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CENTRO UNIVERSITÁRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS – UNILESTE
Graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária
RODRIGO MOISÉS GOMES DE AQUINO
AVALIAÇÃO DA INFLUENCIA DO VALE DO AÇO NA QUALIDADE DA ÁGUA DA
BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO DOCE E SUB-BACIA DO RIO PIRACICABA
Cel. Fabriciano
2013
RODRIGO MOISÉS GOMES DE AQUINO
AVALIAÇÃO DA INFLUENCIA DO VALE DO AÇO NA QUALIDADE DA ÁGUA DA
BACIA DO RIO DOCE E SUB-BACIA DO RIO PIRACICABA
Trabalho de conclusão de curso apresentado
ao curso de Engenharia Ambiental e
Sanitária do Centro Universitário do Leste de
Minas Gerais, como requisito para a
obtenção do grau de Engenheiro Ambiental e
Sanitarista.
Prof. Drª Gabriela von Rükert
Cel. Fabriciano
2013
Trabalho e conclusão de curso apresentado
ao curso de Engenharia Ambiental e
Sanitária do Centro Universitário do Leste de
Minas Gerais, como requisito para a
obtenção do grau de Engenheiro Ambiental e
Sanitarista.
.
Aprovado em 14 de junho de 2013 por:
Gabriela von Rückert, Dra
Profª. Curso Engenharia Ambiental e Sanitária / Unileste
convidado
Dedico a minha família, meu pai e minha
mãe que me deram o apoio necessário
para seguir em frente e buscar a
realização do meu sonho.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ...........................................................................................................................................................................8
1.2 OBJETIVO...............................................................................................................................................................................9
1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................................................................................................................9
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA..............................................................................................................................................10
2.1 POLUIÇÕES HÍDRICAS......................................................................................................................................................10
2.2 ESTUDOS EM BACIAS HIDROGRÁFICAS........................................................................................................................12
2.3 ÍNDICES DE QUALIDADE DA ÁGUA .................................................................................................................................15
2.4 PARÂMETROS FÍSICOS QUÍMICOS E BIOLÓGICOS......................................................................................................16
2.4.1 Oxigênio Dissolvido ..............................................................................................................................................16
2.4.2 Demanda Bioquímica de Oxigênio..................................................................................................................17
2.4.3 Coliformes Termotolerantes ..............................................................................................................................17
2.4.4 Potencial Hidrogeniônico (pH) ..........................................................................................................................18
2.4.5 Temperatura............................................................................................................................................................18
2.4.6 Nitrogênio.................................................................................................................................................................19
2.4.6.1 Nitrato ....................................................................................................................................................................20
2.4.7 Fósforo ......................................................................................................................................................................20
2.4.8 Turbidez....................................................................................................................................................................21
2.4.9 Resíduo Sólido Total ............................................................................................................................................22
3MATERIAIS E MÉTODOS ...................................................................................................................................................23
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................................................................................................................32
5 CONCLUSÃO..........................................................................................................................................................................37
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...............................................................................................................................38
RESUMO
O presente trabalho foi desenvolvido com o propósito de avaliar a qualidade das águas
superficiais da Bacia Hidrográfica do Rio Doce (BHRD) e Sub Bacia do Rio Piracicaba
(BHRP), localizadas no estado de Minas Gerais, usando um Índice de Qualidade de
água- IQA, o mesmo usado pela CETESB e IGAM. Os locais de coleta foram na região
do Vale do Aço (VA), foram selecionados três pontos, dois na (BHRP), um a montante
de (VA) PIR01 e um a jusante PIR02, na (BHRD) o ponto é após a confluência do Rio
Piracicaba no Rio Doce RD01. Os dados empregados nesta pesquisa foram coletados
no período de Agosto de 2012 a Abril de 2013, considerando as seguintes variáveis:
temperatura, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, pH, fósforo total,
nitrato, coliformes termotolerantes, turbidez e sólidos totais, sendo obtidos através de
análises no laboratório de pesquisa ambiental do UNILESTE e de uma sonda multi-
parâmetros. Os valores do IQA se enquadraram nas classes “ruim” e “médio”,
apresentando IQA mínimo de 44 e máximo de 67 sendo que os valores mais baixos
foram registrados no mês de novembro, mês com maior precipitação do período
amostrado, houve diferença estatística significativa nos IQA entre as estações chuvosa
e seca (Teste-T, Df=1, N=19, T=7,942 e p= 0,0118). Não houve diferença significativa
entre os três pontos amostrados para o IQA (ANOVA, Df= 2, N-amostral= 19, F-ratio=
0,1158 e p= 0,8914)
Palavras Chave: Índice de Qualidade da água. Bacias Hidrográficas. Monitoramento.
Águas Superficiais
ABSTRACT
This work was developed with the purpose of evaluating the quality of surface waters of
the river Doce watershed (RDW) and Sub Piracicaba River watershed (PRW), located in
the state of Minas Gerais, using a water quality index-WQI, the same used by CETESB
and IGAM. The collection sites were in the area of the Steel Valley (SV), we selected
three points, two in (PRW), an upstream (SV) PIR01 and downstream PIR02 in (RDW)
the point is after confluence Piracicaba River in River Doce RD01. The data used in this
study were collected from August 2012 to April 2013, considering the following variables:
temperature, dissolved oxygen, biochemical oxygen demand, pH, total phosphorus,
nitrate, fecal coliform, turbidity and total solids, were obtained through analyzes in the
research laboratory of environmental UNILESTE and a multi-parameter probe. WQI
values were classified in classes "bad" and "medium", featuring WQI minimum 44 and
maximum 67 whereas the lowest values were recorded in the month of November, the
month with the highest precipitation sampling period, there was a statistically significant
difference WQI in between rainy and dry seasons (t-test, Df = 1, N = 19, T = 7.942 and p
= 0.0118). There was no significant difference between the three sites for the WQI
(ANOVA, Df = 2, N = sample-19, F-ratio = 0.1158 and p = 0.8914)
Keywords: Water Quality Index. Watershed. Monitoring. Surface Water
8
1 INTRODUÇÃO
A água é um recurso indispensável para a vida, a dependência por este recurso
é cada vez maior em praticamente todas as atividades, portanto, por ser um recurso
limitado a preocupação com a conservação da qualidade da água e dos mananciais
vem aumentando e a necessidade de avaliar a qualidade se torna necessária com a
crescente demanda impulsionada pelo crescimento demográfico e de instalações de
complexos industriais e agro-industriais. (COELHO et al., 2011)
A água interage com todo o ambiente e ecossistema, e tem a capacidade de
acumular informações que são relevantes na caracterização da área de sua bacia
hidrográfica (OKI, 2002). Neste contexto, a crescente contaminação dos recursos
hídricos é causada por diversas fontes, dentre elas se destacam os efluentes
domésticos, os efluentes industriais e a carga difusa urbana e agrícola ( Vasco et al.,
2011), ou seja as atividades que ocorrem na bacia hidrográfica.
