Baixe Qualidade da Água em Itabira-MG: Análise de IET e IQA em Rios e Córregos e outras Trabalhos em PDF para Engenharia Ambiental, somente na Docsity!
IV- 140 – UTILIZAÇÃO DE IQA E IET PARA A CARACTERIZAÇÃO DAS
CONDIÇÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA EM CORPOS HÍDRICOS
URBANIZADOS
Anmara Oliveira Alvarenga(1) Engenheira Ambiental / FATEC. Daniele Cristina de Oliveira Engenheira Ambiental / FATEC. Pós-graduanda em Saneamento e Meio Ambiente / UFMG Paulo de Castro Vieira Engenheiro Sanitarista e Ambiental, Doutorando em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos / SMARH – UFMG. Rafles Anselmo da Mata Graduando em Engenharia Ambiental / FATEC. Renato de Carli Almeida Couto Graduando em Engenharia Ambiental / FATEC. Endereço(1): Rua Roraima, 296 – Amazonas – Itabira – MG – CEP: 35900- 380 – Brasil – Tel: (31) 8719- 3221 e- mail: anmara_alvarenga@yahoo.com.br RESUMO Este trabalho objetivou divulgar os resultados referentes ao uso das ferramentas IQA e IET para caracterização das condições de qualidade da água de um trecho do rio do Peixe e de seu principal tributário, córrego da Água Santa, localizados em Itabira/MG. Para tal, foram realizadas campanhas mensais (janeiro e agosto de 2010), onde coletaram-se amostras de forma pontual e simples. As análises dos parâmetros foram realizadas baseando-se na metodologia e nos procedimentos analíticos e operacionais do Standard Methods e HACH Company. A escolha dos pontos foi determinada previamente levando-se em consideração a influência da urbanização à jusante dos trechos em questão. No período avaliado os resultados para o IET médio mensal eutrófico a hipereutrófico para o rio do Peixe e para o córrego da Água Santa permaneceu hipereutrófico em todo o período. Já o IQA, no rio do Peixe permaneceu com a classificação “Regular” e o córrego da Água Santa, teve apenas um mês classificado com “Boa”, sendo os demais “Regular”. Diante dos resultados é possível inferir que a qualidade dos trechos monitorados, bem como o grau de trofia, foram em virtude do lançamento de efluentes para os corpos hídricos, haja vista, que a quantidade de fosfato mensurada foi elevada durante o período, bem como o mencionado influenciou nos resultados e consequentemente na qualidade dos parâmetros do IQA. O cálculo do IET e do IQA foram baseados na metodologia utilizada pela CETESB (2003). PALAVRAS-CHAVE: Caracterização, IQA, IET. INTRODUÇÃO Com o crescimento dos centros urbanos a bacia hidrográfica sofre grandes pressões, influenciando diretamente a qualidade de rios e lagos. O lançamento de esgotos domésticos e industriais com tratamento inadequado ou até inexistente é um dos principais fatores que acarretam a degradação da massa d’água. São também considerados facilitadores do aporte de poluentes para os ambientes aquáticos o escoamento de águas pluviais contaminadas pela lavagem da atmosfera e dissolução de rochas e solo da região (LAMPARELLI, 2004). A lei 9.433/1997 que dispõe sobre a Política Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos, dentro de suas atribuições, estabelece que a obrigatoriedade da União, Estados e Municípios a implantação de um sistema de informações sobre recursos hídricos. Dentro desse aspecto a complexidade das informações geradas sobre as concentrações dos poluentes nos corpos d’água tem pouco significado para o público em geral, em virtude de informações extremamente técnicas envolvidas na interpretação dos resultados. Para
tanto, são adotados índices, como índice de estado trófico (IET) e o índice de qualidade da água (IQA) que são utilizados como instrumentos de informação sobre as condições ambientais dos corpos d’água (von SPERLING, 2007). Para avaliação da qualidade dos corpos d’água é necessário verificar diversos parâmetros, que traduzirão as reais condições do meio aquático, onde para cada parâmetro é determinado um peso. Para tanto, Jordão e Pêssoa (2009) afirmam que os “parâmetros de qualidade são grandezas que indicam as características da água, ou dos esgotos. Assim como as características, os parâmetros são de natureza física, química ou biológica”. Contudo, diante da complexidade dos resultados, são utilizados índices de qualidade, como IQA e IET, objetos do estudo. O IET tem por finalidade classificar os graus de trofia de um corpo hídrico, que é avaliado