Assessment of in vivo fluorescence method for chlorophyll-a estimation in optically complex waters (Curuai floodplain, Pará - Brazil) Avaliação do método de fluorescência in vivo para a estimativa da concentração de clorofila-a em águas opticamente complexas (planície de inundação do Curuai, Pará - Brasil)

AIM: This paper describes an experiment carried out to evaluate in vivo fluorescence (IVF) as an alternative method for chlorophyll-a estimation in optically complex aquatic environment (Amazon floodplain lakes) METHODS: The experiment consisted of collecting in situ measurements at 26 sampling stations distributed throughout Curuai floodplain lakes. For each sampling station the following parameters were measured: temperature, turbidity, depth, Secchi depth, chlorophyll-a (Chl-a) concentration, total suspended solids (TSS) and dissolved organic carbon (DOC), concurrently with several transects of IVF. Two methods were tested for quantifying the fluorescence measurement to be used as input for the chlorophyll-a estimates: instantaneous IFV and average IVF. Global and regional models were tested and assessed by analyzing optically active components (Chl-a, DOC and TSS) of the water. RESULTS: Regardless of fluorescence estimating method, the results indicate that it was not possible to fit a global model for estimating Chl-a from IVF for all the lakes in the Curuai floodplain. Regional models provided contrasting results according to the concentration of optically active components. The best results were observed for aquatic systems with a single dominant component homogenously distributed throughout the lake. The results highlight the influence of the ratios Chl-a/TSS, Chl-a/DOC and Phaephytin/Chl-a in the relationship between IVF and chlorophyll concentration. CONCLUSIONS: It was not possible to develop a global model to account for the entire region of Curuai floodplain. The search for regional models provided insights on the main factors affecting the relationship between IVF and Chl-a concentration. Nevertheless this work reinforces the great potential of fluorometry technique, since even with a small number of samples it was possible to set a good model in the main lake of the Curuai floodplain. In spite the fact that this is not an accurate method, it is very useful for assessing the chlorophyll spatial distribution with relatively low cost. These possibilities are very interesting in the execution of field missions in the Amazon region.OBJETIVO: Este trabalho descreve os experimentos realizados para avaliar as medidas de fluorescência in vivo (IVF) em um ambiente aquático opticamente complexo (planície de inundação amazônica), como método alternativo para a quantificação da clorofila-a na água. MÉTODOS: Foram coletados parâmetros de qualidade da água em 26 estações amostrais distribuídas em diversos lagos da planície de inundação de Curuai: temperatura, pH, turbidez, condutividade, profundidade, transparência ao disco de Secchi, concentração de clorofila-a (Chl-a), total de sólidos em suspensão (TSS) e carbono orgânico dissolvido (DOC) simultaneamente a quilômetros de transectos de IVF. Dois métodos de determinação do valor de fluorescência foram testados para o ajuste de modelos de estimativa da concentração de clorofila: fluorescência instantânea e fluorescência média. Também foram testados um modelo global e modelos regionais, os quais foram analisados em termos dos componentes opticamente ativos na água (Chl-a, DOC e TSS). RESULTADOS: Os resultados indicam que independentemente do método de estimativa de fluorescência empregado, não foi possível ajustar um modelo global para a planície de Curuai. Os modelos regionais apresentaram resultados contrastantes, de acordo com a concentração dos componentes opticamente ativos. Melhores resultados foram observados nos sistemas aquáticos com um único componente dominante, distribuído homogeneamente pelo respectivo lago. Os resultados destacam a influência das razões Chl-a/TSS, Chl-a/DOC e Feofitina/Chl-a no ajuste entre a IVF e a Chl-a. CONCLUSÕES: Não foi possível ajustar um modelo global para a planície de Curuai através de medidas de IVF. Entretanto, a busca por modelos regionais forneceu informações sobre os principais fatores que afetam a relação entre a IVF e a Chl-a. Dessa forma, este trabalho reforça o grande potencial da fluorometria, pois mesmo com um baixo número de amostras foi possível estabelecer um bom modelo no principal lago da planície. Ainda que a técnica não possa ser considerada extremamente precisa, ela é útil para avaliar o padrão de variação espacial da clorofila, com baixo custo. Estas possibilidades são muito interessantes na realização de missões de campo na bacia amazônica.