O estudo em áreas de bacias hidrográficas urbanas e rurais se faz necessário
quando se busca um equilíbrio entre exploração de recursos naturais e sustentabilidade
(VASCO et al., 2011). A área urbana da Bacia Hidrográfica do Rio Doce, na região do
Vale do Aço, pode sofrer alterações do seu ecossistema pela grande expansão
industrial e crescimento populacional desordenado. Nesta área se encontram grandes
indústrias do setor metalúrgico nacional, como a APERAM, produtora de aço inox na
cidade de Timóteo e a USIMINAS que produz aço em Ipatinga, a região possui também
uma grande quantidade de pequenas empresas do mesmo setor.
Para a avaliação da qualidade dos corpos d’água é necessário a verificação de
diversos parâmetros, que traduzem as reais condições do ambiente aquático, o IQA
(Índice de Qualidade da Água) é uma das formas de verificação da qualidade das
águas, sendo proposto pela National Sanitation Foundation (NSF). Ele é um
instrumento matemático usado para transformar uma grande quantidade de dados em
um simples número que representará o nível de qualidade de determinada área. É
9
muito utilizado no Brasil, por exemplo, pela Companhia de Tecnologia de Saneamento
Ambiental, ligada à Secretaria do Meio Ambiente do governo paulista (CETESB) e pelo
Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM) no projeto águas de minas.
O conhecimento das condições atuais das características físico-químicas e
biológicas da água na bacia do Rio Doce e sub-bacia do Rio Piracicaba podem auxiliar
na identificação dos problemas prioritários para o desenvolvimento de alternativas de
mitigação do impacto negativo sobre os recursos hídricos causados na região.
1.2 Objetivo
Avaliar o impacto antrópico das atividades realizadas no Vale do Aço sobre a
qualidade da água na bacia do Rio Doce e sub-bacia do Rio Piracicaba (BHRD/BHRP).
1.3 Objetivos específicos
 Avaliar o efeito das atividades do Vale do Aço sobre o Rio Piracicaba em locais à
montante e à jusante da região;
 Avaliar o efeito das atividades do Vale do Aço sobre o Rio Doce após a entrada
do Rio Piracicaba;
 Avaliar a qualidade da água a partir da estimativa do IQA.
 Avaliar os efeitos da sazonalidade, seca e chuva, sobre a qualidade da água.
10
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Poluições Hídricas
Indispensável ao organismo humano, a água hoje é um dos bens mais valiosos
que um país pode ter. Conciliar o desenvolvimento tecnológico e a conservação de
recursos naturais, dos quais a humanidade é dependente, é um problema enfrentado
por grandes nações ao redor do mundo. Os recursos hídricos são de grande
importância, eles proporcionam inúmeras formas de uso desde o fornecimento de água
para beber, irrigar, gerar energia, meio de transporte e lazer.
O constante crescimento populacional, o crescimento das indústrias, a falta de
uma coleta de resíduos sólidos urbanos e a falta de tratamento de efluentes são as
principais causas da perda da qualidade da água. Segundo Novotny, (2003) a qualidade
da água depende da composição da mesma afetada pela natureza em termos
mensuráveis quantitativos e qualitativos, sendo que seus parâmetros são relacionados
diretamente ao seu uso, ou seja, a qualidade da água está diretamente ligada ao seu
uso.
As fontes de poluição dos mananciais de água superficial e subterrâneo, podem
ser naturais ou antrópicas. Naturais como gases e chuvas, compostos naturais,
exemplo gases provenientes de animais e vegetais em decomposição, vulcanismo e
forças eólicas; e antrópicas como processos industrias, usinas de celulose, refinaria de
petróleo, usinas de açúcar e álcool, siderúrgicas e metalúrgicas, industrias químicas
farmacêuticas e alimentícias, abatedouros e frigoríficos, têxteis e curtumes, com
grandes fontes urbanas como esgoto doméstico, esgoto hospitalar, lixo, escapamentos
de motores e postos de combustível; poluição agropastoril com defensivos agrícolas,
pesticidas, excrementos de animais.(Di Bernardo et al, 2002)
Segundo Lenzi, (2009) e Novotny (2003) contaminar é introduzir uma substância
geralmente tóxica, ou um organismo num sistema que naturalmente é isento deles ou
que contém quantidades menores que aquelas inseridas. De forma mais simplificada
11
Webster (1997 apud LENZI, 2009) contaminar é tornar inadequado por contato, ou
misturar com alguma coisa suja.
Poluentes orgânicos são compostos que contêm carbono na estrutura
combinados com hidrogênio (hidrocarbonetos), sendo que a principal fonte de poluentes
orgânicos num corpo d’água é o esgoto doméstico urbano, Segundo Lenzi (2009) até
meados de 2000 apenas 20% do esgoto doméstico dos domicílios brasileiros era
tratado, sendo então 80% descartado “in natura” nos corpos d’água. Di Bernardo et al
(2002) afirma que o lançamento de esgoto doméstico pode alterar características físicas
como turbidez, número e tamanho de partículas, condutividade, viscosidade tenção
superficial, características químicas como a demanda química de oxigênio (DQO), a
demanda bioquímica de oxigênio (DBO), pH, e toxicidade , como também biológicas
com o aumento dos organismos patogênicos.
O esgoto doméstico apresenta uma composição complexa de constituintes como
substâncias com alta DBO, como compostos orgânicos, e fezes humanas que
consomem o oxigênio dissolvido na água, materiais usados na limpeza doméstica,
óleos e graxas que provem da preparação de alimentos, patogênicos advindos de
resíduos humanos, e materiais inorgânicos de lançamentos clandestinos na rede de
esgoto. Sabões e detergentes são lançados em abundância no esgoto, que se pode
vislumbrar apenas imaginando o número de pessoas que diariamente fazem sua
higiene pessoal, o número de cozinhas cuja limpeza precisa ser feita a cada refeição, e
o número de máquinas de lavar roupas.
No Brasil estima-se que 60% das internações hospitalares estejam relacionadas
às deficiências de saneamento básico, estudos indicam que 90% dessas internações se
devem a ausência de água com qualidade satisfatória para consumo (Di Bernardo et al.
2002), são muitas as doenças que ocorrem por consumo de água contaminada como
cólera, febre tifóide, febre paratifóide, salmoneloses, disenteria bacilar, amebíase,
giardíase cripstoporidíase, esquistossomíase e viroses.
Composto inorgânico é uma identidade química de origem mineral formado por
qualquer elemento da tabela periódica, menos carbono (LENZI 2009 apud
12
RUSSEL1990). Os poluentes inorgânicos normalmente provêm de efluentes industriais,
ricos em metais pesados, que necessitariam de um rigoroso tratamento antes de ser
lançado no corpo hídrico, mas isso muitas vezes não ocorre. Os metais pesados podem
causar danos sérios a saúde humana, geralmente as conseqüências são graves, pois
estes tem efeito acumulativo, sendo que geralmente quando a pessoa sente algum
sintoma, ela já se encontra em estado doentio avançado (LENZI, 2009).
