Can a one-sampling campaign produce robust results for water quality monitoring? A case of study in Itupararanga reservoir, SP, Brazil

Abstract

Abstract Aim: The aim of this study was to conduct a rapid and comprehensive analysis of the reservoir using physical, chemical and biological variables comprising water and sediment as also to verify if a one-sampling campaign can produce information that is robust enough for monitoring purposes. Methods One-sampling campaign was performed along the central body of Itupararanga reservoir comprising five sampling points. The following physico-chemical and biological variables were measured in each of them from water samples: temperature, pH, concentration of dissolved oxygen, electric conductivity, suspended matter, total nitrogen and phosphorus and fecal coliforms. A genotoxicity assay with Allium cepa was also performed with water from each one of the five sampling points. As a complement, the phytoplankton and benthic macroinvertebrates communities were also analyzed in the two most distant sampling points (P1 and P5). Results Results indicate a scenario with eutrophication and toxicity. High concentrations of fecal coliforms were recorded and there is a worrying prevalence of cyanobacteria - potential toxin producers - in phytoplankton community. Benthic macroinvertebrates analysis suggests poor quality of the water and sediments. Genotoxicity tests suggest the presence of toxic substances along the waterbody. Conclusions It is concluded that Itupararanga reservoir has water with poor quality that could be related to the land uses around the reservoir. The comprehensive approach performed here - where distinct sources of monitoring variables was considered - despite the rapid protocol (one campaign), was enough to respond to the distinct anthropic impacts received by the reservoir. Considering it, this approach is recommended as a rapid diagnostic tool.Resumo Objetivo: O objetivo deste estudo foi realizar uma análise rápida e abrangente do reservatório usando variáveis físicas, químicas e biológicas, compreendendo água e sedimento e verificar se esta abordagem baseada em uma única campanha de coleta pode fornecer informações suficientemente robustas para o monitoramento. Métodos Uma campanha de amostragem foi realizada ao longo do corpo central do reservatório de Itupararanga compreendendo cinco pontos de amostragem. As seguintes variáveis biológicas e físico-químicas foram determinadas em cada ponto a partir de amostras de água: temperatura, pH, concentração de oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, material em suspensão, nitrogênio e fósforo totais e coliformes fecais. Um ensaio de genotoxicidade com Allium cepa também foi realizado com água proveniente de cada um dos cinco pontos de amostragem. Como complemento, as comunidades fitoplanctônica e de macroinvertebrados bentônicos também foram analisadas, mas apenas nos dois pontos de amostragem mais extremos (P1 e P5). Resultados Os resultados indicam um cenário de eutrofização e toxicidade. Altas concentrações de coliformes fecais foram registradas e há uma prevalência preocupante de cianobactérias – potenciais produtoras de toxinas - no fitoplâncton. A análise dos macroinvertebrados bentônicos indica baixa qualidade da água e dos sedimentos. Os testes de genotoxicidade sugerem a presença de substâncias tóxicas ao longo do corpo d'água. Conclusões Conclui-se que as águas do reservatório de Itupararanga apresentam baixa qualidade. Tal situação pôde ser relacionada aos usos do solo no entorno do reservatório. A abordagem abrangente ora realizada onde fontes distintas de variáveis para monitoramento foram consideradas, apesar do protocolo expedito (uma campanha), foi suficiente para responder aos diferentes tipos de impactos antrópicos recebidos pelo reservatório sendo uma opção viável para um diagnóstico rápido.