segundo a quantidade de nutrientes, principalmente nitrogênio e fósforo, além de verificar seus efeitos adversos, atentados ao crescimento excessivo de plantas macrófitas e algas (CETESB, 2003). O IQA é outra forma de verificação da qualidade das águas, sendo proposto inicialmente pela National Sanitation Foundation (NSF), dos Estados Unidos da América (EUA). Em cada curva o valor ideal para a qualidade da água (q) corresponde a 100, que pode ser entendido como a nota máxima de 100. Para alguns parâmetros, como coliformes totais (CT), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), nitrogênio total (NT), fosfato total e turbidez, a melhor qualidade da água (maior q) é obtida com as menores concentrações, uma vez que a curva é sempre descendente. Para os demais parâmetros, potencial hidrogeniônico (pH), temperatura, sólidos totais (ST) e oxigênio dissolvido (OD), há um ponto ótimo com nota máxima, a partir do qual valores inferiores ou superiores implicam em uma diminuição da nota (von SPERLING, 2007). Em virtude das características inerentes às condições ambientais brasileiras a CETESB adaptou o IQA, sendo o mesmo calculado pelo produtório ponderado das qualidades de água correspondentes aos nove parâmetros. O IQA, assim como o IET, não são usados para atendimento às exigências da legislação ambiental, e sim, como um indicador da qualidade da água de um manancial, propiciando o levantamento das áreas prioritárias para o controle da poluição das águas, subsidiando o diagnóstico da qualidade das águas doces para seus diversos usos (MACHADO, 2004). A pesquisa em questão teve como objetivo avaliar a influência do uso e ocupação do solo do município de Itabira por meio dos índices de qualidade das águas e estado trófico em trecho específico do rio do Peixe e córrego da Água Santa, localizados a 8 Km do centro urbano, entre os meses de janeiro a agosto de 2010. MATERIAIS E MÉTODOS O estudo foi realizado nos trechos do rio do Peixe (RP) e córrego da Água Santa (AS) (Figura 1), localizados a 8 Km do centro urbano do município de Itabira-MG, onde as coordenadas, em UTM, são 0690867/7827054 e 0690943/7827068, respectivamente. As coletas das águas dos pontos em questão foram realizadas mensalmente, de forma pontual e simples, durante o período de janeiro a agosto de 2010.
O IET modificado por Lamparelli (2004) baseou-se no modelo desenvolvido por Carlson e, modificado inicialmente por Toledo, o que permitiu sua utilização tanto para rios quanto para córregos de clima tropical. O IET foi, a princípio, calculado separadamente para as variáveis fosfato total e clorofila a , conforme fórmulas a seguir: (equação 1) (equação 2) Onde: P = concentração de fosfato total medida à superfície da água, em μg.L- 1 CL = concentração de clorofila a medida à superfície da água, em μg.L- 1 ln = logaritmo natural Posteriormente procedeu-se a média aritmética simples dos resultados, permitindo a classificação de cada ponto. (equação 3) No caso da não disponibilidade dos resultados de fosfato ou clorofila a o IET médio mensal é calculado com a variável disponível, sendo considerada a equivalente ao IET. Faz-se necessário apenas constar nos resultados uma observação, informando qual variável foi utilizada (CETESB, 2003). A tabela 2 apresenta os valores dos IETs e suas classificações, conforme modelo modificado por Lamparelli (2004) e utilizado pela Cetesb: Tabela 2 - Classificação do estado trófico para rios. Categoria IET Fosfato (mg/m^3 ) Clorofila a (μg/L) Ultraoligotrófico IET ≤ 47 P ≤ 13 CL ≤ 0, Oligotrófico 47 < IET ≤ 52 13< P ≤ 35 0,74 < CL ≤ 1, Mesotrófico 52 < IET ≤ 59 35 < P ≤137 1,31 < CL ≤ 2, Eutrófico 59 < IET ≤ 63 137< P ≤296 2,96 < CL ≤ 4, Supereutrófico 63 < IET ≤ 67 296 < P ≤640 4,70 < CL ≤ 7, Hipereutrófico IET> 67 640 > P 7,46 > CL Para cálculo do IQA foram estabelecidas curvas de variação da qualidade das águas de acordo com o estado ou a condição de cada parâmetro – Coliformes termotolerantes, pH, demanda bioquímica de oxigênio, nitrogênio total, fosfato total, temperatura, turbidez, sólidos totais e oxigênio dissolvido. Para estabelecimento do IQA foi utilizado a metodologia proposta pela CETESB (2003) calculada conforme a equação a seguir:
(equação 4) Onde: qi : qualidade do i-ésimo parâmetro, um número entre 0 e 100, obtido da respectiva "curva média de variação de qualidade", em função de sua concentração ou medida; wi: peso correspondente ao i-ésimo parâmetro, um número entre 0 e 1, atribuído em função da sua importância para a conformação global de qualidade; i: numero do parâmetro, variando de 1 a 9 (n=9, ou seja, o numero de parâmetros que compõem o IQA é 9). O somatório dos pesos de todos os parâmetros é igual a 1, conforme demonstrado pela eq. (5): (equação 5) Os parâmetros para a caracterização do IQA, segundo Cetesb, são evidenciados na tabela 3, que indicam parâmetros a serem avaliados, o peso relativo dos mesmos e a condição com que se apresentam cada parâmetro, segundo uma escala de valores. Tabela 03 - Valores dos pesos de qi de cada parâmetro do IQA Parâmetro Unidade Qi OD % de saturação 0, Coliformes termotolerantes NMP/100 Ml 0, Ph - 0, DBO5,20 mg/L 0, Nitrogênio Total mgN/L 0, Fosfato mgP/L 0, Temperatura º C 0, Turbidez NTU 0, Sólidos totais mg/L 0, Fonte: CETESB, 2003, s.p. A partir do cálculo efetuado, pode-se determinar a qualidade das águas brutas, que é indicada pelo IQA, variando numa escala de 0 a 100, conforme tabela 4, seguindo versão adaptada pela Cetesb. Tabela 04 - Classificação da qualidade da água segundo o IQA Nível Cor Faixa de IQA Ótima Azul 80 < IQA < 100 Boa Verde 52 < IQA < 80 Regular Amarela 37 < IQA < 52 Ruim Vermelha 20 < IQA < 37 Péssima Roxo 0 < IQA < 20 Fonte: CETESB, 2003, s.p.
Tabela 06 - Índice de estado trófico mensal Condições Climáticas IET médio mensal Classificação Rio do Peixe jan/10 Chuvoso 60,56 Eutrófico fev/10 Chuvoso 63,56* Supereutrófico mai/10 Seco 59,61* Eutrófico jul/10 Seco 68,6 Hipereutrófico ago/10 Seco 67,3 Hipereutrófico Córrego Água Santa jan/10 Chuvoso 71,63 Hipereutrófico fev/10 Chuvoso 70,4 Hipereutrófico mai/10 Seco 73,62 Hipereutrófico jul/10 Seco 73,12* Hipereutrófico ago/10 Seco 68,97 Hipereutrófico
- Apenas IET fosfato No rio do Peixe o índice de estado trófico médio mensal (IETm), no período avaliado, variou de eutrófico a hiperetrófico. Conforme apresentado pela tabela, nos meses fevereiro e maio, foram utilizados apenas os resultados de fosfato. Diante disso, pressupõe-se que o resultado obtido pode não condizer com a realidade, ou seja, o grau de trofia verificado pode ter sido intensificado ou atenuado. Além do mais a discrepância entre os IET (CL) e IET (P) corrobora com a hipótese, que similarmente ao resultado obtido por Lamparelli (2004) em estudo sobre os rios de São Paulo, o IETm pode ser superestimado em função do fosfato, não refletindo o real grau de trofia, no que tange ao crescimento e desenvolvimento de biomassa fitoplanctônica. Quanto ao córrego da Água Santa, a pequena variação do valor do IETm resultou em índices hipereutróficos. Atenta-se, porém, que no mês de julho não foi possível a mensuração do IET (CL), e dessa forma, o IETm pode não ter sido condizente com a realidade. A partir da avaliação, acredita-se que, embora a vazão tenha variado ao longo do período monitorado, a mesma não foi suficiente para promover a diluição do nutriente, deixando-o disponível no meio aquático em quantidade suficiente para as algas e/ou macrófitas se reproduzirem. Para o cálculo do IQA, a qualidade verificada nos corpos hídricos monitorados pode ter sido influenciada por um ou mais parâmetros de interesse. Cada variável que compõem o IQA apresenta um peso e uma qualidade requerida (qi), sendo que, quanto maior for esta maior a relevância do parâmetro, dentro da análise da qualidade da água. Os valores de qi calculados, bem como o IQA encontrado, são apresentados na tabela 07: Tabela 07 - Pesos e valores de qi avaliados para o trecho do rio do Peixe Parâmetros IQA Pesos (w) 0,17 0,1 0,15 0,1 0,1 0,12 0,1 0,08 0, Mês OD DBO CT Fosfato N total pH Temp. Turb. ST Jan 89 88 3 76 89 92 94 70 66 Regular Fev 67 65 3 75 88 92 94 84 68 Regular Mai 76 82 3 87 87 92 94 68 51 Regular Jul 63 81 3 26 26 90 94 84 63 Regular Ago 45 57 3 57 57 85 94 88 67 Regular Analisando-se a tabela percebe-se que, no trecho do rio do Peixe, o oxigênio dissolvido e os coliformes termotolerantes apresentaram os menores qi, o que pode ter contribuído para classificação do IQA como “regular”. Dessa forma, as concentrações dessas variáveis, no ambiente, foram insatisfatórias, e aliadas a isso, eles constituem, dentro do IQA, maior relevância, em virtude dos seus pesos elevados.