Dentre os metais pesados que causam danos a saúde, Bonnet et al., (2006) cita
o cádmio que pode causar pressão alta, doenças renais, destruição do tecido testicular
e destruição das células vermelhas do sangue; o chumbo que causa sérias disfunções
no fígado, nos rins, retardo mental em crianças, sensação de fadiga e irritabilidade;
mercúrio que causa danos neurológicos, paralisias, cegueira, modificação dos
cromossomos; e o cromo hexavalente que ataca o sistema gastrointestinal,
hematológico e neurológico, por inalação causa bronquite e perfuração do septo
nasal.(LENZI, 2009)
A contaminação da água quando é lançado um grande aporte de nutrientes pode
causar a eutrofização que é uma palavra de origem grega “eu” significa bem e
“trophein” nutrir, alimentar, portanto o termo eutrofizar significa enriquecer de nutrientes,
estar bem nutrido. (ALVARENGA et al. 2011), em um ambiente eutrofizado, o consumo
dos nutrientes é alto, a produção de biomassa é alta num primeiro momento, porém há
uma falta de oxigênio dissolvido que leva o desaparecimento de organismos que fazem
respiração.
2.2 Estudos em Bacias Hidrográficas
Entende-se por Bacias Hidrográficas, localidades da superfície terrestre
separadas topograficamente entre si, cujas áreas funcionam como receptores naturais
das águas da chuva. Devido a isso, todo o volume de água captado é automaticamente
escoado por meio de uma rede de drenagem das áreas mais altas para as mais baixas,
seguindo uma hierarquia fluvial, até concentrarem-se em um único ponto, formando um
rio principal. (SILVEIRA, 2004)
13
Em estudos de bacias hidrográficas vale ressaltar algumas características deste
tipo de ambiente, em geral o ambiente lótico possui as seguintes propriedades,
movimento unidirecional em direção a foz, níveis variados de descarga e parâmetros
associados tais como velocidade da correnteza, profundidade, largura e turbidez;
turbulência continua e mistura das camadas de água, exceto em baixas altitudes, e
estabilidade relativa do sedimento de fundo. (WILLIAMS e FELTMATE,1994 apud
SILVEIRA, 2004 )
As bacias hidrográficas geralmente apresentam forma de leque ou pêra ao passo
que pequenas bacias apresentam formas das mais variáveis possíveis, a forma da
bacia influencia no escoamento superficial. Entre os índices propostos para caracterizar
a forma da bacia são calculados o fator de forma e os índices de compacidade e
conformação, estes índices são utilizados para compara bacias hidrográficas. (PORTO,
1999)
A principal função dos rios e riachos é transportar o excesso de água que os
ambientes terrestres não conseguem absorver, conseqüentemente ocorre o transporte
de energia e ciclagem de matéria orgânica, determinados trechos de rios são abertos a
matéria orgânica, assim os processos que operam dentro de um trecho em particular
são influenciados pela entrada de biomassa produzia a montante ou seja tudo o que
entrar em seu trecho superior irá afetar seu trecho inferior . (SILVEIRA, 2004).
Os rios podem ser classificados em três classes de tamanho, as cabeceiras (1ª a
3ª ordem), rios de trecho médio (4ª a 6ª ordem) e grandes rios (7ª ordem ou superior)
(SILVEIRA, 2004) e segundo (PORTO, 1999) a classificação dos rios quanto a ordem,
reflete no grau de ramificação ou bifurcação dentro de uma bacia, ou seja, a ordem
dependerá do numero de afluentes recebidos pelo rio.
Correnteza e vazão, esses dois parâmetros afetam diretamente a comunidade
aquática, a estabilidade e distribuição da biota ao longo de um rio, a correnteza exerce
feito direto sobre os organismos presentes no substrato, pois em épocas de grande
vazão desloca o fundo do rio. (SILVEIRA, 2004), a vazão contribui em larga escala para
14
a morfologia e hidrografia de um rio, grandes vazões alteram as características de
áreas de remanso e correnteza (PORTO, 1999).
Uma importante associação entre ambientes lóticos é com sua vegetação
marginal, mais conhecida como mata ciliar ou zona ripárica, ela é de grande
importância para a proteção do ambiente e contribui para o perfeito funcionamento do
rio como um ecossistema, pois tem alta produtividade primaria, sendo fonte essencial
de nutrientes e matéria orgânica para a base da cadeia alimentar heterotrófica
(KIKUCHI, 1998 apud SILVEIRA, 2004). Além disso, a mata ciliar fornece condições de
temperatura, umidade e reduz a entrada de poluentes e sedimentos na calha do rio.
Para a manutenção da morfologia de um rio é imprescindível a manutenção da
zona ripárica, pois sem ela na contenção, os processos erosivos nas margens ocorrem
de maneira acelerada. Sua função como filtro da entrada de poluentes na calha
principal do rio é também muito importante (SHORTLE , 2001 apud SILVEIRA, 2004 )
cita que a mata ripária em regiões de agricultura intensa dificulta a entrada de
pesticidas, herbicidas e fertilizantes para dentro do rio.
Para facilitar o gerenciamento de bacias hidrográficas a Resolução CONAMA
357/2005 qualificou os corpos hídricos em água doce, salinas e salobras de acordo com
a concentração de sal, águas consideradas doces são aquelas com salinidade igual ou
inferior a 0,5%. A partir disso criou uma classificação em classes de qualidade que são
o conjunto de condições de padrões de qualidade de água necessários ao atendimento
dos usos preponderantes atuais e futuros, levando em conta seu uso preponderante.
São elas classe especial, classe I, classe II, classe III, e classe IV a resolução
CONAMA 357/2005 estabelece destinações para o uso de cada classe, os rios
estudados neste trabalho são classificados como classe II e seus usos são o
abastecimento para consumo humano após tratamento convencional, proteção das
comunidades aquáticas, recreação por contato primário tais como natação, esqui
aquático e mergulho, a irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de parques, jardins,
campos de esporte e lazer com os quais o publico possa ter contato direto e aqüicultura
e atividade de pesca.
15
A classe II é a que possui mais usos, então este tipo de classificação busca
assegurar uma qualidade para todos estes usos, uma vez que a qualidade esteja em
desacordo com os usos preponderantes pretendidos esta classificação serve de meta
para a melhoria da qualidade da água para a efetivação do respectivo enquadramento.
Os rios da Bacia Hidrográfica do Rio Doce e Bacia Hidrográfica do Rio Piracicaba
(BHRD/BHRP) estão classificados em classe II pela resolução CONAMA 357/2005,
porém pode se observar uma deterioração do recurso hídrico para muitos dos usos
preponderantes desta classe como recreação por contato primário, irrigação de
hortaliças e etc., podendo estes ser um risco para a população.
