa, Cundinamarca. Durante 40 años la reserva se encontró sometida a actividades de extracción minera, en su sistema hídrico: La quebrada el Santuario, evidenciando un impacto de degradación al ecosistema. Se estudió la calidad de agua de la quebrada el santuario por medio de parámetros fisicoquímicos e indicadores biológicos: Fitoplancton y perifiton. Se determinaron variables químicas, microbiológicas e índices de contaminación: ICOMO, ICOTRO, ICOpH. Se establecieron índices de diversidad, abundancias de comunidades fitoplanctónicas como perifíticas y sus respectivas variables ambientales en ocho puntos de muestreo, cinco correspondientes a fitoplancton y tres a perifiton. Los muestreos se realizaron en los meses de marzo, abril, mayo, junio y agosto. Los resultados obtenidos frente a los índices de contaminación determinaron que el sistema acuático presenta baja contaminación y procesos de eutrofización. En cuanto a la relación de la DBO y DQO se estableció predominio de contaminantes orgánicos biodegradables. Los resultados de comunidades biológicas mostraron altas abundancias de géneros pertenecientes a la Clase Bacillariophyta: Navicula y Gomphonema. Los índices de Diversidad evidenciaron especies dominantes, además de no ser un sistema que presente alta diversidad ni ser característico de ecosistemas equitativos. En general, la quebrada presenta bajos índices de contaminación y evidencia indicios de autodepuración por procesos naturales teniendo en cuenta la presencia de géneros indicadores de aguas oligotróficas como el género Staurastrum y los resultados obtenidos de variables microbiológicas, químicas, ambientales e Índices de contaminación. | Biólogo | Pregrado | The reserve El Santuario is located within the Guerrero páramos complex in Tausa, Cundinamarca. During 40 years the reserve was subjected to mining extraction activities, in its water system: The Quebrada El Santuario, evidencing an impact of degradation to the ecosystem. The water quality of the Quebrada El Santuario was studied by means of physicochemical parameters and biological indicators: phytoplankton and periphyton. Chemical, microbiological and contamination indexes were determined: ICOMO, ICOTRO, ICOpH. Diversity indices, abundances of phytoplanktonic and periphytic communities and their respective environmental variables were established in eight sampling points, five corresponding to phytoplankton and three to perifiton. Samples were taken in the months of March, April, May, June and August. The results obtained against the pollution indexes determined that the aquatic system presents low pollution and eutrophication processes. In relation to the DBO and DQO ratio, a predominance of biodegradable organic pollutants was established. The results of biological communities showed high abundances of genera belonging to the Bacillariophyta Class: Navicula and Gomphonema. The Diversity indexes showed dominant species, besides not being a system that presents high diversity nor is characteristic of equitable ecosystems. In general, the stream has low levels of contamination and evidence of autodepuration by natural processes, taking into account the presence of genotypes of oligotrophic waters such as the genus Staurastrum and the results obtained from microbiological, chemical, environmental variables and pollution indices.

Os recursos hídricos são requeridos em quantidade e qualidade no processo de desenvolvimento econômico e social, bem como na manutenção do equilíbrio dos ecossistemas naturais. O Rio Doce é formado pela confluência dos rios do Carmo e Piranga, atravessa o leste de Minas Gerais e o estado do Espírito Santo, passando por municípios onde desempenha importantes funções na manutenção dos ecossistemas ripários e no abastecimento hídrico. Em novembro de 2015 a Barragem de Fundão, localizada no Distrito de Bento Rodrigues, município de Mariana, MG, se rompeu liberando cerca de 40 milhões de m³ de rejeitos da mineração de ferro nos rios Gualaxo do Norte, do Carmo e Doce, causando graves impactos ambientais e comprometendo o abastecimento hídrico em muitas localidades. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade das águas, a presença de elementos traços em sedimentos e investigar a mobilidade destes elementos para as águas dos rios do Carmo, Doce e Piranga. Amostras de água e sedimentos foram coletadas em 12 trechos dos rios do Carmo, Piranga e Doce. Para as amostras de água foram obtidos os parâmetros de qualidade da água: pH, oxigênio dissolvido, cor verdadeira, turbidez, Escherichia coli, sólidos suspensos totais e as concentrações de Al, As, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mg, Mn, Ni, Pb e Zn solúveis, por meio de digestão ácida estabelecida pelo método USEPA SW-846 3015A. Nos sedimentos foram quantificados os teores totais de Al, As, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mg, Mn, Mo, Ni, Pb, V e Zn, por digestão ácida estabelecida pelo método USEPA SW-846 3051 e as frações: trocável, redutível, oxidável e residual, deste mesmos elementos químicos por extração sequencial BCR seguida por digestão ácida. O Rio Doce e seus formadores estão enquadrados na Classe 2, de acordo com legislação ambiental vigente. Para os três rios avaliados os valores obtidos para pH, cor verdadeira e sólidos suspensos totais ficaram na faixa de tolerância estabelecida para a Classe 2 e os valores obtidos para oxigênio dissolvido e E. coli acima dos limites estabelecidos para a classe. Apenas as águas do Rio Piranga atenderam ao valor estabelecido para turbidez. Nos rios do Carmo e Piranga as concentrações de As dissolvido ficaram acima do limite estabelecido para a prática da pesca e da aquicultura, porém dentro da faixa de tolerância para o uso em irrigação e abastecimento hídrico. Nestes rios as concentrações de Fe solúvel excederam o valor máximo estabelecido para a Classe 2. Mn dissolvido excedeu o valor máximo em apenas dois trechos do Rio Doce e Zn dissolvido em apenas um trecho do Rio do Carmo indicando contaminações localizadas destes elementos. Os sedimentos dos rios do Carmo e Doce apresentaram composição química similar considerando os elementos analisados. Foram encontrados teores de Cd acima do valor de investigação (VI) e teores de Hg acima do valor de prevenção (VP). Para os sedimentos do Rio Piranga foram encontrados teores de Cd, Cr, Ni e Zn acima do VP e teores de Co e Mo acima do valor de referência de qualidade (VRQ). O gelfloc coletado no Rio do Carmo apresentou maiores teores de As, Al, Ca, Cd, Co, Cr, Fe, Ni, Pb, V e Zn em relação ao sedimento coletado no mesmo trecho, porém o conteúdo de Hg neste material foi 4 vezes menor. Para a maior parte dos elementos analisados, exceto Ca, Mg e Mn (para os rios do Carmo e Doce) e As, Co e Mn (para o Rio Piranga), as maiores frações foram extraídas da fase residual, o que se traduz em baixa mobilidade destes elementos para a água dos rios, por consequência de estarem constituindo a rede cristalina dos minerais ou ocorrendo na forma de concreções pouco solúveis. | The water resources are required in quantity and quality at process of economic and social development and in upkeep the balance of natural ecosystems. The Doce River is formed by the confluence of Carmo with Piranga rivers. It crosses the east of Minas Gerais state and Espírito Santo state, passing through cities where it plays important functions at the maintenance of riparian ecosystems and water supply. In November 2015, the tailing dam of Fundão, located at Mariana City, Minas Gerais, ruptured and released around 40 million m³ of iron ore tailings in North Gualaxo, Carmo and Doce rivers, which caused a serious environmental impacts and compromised water supply in many cities. The objective of this work was to evaluate the water quality, the presence of traces elements in sediments and to investigate the mobility of these elements to the waters of the rivers Carmo, Doce and Piranga. Water and sediment samples were collected in 12 sites of Carmo, Piranga and Doce rivers. For water samples was measured the parameter of water quality: pH, dissolved oxygen, true color, turbidity, Escherichia coli, total suspended solids and Al, As, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mg, Mn, Ni, Pb and Zn concentrations by acid digestion established by USEPA method SW- 846 3015A. In the sediments were quantified the contents of Al, As, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mg, Mn, Mo, Ni, Pb, V and Zn by acid digestion established by USEPA method SW-846 3051A. The exchangeable, reducible, oxidizable and residual fractions, of these same chemical elements were also evaluated by sequential extraction BCR. Doce River and its tributaries are classified in Class 2 according to the current environmental legislation. For the three rivers evaluated, the values obtained for pH, true color and total suspended solids were within the tolerance range established for class 2. However, the values of dissolved oxygen and E. coli were above the established limits. Only the water from Piranga river was accomplished within the threshold of turbidity. At rivers Carmo and Piranga, the soluble As were above the established limit for fishing and aquaculture, but within the tolerance range for irrigation and water supply. Howsoever, the soluble Fe exceeded the maximum value established for Class 2, in these rivers. Soluble Mn exceeded the maximum value in two sites