Skip to main content
Log in

A saprobic index for biological assessment of river water quality in Brazil (Minas Gerais and Rio de Janeiro states)

  • Published:
Environmental Monitoring and Assessment Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Based upon several years of experience in investigations with macrozoobenthos in rivers in the states of Minas Gerais and Rio de Janeiro, a biological assessment system has been developed to indicate pollution levels caused by easily degradable organic substances from sewers. The biotic index presented here is aimed at determining water’s saprobic levels and was, therefore, named the “Saprobic Index for Brazilian Rivers in Minas Gerais and Rio de Janeiro states” (ISMR). For this purpose, saprobic valences and weights have been established for 122 taxa of tropical macrozoobenthos. Investigations were carried out in little, medium sized and big rivers in mountains and plains. Through ISMR, a classification of water quality and the respective cartographic representation can be obtained. Data collection and treatment methods, as well as the limitations of the biotic index, are thoroughly described. ISMR can also be used as an element to establish complex multimetric indexes intended for an ecological integrity assessment, where it is essential to indicate organic pollution.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Similar content being viewed by others

References

  • AQEM (Assessment System for Ecological Quality of Streams and Rivers Throughout Europe using Benthic Macroinvertebrates) (2002). Manual for the application of the AQEM system: a comprehensive method to assess European streams using benthic macroinvertebrates, developed for the purpose of the water framework directive, version 1.0, 2002. www.fliessgewaesserbewertung.de.

  • Araujo, P. R. P. (2000). Estudo dos macroinvertebratos bentonicos para avaliação da qualidade de água dos rios Paraíba do Sul e Guandu – Estado do Rio de Janeiro, com relevância para análise de deformidades morfológicas em larvas de Chironomidas (Insecta:Diptera). Tesis Instituto Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 132 pp.

  • Araujo, P. R. P., Friedrich, G., & Coring, E. (1998). Use of artificial substrates for biological monitoring in the Guandu and Paraiba do Sul rivers, Rio de Janeiro State, Brazil. Verh. Internat. Verein. Limnol., 26, 1257–1259.

    Google Scholar 

  • Brinkhurst, R. O., & Marchese, M. R. (1989). Guia para la identificacion de oligoquetos acuaticos continentales de Sud y Centroamerica (2a ed., 179 pp). São Tomé, Argentina: Associacion Ciencias Naturales del Litoral, Coleccion Clímax, 6.

    Google Scholar 

  • CETEC (1986). Acompanhamento do Impacto Ambiental no Distrito Agroindustrial da Jaíba; Relatório técnico final (236 pp). Belo Horizonte: CODEVASF.

    Google Scholar 

  • CETEC (1988). Emprego de bioindicadores de qualidade de água no monitoramento de bacias hidrográficas II Bacia do Rio das Velhas. Anexo. Relatório técnico final (32 pp). Belo Horizonte: COPAM.

    Google Scholar 

  • CETEC (1994). Desenvolvimento de métodos e técnicas de bioindicadores de qualidade de água na Bacia do Alto Rio das Velhas. Relatório técnico final (183 pp). Belo Horizonte: FAPEMIG.

    Google Scholar 

  • CETEC (1995). Desenvolvimento metodológico para modelo de gerenciamento ambiental de bacias hidrográficas. Estudo de caso: Bacia do Rio Verde Grande, qualidade das águas superficiais, Relatório técnico final (183 pp). Belo Horizonte.

  • CETEC (1998). Biomonitoramento da qualidade da água da Bacia do Alto Rio das Velhas. Relatório técnico final (110 pp). Belo Horizonte: FEAM.

    Google Scholar 

  • CETEC (2004). Desenvolvimento de tecnologia para descontaminação de áreas degradadas pela atividade garimpeira, com recuperação de mercúrio e ouro. Relatório técnico final (310 pp). Belo Horizonte: CNPq; FNMA.

    Google Scholar 

  • CETEC (2007). Padronização e consolidação metodológica de um índice biótico de qualidade de água para ambientes lóticos: Bacia do rio paraíba do sul. Relatório técnico final (106 pp). Belo Horizonte: FAPEMIG.

    Google Scholar 

  • Costa, C., Vanin, S. A., & Casarichen, S. A. (1988). Larvas de coleoptera do Brasil (277 pp). São Paulo: USP Museu de Zoologia.

    Google Scholar 

  • De Pawn, N., & Vanhooren, G. (1983). Method for biological quality assessment for watercourses in Belgium. Hydrobiologie, 100, 153–168. doi:10.1007/BF00027428.