2.3 Índices de Qualidade da Água
Não há um indicador de qualidade de água único e padronizável para qualquer
sistema hídrico. Uma forma de avaliar objetivamente essas variações é a combinação
de parâmetros de diferentes dimensões, em índices que os reflitam conjuntamente em
uma distribuição amostral no espaço e no tempo. Trata-se dos índices de qualidade da
água, IQAs, que vêm sendo largamente usados em monitoramento há algum tempo
(BONNET et al, 2006 e COELHO et al, 2011).
Os parâmetros para mensurar a qualidade da água no Brasil foram definidos pelo
CONAMA (CONSELHO NACIONAL DE MEIO AMBIENTE) conforme estabelece sua
resolução nº 357/2005. A referida resolução apresenta mais de 100 parâmetros de
qualidade de água, sendo 11 nas condições de qualidade e o restante nos padrões de
qualidade, englobando 34 elementos inorgânicos e 54 orgânicos.
A qualidade da água é um termo relativo, podendo variar pelas características
naturais de cada bacia hidrográfica, pois avalia diversos parâmetros que podem variar
de acordo com a conformação de cada bacia hidrográfica (COELHO et al, 2001).
Portanto para termos um parâmetro para uma avaliação foi criado o índice de qualidade
da água (IQA) pela National Sanitation Foundation (NSF).
16
De acordo com Piasentin et al (2009) o IQA ainda é considerado um índice aproximado,
cujo cálculo não considera outros contaminantes e, portanto, não atinge uma abordagem
multidimensional, limitando seu poder de discriminação. No entanto a CETESB (2008) salienta
que este índice foi criado para avaliar a qualidade da água com o objetivo principal o
abastecimento público, considerando aspectos relativos ao seu tratamento.
2.4 Parâmetros Físicos Químicos e Biológicos
Para obtermos o IQA são avaliados nove parâmetros, a maioria são indicadores
de contaminação por lançamentos de esgotos e cada parâmetro possui um peso para a
conformação da qualidade da água, e são eles oxigênio dissolvido (OD), coliformes
termotolerantes, o potencial hidrogeniônico (pH), demanda bioquímica de oxigênio
(DBO5,20), temperatura da água, nitrogênio total, fósforo total, turbidez e sólidos totais.
2.4.1 Oxigênio Dissolvido
O oxigênio dissolvido é um parâmetro que demonstra a quantidade de oxigênio
disponível em um ambiente aquático e é expresso em mg.L-1, suas alterações estão
ligadas a reações químicas, físicas e biológicas, (Di Bernardo et al., 2002). O oxigênio é
um gás pouco solúvel em água, variando a solubilidade entre 15 mg L-1 a 0°C até 8 mg
L-1 a 25°C, dependendo da pressão (altitude) e sais dissolvidos.
Sousa, (2001) ressalta que o oxigênio é primordial para a vida aquática, e que os
teores mínimos de oxigênio dissolvido em um ambiente aquático devem ser no mínimo
2 mg.L-1 a 5 mg.L-1 de acordo com a exigência dos organismos do ambiente.
Águas poluídas por esgotos domésticos podem apresentam baixas
concentrações de oxigênio dissolvido, pois o mesmo é consumido no processo de
decomposição da matéria orgânica, normalmente abaixo de 5 mg.L-1, CETESB, (2008)
ressalta que águas limpas apresentam concentrações maiores de oxigênio dissolvido, é
17
o único parâmetro com padrão mínimo na resolução 357/2005 do Conselho Nacional do
Meio Ambiente, sendo que é estabelecido para rios classe 2 no mínimo 5 mg.L-1.
2.4.2 Demanda Bioquímica de Oxigênio
A demanda bioquímica de oxigênio (DBO5,20) representa a capacidade da
matéria orgânica presente na água em consumir oxigênio através da decomposição
aeróbia em 5 dias a 20°C. SILVA, 2008). Portanto indica a presença de matéria
orgânica, que pode ser biodegradável lançada na água, e que podem ter origem nos
esgotos domésticos ou efluentes industriais.
Os maiores aumentos em termos de (DBO5,20) num corpo d’água, são
provocados por despejos de origem predominantemente orgânica. Sousa (2001)
salienta que quanto maior a concentração de (DBO5,20) na água, haverá uma tendência
de redução da concentração do oxigênio que está dissolvido na água.
A demanda bioquímica de oxigênio é utilizada como medições do potencial
poluidor em certas substâncias biodegradáveis em relação ao consumo de oxigênio
dissolvido. Essa demanda pode ser suficientemente grande para consumir o oxigênio
dissolvido da água, que condiciona a morte de todos os organismos aeróbicos de
respiração subaquática. O uso desse processo permite avaliar um efeito importante da
poluição sem a necessidade do processo analítico, que consiste em identificar todos os
compostos orgânicos presentes e determinar estequiometricamente a quantidade de
oxigênio que cada um deles necessita para sua oxidação (BRANCO, 1978, 1991;
BRAGA et al., 2002 apud SILVA, 2008)
O CONAMA 357/2005 estabelece o limite de DBO medido em cinco dias numa
temperatura de 20°C até 3mg L-1 O2 para classe I, de até 5mg L-1 O2 para classe II, e de
até 10mg L-1 O2 para a classe III.
2.4.3 Coliformes Termotolerantes
18
Coliformes termotolerantes são bactérias que ocorrem no trato intestinal de
animais de sangue quente e são indicadores de poluição recente por fezes,
normalmente oriunda do esgoto doméstico. (DI BERNARDO et al, 2002). Entretanto não
há relação de coliformes com organismos patogênicos, porém, entende-se que quanto
mais coliformes presentes na água, maior a probabilidade de encontrar patogênicos (DI
BERNARDO et al, 2002). Segundo a organização mundial da saúde a água transmite
aproximadamente 80% das doenças disseminadas em países em desenvolvimento,
pode-se ainda ressaltar que nas Américas de 1991 a 1997 em um total de 21 países,
houve uma epidemia de cólera que resultou em 11.950 óbitos. (LENZI, 2009)
2.4.4 Potencial Hidrogeniônico (pH)
Potencial hidrogeniônico o (pH) é utilizado para expressar a acidez de uma
solução (DI BERNARDO et al, 2002) segundo (SOUSA, 2001) o pH é um parâmetro
muito importante da qualidade das águas naturais e residuais pois o seu valor
determina todos os equilíbrios numa água, e classifica águas ácidas com pH menores
que 7, básicas valores igual a 7 e alcalinas com valores maiores que 7.
A medição do valor de (pH) é de fundamental importância para qualquer análise
de água, o efeito nocivo e também a disponibilidade biológica de muitas substâncias
dependem do valor do pH. As maiores alterações do ponto de vista deste indicador são
provocadas por despejos de origem doméstica, industrial, e decorrência de atividade de
algas.
A resolução CONAMA 357/2005 estabelece que para a proteção da vida
aquática o (pH) deve estar entre 6 e 9.