collected at Doce River and Soluble Zn in only one site of Carmo River, which indicated local contaminations of these elements. The sediments of Carmo and Doce rivers presented similar chemical composition considering the analyzed elements, where were found levels of Cd above the value of investigation (VI) and Hg levels above the value of prevention (VP). For sediments of Piranga River, levels of Cd, Cr, Ni and Zn were above the VP, and Co and Mo contents were above the quality reference value (VRQ). The samples of biomaterial of iron accumulation, called gelfloc, which was collected at Carmo River presented higher contents of As, Al, Ca, Cd, Co, Cr, Fe, Ni, Pb, V and Zn in relation to the sediments collected in the same site, but the Hg content in this material was 4 times smaller. Most of the elements in the sediments, excepted Ca, Mg and Mn (for the Carmo and Doce rivers) and As, Co and Mn (for the Piranga River), were associated to residual fraction, which indicated a lower mobility of these elements, due the association to the crystalline network of the stable minerals. | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

For the thesis composition were prepared four scientific manuscripts based on studies with mineral release, absorption, metabolism and balance, and water intake of beef cattle. In the first manuscript the objective was to quantify the dry matter (DM) digestibility and total ash (TA) and mineral release from 12 concentrate and 12 forage feedstuffs commonly fed to cattle using in situ and in vitro methods. The concentrate and forage feedstuffs were incubated in the rumen of ruminally cannulated beef bulls at 8 different time points. Two different trials were conducted for concentrates and forages, with maximum incubation time of 72 and 120 h, respectively. The residue from samples incubated for 24 h were treated with pepsin and HCl to simulate abomasum digestion. The initial and residual samples after in situ and in vitro incubations were measured. An asymptotic model was adopted for estimating solubility of minerals, degradation rate of DM, and TA. Correlations between feedstuff contents and mineral release were evaluated. Cluster analysis was performed to group feedstuffs, in relation to TA release. Large variability was observed between concentrate and forage feedstuffs for all analyzed constituents. Large variability was observed for the effective ruminal degradation of TA, and individual mineral release. When feedstuffs were clustered according with the α, β and kd estimates of TA ruminal release, 4 groups were identified. From group “1” to group “4” was observed an increase in the soluble fraction, and a reduction in both moderate releasable fraction and release rate. Neutral detergent fiber content has a negative correlation with mineral release in the rumen, while mineral content has positive correlation. These results demonstrate that mineral solubilization in digestive tract is not the limiting factor to mineral absorption from the feedstuffs tested. The objectives of the second and third manuscripts were to measure the effects of mineral supplementation on nutrient intake and digestibility, performance, mineral balance and requirements and mineral concentrations in the body of Nellore beef cattle fed with and without calcium (Ca), phosphorus (P) and micromineral (MM) supplemental sources during the growing and finishing phases. Nellore cattle (n = 51, initial body weight = 270.4 ± 36.6 kg, age = 8 months) were assigned to one of three vigroups: reference (n = 5), maintenance (n = 4), and performance (n = 42). Reference group was slaughtered at the beginning of the experiment to measure initial mineral status. The maintenance group was used to collect values of animals at low gain and reduced mineral intake. Animals of performance group were assigned to one of six treatments: sugarcane as a roughage source and a soybean meal and soybean hull-based concentrate with (SH100) and without (SH0) Ca, P and MM supplementation; sugarcane as the roughage source and a soybean meal and ground corn-based concentrate with (SC100) and without (SC0) Ca, P and MM supplementation; and corn silage as the roughage source with a soybean meal and corn-based concentrate with (CS100) and without (CS0) Ca, P and MM supplementation. The experiment was conducted as a completely randomized design with a 3 × 2 factorial arrangement of treatments. Nutrient intake and digestibility, bone and serum parameters related to Ca and P metabolism, and liver mineral concentrations were measured. Orthogonal contrasts were adopted to compare mineral intake, fecal and urinary excretion and apparent retention among treatments. Maintenance requirements and