Para o trecho do córrego da Água Santa, as condições de qualidade representadas pelo IQA obtiveram-se resultados de regular a bom, conforme apresentado na tabela 08: Tabela 08 - Pesos e valores de qi avaliados para o trecho do córrego da Água Santa Parâmetros Pesos (w) 0,17 0,1 0,15 0,1 0,1 0,12 0,1 0,08 0,08 IQA Mês OD DBO CT Fosfato N total pH Temp. Turb. ST Jan 88 79 3 39 97 85 94 83 54 Boa Fev 50 54 3 26 97 92 94 80 46 Regular Mai 60 80 3 42 94 92 94 78 44 Regular Jul 26 85 3 27 94 91 94 74 52 Regular Ago 21 76 3 22 94 91 94 75 52 Regular Conforme demonstrado pela tabela acima, a qualidade do trecho do córrego da Água Santa, no mês de janeiro, foi classificada como “Boa”. O ocorrido, possivelmente, foi devido aos valores encontrados para o qi dos parâmetros de maior peso. Nos demais meses a qualidade obtida foi classificada como “regular”. Nessa ocasião, os parâmetros oxigênio dissolvido e coliformes termotolerantes podem ter sido os desencadeadores da qualidade verificada. Comparando-se os resultados de IET e IQA, para ambos os trechos estudados, foi possível inferir que as condições do rio do Peixe e córrego da Água Santa tenderam a piorar ao longo dos meses, possivelmente em virtude dos usos múltiplos das microbacias em questão. Ressalta-se que, a partir de informações colhidas na concessionária local, a região recebe parte do esgoto sanitário da região, considerando que os interceptores de esgoto ainda estão em fase de construção e já foi constatado o lançamento de efluentes clandestinos na rede pluvial, porém de difícil mensuração. O que corrobora com a hipótese é que, segundo PCA (2003) da ETE Laboreaux, a região, apresenta solos pobres em nutrientes e falta de mata ciliar ao longo dos trechos. Esse fato, aliado a poluição difusa, pode ter contribuído para os resultados obtidos. Os resultados obtidos demonstraram que no período seco as condições dos trechos foram piores, quando comparados com o período chuvoso, contudo o aumento da vazão não promoveu a melhoria das classificações do IET e IQA. CONCLUSÕES Diante dos resultados verificou-se que as águas da microbacia do rio do Peixe e córrego da Água Santa, monitoradas no período chuvoso e seco, apresentaram-se impactadas, o que pressupõe que suas águas não estiveram em condições de cumprir com seus usos preponderantes, conforme previsto na legislação para rios classe 2. Verificou-se ainda que, a sazonalidade não influenciou positivamente no grau de eutrofização dos ambientes monitorados, visto que, em todos os meses o grau de trofia permaneceu elevado, demonstrando que a vazão nos ambientes aquáticos não foi suficiente para promover a diluição do nutriente fosfato. Em relação aos resultados do IET para clorofila a encontrados, percebeu-se que, embora o IET fosfato estivesse elevado, o crescimento dos vegetais foi controlado por fatores externos. Assim, recomendam-se estudos sobre o nutriente limitante do processo de eutrofização, para que, dessa forma, seja possível verificar o que controlou o processo. O córrego da Água Santa apresenta piores condições no que diz respeito ao grau de trofia do que no rio do Peixe. A explicação pode ser vinculada a diferença de vazão desses recursos hídricos e à quantidade de efluentes lançados nos mesmos. Os resultados do IQA, tanto para o rio do Peixe quanto para o córrego da Água Santa, demonstraram que a qualidade das águas foi influenciada pelos parâmetros de maior peso do IQA, especialmente coliformes termotolerantes e oxigênio dissolvido. Diante desse fato, acredita-se que a falta de interceptores, bem como o
