Abstract Recent advances in Brazilian scientific production on CO2 fluxes at the water-atmosphere interface in rivers were reviewed, including estimates of CO2 partial pressure and fluxes. A total of 17 studies were reviewed. We compiled information regarding the location studied, the methodology used by each author, and the values of CO2 partial pressure (pCO2), CO2 fluxes (FCO2), and gas exchange coefficient (k) found in each region. The results were spatialized and synthesized. The important role of fluxes in CO2 degassing and their influence on climate change, as well as the global lack of data on these environments, were the main motivations for this study. The information was scarce, and most studies are focused on the Amazon Basin. However, high-resolution mapping of CO2 fluxes, at the scale of micro basins and streams, proved to be scarce. We emphasize, therefore, the importance of further studies in the country including other hydrographic regions, and in high resolution. These studies would add to our knowledge of how natural and anthropic processes influence CO2 flux, in addition to providing better estimates in tropical river systems.

Resumo Foram revisados os avanços recentes da produção científica brasileira sobre os fluxos de CO2 na interface água-atmosfera em ambientes fluviais, incluindo as estimativas de pressão parcial de CO2 e fluxos de CO2. Um total de 17 estudos foram revisados. Copilamos informações sobre a localização, a metodologia utilizada por cada autor e os valores da pressão parcial de CO2 (pCO2), fluxos de CO2 (FCO2) e coeficiente de troca gasosa (k) encontrados em cada região. Os resultados foram espacializados e sintetizados. O importante papel dos rios na desgasseificação de CO2 e sua influência nas mudanças climáticas, somado à escassez global de dados sobre esses ambientes, foram as principais motivações para a realização desta pesquisa. Foi possível demonstrar a baixa produtividade brasileira e a concentração de estudos na Bacia Amazônica. No entanto, mapeamentos dos fluxos de CO2 em alta resolução, em escala de microbacias e córregos, se mostraram escassos. Ressaltamos, portanto, a importância de mais estudos no país incluindo outras regiões hidrográficas, e em alta resolução. Estes estudos elucidariam o conhecimento de como os processos naturais e antrópicos influenciam no fluxo de CO2, além de melhores estimativas em sistemas fluviais tropicais.

Abstract The mangrove crab Ucides cordatus (Linnaeus, 1763) is a burrowing crab with an important role in mangrove nutrient cycling. The species holds major socioeconomic importance, generating yield for traditional and low-income populations. Despite its ecological and economic importance, there are few experiments in Brazil applying stable isotope tools to trophic crab classification, and even fewer considering females in the reproductive period. Females have different energy demands than males; studies examining C and N can reveal details regarding the differences. Hence, the present study is the first analysis of the δ 13C, δ 15N, and the C/N ratio in ovigerous females of two populations from Southeastern Brazil (Caceribu River - Guanabara Bay and Gargaú mangrove - Paraiba do Sul River secondary estuary). The Caceribu mangrove is larger and is located in one of the most impacted bays in the world. In the Paraiba do Sul River region, the mangrove swamp is about ten times smaller, has a substantially lower population in the surrounding area, and is more influenced by agricultural activities. The δ 13C analysis confirmed mangrove leaves as their main food source. The significant δ 13C variation between the Guanabara and Paraiba do Sul estuary populations can be related to differences in food availability and nutritional value. However, the δ 15N values can be related to the ingestion of other food items during the breeding season as well as the influence of anthropogenic mangrove degradation. At both study sites, the δ15N values were higher than those observed in other mangrove crab populations and other herbivorous species. Significant (p < 0.05) isotopic differences were found among populations, suggesting variations in biogeochemical cycles that may be related to different environmental conditions between the sites.

Resumo O uso da cafeína como um indicador para a poluição das águas superficiais por esgoto doméstico foi avaliado neste estudo. Concentrações de cafeína foram determinadas em amostras coletadas no rio Paquequer, localizado em Teresópolis, uma cidade de médio porte do Estado do Rio de Janeiro, Brasil, e foram comparadas com outros parâmetros convencionais de qualidade da água (fosfato, nitrato e amônio), de modo a caracterizá-la como um indicador eficaz da poluição antrópica do ambiente aquático urbano. O rio Paquequer nasce em uma área de preservação ambiental, o Parque Nacional da Serra dos Órgãos (PARNASO) e atravessa a área urbana da cidade de Teresópolis. Amostras foram coletadas em sete pontos ao longo do rio, considerando-se os períodos de chuva (verão) e seca (inverno) e os diferentes usos da terra. A cafeína foi determinada utilizando as técnicas de extração por fase sólida (SPE) e cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). As concentrações de cafeína foram encontradas numa faixa de 0,16-47,5 mg L-1. Os resultados mostram uma relação positiva entre as concentrações de cafeína, fosfato, nitrato e amônia, e o aumento da carga de esgoto, o que sugere que a cafeína pode ser utilizada como um possível indicador de contaminação por esgoto doméstico em águas superficiais.

Abstract This study assessed the suitability of caffeine as an indicator for surface water pollution by domestic wastewaters. Caffeine concentrations determined in samples collected in the Paquequer River, located at the city of Teresópolis, a medium-sized city in the State of Rio de Janeiro, Brazil, were compared to other conventional water quality parameters such as phosphate, nitrate and ammonium concentrations to determine whether it as an efficient indicator of anthropic pollution of an urban aquatic environment. The Paquequer River originates in a pristine area called Parque Nacional da Serra dos Órgãos (PARNASO) and it crosses the urban area of the city of Teresópolis. Water samples were collected at seven points along the river, considering the periods of rain (summer) and drought (winter) and the different uses of land. Caffeine was measured using Solid Phase Extraction (SPE) and High Performance Liquid Chromatography (HPLC). Caffeine concentrations were found in a range from 0.16 to 47.5 µg L-1. The results show a positive relation between caffeine, phosphate, nitrate and ammonium concentrations and the increase of wastewater load, suggesting that caffeine can be used as an indicator of surface water pollution by domestic wastewaters.

ResumoObjetivo: O objetivo do presente estudo foi avaliar a concentração de Hg em duas espécies de peixes (Astyanax sp e Corydoras paleatus) e seu uso potencial como biomonitor, a fim de saber se o uso de pesticidas e fertilizantes na lavoura pode levar a contaminação por Hg ao ambiente aquático adjacente.MétodosSolo, material particulado em suspensão e amostras de peixes foram coletadas em um campo de arroz no sul do Brasil. Um sistema de vapor frio acoplado a um espectrofotômetro de absorção atômica (GBC 932) foi usado para as determinações de Hg total nas amostras.ResultadosO solo da lavoura de arroz apresentou concentração de Hg 2 vezes mais elevada (média de 31 ng g–1), em comparação com a área controle (não cultivado). A concentração de Hg no material particulado em suspensão dos canais de irrigação do arroz (média de 232,5 ± 44,2 ng g–1) é 1,5 vezes mais elevada do que na área controle. Os espécimes de peixes Astyanax sp analisados na área de cultivo mostraram concentração de Hg 4 vezes maior e, significativamente diferentes da área controle. A concentração média de Hg em peixes foi: 51,7 ± 19,5 ng g–1 em Astyanax sp e 156,8 ± 44,0 ng g–1 em Corydoras paleatus.ConclusõesConsiderando a regressão linear e o teste de hipótese de de Man Whitney para a concentração de Hg em tecidos de peixes da lavoura de arroz, sugere que Astyanax sp. pode ser uma bom biomonitor de contaminação Hg, enquanto Corydoras paleatus é um biomonitor potencial. No entanto, mais estudos com Corydoras são necessárias, a fim de agregar consistência a este estudo.

Aim: The aim of present study was to evaluate the Hg concentration in two species of fish (Astyanax sp and Corydoras paleatus) and its potential use as a biomonitor, in order to know if the use of pesticides and fertilizers in paddy can enhance the Hg contamination to adjacent aquatic environment.MethodsSoil, suspended particulate matter and fish samples were sampled in a paddy field in South Brazil. A cold vapor system, coupled with a GBC 932 atomic absorption spectrophotometer was used for total Hg determinations in samples.ResultsThe paddy soil shows Hg concentration 2-fold higher (mean 31 ng g-1) in comparison to background areas (not cultivated). Suspended particle matter Hg concentration in paddy channels (mean 232.5 ± 44.2 ng g–1) are 1.5 times higher than the regional background. The analyzed fish specimens Astyanax sp in paddy showed Hg concentration 4-fold higher and significant different to background area. The mean Hg concentration in fish was: 51.7 ± 19.5 ng g–1 in Astyanax sp and 156.8 ± 44.0 ng g–1 in Corydoras paleatus.ConclusionsConsidering the linear regression and Man whitney test hypothesis to Hg concentration in fish tissue from paddy suggests that Astyanax sp. can be a good biomonitor of Hg contamination, whereas Corydoras paleatus is a potential biomonitor. However, more studies with Corydoras are necessary in order to aggregate consistency to this hypothesis.

A distribuição de Mercúrio nos oceanos é controlada por um complexo ciclo biogeoquímico, resultando na retenção de pequenas quantidades na biota marinha. O impacto dos processos de ressurgência costeira no comportamento desse metal tem sido negligenciado. Dados da literatura são insuficientes para elucidar o risco associado com a presença de mercúrio em peixes capturados em áreas de ressurgência e seus consumidores. Portanto o objetivo do presente trabalho foi realizar um estudo de especiação de mercúrio em quatro espécies de peixes pertencentes a diferentes níveis tróficos da região de ressurgência de Cabo Frio-Brasil. O conteúdo total de mercúrio variou de 53 ng g-1 (Sardinella brasiliensis -sardinha) to 1215 ng g-1 (Cynoscion striatus -pescada) e, com exceção da espécie planctivora, os níveis de metilmercúrio atingem cerca de 90% da concentração total de mercúrio.