true retention coefficients were generated with the aid of linear regression between mineral intake and mineral retention. Mineral composition of the body and gain requirements were assessed using non-linear regression between body mineral content and mineral intake. Nutrient intake, digestibility and performance were not affected by mineral factor (P > 0.10). Intakes of Ca, P, S, Cu, Zn, Mn, Co, and Fe were reduced in the absence of Ca, P, and MM supplementation (P < 0.05). Fecal excretion of Ca, Cu, Zn, Mn, and Co were also reduced in treatments without supplementation (P < 0.01). Overall, excretion and apparent absorption and retention coefficients were reduced when minerals were not supplied (P < 0.05). Rib bone breaking strength and densitometry were reduced (P < 0.04) in absence of supplementation. Metatarsus parameters were not affected (P > 0.10). Liver Cu content was reduced (P < 0.01) in diets without supplementation. Dietary mineral requirements were lower for P, Cu, and Zn and greater for Fe when compared to previously published recommendations.Therefore, absence of mineral supplementation does not influence intake and performance of Nellore beef cattle. However, this absence may influence serum, liver and bone parameters according to dietary type. This study provides useful information about mineral requirements and mineral supplementation to obtain adequate dietary mineral supply of Nellore cattle in tropical conditions. In the fourth manuscript, the objective was to validate six current water intake (WI) equations for beef cattle using water intake data from four experiments conducted in North America (n = 1 experiment; crossbred Angus beef steers) and Brazil (n = 3 viiexperiments; Nellore beef cattle). Animal performance, diet composition, and environmental data were collected for all experiments. The prediction of WI using the current published WI equations was tested though the regression between predicted and measured WI values. All tested equations differed from the measured WI data from the four experiments. Several factors can help explain why the published equations did not predict the WI obtained from the three experiments, including that the tested equations were developed in temperate climates using predominantly Bos taurus taurus. From the current data, was generated new WI equations based on metabolic BW, DMI, humidity and temperature-humidity index for Nellore cattle in Brazil and metabolic BW, DMI, maximum daily temperature, and dietary concentrate level for Angus crossbred cattle in North America | Para esta tese foram preparados quatro artigos científicos baseados em estudos de liberação de minerais de alimentos para ruminantes, absorção, metabolismo e equilíbrio de minerais para bovinos de corte, e ingestão de água de bovinos de corte. No primeiro artigo, o objetivo foi quantificar a digestibilidade da matéria seca (MS) e a disponibilidade de cinzas totais (CT) e liberação dos minerais de 12 alimentos concentrados e 12 volumosos comumente adotados em dietas para ruminantes, utilizando métodos in situ e in vitro. Os alimentos foram incubados no rúmen de machos não castrados por 8 deferentes tempos. Foram realizados dois ensaios, um para concentrados e outro para volumosos, com tempo máximo de incubação de 72 e 120 h, respectivamente. O resíduo das amostras incubadas durante 24 h foi tratado com pepsina e ácido clorídrico para simular a digestão no abomaso. As amostras iniciais e residuais após incubação in situ e in vitro foram avaliadas quanto aos teores de MS, CT e minerais. Um modelo assintótico foi adotado para estimar a liberação dos minerais, e as taxas de degradação da MS e CT. Foram avaliadas as correlações entre os teores nos alimentos e a liberação de cada mineral. “Clusteres” foram formados para agrupar os alimentos, em relação à liberação de CT. Observou-se grande variabilidade entre os alimentos concentrados e volumosos para todos os constituintes analisados. Grande variabilidade foi observada para a degradação ruminal efetiva da CT e para a liberação de cada mineral. Quando os alimentos foram agrupados de acordo com as estimativas α β e kd da liberação ruminal de CT, foram identificados 4 grupos. Do grupo "1" para o grupo "4", observou- se um crescimento na fração solúvel e uma redução na fração de liberação lenta e na taxa de liberação. O conteúdo de fibra de detergente neutro apresentou uma correlação negativa com a liberação de mineral no rúmen, enquanto o conteúdo de minerais apresentou correlação positiva. Esses resultados demonstram que a solubilização mineral no trato digestivo não é o fator limitante para a absorção mineral dos alimentos testados. Os objetivos do segundo e terceiro artigos foram