Desde 1972, os sucessivos satélites da série Landsat têm apresentado melhorias nos seus modos de imageamento. O objetivo deste estudo foi comparar o potencial do sensor Operational Land Imager (OLI) a bordo dos satélites Landsat 8 (L8) e Landsat 9 (L9) para mapear as seguintes classes de uso e cobertura de terras da região de MATOPIBA: Mata de galeria; Cerrado típico; Cerrado ralo; Pastagens cultivadas; Resíduo verde de colheita; Palhada seca; e Solo exposto. Duas cenas consecutivas da estação seca do sul do estado de Piauí, obtidas pelos satélites L8 e L9 com diferença de oito dias, foram classificadas pelo método supervisionado de classificação de imagens denominado Random Forest. Os atributos de entrada da classificação foram seis bandas multiespectrais convertidas para reflectância de superfície; quatro índices espectrais; e cinco atributos espaciais derivados pela técnica de Gray Level Co-Occurrence Matrix (GLCM). As acurácias globais de classificação foram similares: 85,6% e 85,0% para L8 e L9, respectivamente. Apesar dessa similaridade, observou-se alguns altos erros de comissão e omissão em algumas classes, que alterou os resultados da classificação em 7,1% da área total das cenas. As principais discrepâncias ocorreram em áreas onde houve cicatrizes de queimada e onde as áreas de culturas agrícolas que apresentaram algum tipo de mudança na cobertura do terreno durante o intervalo de oito dias e em áreas com predomínio de classes de uso e cobertura de terras com elevada similaridade espectral. Os resultados obtidos sugerem que ambos os sensores dos satélites possuem potencial similar para o mapeamento das classes de uso e cobertura de terras de interesse na região do MATOPIBA.

Os macroinvertebrados são um grupo de organismos com alta riqueza taxonômica e grande variedade nos modos de dispersão, que desempenha funções cruciais nos ecossistemas aquáticos. A estrutura dessa comunidade pode estar relacionada a diferentes processos físicos, químicos, biológicos e espaciais, que atuam tanto em escalas locais quanto em escalas regionais. Para compreender a relação de predição de todos esses processos sobre a estrutura desse grupo biológico utilizamos a teoria de metacomunidades. Assim, buscamos avaliar nesse estudo o efeito de preditores locais, espaciais e de paisagem sobre a estrutura da metacomunidade de macroinvertebrados associados a raízes de macrófitas na planície de inundação do médio rio Araguaia. Levantamos as seguintes hipóteses: (i) os preditores locais serão os principais estruturadores dessa metacomunidade e (ii) organismos com habilidade de dispersão ativa responderão mais fortemente aos preditores locais que os dispersores passivos, devido à sua capacidade de buscar condições ambientais favoráveis. Utilizamos uma Análise de Redundância parcial (pRDA) para quantificar a variação na comunidade de macroinvertebrados explicada exclusivamente por (a) preditores locais, (b) preditores espaciais e (c) preditores de paisagem ou (d) pelo conjunto de todos os preditores. Nossos resultados indicam que as macrófitas aquáticas moldam a estrutura da metacomunidade de macroinvertebrados em lagos de planície de inundação.

Os veículos automotivos são consideráveis fontes emissoras de Hg gasoso para a atmosfera devido à queima de combustíveis fósseis, contribuindo significativamente para o aumento das emissões de Hg gasoso em centros urbanos. Neste trabalho efetuou-se, inicialmente, uma avaliação cienciométrica com vistas à situação da produção científica sobre Hg em atmosfera em termos de linhas de pesquisa. A cienciometria revelou que tradicionalmente os estudos com Hg atmosférico são realizados sobre deposição em água e sedimentos, poluição por material particulado em solo, especiação, e dinâmica do Hg em atmosfera. Em termos de Hg gasoso, a última década aponta como o auge das pesquisas na área, sendo os estudos sobre: Hg emitido em processos de combustão, dinâmica do Hg em atmosfera, poluição por metais em material particulado, deposição de Hg gasoso, e emissões antrópicas e urbanas de Hg gasoso. Num segundo momento, procedeu-se à determinação das concentrações de mercúrio gasoso nas imediações da DF-002 situada na área central de Brasília, Distrito Federal, caracterizada como um centro urbano com tráfego intenso. Os dados foram processados com a aplicação de ferramentas geoestatísticas utilizando krigagem ordinária para a proposição de uma previsão da distribuição das concentrações de mercúrio gasoso, e krigagem indicativa para a estimativa de áreas de influências de dispersão de mercúrio. A krigagem ordinária apontou duas áreas de pontos quentes de concentração de Hg gasoso com valores médios de concentração de Hg gasoso de 1 ng/m3, atingindo no máximo em 6 ng/m3, e a krigagem indicativa apontou outras duas áreas com tendência de acúmulo de Hg acima do limite de 1.3 ng/m3 uma em cada extremo da rodovia. Os valores encontrados estão abaixo dos limites de risco indicados pela Organização Mundial da Saúde, entretanto exprimem alerta à exposição humana prolongada ao mercúrio gasoso em ambiente urbano.