2.4.5 Temperatura
Variação da temperatura de água é um parâmetro muito importante já que tem
influência nas velocidades das reações químicas, e pode influenciar em algumas
19
propriedades da água como viscosidade, densidade e oxigênio dissolvido.
(SARMENTO, et al., 2010). Todos os corpos apresentam alterações na temperatura ao
longo do dia, porém em áreas com lançamentos de efluentes podem causar impactos
significativos nos corpos d’água.
O aumento de temperatura pode causar efeitos danosos à flora e a fauna, mas
de forma indireta, pois este aumento implicará numa maior movimentação dos seres
aquáticos e conseqüentemente ocasionando um maior consumo de oxigênio dissolvido
por parte desses organismos e uma diminuição no poder de retenção do gás oxigênio.
A legislação brasileira não estabelece temperatura máxima para a água, os
padrões canadenses e americanos estipulam com valor máximo 15°C (LIBÂNIO, 2005
apud SILVA, 2008)
2.4.6 Nitrogênio
O Nitrogênio é um elemento muito importante para o metabolismo dos
ecossistemas aquáticos, participando na formação das proteínas, um dos compostos
básicos da biomassa, além de ser requerido em maiores concentrações para o
crescimento de microorganismos. (ESTEVES, 1998 e SILVA, 2008)
Suas principais fontes são: o esgoto doméstico, o ar, assimilado por algumas
algas, a água das chuvas, a matéria orgânica em decomposição e erosão. Os
compostos de nitrogênio se encontram nas águas sob a forma de nitrogênio orgânico
na forma dissolvida, nitrogênio molecular (N2), amônia (livre N3 e ionizada NH4+), nitrato
(NO3-) e nitrito (NO2-). As duas primeiras são formas reduzidas e as outras duas são
formas oxidadas (LIBÂNIO, 2005; VON SPERLING, 2005 apud SILVA, 2008)
O nitrogênio pode ser encontrado nas águas nas formas de nitrogênio orgânico
amoniacal, nitrito e nitrato. As duas primeiras chamam-se formas reduzidas e as duas
ultimas oxidadas. Pode-se associar a idade da poluição com relação entre formas de
20
nitrogênio, ou seja, se for coletada amostras de um rio poluído e as análises
demonstrarem predominância das formas reduzidas, significa que o foco da poluição se
encontra próximo, se prevalecer nitrito e nitrato as descargas se encontram distantes.
(CETESB, 2008)
2.4.6.1 Nitrato
O nitrato e o íon amônio são as principais fontes de nitrogênio para os produtores
primários num ecossistema aquático. A fase intermediária destes elementos é
representada pelo nitrito que é encontrado em baixas concentrações. A ocorrência de
nitritos em água indica processos biológicos ativos influenciados por poluição orgânica
(ESTEVES, 1998).
A presença de nitrato é considerada como indicadora de matéria orgânica na
água e seu excesso pode resultar em metahemoglobinemia, doença caracterizada pelo
aparecimento de coloração azulada na pele devida à destruição dos glóbulos vermelhos
do sangue, pode ocorrer em bebês como em adultos. (DI BERNARDO, 2002 e SILVA,
2008)
Concentrações de nitrato superior a 5mg L-1 demonstra condições sanitárias
inadequadas, pois a principal fonte de nitrogênio nitratos são dejetos humanos e de
animais. O nitrato estimula o crescimento de plantas, sendo que organismos aquáticos
como algas, florescem na presença deste, quando em elevada concentração pode
conduzir a um desenvolvimento exagerado.
A resolução CONAMA 357/2005 estabelece para nitrato o valor máximo de 10mg
L-1 e o nitrito apenas 1mg L-1.
2.4.7 Fósforo
21
A importância do fósforo nos sistemas biológicos deve-se à participação deste elemento
em processos fundamentais do metabolismo celular e composição de moléculas orgânicas
como os ácidos nucléicos (DNA e RNA),
De acordo com Esteves (1998), a ocorrência de fósforo em águas naturais apresenta-se
em quantidades muito pequenas, sendo os sais de fósforo um dos elementos indispensáveis
para os organismos aquáticos. Considerando o principal fator limitante a produtividade na
maioria dos ecossistemas aquáticos, quando presente em quantidade excessiva pode ocasionar
uma eutrofização (DI BERNARDO et al., 2002)
Despejos orgânicos, especialmente esgotos domésticos, bem como alguns tipos de
despejos industriais podem enriquecer as águas em fósforo. Nestes, os detergentes
empregados em larga escala doméstica constituem a principal fonte, além da própria matéria
fecal. Alguns efluentes industriais, como os de indústria de fertilizantes, pesticidas, químicas em
geral, abatedouros, frigoríficos e laticínios apresentam fósforo em quantidades excessivas, as
águas drenadas de áreas agrícolas e urbanas também podem provocar a presença excessiva
de fósforo em águas naturais (BRANCO,1978; VON SPERLING, 2006; CETESB, 2006a apud
SILVA, 2008)
Segundo os padrões da resolução CONAMA 357/2005 o valor máximo permitido pra o
fósforo total em ambientes lóticos e tributários é 0,1mg L-1
.
2.4.8 Turbidez
Sólidos em suspensão na água são os responsáveis diretos pela turbidez da
água, pois elas absorvem e espalham os feixes de luz na água, então podemos
entender como turbidez a atenuação que um feixe de luz sofre ao atravessar a água Di
Bernardo et al, (2002) completa que a turbidez pode ser causada por uma grande
variedade de materiais, incluindo partículas de areias finas, silte, argila e
microorganismos. As principais fontes de turbidez são as erosões no solo, na época das
chuvas as águas pluviais trazem uma quantidade significativa de materiais para o curso
d’água, atividades de mineração e os lançamentos de efluentes também são fontes que
causam um aumento da turbidez, e pode comprometer a fotossíntese, pois uma menor
quantidade de luz estará disponível para absorção pelos organismos fotossintetizantes.
22
Vasco (2011) esclarece que a turbidez pode ocorrer naturalmente em função do processo de
erosão e artificialmente em função de lançamento de despejos domésticos e industriais. O
aumento de dejetos sólidos nos corpos hídricos pode ocasionar soterramentos constantes de
organismos bentônicos e arrastar para o fundo certos organismos que vivem em suspensão,
além de alterar as características da água, tais como a aparência, cor, sabor e odor, o que
pode lhe conferir rejeição para fins de potabilidade.
2.4.9 Resíduo Sólido Total
O resíduo total é a matéria não volátil presente na água, ou seja, que permanece após a
evaporação, secagem ou calcinação da amostra de água durante um determinado tempo e
temperatura (CETESB, 2008).
De acordo com Sousa (2001), o parâmetro resíduo total expressa todas as formas de
impurezas presentes na água, excluído os gases dissolvidos, que contribuem para a carga de
sólidos presentes nos corpos d’água. Os sólidos podem ser classificados de acordo com seu
tamanho e características químicas. A unidade de medição normal para o teor em sólidos é
expressa em mg. L-1
de matéria seca.