Mercury distribution in the oceans is controlled by complex biogeochemical cycles, resulting in retention of trace amounts of this metal in marine biota. The impact of upwelling processes in this metal behavior has been overlooked. Data from literature are insufficient to evaluate the risks associated with the presence of mercury in the fish collected in upwelling areas and its consumers. Therefore, the aim of the present work was to perform a study of mercury speciation in four fish species belonging to different trophic levels from Cabo Frio-Brazil upwelling region. The total mercury content vary of 53 ng g-1 (Sardinella brasiliensis -sardine) to 1215 ng g-1 (Cynoscion striatus -striped weakfish) and, with exception of the planktivorous fish, methylmercury levels reaches circa 90% of total mercury concentration.

Resumo: O Distrito Areeiro de Seropédica-Itaguaí, considerado um dos maiores do Brasil, fornece aproximadamente 70% da areia para a construção civil da Região Metropolitana do Rio de Janeiro. O processo de extração de areia se dá através da retirada das camadas sedimentares superficiais, caracterizadas predominantemente por depósitos de areia, fazendo com que a superfície freática do Aquífero Piranema aflore, preenchendo as cavas resultantes. Os depósitos de areia originaram-se sob condições redutoras, associadas a ambiente deposicional de linhas de costa e mangues, o que proporcionou a formação de sulfetos. Com a exposição dos sedimentos com a lavra, ocorre oxidação dos sulfetos e aumento dos teores de SO4 na água, que podem alcançar valores superiores a 90 mg.l-1, o que intensifica a solubilização de minerais alumino-silicáticos e consequente aumento das concentrações de Al (> 10 mg.l-1) nas águas.

Abstract: The Seropédica-Itaguaí Sand Mining district supplies about 70% of sand for civil construction of Rio de Janeiro Metropolitan Region. The sand extraction process is fact by the remove of the surface sedimentary layers; make water table fills the produced hole. The sand extraction activities cause the oxidation of reduced sediments (ancient coast lines lithologies - mangrove environment), providing low pH values (reaching values < 4) and high SO4 contents (reaching more than 90 mg L-1). The relatively high acidity of these waters, similar to ore pit lakes environment and associated acid mine drainage, contributes to accelerated weathering rate, especially the silicates minerals, which produces high concentrations of Al (> 10 mg.L-1).

OBJETIVO: Os alagados contruídos (CWs) tem sido evidenciados como uma maneira eficiente de remover nutrientes presentes em efluentes. No entanto, um efeito negativo desse processo é a emissão de gases de efeito estufa (GHGs). Metano (CH4) é um gás estufa liberado a partir da degradação da matéria orgânica sob condições anaeróbicas mediada por bactérias metanogênicas. Em alagados construídos, as entradas excedentes de nutrientes podem estimular a produção primária e a metanogênese então pode afetar todo o balanço entre custo-benefício do sistema. MÉTODOS: Nesse trabalho, foi investigado o papel dos bancos de macrófitas (Typha domingensis Pers) sobre as concentrações de CH4 em alagados construídos eutróficos e mesotróficos. Os alagados construídos foram elaborados com água e sedimento colonizado por macrófitas aquáticas da espécie Typha domingensis Pers provenientes de duas lagoas tropicais, uma mesotrófica e a outra eutrófica. RESULTADOS: Os resultados indicaram concentrações de CH4 significativamente superiores (duas vezes) na coluna d'água e no sedimento nos alagados construídos eutróficos do que nos alagados construídos mesotróficos, fato que indica a influência positiva da eutrofização sobre a metanogênese. CONCLUSÃO: Como conclusão, as emissões de metano em alagados construídos tropicais devem ser consideradas e mitigadas, caso esses sistemas sejam utilizados.

AIM: Constructed wetlands (CWs) have shown to be an efficient way for removing nutrients from wastewaters. However, a negative effect is the emission of greenhouse gases (GHGs). Methane (CH4) is a GHG released from the organic matter degradation under anaerobic conditions by methanogenic bacteria. In CWs, the excessive nutrient inputs may stimulate both primary production and methanogenesis and then affect the overall cost-benefit balance of this system. Here, we assessed the role of cattail stands (Typha domingensis Pers) on CH4 concentrations in eutrophic and mesotrophic constructed wetlands. METHODS: CWs were filled with water and sediment colonized by the aquatic macrophyte Typha domingensis Pers from two tropical freshwater lakes, one mesotrophic and another eutrophic. RESULTS: Our results showed consistently higher CH4 concentrations in waters and sediment in the eutrophic CWs than in the mesotrophic CWs (two times), indicating a positive influence of eutrophication on methanogenesis. CONCLUSION: In conclusion, CH4 emissions from tropical CWs demand to be considered or even mitigated in any use of this system.