O objetivo desta tese foi analisar situações sobre a contaminação da água doce superficial por agrotóxicos a partir dos cenários global, nacional e regional. Os dados de contaminação mundial e de ecotoxicidade foram obtidos de artigos publicados e de bases de dados ecotoxicológicas. Os dados de contaminação a nível regional foram obtidos a partir de estudo de campo com quatro campanhas amostrais, nos períodos de seca e de chuva, realizado na principal bacia agrícola do Distrito Federal, Brasil. Os resultados mostraram que atrazina foi o agrotóxico mais detectado em escala mundial e regional e indicam o largo uso desta molécula, bem como sua persistência no ambiente. Contudo, outros agrotóxicos também merecem preocupação, pois, mesmo em baixas concentrações podem causar efeitos tóxicos à biota aquática. Em relação à normativa brasileira, o estudo mostrou que nos limites estabelecidos para os seus 27 agrotóxicos, para 17 é necessário atualização desses limites, pois os valores atuais não garantem proteção aos organismos aquáticos. Dessa forma, esta tese contribuiu para preencher lacunas sobre os agrotóxicos nas águas doces superficiais e sobre a gestão dos corpos hídricos em relação a esses contaminantes.

As usinas hidrelétricas interrompem usualmente a geração de energia para realização de algumas manobras, testes e manutenções mecânicas nas unidades geradoras, o que pode ocasionar acúmulo de biomassa de peixes no tubo de sucção. Consequentemente, as variáveis determinantes da qualidade da água, como oxigênio dissolvido, temperatura e amônia, podem ser alteradas devido ao longo período de preparo para atividades de resgate dos peixes confinados. Dessa forma, o desenvolvimento de tecnologias sustentáveis que minimizem o aprisionamento de peixes em usinas hidrelétricas é imprescindível. As substâncias de alarme possuem a capacidade de alterar o comportamento de peixes expostos a ela, causando reações de alarme e repulsão. Essas substâncias são naturalmente liberadas após lesão na pele de peixes em sinal de resposta defensiva a uma situação de perigo. De acordo com a literatura a hipoxantina-3-N-óxido e a condroitina são compostos ativos presentes nas substâncias de alarme e são sintetizadas e comercializadas. Tendo em vista a potencialidade dessas substâncias como ferramenta de proteção da ictiofauna, este estudo apresenta uma investigação da eficiência e viabilidade de aplicação em usinas hidrelétricas. As metodologias de aplicação do extrato de pele, da hipoxantina-3-N-óxido e da condroitina foram desenvolvidas em laboratório e a avaliação dos comportamentos dos peixes condicionados a estas substâncias ocorreram de forma remota com auxílio de aquários instrumentalizados. Análises de estresse no metabolismo também foi feita através de determinações de glicose no sangue dos peixes. A aplicação na Usina Hidrelétrica Jirau, em Rondônia, ocorreu com adaptação do sistema de aeração presente nas unidades geradoras e o monitoramento dos peixes no tubo de sucção foi feito com auxílio de um sistema de monitoramento hidroacústico em tempo real. As espécies Matrinxã (Brycon cephalus) e Tambaqui (Colossoma macropomum) exibiram reações anti-predadoras quando expostos à hipoxantina-3-N-óxido (3,0 e 6,0 µg L-1), ao sulfato de condroitina (5 µg L-1) e aos extratos cutâneos das espécies Matrinxã e Pirarucu (Arapaima gigas). Os comportamentos mais recorrentes foram natação rápida e agrupamento, além de letargia e alguns episódios de agressão entre os espécimes. Em campo os extratos cutâneos e o sulfato de condroitina suscitaram algum grau de perturbação, indicando potencialidade dessas substâncias como método futuro de proteção da ictiofauna no setor hidrelétrico.