Para CETESB (2008), os resíduos sólidos que são depositados nos leitos dos corpos
d’água podem causar seu assoreamento, que gera problemas para a navegação e pode
aumentar o risco de enchentes. Além disso, podem causar danos à vida aquática, pois ao se
depositarem no leito eles destroem os organismos que vivem nos sedimentos e servem de
alimento para outros organismos, além de danificar os locais de desova de peixes. Os sólidos
podem reter bactérias e resíduos orgânicos no fundo dos rios, promovendo decomposição
anaeróbia. Altos teores de sais minerais, particularmente sulfato e cloreto, estão associados à
tendência de corrosão em sistemas de distribuição, além de conferir sabor às águas.
O CONAMA estabelece limite de 500 mg. L-1
de sólidos totais em “água bruta” para água
de classe II (CONSELHO NACIONAL DE MEIO AMBIENTE, 2005).
23
3 MATERIAIS E MÉTODOS
O presente trabalho foi realizado na região metropolitana do Vale do Aço, que é
formada pelas cidades de Ipatinga, Coronel Fabriciano, Timóteo e Santana do Paraíso,
situadas no leste de Minas Gerais no sudeste brasileiro, que abrange uma área de
808km2 e possui uma população de 551.355 habitantes (IBGE, 2010).
Localizada dentro da Bacia Hidrográfica do Rio Doce (FIGURA–1), a região
possui um clima que segundo o (IBGE, 2010) é caracterizado como tropical quente,
semi-úmido tendo temperatura média anual de 21,5°C, com período de chuvas entre
outubro e março e seca de abril a setembro.
Figura 1 – Mapa da Bacia Hidrográfica do Rio Doce que abrange os Estados de
Espírito Santo e Minas Gerais
Fonte: SAAE
A bacia hidrográfica do Rio Doce tem como seu principal formador o Rio
Piracicaba, que percorre todo o Vale do Aço (VA). Na região do Vale do Aço foi feito o
monitoramento em três pontos (FIGURA-2), o PIR01 a montante de VA próximo a um
povoado as margens da BR-381 chamado Lagoa do Pau (19º28’4336’’S / 42º 21’4859’’
24
W ) (FIGURA-3), PIR02 a jusante de VA, na cidade de Ipatinga próximo ao bairro Cariru
(19º 31’29 95’’ S / 42º 29’30 64’’ W) a uma distância de cerca de 33 km do ponto PIR01
(FIGURA-4).
Figura 2 – Localização dos pontos PIR01, PIR02 e RD01 na Região do Vale do Aço
Fonte: Google Earth
25
Figura 3 – Imagem do Ponto de Coleta PIR01
Fonte: O autor
Figura 4 – Imagem do Ponto de Coleta PIR02. Verifica a presença de mata ciliar.
Fonte: O autor
26
O Rio Doce chega à região do Vale do Aço passando por dentro do Parque
Estadual do Rio Doce (PERD), e recebe o Rio Piracicaba logo após o ponto de
monitoramento PIR02, foi escolhido também um ponto de monitoramento no Rio Doce
RD01(19º 32’49 08’’ S / 42º 32’40 74’’ W) a jusante de VA numa área que pertence ao
município de Caratinga, as margens da BR-458 (FIGURA-5).
Os períodos de amostragem foram escolhidos a fim de se observar a
sazonalidade, a qual pode influenciar a resposta do ambiente para os parâmetros
observados. As análises foram feitas no período de Agosto de 2012 a Abril de 2013. As
datas das amostragens estão apresentadas no (QUADRO-1)
Figura 5 – Imagem do Ponto de Coleta RD01. Próximo a ponte entre Ipatinga e
Caratinga na BR-458
Fonte: O autor
27
Quadro 1 – Datas das amostragens.
AMOSTRAGENS DATAS ESTAÇÃO
1ª 30/08 e 05/09/12 Seca
2ª 02 e 03/10/2012 Seca
3ª 30 e 31/10/2012 Chuva
4ª 28 e 29/11/2012 Chuva
5ª 19 e 20/12/2012 Chuva
6ª 16 e 17/01/2013 Chuva
7ª 06 e 07/02/2013 Chuva
8ª 06 e 07/03/2013 Seca
9ª 06 e 07/04/2013 Seca
Fonte: O autor
Foi Calculado o IQA pelo produto ponderado das qualidades de água
correspondentes às variáveis que integrem o índice como se observa na equação 01
Equação 01
Onde:
28
IQA = índice de qualidade das águas, um número entre 0 e 100;
qi= qualidade do parâmetro i obtido através da curva média específica de qualidade,
conforme a FIGURA -5.
wi= peso atribuído ao parâmetro, em função de sua importância na qualidade, entre 0 e
1 conforme o QUADRO-2
Figura 4 – Gráficos utilizados para obtenção do parâmetro i.
Fonte: Planilha de Cálculo da CETESB
29
Quadro 2 – Peso atribuído aos parâmetros, em função de sua importância na
qualidade, entre 0 e 1
Parâmetro Peso-wi
Oxigênio Dissolvido- OD 0,17
Coliformes termotolerantes (NMP/100mL) 0,15
pH 0,12
Demanda bioquímica de oxigênio-
DBO(mg/L)
0,10
Nitratos (mg/L NO3- ) 0,10
Fósforo total (mg/L PO4- ) 0,10
Temperatura (°C) 0,10
Turbidez (UNT) 0,08
Resíduos totais (mg/L) 0,08
Fonte: Adaptado de IGAM
Para a obtenção dos nove parâmetros para o cálculo do IQA, foram coletadas
amostras d’água superficial às margens do curso d’água, de forma a manter todas as
características físicas, químicas e biológicas do local. Para isto as amostras foram
armazenadas em frascos de polietileno e mantidas sob refrigeração até o laboratório.
Foram coletados em campo o pH, oxigênio dissolvido e a temperatura com a utilização
de uma sonda multi-parâmetros (HANNA HI9828). As análises em laboratório foram
realizadas para os parâmetros DBO, coliformes termotolerantes, fósforo, nitrogênio e
sólidos totais, de acordo com os métodos apresentados no QUADRO-3. As análises
foram realizadas no Laboratório de Pesquisa Ambiental do UNILESTE.
Os dados obtidos na forma de IQA foram interpretados de acordo com o
QUADRO-4, e classificados. Os dados foram organizados em um banco e organizados
em gráficos e tabelas. Para a avaliação estatística da existência de diferenças dos
valores obtidos entre pontos de coleta e entre estações seca (S) e chuvosa (C) utilizou-
30
se ANOVA seguida do Teste de Tukey ou Teste-t (5%). Dados que não apresentaram
normalidade avaliada pelo teste de Shapiro-Wilk e/ou homogeneidade avaliada pelo
teste Brown-Forsythe foram logaritimizados.
QUADRO 3 –Metodologia aplicada para as análises dos parâmetros de qualidade de
água
PARÂMETRO REFERÊNCIA DO MÉTODO
Biológico
Coliformes Termotolerantes Standard Methods WEF, AWWA,
APHA, 21ª ed., 2005 método do substrato
cromogênico-fluorogênico
Físico
Temperatura (°C) Sonda Multip. HANNA 9858
Turbidez( UNT)
Espectrofotômetro MERCK
Nova 400, método 077
Químico
Demanda bioquímica de oxigênio - DBO Oxitop
Fósforo total Standard Methods WEF, AWWA,
APHA, 21ª ed., 2005, 4500-P E
Nitrogênio total Standard Methods WEF, AWWA,
APHA, 21ª ed., 2005, 4500-NO3 E
Oxigênio dissolvido Sonda Multip. HANNA 9858
Ph Sonda Multip. HANNA 9858
31
Resíduos totais Standard Methods WEF, AWWA,
APHA, 21ª ed., 2005, 2540 D
Fonte: O autor
QUADRO 4 – Classificação do Índice de Qualidade da água
Categoria (IQA) Ponderação Cor Indicadora
Excelente 90 < IQA ≤ 100 Azul Escuro
Bom 70 < IQA ≤ 90 Verde Claro
Médio 50 < IQA ≤ 70 Amarelo
Ruim 25 < IQA ≤ 50 Laranja
Muito Ruim 0 ≤ IQA ≤ 25 Vermelho
Fonte: NSF/ IGAM-MG
32
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Dentre os parâmetros analisados, a concentração de coliformes termotolerantes,
e de fósforo total são as mais preocupantes já que os valores de referência foram
ultrapassados com grande freqüência nos três pontos de monitoramento (TABELA -1),
situação parecida com a encontrada por Piasentin et al (2009) no monitoramento do
reservatório tanque grande em Guarulhos (SP) onde o principal problema foi a
concentração de coliformes termotolerantes, que se manteve acima dos limites legais
todos os meses amostrados, porém para Vasco et al (2011) o principal problema eram
as baixas concentrações de oxigênio dissolvido, concluindo que as principais fontes de
impacto na região eram lançamentos de esgotos domésticos sem tratamento e
atividades agropecuárias, situações semelhantes as encontradas no ponto de
monitoramento PIR01, que pode sofrer alterações nos valores de coliformes
termotolerantes também por ter criações de gado e um matadouro a montante próximo
do ponto do ponto.
Piasentin et al (2009) ressalta que o cálculo do IQA não atinge uma abordagem
multidimensional, por não considerar outros contaminantes potenciais, e por considerar
uma série de variáveis que podem não ser o problema daquele ambiente, como
exemplo menciona que um ambiente pode se enquadrar na faixa “excelente” do IQA
mesmo que haja algumas substâncias tóxicas à biota como hidrocarbonetos e metais
pesados.
Outro fator observado foi a sazonalidade, que segundo Vasco et al (2011) a
incidência de chuvas na bacia hidrográfica tem o poder de alterar significativamente os
valores de diversos parâmetros, o que pudemos avaliar no monitoramento foi um
significativo aumento da turbidez, dos resíduos sólidos totais e fósforo total nos meses
de novembro, e fevereiro, sendo novembro o mês com os menores valores de IQA, e
com maior índice pluviométrico do período analisado. (GRÁFICO-1).
33
TABELA 1- Valores dos parâmetros analisados e do IQA em três pontos no Vale do Aço
entre Agosto de 2012 e Abril de 2013
Parâmetros Pontos Data das Coletas
ago/12 set/12 out/12 nov/12 dez/12 jan/13 fev/13 mar/13 abr/13
Coliformes
Termotolerantes
NMP/100mL
Máximo: 1000/100
ml
PIR01 X 2405 X 2785 4866 13135 8574 5247 8600
PIR02 5475 7634 X 2307 2307 6382 13540 X 4959
RD01
2281 860 X 2334 2334 3498 X X 4866
Resíduo Sólido
Total Máximo: 500
mg/L
PIR01 3,215 3,55 10,79 116,67 89,50 17,60 85,50 21,50 22,00
PIR02 13,67 6,07 24,40 156,65 41,67 37,71 160,35 40,10 30,12
RD01 18,00 18,5 22,64 463,57 60,50 51,00 114,00 68,85 51,60
Turbidez Máximo:
100 UNT
PIR01 4,46 2,3 21,75 157,88 75,77 22,83 89,82 53,08 22,83
PIR02 6,62 14,19 36,88 128,71 33,63 33,63 91,98 34,72 20,67
RD01 5,54 20,67 20,67 139,51 71,45 48,76 108,18 66,05 57,40
pH ideal: entre 6,0 e
9,0
PIR01 6,59 7,09 6,75 7,09 6,69 7,16 6,86 6,72 7,28
PIR02 6,91 6,82 7,12 6,71 7,08 6,86 6,91 7,25 7,18
RD01 7,43 7,52 6,93 7,25 7,26 7,26 7,13 7,39 7,02
DBO5, 20 Máximo:
5mg/L 02
PIR01 1,10 1,4 5,30 1,40 3,90 5,60 4,80 5,10 3,40
PIR02 3,60 3,6 4,80 3,10 2,80 3,90 2,20 4,50 3,10
RD01 2,50 X 4,20 4,20 5,60 4,20 2,00 3,90 2,20
Nitrato como NO3
Máximo: 10mg/L
PIR01 1,99 2,04 2,35 1,33 1,68 1,68 1,02 0,89 1,02
PIR02 4,92 5,36 5,05 2,57 4,56 3,68 1,82 1,11 2,48
RD01 2,39 2,35 1,90 2,17 2,66 2,39 1,06 1,15 1,82
Fósforo Total
Máximo: 0,1mg/L
PIR01 0,03 0,03 0,03 0,17 0,23 0,11 0,13 0,02 0,02
PIR02 0,07 0,07 0,07 0,14 0,12 0,12 0,17 0,11 0,03
RD01 0,04 0,04 0,04 0,45 0,06 0,18 0,11 0,05 0,07
Temperatura
PIR01 22,06 21,87 27,57 23,06 27,64 26,26 24,79 27,07 24,38
PIR02 23,13 23,60 29,56 24,36 28,69 27,20 25,29 27,06 25,61
RD01 23,03 22,84 29,32 25,25 29,95 27,57 25,72 27,95 26,10
Oxigênio
Dissolvido Mínimo:
5mg/L
PIR01 5,73 5,65 14,29 10,99 13,63 13,09 10,87 9,52 8,49
PIR02 4,96 3,72 16,35 5,85 8,87 9,23 6,90 11,05 8,32
RD01 7,17 7,22 12,25 10,72 7,85 12,74 5,50 8,01 8,07
IQA
PIR01 X 65 X 51 49 53 50 61 61
PIR02 57 51 X 49 61 57 49 X 63
RD01 67 X X 44 62 52 X X 61
Nota: X- Índica valores não obtidos, os valores em negrito indicam o não atendimento dos padrões
Fonte: Autor
34
GRÁFICO 1 – Índice pluviométrico e Temperatura média da região do Vale do Aço
Fonte: O autor
Com o atual cenário brasileiro que indica o avanço da degradação dos corpos
hídricos, os valores de IQA se mantiveram na maior parte do tempo dentro da faixa
“médio”, o restante ficou dentro da faixa “ruim”. (Gráfico-2)
GRÁFICO 2 – Valores do IQA nos pontos de monitoramento PIR01, PIR02 e RD01.