    Article  Google Scholar 

  • DIN (Deutsches Institut für Normung) 38410-1 (2004). German standard methods for the examination of water, waste water and sludge—Biological–ecological analysis of water (group M) Part 1: Determination of the saprobic index in running waters (M1) (80 pp). Berlin: DIN.

    Google Scholar 

  • Dominguez, E., Hubbard, M. D., & Peters, W. L. (1992). Clave para las ninfas y adultos de las familias y gêneros de Ephemeroptera (insecta) sudamericanos. Biol. Acuatica, La Plata, 16, 1–39.

    Google Scholar 

  • Edmondson, W. T. (1959). Freshwater biology (2nd ed., 1248 pp). New York: Wiley.

    Google Scholar 

  • EG (European Commission) (2000). Directive 2000/60/EC. Establishing a framework for community action in the field of water policy. Luxembourg: European Commission PE-Cons 3639/1/100 Rev1.

    Google Scholar 

  • FEEMA (1991). Qualidade das Águas do Estado do Rio de Janeiro, período 1987–1989 (Vol. II, 200 pp). Rio de Janeiro.

  • Flint, O. S. (1982). Trichoptera of the area platense. In Biologia acuatica (Vol. 2, 70 pp). La Plata: Instituto de Limnologia ILPLA.

    Google Scholar 

  • Friedrich, G. (1990). Eine Revision des Saprobiensystems. Zietschrift Für Wasser-Und-Abwasser-Forschung, 23, 141–152.

    CAS  Google Scholar 

  • Friedrich, G., & Herbst, H. V. (1971). Ein verbessertes Pfahlkratzer-Modell. Gewässer & Abwässer, 50/51, 120–122.

    Google Scholar 

  • Friedrich, G., & Herbst, V. (2004). Eine erneute Revision des Saprobiensystems – Weshalb und wozu? Acta Hydrochimica et Hydrobiologica, 32, 61–74. doi:10.1002/aheh.200300518.

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Friedrich, G., Araujo, P. R. P., & Cruz, A. A. S. (1990). Proposta de desenvolvimento de um sistema biologico–Limnologico para analise e avaliacao de aguas correntes no estado do Rio de Janeiro-Brasil. Acta Limnológica Brasiliensia, III, 993–1000.

    Google Scholar 

  • Friedrich, G., Chapman, D., & Beim, A. (1992). The use of biological material. In D. Chapman (Ed.), Water quality assessments (pp. 171–238). London: WHO, UNESCO.

    Google Scholar 

  • Froehlich, C. G. (1984). Brazilian Plecoptera 4. Nymphs of Perlidae genera from southeastern Brazil. Annales de Limnologie, 20(1–2), 43–48.

    Article  Google Scholar 

  • Haase, R., & Note, U. (2007). The invertebrate species index (ISI) for streams in southeast Queensland, Australia. Ecological Indicators. doi:10.1016.ecolind.2007.08.005.

    Google Scholar 

  • Heckman, C. W. (2002a). Encyclopedia of South American aquatic insects: Ephemeroptera—Illustrated keys to known families, genera, and species in South America (419 pp). London: Kluwer Academic Publishers.

    Google Scholar 

  • Heckman, C. W. (2002b). Encyclopedia of South American Aquatic Insects: Plecoptera—Illustrated keys to known families, genera, and species in South America (329 pp). London: Kluwer Academic Publishers.

    Google Scholar 

  • Hering, D., Verdonschot, P. F. M., Moog, O., & Sandin, L. (Eds.) (2004a). Integrated assessment of running waters in Europe. Hydrobiologia 516, vii–ix. www.kluweronline.com/issn/0018-8158.

  • Hering, D., Moog, O., Sandin, L., & Verdonschot, P. F. M. (2004b). Overview and application of the AQEM assessment system. Hydrobiologia, 516, 1–20. doi:10.1023/B:HYDR.0000025255.70009.a5.

    Article  Google Scholar 

  • Holzenthal, R. W. (1998). Neotropical Trichoptera: Taxonomy and biology of adults and larvae. Curitiba, Belo Horizonte: Universidade Federal do Paraná; Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais, 1v.

    Google Scholar 

  • IGAM - Instituto Mineiro de Gestão das Águas (2006). Aperfeiçoamento do Monitoramento da Qualidade das Águas da Bacia do Alto Rio das Velhas; Relatório técnico final (160 pp). Belo Horizonte: Ministério do Meio Ambiente; SEMAD; PNMA II.

    Google Scholar 

  • ISO (International Standardisation Organisation) (1985). Water quality, methods of biological sampling: Guidance on hand net sampling of aquatic benthic macro-invertebrates, ISO 7828.

