Diurnal, vertical, and among sampling days variation of dissolved O2 , CO2 , and pH in a shallow, tropical reservoir (Garças reservoir, São Paulo, Brazil)

Abstract

ABSTRACT: Sampling of physical, chemical, and biological variables was performed at a single station at Garças reservoir in five depths at four-hour intervals during summer (3-4 March), fall (13-14 June), winter (29-30 August), and spring (29-30 November) of 1994. Dissolved oxygen, dissolved inorganic carbon forms, pH, and total alkalinity were measured. During the summer, dissolved O2 was present in low concentrations and showed a diurnal variation of about 2.65 times greater than vertical spatial variation. The lowest diurnal variation of oxygen occurred during the winter sampling period and t he highest variation in the spring. During the spring, vertical variation of O2 was lower than in winter; diurnal variation was less than vertical variation and was not significantly different. During fall, CO2 concentrations were lower than in the summer. Because of the uniformity of thermal profiles, diurnal variation of CO2 was not evident during winter and spring. During the latter season, there was an increasing use of HCO3 - as the CO2 source for photosynthesis during the Microcystis bloom. Vertical variation of total CO2 was significant during winter and spring sampling days, mainly in the spring. Lack of significant vertical variation during summer and fall was most likely due to mixing of the water column. Differences in mean pH values were only significant during fall and winter. pH value increases were associated with the continuous CO2 demand for photosynthesis of the Microcystis Bloom.

RESUMO: Coletas de variáveis físicas, químicas e biológicas foram realizadas em uma estação de amostragem no Reservatório das Garças em cinco profundidades da coluna d’água, a intervalos de quatro horas no verão (3-4 de março), outono (13-14 de junho), inverno (29-30 de agosto) e primavera (29-30 de novembro) de 1994. Foram calculados os valores de oxigênio dissolvido, das formas de carbono inorgânico dissolvido, de pH e de alcalinidade total. O oxigênio dissolvido esteve presente em baixas concentrações no verão e apresentou variação diurna da ordem de 2,65 vezes maior que a variação vertical. A menor variação diurna do oxigênio dissolvido ocorreu na amostragem do inverno e a maior na da primavera. Neste último dia, a variação vertical do oxigênio foi menor que aquela do inverno. As variações diurnas foram menores que as verticais e não foram significativas. No outono, as concentrações de CO2 foram menores do que no verão. Pela uniformidade dos perfis térmicos, a variação nictemeral do CO2 foi pouco evidente durante o inverno e a primavera. Nesta última época, deve ser considerada a utilização do HCO3 - como fonte de CO2 para a fotossíntese através da floração de Microcystis presente nesse período do ano. A variação vertical do CO2 total foi significativa durante o inverno e a primavera, principalmente na última época. No verão e outono, a variação vertical não foi significativa, provavelmente por conta da mistura da coluna d’água. Apenas durante o outono e o inverno, as diferenças nos valores médios de pH foram consideradas significativas. Nesses dias, os aumentos de pH estiveram associados à demanda contínua de CO2 pela fotossíntese dos Microcystis durante a floração.