Effects of Wind Mixing in a Stratified Water Column on Toxic Cyanobacteria and Microcystin-LR Distribution in a Subtropical Reservoir

Abstract

We analyzed the effects of stratification changes due to wind on the vertical cyanobacteria distribution and microcystin-LR concentrations in a reservoir and assessed the implications for water management. Under stratified conditions, the highest microcystin concentrations (up to 4.16 µg/L) and toxic cyanobacteria biovolume occurred in the epilimnion (~ 1 m). The lowest microcystin concentrations were between 0.02 and 1.28 µg/L and occurred in the hypolimnion (~ 20 m). A cold front passage associated with high wind velocities induced water column mixing, promoting the redistribution of microcystin-LR and cyanobacteria throughout the water column and increasing their concentrations in deeper zones. Microcystin-LR concentration was positively correlated with cyanobacteria biovolume (r = 0.747) and chlorophyll a concentration (r = 0.798). Changes in thermal profile due to wind would imply a greater challenge for drinking water treatment plants, since high cyanobacterial and microcystin concentrations could reach deep-water intakes.

Implementación de la técnica de medición y primer registro de gases de efecto invernadero (CO2, CH4 y N2O) en la interfase sedimento-agua en el embalse Rincón del Bonete, Uruguay

“…Promedio de 3 testigos. 1990), promueve el desarrollo de floraciones de cianobacterias en verano (Chalar, et al, 2010(Chalar, et al, , 2015González-Piana, et al, 2011, 2018. De esta forma, la acumulación sucesiva de elevadas biomasas de cianobacterias sobre los sedimentos constituiría la principal fuente de materia orgánica disponible a ser biodegradada en el embalse, contribuyendo con la producción de gases de efecto invernadero, principalmente en zonas anóxicas.…”

“…Debido a que la mayoría de los gases de carbono se encuentran retenidos en los depósitos del fondo, la cuantificación de los flujos difusivos de los gases de los sedimentos hacia las aguas debería ser un prerrequisito para realizar una estimativa de balance de carbono (Sidagis-Galli, et al, 2009). En nuestro país, las altas biomasas de cianobacterias que se registran en los embalses, principalmente en el Río Negro (González-Piana, et al, 2011, 2018Chalar, et al, 2014), representarían una importante fuente de materia orgánica que, al descomponerse, generarían emisiones de GEI. De esta forma, se torna fundamental el estudio de estas emisiones ya que el territorio uruguayo es vasto en cuerpos de agua y actualmente sufre problemas de eutrofización en la mayoría de ellos (Bonilla, et al, 2015).…”

Variabilidad y tendencia de la temperatura superficial de los grandes embalses del Río Negro

“…En cuanto a las posibles consecuencias ambientales derivadas de los resultados encontrados, bajo condiciones de estratificación térmica asociada al calentamiento de las capas superficiales y baja intensidad de viento se ha observado en Rincón del Bonete una tendencia a la acumulación de cianobacterias potencialmente tóxicas (González-Piana, et al, 2017;González-Piana, et al, 2018). Además, se ha encontrado una relación positiva entre el aumento de la temperatura del agua y la eutrofización con el desarrollo de floraciones en otros embalses y ríos del país: Salto Grande (Martínez de la Escalera, et al, 2017), Río Santa Lucía (Aubriot, et al, 2017) y para todos los sistemas lénticos y lóticos del país considerados en su conjunto (Haakonsson, et al, 2017).…”

Future Projections of Water Temperature and Thermal Stratification in Connecticut Reservoirs and Possible Implications for Cyanobacteria

“…While a useful indicator, these thresholds are conservative estimates of risk of exposure to microcystin‐LR and other cyanotoxins (Graham & Jones, 2009; Ibelings et al, 2014; MDPH, 2014). Recent research suggests that toxins can be present (or absent) among low‐ to high‐density algal blooms (Subbiah et al, 2019), different species produce toxins with variable health affects (Hudon et al, 2016), and cyanobacteria blooms may occur at any water depth (González‐Piana et al, 2018).…”