  • Junqueira, M. V., & Campos, M. C. S. (1991). Notas preliminares sobre o desenvolvimento de métodos de bioindicadores de qualidade de água em ambientes lóticos tropicais. Arquivos de Biologia e Tecnologia, 34(1), 109–124.

    Google Scholar 

  • Junqueira, M. V., & Campos, M. C. S. (1998). Adaptation of the “BMWP” method for water quality evaluation to Rio das Velhas watershed (Minas Gerais, Brazil). Acta Limnológica Brasiliensia, 10(2), 125–135.

    Google Scholar 

  • Junqueira, M. V., Amarante, M. C., Dias, C. S., & França, E. S. (2000). Biomonitoramento da qualidade das águas da Bacia do Alto Rio das Velhas (MG/Brasil) através de macroinvertebrados bentônicos. Acta Limnológica Brasiliensia, 12, 73–87.

    Google Scholar 

  • Karr, J. R. (1994). Biological monitoring: Challenges for the future. In S. L. Loeb & A. Spacie (Eds.), Biological monitoring of aquatic systems. Boca Raton: CRC.

    Google Scholar 

  • Kolkwitz, R., & Marsson, M. (1902). Grundsätze für die biologische Beurteilung des Wassers nach seiner flora und fauna. Mitt. kgl. Prüfanstalt Wasserversorgung, Abwasserbeseitigung. Berlin Dahlem, 1, 33–72. Berlin.

  • LAWA (Länderarbeitsgemeinschaft Wasser) (1990). Die Gewässergütekarte der Bundesrepublik Deutschland (29 pp, 1 map).

  • Lopretto, E. C., & Tell, G. (1995). Ecossistemas de águas continentales: Metodologias para su estudio (1401 pp). La Plata: Ediciones Sur.

    Google Scholar 

  • Merrit, R. W., & Cummins, K. W. (1996). An introduction to the aquatic insects of North America (706 pp). Dubuque: Kendall/Hunt.

    Google Scholar 

  • Newman, P. J., Oiavaux, M. A., & Sweeting, R. A. (1992). River water quality—Ecological assessment and control, EUR 14606 EN-FR (751 pp). Brusseles: European Communities-III.

    Google Scholar 

  • Ö-Norm M 6232 (Österr. Normungsinstitut) (1995). Richtlinien für die ökologische Untersuchung und Bewertung von Fließgewässern (38 pp). Wien.

  • Péres, G. R., & Roldan, G. (1988). Guia para el estudo de los macroinvertebrados acuáticos del departamento de Antioquia (217 pp). Bogotá: Universidade de Antioquia, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.

    Google Scholar 

  • Rosenberg, D. M., & Resh, V. H. (Eds.) (1993). Fresh water biomonitoring and benthic macroinvertebrates (488 pp). New York: Chapman & Hall.

    Google Scholar 

  • Schäfer, A. (1985). Fundamentos de ecologia e biogeografia das águas continentais. In Porto Alegre, Ed. Da Universidade, UFRGS, 1984 (532 pp).

  • Trivinho-Strixino, G. (1995). Larvas de chironomidae (díptera) do estado de São Paulo: Guia de identificação e diagnose dos gêneros (229 pp). São Carlos: PPG-ERN/UFSCAR.

    Google Scholar 

  • Wantzen, K. M., & Pinto-Silva, V. (2006). Uso de substrato artificial para avaliação de impactos do assoreamento sobre macroinvertebrados bentônicos em um Córrego de Cabeceiras no Pantanal do Mato Grosso, Brasil. Revista Brasileira de Recursos Hídricos – RBRH, 11(1), 9–107.

    Google Scholar 

  • Wegl, R. (1983). Index für die Limnosaprobität. Wasser und Abwasser. Ed. Bundesanstalt für Wassergüte Wien-Kaisermühlen.

  • Wiggins, G. B. (1978). Larvae of the North American caddisfly genera (Trichoptera) (401 pp). Toronto: University of Toronto Press.

    Google Scholar 

  • Zelinka, M., & Marvan, P. (1961). Zur Präzisierung der biologischen Klassifikation der Reinheit fließender Gewässer. Archive Für Hydrobiologie, 57, 389–407.

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Günther Friedrich.

Additional information

† Pereira de Araujo has died during the editing process.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Junqueira, M.V., Friedrich, G. & Pereira de Araujo, P.R. A saprobic index for biological assessment of river water quality in Brazil (Minas Gerais and Rio de Janeiro states). Environ Monit Assess 163, 545–554 (2010). https://doi.org/10.1007/s10661-009-0857-1

Download citation

  • Received:

  • Accepted:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s10661-009-0857-1

Keywords

Navigation