O mercúrio (Hg) é um elemento químico disponível naturalmente na crosta terrestre, no entanto, sua capacidade de bioacumulação nos organismos, e biomagnificação ao longo das cadeias tróficas, tornou-se motivo de preocupação. Nesta pesquisa, inicialmente fez-se um levantamento acerca da pesquisa sobre mercúrio no Brasil (Capítulo 3). Ao constatar que havia poucos estudos sobre essa temática em Biomas diferentes da Amazônia, o objetivo geral desse estudo foi determinar a concentração de Hg em compartimentos ambientais e biológicos de ecossistemas aquáticos do Bioma Cerrado, visando avaliar o risco à população humana e o potencial desse elemento como ferramenta para identificar o nível trófico das espécies de peixe. Para esta pesquisa, foram percorridos 750km do Médio Rio Araguaia para coleta de água, sedimentos, plâncton e peixes em 50 lagos da planície de inundação do Rio Araguaia. Os resultados indicaram que a interação entre o uso da terra e a formação geológica em cada ponto amostral influenciou a concentração de mercúrio total (THg) em sedimentos de fundo e nos parâmetros físico-químicos da água: pH, condutividade e TDS (ANOVA aninhada: p < 0,05), revelando que essa interação é um fator relevante para a presença de THg no Rio Araguaia. As concentrações de mercúrio foram significativamente menores em terrenos quaternários (p < 0,0003) e diferiram significativamente entre áreas não urbanas e urbanas em terrenos neoproterozóicos (p = 0,02) (Capítulo 5). Comprovou-se que o mercúrio adentra a cadeia trófica aquática dessa região, sofrendo biomagnificação à medida que se aproxima do topo da cadeia alimentar. Em relação aos peixes, identificou-se espécies como a “dourada” (Pellona castelnaeana) e o “cruzador” (Agoniates halecinus), entre outras, com concentrações de mercúrio acima do limite considerado seguro para alimentação dos seres humanos, aumentando a necessidade de monitoramento da saúde ambiental do Rio Araguaia (Capítulo 6). A comparação intra-específica da concentração de mercúrio em peixes mostrou diferença entre indivíduos capturados em locais distintos. Sabe-se que a espacialidade interfere na posição trófica de uma espécie e as análises estatísticas revelaram que, o nível trófico de uma espécie considerando o tamanho de cada indivíduo, explica 97% da variabilidade na concentração de THg em todas as espécies de peixes estudadas. A análise de regressão múltipla confirmou que o comprimento padrão e os valores de FishBase (níveis tróficos) estão associados positivamente com THg (R2 = 0,980). Esses resultados apontam o Hg, e o seu fator de acumulação biota-sedimento, como indicadores viáveis da posição trófica de uma espécie de peixe, uma vez que refletem fatores biológicos e ambientais locais, como demonstrado aqui para o Médio Rio Araguaia (Capítulo 7).

A situação epidemiológica, zoonótica e ecológica da brucelose humana no Brasil ainda é pouco conhecida, compreendida e divulgada. Possivelmente, diversos fatores ambientais, epidemiológicos, culturais, políticos, técnicos e socioeconômicos contribuem para manter a condição endêmica da doença em animais e humanos. O objetivo desta pesquisa é avaliar a situação epidemiológica da brucelose humana no Brasil entre os anos 2014 a 2018, desde a abordagem da Saúde Única. A pesquisa envolveu a realização de um estudo ecológico e descritivo com base em dados secundários obtidos através do Sistema de Informação de Agravos de Notificação (SINAN), Sistema de Informações sobre Mortalidade (SIM), Sistema de Informações Hospitalares (SIH/SUS) e do Sistema Gerenciador de Ambiente Laboratorial (GAL). Os resultados do trabalho permitem afirmar que a brucelose humana é uma doença endêmica em todas as cinco regiões geográficas do Brasil, com casos notificados e confirmados em aumento, que apresenta internações e demandas por testes laboratoriais desde todas as regiões do Brasil, causando óbitos e caracterizada por um perfil ocupacional. Deve ser considerada sua inclusão na Lista Nacional de Notificação Compulsória de Doenças, Agravos e Eventos de Saúde Pública e contar com um Protocolo Clínico e Diretrizes Terapêuticas (PCDT). A abordagem da Saúde Única precisa ser considerada para ser incluída na estrutura da vigilância epidemiológica dessa doença.

A cafeicultura tem histórica relevância geopolítica e econômica no Brasil. O caminho técnico e químico da agricultura industrial passou por um desenvolvimento extraordinário, com a ajuda de enorme aparato tanto da ciência quanto da indústria química e tecnológica. Entretanto, como consequência da agricultura industrial, ao longo do tempo, notou-se uma redução da renda por unidade produzida, já que o produtor rural usualmente se depara com setores concentrados ou oligopolizados para a compra de seus insumos e precisam vender seus produtos com preços formados pela livre concorrência. Ademais, é evidente que, baseados em recursos finitos, nutrientes essenciais em algum momento não estarão mais disponíveis para a agricultura convencional. Neste sentido, na presente pesquisa foram realizados quatro estudos com o uso de composto feito com resíduos orgânicos produzidos na própria propriedade e pós de rochas disponíveis regionalmente. No primeiro estudo avaliou-se a qualidade de um fertilizante produzido com a compostagem conjunta resíduos orgânicos e rochas moídas. No segundo, analisou-se o efeito dos diferentes teores de pó de rocha na compostagem e no produto final. Já no terceiro, comparou-se o resultado de três diferentes farinhas de rochas no processo de compostagem e no fertilizante orgânico. Por fim, pesquisou-se o comportamento dos solos, a produção e a qualidade da bebida de dois sistemas de adubação em uma lavoura cafeeira em Unaí, noroeste de Minas Gerais, no Cerrado: um com adubação convencional e outro com uso de fertilizantes baseados em Fontes Regionais de Nutrientes. No primeiro estudo, as análises química, orgânica, biológica e sanitária indicaram que o processo de compostagem foi realizado de forma correta. Com isso, o composto exibiu a maioria das garantias mínimas para ser enquadrado como fertilizante orgânico composto classe A, o que pode melhorar as condições físicas, químicas e biológicas do solo, aumentando a autonomia do agricultor e diminuindo sua dependência dos combustíveis fósseis. No segundo trabalho, constatou que valores acima de 30% de pó de rocha atrapalha o operacional e desenvolvimente biológico da compostagem. Na terceira pesquisa, notou-se que a compostagem foi eficiente em todos os tratamentos, demonstrada pela caracterização da fase termofílica e ausência de coliformes totais e de germinação de plantas espontâneas no produto final. O tratamento com micaxisto apresentou a menor diminuição relativa de potássio entre as matérias-primas originais e o produto final, indicando uma melhor relação entre custo e benefício. Por fim, o sistema de adubação com FRN, quando comparado com o sistema de adubação convencional, alcançou resultados superiores nas funções de ciclagem, armazenamento e suprimento de nutrientes. Além disso, o sistema FRN obteve maior produtividade e melhor qualidade de bebida de café. 

O Brasil possui um potencial favorável ao aproveitamento hidráulico para geração de energia, sendo fundamental para o desenvolvimento de diversas atividades econômicas. A avaliação e mitigação de possíveis impactos ambientais é essencial nas plantas geradoras de sistemas hidrelétricos. Apesar desse entendimento, existe uma quantidade de informações limitadas sobre a resposta da ictiofauna em relação às pressões hidráulicas e aos métodos eficientes para a contenção e/ou repulsão no tubo de sucção durante paradas previstas ou intempestivas das unidades geradoras. O objetivo desta pesquisa é identificar aplicações práticas para a minimização de impactos negativos a ictiofauna durante a operação de empreendimento hidrelétrico. Portanto, é imperativo que investigações sobre os aspectos taxonômicos e atributos funcionais das espécies de peixes sejam feitas para auxiliar na melhor compreensão da aproximação de cardumes das estruturas das usinas hidrelétricas. Pois são parte da dinâmica geral dos ecossistemas aquáticos e desempenham funções essenciais em diversos processos. Este trabalho aborda a estratégia operacional de elevação do fluxo hidráulico associado a avaliação em tempo real da presença e permanência dos peixes no tubo de sucção utilizando sistema hidroacústico, durante as paradas de unidades geradoras do tipo bulbo. Para evitar resgates manuais, traumas físicos e morte à ictiofauna. Além disso, foi avaliada a diversidade taxonômica e funcional da ictiofauna confinada no tubo de sucção e nas comportas vagão, contribuindo para compreensão da dinâmica comportamental da ictiofauna nas áreas imediatamente a jusante da casa de força de empreendimentos hidroelétricos. A aplicação dessas estratégias inovadoras e robustas são de grande importância para minimizar os impactos e promover a proteção da ictiofauna em aproximação de unidades geradoras de usina hidrelétrica.