Vertical and temporal dynamics of cyanobacteria in the Carpina potable water reservoir in northeastern Brazil

Abstract

This study analysed vertical and temporal variations of cyanobacteria in a potable water supply in northeastern Brazil. Samples were collected from four reservoir depths in the four months; September and December 2007; and March and June 2008. The water samples for the determination of nutrients and cyanobacteria were collected using a horizontal van Dorn bottle. The samples were preserved in 4% formaldehyde for taxonomic analysis using an optical microscope, and water aliquots were preserved in acetic Lugol solution for determination of density using an inverted microscope. High water temperatures, alkaline pH, low transparency, high phosphorous content and limited nitrogen content were found throughout the study. Dissolved oxygen stratification occurred throughout the study period whereas temperature stratification occurred in all sampling months, with the exception of June. No significant vertical differences were recorded for turbidity or total and dissolved forms of nutrients. There were high levels of biomass arising from Planktothrix agardhii, Cylindrospermopsis raciborskii, Geitlerinema amphibium and Pseudanabaena catenata. The study demonstrates that, in a tropical eutrophic environment with high temperatures throughout the water column, perennial multi-species cyanobacterial blooms, formed by species capable of regulating their position in the water column (those that have gas vesicles for buoyancy), are dominant in the photic and aphotic strata.

O presente estudo analisou as variações vertical e temporal de cianobactérias em um reservatório de abastecimento de água no nordeste do Brasil. As amostras foram coletadas em quatro profundidades no reservatório, durante quatro meses (setembro e dezembro de 2007, março e junho de 2008). As amostras de água para a determinação de nutrientes e de cianobactérias foram coletadas por meio de garrafa horizontal de Van Dorn. As amostras foram preservadas em formol 4% para posterior análise taxonômica utilizando um microscópio óptico, e alíquotas de água foram preservadas em solução de Lugol acético para determinação da densidade através de um microscópio invertido. Altas temperaturas da água, pH alcalino, baixa transparência, alto teor de fósforo e limitação de nitrogênio foram encontrados ao longo do estudo. Durante todo o estudo, foi verificada estratificação do oxigênio dissolvido enquanto que estratificação térmica só não foi observada em junho. Diferenças verticais não foram registradas para a turbidez e formas totais e dissolvidas de nutrientes. Ocorreram altas biomassas de Planktothrix agardhii, Cylindrospermopsis raciborskii, Geitlerinema amphibium e Pseudanabaena catenata. O presente estudo demonstra que, em um ambiente eutrófico tropical com temperaturas elevadas em toda a coluna d'água, florações perenes multiespécies de cianobactérias formadas por espécies capazes de regular a sua posição na coluna de água (aqueles que possuem vacúolos de gás para flutuação) são dominantes nas camadas fótica e afótica.