Phytoplankton scenario and microcystin in water during extreme drought in semiarid tropical water supplies, Northeastern Brazil.

Cenário de fitoplanctônico e microcistinas na água durante extrema estiagem em reservatórios tropical semiárido de abastecimento de água, nordeste do Brasil. (Portuguese)

The objective of this study was to characterize the limnological, microystin and phytoplankton community of five tropical eutrophic reservoirs located in the Brazilian northeastern semi-arid region, used for domestic use at the time of extreme drought and reduction of water volume. The study was conducted in July and August 2015, and an integrated sample of the water column was collected at three points near the dam in each reservoir. Analysis of limnological parameters, identification and quantification of phytoplankton, with emphasis on cyanobacteria were performed, as well as detection of microcystin by means of immunoassay (ELISA). The reservoirs presented ~ 90% water volume reduction. High turbidity and concentrations of nitrogen and phosphorus, as well as high cyanobacterial densities, revealed an increase in the eutrophic state for hypereutrophy. The total biovolume of phytoplankton and cyanobacterial density is high, plus an average increase in relation to previous studies of 350% and 150%, respectively. The density of cyanobacteria and microcystin concentration presented values above acceptable levels for drinking water according to Brazilian legislation. A phytoplankton community was represented by 17 functional groups, including potentially toxic cyanobacteria species such as Planktothrix agardhii (S1), Microcystis aeruginosa (M), Anabaena planktonica e Anabaena spp. (H1), Cylindrospermopsis raciborskii (Sn). Our results confirm that conditions of extreme drought and reduction of the volume of the reservoirs influence the composition, biovolume of phytoplankton and water quality, but not the increase of total microcystin in the analysed, although above 1µg-1 registered a significant decrease of water quality in used for human consumption. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

O objetivo deste trabalho foi caracterizar a comunidade limnológica, microistalina e fitoplanctônica de cinco reservatórios eutróficos tropicais localizados no semi-árido nordestino brasileiro, utilizados para uso doméstico no período de seca extrema e redução do volume de água. O estudo foi realizado em julho e agosto de 2015, e uma amostra integrada da coluna de água foi coletada em três pontos próximos à barragem em cada reservatório. Análises de parâmetros limnológicos, identificação e quantificação do fitoplâncton, com ênfase em cianobactérias, foram realizadas, assim como a detecção de microcistina por meio de imunoensaio (ELISA). Os reservatórios apresentaram ~ 90% de redução do volume de água. A alta turbidez e as concentrações de nitrogênio e fósforo, bem como as altas densidades de cianobactérias, revelaram um aumento no estado eutrófico da hipereutrofia. O biovolume total de fitoplâncton e densidade de cianobactérias é alto, além de um aumento médio em relação a estudos anteriores de 350% e 150%, respectivamente. A densidade de cianobactérias e a concentração de microcistina apresentaram valores acima dos níveis aceitáveis para água de consumo, de acordo com a legislação brasileira. Uma comunidade fitoplanctônica foi representada por 17 grupos funcionais, incluindo espécies de cianobactérias potencialmente tóxicas, como Planktothrix agardhii (S1), Microcystis aeruginosa (M), Anabaena planktonica e Anabaena spp. (H1), Cylindrospermopsis raciborskii (Sn). Nossos resultados confirmam que condições de seca extrema e redução do volume dos reservatórios influenciam a composição, o biovolume de fitoplâncton e a qualidade da água, mas não o aumento do total de microcistina no analisado, embora acima de 1µg-1 tenha registrado uma diminuição significativa da qualidade da água usado para consumo humano. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

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