medir os efeitos da suplementação mineral sobre ingestão de nutrientes e digestibilidade, desempenho, balanço e exigência de minerais, e concentrações de minerais no corpo de bovinos de corte Nelore alimentados com ou sem cálcio (Ca), fósforo (P ) e fontes suplementares de microminerais (MM) durante as fases de crescimento e terminação. Os animais (n = 51, Nelore, peso corporal inicial = 270,4 ± 36,6 kg, idade = 8 meses) foram atribuídos a um dos três grupos: referência (n = 5), mantença (n = 4) e desempenho (n = 42) . O grupo referência foi abatido no início do experimento para estimar a composição corporal dos demais animais. O grupo mantença foi utilizado para coletar valores de animais com baixos ganho corporal e ingestão de minerais. Os animais do grupo de desempenho foram designados para um dos seis tratamentos: cana-de-açúcar como volumoso e concentrado a base de farelo de soja e casca de soja com (SH100) e sem (SH0) suplementação de Ca, P e MM; Cana-de-açúcar como volumoso e concentrado a base de farelo de soja e milho moído com (SC100) e sem (SC0) suplementação de Ca, P e MM; e silagem de milho como volumoso e concentrado a base de farelo de soja e milho moído com (CS100) e sem (CS0) suplementação de Ca, P e MM. O experimento foi conduzido como um delineamento inteiramente casualizado com um arranjo fatorial 3 × 2, sendo 3 tipos de dietas e presença ou ausência de suplementação inorgânica de minerais. O consumo e digestibilidade de nutrientes, os parâmetros ósseos e séricos relacionados ao metabolismo de Ca e P e as concentrações hepáticas de minerais foram mensurados. Para avaliar a ingestão de cada mineral, a excreção fecal e urinária e a retenção aparente entre os tratamentos, contrastes ortogonais foram adotados. As exigências de mantença e os coeficientes de retenção verdadeiros foram calculados com o auxílio da regressão linear entre o consumo e a retenção de cada mineral. A composição mineral do corpo e as exigências para ganho de peso foram avaliados, utilizando modelos não lineares entre o conteúdo corporal e o consumo de cada mineral. Os consumos, digestibilidade e desempenho de nutrientes não foram afetados pelo fator mineral (P > 0,10). Os consumos de Ca, P, S, Cu, Zn, Mn, Co e Fe foram reduzidas na ausência de suplementação de Ca, P e MM (P < 0,05). A excreção fecal de Ca, Cu, Zn, Mn e Co também foi reduzida em tratamentos sem suplementação (P < 0,01). Em geral, os coeficientes de absorção e retenção aparentes foram reduzidos quando os minerais não foram fornecidos (P < 0,05). A resistência à ruptura dos ossos da costela e a densitometria óssea foram reduzidas (P < 0,04) na ausência de suplementação. Os parâmetros do metatarso não foram afetados (P > 0,10). O conteúdo de Cu no fígado foi reduzido (P < 0,01) em dietas sem suplementação. As exigências totais dos minerais foram menores para P, Cu e Zn e maiores para o Fe quando comparados às recomendações previamente publicadas. Portanto, a ausência de suplementação mineral não influencia o consumo e o desempenho de bovinos Nelore não castrados em confinamento. No entanto, esta ausência pode influenciar parâmetros séricos, hepáticos e ósseos de acordo com o tipo de dieta. Este estudo forneceu informações úteis sobre as exigências minerais e estratégias de fornecimento adequado de minerais para bovinos Nelore em condições tropicais. No quarto artigo, o objetivo foi validar seis equações já publicadas para predição da ingestão de água (IA) para bovinos de corte usando dados coletados em quatro experimentos realizados no Norte do Colorado (n = 1 experimento, novilhos de raça Angus) ou no Sudeste do Brasil (n = 3 experimentos, bovinos de corte Nelore). Características relacionadas ao desempenho animal, à composição da dieta e aos dados ambientais foram coletados em todos os experimentos. A predição de IA usando as equações publicadas atualmente foi testada através da regressão entre os valores previstos e mensurados. Todas as equações testadas diferiram dos dados observados. Vários fatores podem ajudar a explicar o porquê das equações publicadas não predizerem acuradamente a IA. Um dos fatores é que as equações testadas foram desenvolvidas em ambientes de clima temperado usando predominantemente animais Bos taurus taurus. A partir dos dados coletados no presente estudo, foram geradas novas equações baseadas no peso corporal metabólico, consumo de MS, umidade relativa e índice de temperatura e umidade para bovinos Nelore confinados no Sudeste brasileiro e baseadas no peso corporal metabólico, consumo de MS, temperatura máxima diária e nível de inclusão de concentrado na dieta para bovinos mestiços Angus no Norte do Colorado | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico