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ABSTRACT The presence of emerging contaminants in surface water is a growing concern, as these substances are not typically monitored by environmental quality systems, potentially leading to the consumption of contaminated water. In this study, the presence of caffeine, an emerging contaminant that is ingested solely by humans and is present in surface water due to its chemical characteristics, was investigated as a potential indicator of anthropogenic contamination in the Itajaí-Açu River in the southern Brazilian Atlantic Forest biome. Additionally, twelve other emerging pollutants were examined in the Itajaí-Açu River, including estrone (E1), estradiol (E2), ethinylestradiol (EE2), estriol (E3), prednisone (PD), hexestrol (HEX), acetaminophen (ACM), Oxytetracicline (OC). Surface water samples were collected over five months and analyzed using high-performance liquid chromatography. The results revealed that caffeine was present in 84% of the analyzed samples, and emerging pollutants were present in all monitored municipalities. The study also investigated the relationship between an integrated water quality index, the magnitudes and occurrences of caffeine, and land use. The emerging pollutants Estrone, Ethinylestradiol, Hexestrol, Naproxen and Oxytetracycline were not detected in the analyzed samples. However, Ibuprofen, Tetracycline, Prednisone, and Acetaminophen were present in 44% and 36% of the samples, respectively, with Estriol, Ketoprofen, and Estradiol having a lower occurrence. The mean concentrations of Estradiol, Estriol, Ketoprofen, Acetaminophen, and Ibuprofen were 0.08 µg L-1, 0.23 µg L-1, 0.15 µg L-1, 0.42 µg L-1, and 0.44 µg L-1, respectively, and were higher than previously reported. The concentration range of caffeine during the study was

Watersheds have different water compartments (surface, subsurface, and underground) connected by the soil-water interface. In order to be able to relate these compartments, monitoring data are necessary, such as the case of the Ribeirão Concórdia watershed, in Lontras, Santa Catarina (SC). This study aimed to evaluate the behavior and the correlation between rainfall-runoff and phreatic surface levels with chemical species concentrations in surface and groundwaters in a rural watershed. Data of 3 piezometers installed in the hydrographic basin were used: PZ2127, PZ3, and PZMC. The piezometers are equipped with hydrostatic level sensors. A fluviometric station is located adjacent to PZ2127 (near the catchment outlet). Concentrations of anions and carbon forms were analyzed in water samples (river and piezometers) taken every 2-3 weeks, from January 14, 2012, to December 23, 2016, totaling 103 samples. Correlations between daily data were verified using Pearson’s correlation coefficient (ρ). The river presented a dilution effect, while the adjacent piezometer had the highest average concentrations of chemical species. Precipitation and chemical species concentration showed no seasonal pattern, with events/peaks throughout the year. Higher concentrations of carbon forms were found in the summer, while lower concentrations were observed in the winter. Positive correlations between concentrations of anions and carbon forms in surface and groundwaters were obtained.

A evapotranspiração é um importante componente do ciclo hidrológico, consistindo na transferência do vapor de água em uma determinada área condicionada por suas características climatológicas e físicas. Processos hidrológicos em pequenas bacias ocorrem em escalas temporais reduzida, sendo necessária a utilização de dados em intervalos horárias ou sub-horárias. Os equipamentos de monitoramento são sensíveis, e com ausência ou deficiência de manutenção, podem ocasionar falhas nas séries temporais ou invalidar resultados. Assim, simplificações na equação completa de Penman-Monteith (PM, equação 1) na estimativa da evapotranspiração torna-se necessária. As simplificações adotadas foram: 1) dispensa dos dados de umidade, excluindo o termo aerodinâmico da equação PM (equação 2); 2) substituição da radiação líquida pela radiação global, de modo que a radiação de onda longa líquida não é calculada (equação 3); 3) omissão da velocidade do vento (equação 4). A equação 4 foi modificada, considerando o termo s / (s + γ) (s: inclinação da curva de pressão vapor saturado e γ: constante psicrométrica) calculado pela temperatura média diária. O uso de qualquer equação simplificada, em geral gera valores individuais de ET0 menos confiáveis. No entanto, caso se deseja utilizar uma equação simplificada, as Equações 4 ou 4 modificada são a melhor escolha, dependendo se precisa de valores horários (ou de prazo mais curto) (4) ou apenas dados diários (4 modificada). Os valores de ET0 calculados com estas equações são os mais próximos dos valores verdadeiros e exigem o mínimo de parâmetros de entrada.

Os estudos hidrossedimentológicos abordam as contribuições da agricultura, do meio urbano e das demais ocupações da terra, entretanto as estradas rurais inseridas nas bacias hidrográficas dificilmente são observadas como contribuição específica ou potencialmente contributiva. Desse modo, os objetivos deste estudo foram simular diferentes cenários e características para as estradas rurais e, assim, avaliar o fluxo de águas e sedimentos em bacias com agricultura familiar localizadas no sul do Brasil. Para isso, utilizou‑se o modelo hidrológico soil and water assessment tool (SWAT). Na etapa de calibração da vazão para a bacia do Ribeirão Concórdia, obtiveram‑se o coeficiente de Nash-Sutcliffe (COE) de 0,76 e, para a validação, o coeficiente de 0,78. Na bacia do Rio Camboriú, a calibração alcançou COE de 0,67. Na calibração e validação sedimentológica na bacia do Ribeirão Concórdia, obteve-se COE de 0,82 e de 0,68, respectivamente. Na bacia do Rio Camboriú, a calibração sedimentológica atingiu coeficiente de 0,59. Quando comparada com o cenário sem as estradas, a inserção de estradas rurais como uso específico da terra (cenário calibrado) resultou em aumento de 6,3% na vazão e de 8,8% nos sedimentos transportados na bacia do Ribeirão Concórdia. Na bacia do Rio Camboriú, houve diferenças inferiores a 0,4%. Portanto, mesmo apresentando uma pequena área dentro da bacia, as estradas rurais podem interferir na vazão e no volume de sedimentos transportados.

The use of sustainable techniques to the basic infrastructure of a city is a way of win back public spaces. This study evaluates the impacts of public spaces supporting mobility. We give focus to areas constructed with porous pavement and integrated with infiltration trenches and hydrological processes. The hydrological simulation was performed with a SWAT model. The hydrographic basin has 54.05 km² and the area of excess flows' control is 0.66 km². The peak flow damping was 1.84%, and the surface runoff represented 2.82% of the water depth over the simulated period. We observed a maximum reduction of 7.9% in the height of the water layer for isolated events. We found positive results in the dampening of the peak flow in the basin exhaust and water flow reduction at the superficial runoff.

High-frequency (30 min) data was used to investigate storm responses in two subtropical catchments in the Brazilian Atlantic Forest. We measured discharge, turbidity and conductivity in a 30 km² subsurface-dominated catchment (2012-2013) and in a 48 km² groundwater-dominated catchment (2014-2016). Conductivity was dominated by elements associated with geochemical weathering or atmospheric deposition, but also nutrients such as nitrate. Turbidity was a proxy for suspended sediment. Results showed similar dominant storm event patterns in both catchments. The dominant pattern for turbidity was a positive C-Q relationship with clockwise hysteresis, suggesting a nearby source, while the dominant pattern for conductivity was a negative C-Q relationships with clockwise hysteresis, suggesting storage of solutes in deep groundwater and distant sources (hillside). The negative C-Q pattern for conductivity was stronger and the hysteresis wider in the groundwater-dominated catchment. Hydroclimatic controls were also similar between both catchments, but storm event patterns in the subsurface-dominated catchment were more strongly influenced by antecedent conditions that in the groundwater dominated catchment.

ABSTRACT In this paper we synthesize the special sessions of the XXIII Brazilian Water Resources Symposium 2019 in order to understand the major advances and challenges in the water sciences in Brazil. We analyzed more than 250 papers and presentations of 16 special sessions covering topics of Climate Variability and Change, Disasters, Modeling, Large Scale Hydrology, Remote Sensing, Education, and Water Resources Management. This exercise highlighted the unique diversity of natural and human water features in Brazil, that offers a great opportunity for understanding coupled hydrological and societal systems. Most contributions were related to methods and the quantification of water phenomena, therefore, there is a clear necessity for fostering more research on phenomena comprehension. There is a vast network of co-authorship among institutions but mostly from academia and with some degree of regional fragmentation. The ABRhidro community now has the challenge to enhance its collaboration network, the culture of synthesis analysis, and to build a common agenda for water resources research. It is also time for us to be aligned with the international water science community and to use our experiences to actively contribute to the tackling of global water issues.

ABSTRACT The implementation of National Water Resources Policy instruments depends on detailed information in space and time, on a large scale, within the river basin. This research aims to evaluate scenarios to support water quality management in watershed by modelling with spatio-temporal discretization distributed in a small spatial dimension. The SWAT hydrological model was applied in the Itajai river basin. This hydrographic basin with 15,000 km2 was discretized in 2,103 hydrological response units (HRUs). The model input data for each HRU were fed in, from the quantitative and qualitative aspects. The time series of water quality was obtained in non-systematic monitoring from different sources, such as water supply companies and potential polluting companies, among others. The model calibration and validation were performed, presenting adequate results for both the quantitative and qualitative processes. The scenarios corresponding to current and evolutionary situations of pollutant contribution for four water quality parameters (biochemical oxygen demand, total phosphorus, total nitrogen and thermotolerant coliforms) were analysed. The results are expressed as the mean, median, non-exponential frequency of 80% and reference flow, discussing the statistical index that best represents the pollutant concentrations in the bodies of water. The simulations show that the measures proposed for the water quality management of the basin promote a significant reduction in pollutant concentrations in comparison to the critical scenario. According to the results, it can be affirmed that the discretization of the basin in small contribution areas generates greater results precision of the model. The daily and distributed data in the basin provide localized information, according to the basin ortho coding, supporting the decision in order to support the management of water resources, contributing to the implementation process of the framework of surface water courses in the basin, as well as serving as a generic model for other purposes.

ABSTRACT Endocrine disruptors (ED) are exogenous agents capable of deregulating the normal functioning of the endocrine system in humans and animals. The ED entry routes in the environment highlight the launch of domestic and agricultural wastewater in water bodies. This work aims to evaluate the occurrence, mobility and biosorption attenuation of hormones and antibiotics in soil columns in the application of agricultural and domestic waste and rain simulation. Soil columns, which were filled with soil from an agricultural area, were installed under the conditions of a swine wastewater application (ARS) at a dose of 50 m3/ha with and without the biosorbent effect and human urine at a rate equivalent to nitrogen compared with ARS. The estrogen concentrations were observed by High-performance liquid chromatography coupled with diode array detector (HPLC-DAD), and the mass balance was developed to evaluate the estrogen removal in the soil profile. The occurrence of hormones in all analyses was approximately 20%. Pine bark adsorbent was found to be considerably efficient in removing hormones from liquid matrices. The mass balance of the soil columns with adsorbent exhibited an estrogen recovery in the matrix applied to less than a 1% rate. For comparison, the soil columns without adsorbent obtained a mass transit about 20% of the total applied.

ABSTRACT This work evaluated the response of two scenarios (4.5 and 8.5) of the Eta Model on the quality (sediment - TSS, nitrate - NO3- and phosphate - PO43-) and quantity (flow - Q) of the Concordia Catchment in the Atlantic forest biome. The importance of the work lies in the comparison of both scenarios until 2099, using current agricultural practices (2016). The SWAT model normally used for hydrological purposes has been applied to evaluate water quality from the monitoring programme database (2010-2014). Q showed a non-accentuated, upward trend. Modifications in Q were transmitted to TSS and PO43-. There was no significant difference between the tested scenarios.

O estudo de impacto ambiental (EIA), apesar de constituir instrumento fundamental para a tomada de decisão sobre a implantação e operação de empreendimentos potencialmente causadores de impactos negativos no ambiente, apresenta desafios para consolidá-lo como ferramenta de desenvolvimento sustentável. Diante disso, este estudo teve o objetivo de avaliar EIA disponíveis em plataforma digital federal e estadual quanto ao desenvolvimento baseado em legislação reguladora e entender a perspectiva de profissionais avaliadores e elaboradores de EIA em relação à prática atual. Foram analisados 163 EIA e aplicados 27 questionários a profissionais elaboradores e avaliadores de EIA. Os EIA avaliados apresentam como principais potencialidades a composição predominante de equipes multidisciplinares e como principais deficiências encontradas as relacionadas à de etapa de avaliação dos impactos (valoração, significância e análise dos impactos acumulativos e sinérgicos). Os participantes da pesquisa apontaram ainda fatores para a melhoria do processo nas fases de elaboração, avaliação e implementação.

This study estimates soil loss vulnerability using field samples and spatial data in a 30 km² area in the Atlantic forest biome in southern Brazil. The anthropogenic part of the landscape consists mainly of small agricultural properties. Soil loss vulnerability was calculated using adaptations of the universal soil loss equation. The results were compared to sediment data collected during field surveys. Spatial analysis was performed using a geographical information system (GIS) and fine resolution data (1 m). Both field and spatial analyses produced similar results, 5.390 tons of soil loss per year using field data and 5.691 tons per year using GIS. Using soil loss and sediment data related to the Concordia River, we estimate that of all the exported sediment 25% of the lost soil reaches the river. These data are an effective source of information for municipal administrators of the region, which consists of small agricultural catchments (dominated by small properties) that comprise the regional economy. A thematic map was used to determine sub-drainage priority as information for public managers.

RESUMO A modelagem hidrológica é uma das principais ferramentas de apoio à gestão dos recursos hídricos. Entretanto, vários fatores dificultam a extrapolação dos parâmetros estimados em bacias com grandes áreas de contribuição para bacias de pequena dimensão. O objetivo deste trabalho foi analisar as incertezas na simulação de vazões em bacias de pequena dimensão. O processo metodológico envolveu a aplicação do modelo de simulação hidrológica Soil and Water Assesssment Tool (SWAT) à bacia representativa do ribeirão Concórdia (30,74 km 2) e à bacia do rio Itajaí (15.000 km2). Primeiramente, comparou-se 6 cenários distintos de discretização das unidades de respostas hidrológicas (HRUs) na calibração e validação da bacia hidrográfica do ribeirão Concórdia, avaliando-se a influência do número de HRU na simulação de pequena bacia hidrográfica. Em seguida, calibrou-se os parâmetros do modelo para a bacia do rio Itajaí, em 12 estações fluviométricas. Posteriormente, determinou-se uma tendência de variação dos parâmetros calibrados através da formulação de equações de regressão. Estas equações foram elaboradas a partir da correlação entre os índices físicos de cada estação fluviométrica considerada e seus valores. No presente estudo, a discretização das HRUs indicou que não há necessidade de aumentar o número de HRU quando o objetivo a ser alcançado é representar os picos do fluxo de água na pequena bacia hidrográfica. Os resultados obtidos com a aplicação das equações de regressão demonstraram que o coeficiente de compacidade (kC) pode gerar até 42,1% de variação na vazão média e 82,7% na Q95 das sub-bacias. Portanto, a utilização das equações de regressão pode auxiliar na redução das incertezas geradas durante a calibração dos parâmetros.

Pig slurry applied to soil at different rates may affect soil properties and the mobility of chemical compounds within the soil. The purpose of this study was to evaluate the effects of rates of pig slurry application in agricultural areas on soil physical and chemical properties and on the mobility of glyphosate through the soil profile. The study was carried out in the 12th year of an experiment with pig slurry applied at rates of 0 (control), 50, 100 and 200 m³ ha-1 yr-1 on a Latossolo Vermelho distrófico (Hapludox) soil. In the control, the quantities of P and K removed by harvested grains were replaced in the next crop cycle. Soil physical properties (bulk density, porosity, texture, and saturated hydraulic conductivity) and chemical properties (organic matter, pH, extractable P, and exchangeable K) were measured. Soil solution samples were collected at depths of 20, 40 and 80 cm using suction lysimeters, and glyphosate concentrations were measured over a 60-day period after slurry application. Soil physical and chemical properties were little affected by the pig slurry applications, but soil pH was reduced and P levels increased in the surface layers. In turn, K levels were increased in sub-surface layers. Glyphosate concentrations tended to decrease over time but were not affected by pig slurry application. The concentrations of glyphosate found in different depths show that the pratice of this application in agricultural soils has the potential for contamination of groundwater, especially when the water table is the surface and heavy rains occur immediately after application.

O uso inadequado dos solos agrícolas vem causando a perda gradual da sua capacidade produtiva e a degradação dos recursos hídricos por sedimentos e poluentes. O uso do solo pode afetar os processos hidrológicos e a erosão do solo na bacia. O objetivo do trabalho foi simular diferentes cenários de uso do solo para a bacia hidrográfica do ribeirão Concórdia, utilizando o modelo SWAT, e analisar os efeitos dessas mudanças no fluxo de água e de sedimentos. Os cenários gerados foram agricultura, mata nativa e pastagem. A bacia está localizada no sul do Brasil e possui uma área de drenagem de 30,74 km². Na etapa de calibração, obteve-se coeficente de eficiência Nash-Sutcliffe mensais de 0,82 para escoamento e 0,83 para sedimento. O cenário mata nativa apresentou o maior decréscimo na vazão média, em relação ao cenário atual, cerca de 8,70%. O cenário agricultura produziu a maior taxa de produção de sedimentos, aproximadamente 3 vezes maior que o cenário atual.Observou-se que alterações no uso do solo impactam o regime e a disponibilidade hídrica da bacia.

Este artigo aborda os impactos ambientais e socioeconômicos associados aos desastres naturais e apresenta os fatores que contribuem para a redução da magnitude dos danos materiais e humanos. Realiza-se uma análise reflexiva, baseada em abordagens qualitativas e quantitativas, integrando as dimensões ambiental, econômica e social da sustentabilidade, assim como as relações com os paradigmas dos desastres (Perigo-Risco-Vulnerabilidade-Resiliência) de origem hidro-meteorológica, climatológica e geofísica. Procura-se identificar os fatores-chave para redução da vulnerabilidade, bem como para prevenção e mitigação dos impactes dos desastres naturais. A reflexão efetuada permitiu realçar a influência determinante do capital social, relacionado às estruturas social e econômica, como fator de redução da vulnerabilidade das comunidades afetadas.

O objetivo deste trabalho é avaliar a presença de tendências nas séries temporais de precipitação no Sul do Brasil. Foram analisadas séries temporais diárias, mensais e anuais de 18 estações pluviométricas. As distribuições de probabilidade normal e de extremos tipo I foram empregadas para análise dos dados. Foi, ainda, aplicado o teste de tendência de Mann-Kendall na detecção de tendências ou de variabilidades climáticas. Os resultados mostram uma tendência positiva dos máximos diários anuais ao longo do tempo, assim como significativa elevação dos totais mensais e anuais na maioria das estações. O teste de tendência de Mann-Kendal mostra mudanças estatisticamente significativas, ao nível de 95%, em 16 das 18 estações pluviométricas analisadas.

In this study, specific methanogenic activity (SMA) tests were performed on textile sludge and food industry sludge. The textile sludge from an activated sludge was collected at the entrance of the secondary biologic clarifier and the food sludge was collected in a UASB reactor. Once collected, the sludges were characterized and tested for SMA. It was found that the microrganisms present in the food sludge had SMA of 0.17 gCOD-CH4 gSSV.d-1 and 337.05 mL of methane production, while the microrganisms of the textile sludge presented 0.10 gCOD-CH4 gSSV.d-1 of SMA and 3.04 mL of methane production. Therefore, the food sludge was more suitable to be used as a starting inoculum in UASB.

The objective of this study was to evaluate the soil losses, as well as carbon and chemical samples in runoff through areas of pine (Pinus taeda), eucalyptus (Eucalyptus dunni) and a consortium of pasture with oat (Avena stringosa) and ryegrass (Lolium multiflorium) in the Fragosos river basin, in Concordia, SC. For this, rainfall simulations with mean intensities of 94 mm h-1 were conducted in September and November 2011, in plots of 1 m2 established in the three areas. Runoff, loads carried of the sediment, and carbon and chemical concentrations were quantified in the experiment. The results showed that the concentrations of sediment and organic carbon were higher in the eucalyptus area. The largest concentrations of chemicals for all areas were nitrate, calcium, magnesium and potassium. Total carbon, organic carbon, sediment and nitrate were transported in higher loads in the eucalyptus area. With the exception of nitrate and chloride, the chemical loads carried were higher in the pasture area.

No gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos no Brasil, o aterramento dos resíduos é o processo mais aplicado, porém, possui como inconveniente a geração de lixiviado que deve ser apropriadamente tratado antes de ser lançado ao corpo receptor. Um dos compostos presentes em maior concentração no lixiviado de aterro sanitário é o nitrogênio amoniacal que pode ser removido por processos biológicos de tratamento como a nitrificação e a desnitrificação. Para a completa nitrificação é necessário o fornecimento de oxigênio dissolvido, e para a desnitrificação deve haver uma quantidade suficiente de carbono na forma de DBO5. Atualmente, tem havido interesse entre os autores no estudo da desnitrificação via nitrito, que requer menor quantia de oxigênio dissolvido e fonte de carbono. Este artigo objetiva a caracterização de um lixiviado de aterro sanitário antigo e avaliar a sua habilidade de desnitrificar o nitrito originado durante a nitrificação. Esse estudo foi realizado em escala laboratorial e indicou que o lixiviado avaliado, não possuiu a habilidade de remover totalmente o nitrito adicionado ao reator.

A contribuição de hormônios ao meio ambiente está ligada diretamente à eficiência da remoção de tais moléculas nas plantas de tratamento de águas residuárias. A remoção depende das características do efluente e dos processos adotados. O dejeto líquido suíno é o principal contribuinte de hormônios entre os resíduos do agronegócio. Sua concentração pode variar entre empresas integradoras, manejo, fase de criação, sexo e idade dos animais. Atualmente, a maior parte dos dejetos suínos é armazenada em esterqueiras por um período de 120 dias estabelecido pela legislação, e é posteriormente aplicada em lavouras como fertilizantes. Diante disso, neste trabalho objetivou-se avaliar a variabilidade das concentrações de hormônios durante a fase de terminação dos suínos, para diferentes manejos de empresas integradoras e a eficiência de remoção no sistema de tratamento (esterqueiras). O trabalho consistiu na seleção de três granjas produtoras de suínos de diferentes empresas, com criação de suínos na fase de terminação, instaladas no Município de Piratuba, SC. As coletas foram realizadas entre fevereiro e maio de 2013, durante o período de terminação dos suínos, que variou de 115 a 120 dias. As amostras foram coletadas em triplicata nas calhas coletoras de dejeto (resíduo líquido não tratado), e uma última coleta foi realizada na esterqueira após os 120 dias de armazenamento. Para cada uma das amostras foi avaliada a concentração dos hormônios 17α-estradiol, 17β-estradiol, 17α-etinilestradiol, progesterona e mestranol. Nota-se que a tecnificação influenciou nas concentrações médias dos hormônios analisados. A molécula 17α-estradiol apresentou um aumento em suas contrações durante o ciclo. As demais moléculas não tiveram variação significativa ou não foram quantificadas ao longo do tempo. As esterqueiras apresentaram eficiência de 8,93% na remoção das concentrações de 17α-estradiol; em compensação, ocorreu um aumento de 54,21% nas concentrações de 17β-estradiol. Acredita-se que durante o processo de tratamento pode ter ocorrido conversão do 17α-estradiol em 17β-estradiol. Palavras-chave: Suinocultura. Poluentes emergentes. Tratamento de águas residuárias.

Amongst the technologies developed for the treatment of industrial waste-water, activated sludge systems deserve special mention. The aim of the present work was to explore the use of PDCA management methods for identifying problems in a system for the biological treatment of effluent from a poultry processing plant and to evaluate the priority solutions adopted or proposed for solving them. To accomplish this objective the following steps are required: analysis of inputs and outputs of the effluent treatment process; identification of operational problems in the system based on the use of performance measures; and identification of fundamental causes leading to problems. Four steps in the PDCA cycle were followed: planning, execution, verification, and corrective action. At the planning stage, the problem was identified by analysis of the historic Sludge Volume Index (SVI) record, which gave values of about 500 mL/g in the first half of 2010. Analysis of the phenomenon was achieved by monitoring physical, chemical and biological parameters to give a picture of how the system for waste-water treatment actually worked. The survey of fundamental causes used procedures of brainstorming, Ishakawa diagrams, and prioritization. The results suggest that after partial implantation of the proposed action plan, the problem of sludge sedimentation shown by the SVI was much reduced, its value decreased from about 500 mL/g to about 250 mL/g in the second half of 2010. It is therefore concluded that the PDCA methodology is adequate for solving problems in effluent treatment plants.

As zonas ripárias situam-se às margens dos sistemas de drenagens de águas superficiais, afetando processos hidrológicos. O Código Florestal Brasileiro estabelece um afastamento mínimo ao longo dos cursos de águas, considerado como área de preservação permanente. Este trabalho objetivou determinar a distribuição do uso do solo em bacias agrícolas com várias dimensões para diferentes afastamentos em relação ao sistema de drenagem de águas superficiais. A metodologia utilizada compreendeu o uso de imagens do satélite SPOT-5, para classificação do uso de solo em seis bacias com áreas variando de 14 a 600 km². A precisão da classificação foi determinada pela acuracidade e o nível de acerto, determinado pelo coeficiente Kappa. A partir do sistema de drenagem foram traçadas linhas paralelas aos cursos de águas, denominados buffers, com afastamento das margens de 20, 30, 50, 100 e 200 m. Em cada buffer foi determinada a distribuição da ocupação do uso do solo. Os valores obtidos com a classificação indicaram acerto com coeficiente Kappa médio de 0,96. Os temas classificados em todas as imagens apresentaram boa acuracidade, com valores maiores que 96%. Os resultados apontaram que o uso da terra predominante em todas as bacias é a mata nativa com valores médios de 46,8%, seguida de culturas agrícolas com 24,7% e pastagens com 21,7%. As áreas de matas nativas apresentavam tendência de redução à medida que se afastavam dos cursos de água, enquanto os reflorestamentos tendiam a aumentar o percentual da área ocupada com o afastamento das margens dos rios.

Glyphosate was determined in runoff and leaching waters in agricultural soil that received an application of active ingredient and was exposed to simulated intensive rain conditions. The concentrations decreased during the simulation period and the concentrations of the runoff were higher than those achieved in the samples of leaching waters. The concentrations were lower than the pattern in the Brazilian Regulation MS N. 518/2004 for drinking water. The transported load of the applied active ingredient by the leaching was of 15.4% (w/w) and for the runoff was of 1.7% (w/w).

This study verified the occurrence of nitrogen (Ntotal, NH4+, NO3- e NO2-) and phosphorus (Ptotal) in fluvial sediments of the Itajaí-Açu River, on the river's course in the urban area of Blumenau city. At the eight sites where the samples were collected, the total nitrogen presented values below those recommended in the CONAMA nº 344/2004 Resolution for sediments which is 4,800.00 µg g-1, with values of 350.00 µg g-1 to 2,100.00 µg g-1. The total phosphorus also presented values below the one recommended by the CONAMA nº 344/2004 Resolution for sediments which is 2,000.00 µg g-1. The values found for total phosphorus varied from 61.50 µg g-1 to 378.00 µg g-1, and were determined as the addition of the organic and the inorganic phosphorus. As for the summation of the NH4+, NO3- and NO2- ions at the eight sites where the sample were collected, it can be observed a greater quantity of these ions in any collecting site and in the other sites the values were low. The content values for the NO2- ions for the studied eight sites were low when compared to the values observed for the NH4+ ion.

This study evaluated the performance of two carbon analyzer catalyzers, one with high sensitivity and another with regular sensitivity, used in the determination of carbon concentration in a total organic carbon analyzer – TOC. Its applicability was then evaluated in an environmental monitoring study. They have been constructed two calibration curves with 5 points each, first in the interval of 2 mgL-1 at 10 mgL-1 and the second in the interval of 10 mgL-1 at 100 mgL-1. Both calibration curves showed a high level of linearity that can be observed by R2 values that were 0.9996 for the concentration range of 2 mgL-1 to 10 mgL-1, 0.9999 for the concentration range of 10 mgL-1 to 100 mgL-1, and 0.9999 for the concentration range of 100 mgL-1 to 1.000 mgL-1. The limits of detection and quantification for inorganic carbon were, respectively, 0.003 mgL-1 and 0.009 mgL-1. The limits of detection and quantification for the different catalyzers were also evaluated and showed the following values: regular sensitivity: 0.015 mgL-1 and 0.050 mgL-1, respectively, and high sensitivity; 0.004 mgL-1 and 0.013 mgL-1, respectively. The environmental monitoring was performed in two points (PB1 and PB2) in the Garcia stream. Carbon concentrations were monitored during 24 hours with 2-hour intervals between sampling. It was observed that the concentrations of carbon remained constant throughout the experiment, with the exception of the period between 10:00 am and 04:00 pm, probably due to the input of carbonates and bicarbonates derived from textile companies in the region or still had to the launching of urban sewers. Comparing the average carbon concentration, values of point PB2 were always higher than those observed at point PB1. In high concentration analysis, only irrelevant variations were observed with the use of both catalyzers.

Knowledge of physical and hydraulic properties of soil is important for the appropriate use and management of soil, and for the understanding of dynamic movement process of water and solutes. This study aims to determine the soil infiltration capacity of the Concordia Experimental Basin, located in the municipality of Lontras in Santa Catarina state. The infiltration tests were performed with the concentric ring infiltrometer, with a diameter of 25 and 50 cm on twenty sampling points showing different uses of land and agricultural management practices. The initial capacity of infiltration, calculated by Horton's equation, ranged from 0.8 (pasture) to 5.0 cm min-1 (pine forest and cassava planting). In pasture areas, the initial infiltration ranged from 0.8 to 0.9 cm min-1. Regarding the minimum value, they ranged from 0.01 (perennial pasture) to 0.3 cm min-1 (minimum tillage for corn). In forest areas, the minimum infiltration varied between 0.05 and 0.15 cm min-1 and in the areas of pasture, it was equal to 0.01 cm min-1.

Este trabalho teve como objetivo avaliar a qualidade da água utilizada para a rizicultura, em diferentes estádios de desenvolvimento da planta, no sistema de plantio pré-germinado. Foram analisadas as águas de irrigação e de drenagem no processo de cultivo. Foram escolhidas três áreas de amostragens, localizadas no Município de Gaspar, SC, que apresentam técnicas de cultivo semelhantes. A água utilizada para irrigação é retirada de um curso de água e devolvida após o uso no quarteirão, para o mesmo curso. Neste sistema não existem aportes de poluentes externos intermediários. Para avaliar a qualidade da água, foi utilizado o Índice de Qualidade de Água de Bascarán (IQAb). De acordo com os resultados, a água utilizada para irrigação apresenta qualidade imprópria (IQAb 40-50). A água de drenagem foi classificada, de modo geral, como desagradável (IQAb 30-40). Os parâmetros que mais influenciaram a diminuição do IQAb na água de drenagem foram a turbidez, fosfatos e DQO. Constatou-se que a fase de preparo do solo é a que provoca maior degradação da qualidade da água, na cultura orizícola.The objective of this study was to evaluate the quality of the water used for rice irrigation, considering different periods of the plants growth, using the pre-germinated seeds planting technique. Irrigation and drainage water were analyzed during the process of tillage. Three sites of sampling located around the City of Gaspar SC, Brazil were chosen. All three sites presented similar techniques of tillage. The water used for the irrigation was collected from a watercourse and returned after it passed through the tillage. In this system there are no external or intermediary pollutant conductors. To evaluate the quality of water it was used the Quality of Water Index from Bascarán (IQAb). The results demonstrate that the water used for irrigation, enters in the tillage area with an improper quality (IQAb 40-50). Drainage water was classified as disagreable (IQAb 30-40). The parameters that influenced the decrease of IQAb in drainage water were the turbidity, phosphates and QOD. The decrease of drainage water quality was influenced by the vegetative period. This study determined that the major degradation of the quality of the water is due to the preparation of the soil.

Nos anos de 1983 e 1984, o vale do rio Itajaí foi atingido por períodos de grandes enchentes devido à intensa pluviosidade. Visando amenizar os efeitos das águas do rio Itajaí-Açu em Blumenau, realizou-se em 1986 a retificação e alargamento do canal do rio, na divisa dos municípios de Blumenau/Gaspar. Essas intervenções provocaram alterações na dinâmica geomorfológica, principalmente na morfologia da várzea e na hidrodinâmica. A análise das transformações geomorfológicas baseou-se na interpretação de fotografias aéreas de 1981 e 1993 (escala 1/8.000) e em observações e levantamentos realizados no campo. A avaliação da hidrodinâmica fluvial foi realizada pela correlação dos níveis máximos mensais das estações fluviométricas de Blumenau e Indaial, considerando os níveis registrados antes e após o alargamento do rio Itajaí-Açu. Outro processo de avaliação baseou-se no cálculo da linha de água gerada pelo alargamento da seção fluvial, obtida pela expressão de remanso. As transformações geomorfológicas geradas no canal fluvial após a dragagem são as seguintes: formação de bancos arenosos (banco lateral, cordão marginal convexo e banco de confluência), e desencadeamento dos processos de escorregamento na margem esquerda. Em relação à dinâmica fluvial, o alargamento do canal é responsável pelas seguintes transformações: aumento da velocidade de escoamento a montante da obra, que reduziu os níveis máximos mas aumentou a ação erosiva nas margens; a jusante, por sua vez, aumento dos níveis máximos assim como aumento da capacidade erosiva pelo escorregamento das margens devido às acentuadas variações do nível de água.

A persistência de defensivos agrícolas no solo é regido por diferentes fenômenos físicos, químicos e biológicos. Neste trabalho são apresentadas simulações do transporte, ao longo do perfil do solo, das moléculas pesticidas do grupo s-triazinas (atrazina e simazina) e de seus produtos de degradação biológica (de-etil atrazina e de-isopropil atrazina). Os dados experimentais foram obtidos na escala do lisímetro e na escala da parcela drenada. Os resultados das simulações mostram que as moléculas mães são encontradas essencialmente nas camadas superficiais do solo. A analise temporal mostra que a redução das concentrações é provocada pela degradação bioquímica das moléculas consideradas.

Desde o início da colonização do Vale do rio Itajaí até os dias atuais podem-se observar mudanças radicais no meio ambiente e no uso do solo - o desmatamento a urbanização, a agropecuária, o povoamento, as quais têm implicações variadas nos componentes do ecossistema. A ocupação do solo não condiz com a aptidão das terras. Os pequenos remanescentes florestais são explorados sem critérios técnicos que otimizem a produção e minimizem os impactos ambientais. Não se conhece a fundo a relação entre floresta e eventos hidro meteorológicos. Utilizando-se de metodologia bastante simples, estabeleceram-se dois períodos de avaliação para a bacia hidrográfica do rio Itajaí do Norte: período I - 1935 a1965 e período 11 - 1966 a 1986. Em ambos os períodos, foram avaliados parâmetros indicadores de cobertura florestaljdesmatamento e parâmetros indicadores do regime hídrico. Os resultados mostram que, no início da colonização, por volta de 1890, existia 100% de cobertura vegetal arbórea; em 1966 existia 58%; e em 1986, apenas 39%. A precipitação média nos dois períodos não sofreu mudanças, diminuindo em apenas4,68%. A vazão média sofreu aumentode49,89% e a vazão mínima aumentou 86,29% no período 11. A precipitação, permanecendo inalterada, mostra que as mudanças verificadas nas vazões do rio Itajaí do Norte se devem às alterações no uso do solo, sobretudo ao desflorestamento.

Resumo Mudanças climáticas são cada vez mais evidentes no cenário atual, provocando alterações em processos físicos, químicos e biológicos. O aumento da precipitação, por exemplo, é uma consequência das mudanças do clima. Este estudo teve por objetivo analisar o comportamento tendencial de dados mensais e anuais, assim como os máximos, das estações de entorno da bacia do Ribeirão Concórdia no município de Lontras no estado de Santa Catarina. Foi analisada a normalidade dos dados utilizados, além de três testes de aferição de tendências; o da análise da linha de tendência, o teste Mann-Kendall e a técnica da DFA (Detrended Fluctuation Analysis), além de uma correlação com índices do clima global. Foram encontradas tendências positivas para grande parte das estações analisadas por ambos os métodos (16 de 20), com significância para 11 estações. Os dados de máxima precipitação diária no mês também apresentaram aumento. Por meio de métodos estatísticos simplificados não foi encontrada correlação entre os dados pluviométricos e os índices globais na área analisada.

RESUMO O mapeamento das áreas suscetíveis à inundação constitui uma etapa importante na minimização dos danos gerados por enchentes, sobretudo em áreas urbanas. Este mapeamento é usado no estabelecimento de diretrizes de uso e ocupação do solo e na formulação dos planos de defesa civil. No município de Blumenau e Brusque, mapeamentos das áreas atingidas por inundação foram realizados, a partir de levantamentos efetuados após a ocorrência de enchentes. A partir da topografia representada em modelos digitais de terrenos (MDT) o modelo HAND vinha sendo aplicado preliminarmente para a previsão de áreas potenciais de inundação. Recentemente introduziu-se um novo conceito nas curvas de nível acima da drenagem mais próxima (HAND contours), demonstrando para o rio Itajaí Açú em Blumenau a capacidade especifica deste modelo para utilização em mapeamentos de áreas de risco hidrológico. Este trabalho teve por objetivo avaliar mais amplamente o desempenho do método HAND contour no mapeamento de áreas suscetíveis à inundação, tendo por base os levantamentos topográficos e mapas de inundações disponíveis para os municípios de Blumenau e Brusque. Nesta avaliação, foram usadas as variáveis acerto, omissão e comissão e, os parâmetros F estatístico, acurácia geral, Fit (%), taxa de alarme falso (TAF) e a taxa de tendência (BIAS). Os resultados mostraram que para enchentes de pequena magnitude, o modelo HAND superestima significativamente a área suscetível à inundação. À medida que a cota de inundação aumenta, o desempenho do modelo HAND melhora. Para a maior enchente simulada de Blumenau e de Brusque, a omissão (área faltante) foi de 7,5 e 4,7%, respectivamente. A comissão (área excedente) foi de 35,3 e 42,2%, respectivamente. A comparação com outros estudos mostra que o desempenho do modelo HAND é similar aqueles obtidos por outros autores com modelos hidrodinâmicos, cujo requerimento de dados de entrada é elevado.

ABSTRACT Studies carried out over short time intervals assist in understanding the biogeochemical processes occurring relatively fast in natural waters. High frequency monitoring shows a greater variability in the water quality during and immediately after heavy rainfall events. This paper presents an assessment of the surface water quality parameters in the Atlantic Forest biome, caused by heavy rainfall events. The work was developed in two fluviometric sections of the Concordia River watershed, located in the state of Santa Catarina, southern Brazil. The spatial distribution of land use shows the predominance of Atlantic Forest in fluviometric section 1 (FS1) and pasture, forestry, agriculture, and Atlantic Forest in fluviometric section 2 (FS2). In each selected heavy rainfall event, the evolution rainfall height, the water level, and physicochemical parameters of water were analyzed. In all events, the water quality changed due to the heavy rainfall. After the events, an increase in water level and turbidity in both fluviometric sections were detected. In addition, the ammonium ion concentration increased in the river, and the pH value and nitrate concentration decreased. The electrical conductivity presented different behavior in each section. The dissolved oxygen concentration increased in 19 of 27 events. The principal component (PC1) correlated with the turbidity in FS1, and it correlated with level, turbidity, and pH in FS2.

ABSTRACT High frequency monitoring in environmental studies is increasingly being used due to the availability of equipment and quick response. With high frequency time series, it is possible to extract short-term responses during and after a rain event, which is not captured by conventional monitoring. The aim of this study is to evaluate the superficial water quality change of a stream in a preserved area in Atlantic Forest by short-term data (hour interval). The Cubatão do Sul watershed is located in the Central Coast region of the state of Santa Catarina in Brazil. Rain height and water quality parameters were monitored using rain gauge and multiparameter probes. Two fluviometric sections were also monitored — one in Vargem do Braço stream (FS1), which is mainly native forest (dense ombrophilous forest), and the other in Cubatão do Sul River (FS2), which is influenced by urban, agricultural and sand extraction uses. The temperature and nitrate ion permanency curve in FS1 showed slightly lower values during rainy events, but an opposite behavior was observed for turbidity. On the other hand, the permanency curves during rainy periods of FS2 presented lower conductivity and ammonium ion. When the dry and rainy periods were statistically compared, there was a significant difference for temperature, conductivity, pH, nitrate ion, turbidity and dissolved oxygen for FS1, and temperature, conductivity and turbidity for FS2. The water quality of the Cubatão do Sul watershed is influenced by stream flow and has a short-term time response considering the rain events. The oscillation of the monitored parameters between two periods, dry and rainy, is smaller in native forest than urban and rural land use.

ABSTRACT The use of swine slurry as fertilizer in agriculture is a common practice in areas where thematerialis available. However, the presence of chemicals known as emerging organic pollutants in these wastes can contaminatewater bodies through runoff or leaching. In this work,we evaluate the occurrence of antimicrobials and hormones in soil profile in an experimental agricultural area by applying different doses of swine slurry. The work was performed in the twelfth year of an experiment involving two annual applications of swine slurry in an oxisol at doses of 0, 50, 100, and 200 m3ha-1 and a control, to restore the amounts of P and K exported by grain crops. Soil solution samples were collected using suction lysimeters installed in soil layers at average depths of 20, 40, and 80 cm to determine the concentrations of antibiotics and hormones over a period of 60 days.The concentrations were measured by high-efficiency liquid chromatography. The results showed the occurrence of sulfadimidine antimicrobials, chlortetracycline, oxytetracycline, doxycycline, and the hormones estrone, 17β-estradiol, and 17α-ethinylestradiolat depths of up to 80 cm during the collection period. The concentrations of antimicrobials and hormones in the soil solutions varied over the sampling period and were not affected by the doses of swine slurry applied. An analysis of the concentrations observed in different layers showed that the application of swine slurry in an oxisolcan potentially cause groundwater contamination.

ABSTRACT Changes in the Earth’s landscape have been the focus of much environmental research. In this context, hydrological models stand out as tools for several assessments. This study aimed to use the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) hydrological model to simulate the impact of changes in land use in the Camboriú River Watershed in the years 1957, 1978, and 2012. The results indicated that the SWAT model was efficient in simulating water flow and sediment transport processes. Thus, it was possible to evaluate the impact of different land use scenarios on water and sediment yield in the catchment. The changes in land use caused significant changes in the hydro-sedimentological dynamic. Regarding flow, the effects of land use changes were more pronounced at both ends of the curve representing duration of flow. The worst scenario was identified for the year 2012, which saw the highest peak discharges during flood events and lowest flows during the dry season. Concerning soil erosion, the highest values were identified for sub-basins that were predominantly covered by rice paddies and pastures; this was attributed mainly to surface runoff and changes in land use (represented by C-USLE). Overall, the Camboriú River Basin did not experience severe soil erosion issues; however, it was found that changes in land use related to soil and climate characteristics may increase soil degradation, especially in years with high precipitation levels.

ABSTRACT Overland flow in watersheds is responsible for the occurrence of various environmental problems, including flood formation, erosion and the transportation of sediment, and the addition of pollutants to the soil. Additionally, understanding this hydrological process is fundamental to improving knowledge regarding individual interest factors in a region, since it interferes with agricultural productivity and water supply for both the population and industry, among other contributions. Two principal theorists have described the overland flow generation processes: Horton (1933) and Dunne (1978). The TOPMODEL (a topography-based hydrological model) approach represents the overland flow by variable contribution areas, which develop along the watercourses following the concept of Dunne’s overland flow. Thus, this study aimed to evaluate the mechanisms of overland flow generated in the Concórdia River basin based on the application of the TOPMODEL, using measured hydrological data obtained from a high frequency installed monitoring network. Discharge data series were performed for three sub-basins: SF3 (29.74 km2), SF2 (5.81 km2), and SF1 (2.36 km2). In these sub-basins, the flood hydrograph were separated and its response conditions were verified in the TOPMODEL. Rainfall, discharge, and potential evapotranspiration data were used in an hourly scale for the three sub-basins. In general, the model showed adequate efficiency for the SF3 sub-basin; however, the SF2 and SF1 sub-basins showed distortion in its parameters, thereby delaying the simulated hydrograph in terms of time. Accordingly, the results corroborate the more frequent appearance of Dunnian overland flow in the SF3 sub-basin, where the topography is smoother and features large areas with a low slope, which serve as variable saturation areas. The SF2 and SF1 sub-basins present characteristics that strongly reflect Hortonian overland flow, with slopes in the topography that do not allow the frequent formation of variable contribution areas.