Fonte: O autor
Em comparação com dados históricos da região observou que o índice de
qualidade da água (IQA) vem se mantendo estável na região, o IGAM monitora os rios
da (BHRD/BHRP) desde 1997, tendo este sofrido uma melhora desde o primeiro ano de
10
15
20
25
30
0
50
100
150
200
250
300
350
Temperatura(°C)
Pluviosidade(mm)
Pluviosidade (mm) Temperatura Média (°C)
35
monitoramento, porém nos últimos três anos se mantém praticamente estável (Quadro-
5) com valores muito próximos dos encontrados neste estudo (Tabela-2).
QUADRO- 5- Valores de IQA em pontos de monitoramento do IGAM
Ponto Ano Latitude Longitude Estação
Média anual
do IQA Classificação
Montante
PIR01 2010 -19° 37' 11,798'' -42° 48' 2,714'' RD032 68 Médio
Jusante
PIR01 2010 -19° 31' 33,859'' -42° 39' 28,782'' RD031 71 Bom
Montande
PIR02 2010 -19° 31' 48,27'' -42° 36' 9,176'' RD034 69 Médio
Jusante
PIR02 2010 -19° 29' 18,996'' -42° 29' 38,998'' RD035 67 Médio
Montante
RD01 2010 -19° 29' 18,996'' -42° 29' 38,998'' RD035 67 Médio
Jusante
RD01 2010 -19° 19' 38,935'' -42° 22' 32,977'' RD033 56 Médio
Montante
PIR01 2011 -19° 37' 11,798'' -42° 48' 2,714'' RD032 60 Médio
Jusante
PIR01 2011 -19° 31' 33,859'' -42° 39' 28,782'' RD031 65 Médio
Montande
PIR02 2011 -19° 31' 48,27'' -42° 36' 9,176'' RD034 57 Médio
Jusante
PIR02 2011 -19° 29' 18,996'' -42° 29' 38,998'' RD035 57 Médio
Montante
RD01 2011 -19° 29' 18,996'' -42° 29' 38,998'' RD035 57 Médio
Jusante
RD01 2011 -19° 19' 38,935'' -42° 22' 32,977'' RD033 52 Médio
Montante
PIR01 2012 -19° 37' 11,798'' -42° 48' 2,714'' RD032 64 Médio
Jusante
PIR01 2012 -19° 31' 33,859'' -42° 39' 28,782'' RD031 65 Médio
Montande
PIR02 2012 -19° 31' 48,27'' -42° 36' 9,176'' RD034 60 Médio
Jusante
PIR02 2012 -19° 29' 18,996'' -42° 29' 38,998'' RD035 55 Médio
Montante
RD01 2012 -19° 29' 18,996'' -42° 29' 38,998'' RD035 55 Médio
Jusante
RD01 2012 -19° 19' 38,935'' -42° 22' 32,977'' RD033 51 Médio
Fonte: IGAM
Em análises estatísticas observou que houve diferença significativa ao nível de
5% entre os períodos de seca e chuva (Df=1, N-amostral=19, F-ratio=7,942 e p=
0,0118), o que pode explicar isso é o grande arraste de sedimentos no período de
36
chuva, a falta de mata ciliar, e o escoamento superficial que pode carrear uma série de
nutrientes do solo para o rio.
Em comparação com os três pontos monitorados, não se pode observar
diferenças significativas ao nível de 5% (Df= 2, N-amostral= 19, F-ratio= 0,1158 e p=
0,8914).
TABELA 2 –Classificação IQA - Índice de Qualidade da Água dos pontos PIR01, PIR02 e RDO1.
Ponto
PIR01
Ponto
PIR02
Ponto
RD01
IQA Classificação IQA Classificação IQA Classificação
Ago/2012 ----- Sem dados 57 Médio 67 Médio
Set/2012 65 Médio 51 Médio ----- Sem dados
Out/2012 ----- Sem dados ----- Sem dados ----- Sem dados
Nov/2012 51 Médio 49 Ruim 44 Ruim
Dez/2012 49 Ruim 61 Médio 62 Médio
Jan/2013 53 Médio 57 Médio 52 Médio
Fev/2013 50 Médio 49 Ruim ----- Sem dados
Mar/2013 61 Médio ----- Sem dados ----- Sem dados
Abr/2013 61 Médio 63 Médio 61 Médio
Fonte: O autor
37
5 CONCLUSÃO
Mesmo com pesos diferentes no cálculo do IQA as variáveis que o determinam
se coordenam de modo diferente em cada ponto amostrado, pois dependem de
características do ambiente de coleta, embora o valor de IQA se mantenha em uma
mesma faixa a maior parte do tempo para os três pontos, o mesmo não se pode dizer
para as variáveis separadas, as variáveis se compensam no IQA e mantém um índice
relativamente estável, porém esta estabilidade mascara resultados importantes do
ambiente que devem ser analisadas e monitoradas com maior cuidado.
A determinação de outros parâmetros além dos utilizados para calcular o IQA é
de grande importância, pois pode identificar graus de poluição que não são
determinados pelas variáveis utilizadas no IQA como a análise de metais.
Não foi possível avaliar a influência do Vale do Aço sobre a qualidade da água
do Rio Piracicaba e do Rio doce, pois os valores do IQA não apresentaram diferença
estatística, porém foi possível observar a diferença em períodos de chuva e seca.
38
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALVARENGA, Anmara Oliveira et al. Utilização de IQA e IET para caracterização das
condições de qualidade da água em corpos hídricos urbanizados. 26º Congresso
Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Porto Alegre-RS, 2011.
BONNET, Bárbara Rocha Pinto; FERREIRA, Laerte Guimarães; LOBO, Fábio Carneiro.
Relações entre qualidade da água e uso do solo em Goiás: uma análise a escala
da bacia hidrográfica. Programa de Doutorado em Ciências Ambientais da
Universidade Federal de Goiás, 2006.
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SARMENTO, Adriane De Paula; CUNHA, Eduarda Oliveira; SANTOS, Mateus Maia. A
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  • 1. CENTRO UNIVERSITÁRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS – UNILESTE Graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária RODRIGO MOISÉS GOMES DE AQUINO AVALIAÇÃO DA INFLUENCIA DO VALE DO AÇO NA QUALIDADE DA ÁGUA DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO DOCE E SUB-BACIA DO RIO PIRACICABA Cel. Fabriciano 2013
  • 2. RODRIGO MOISÉS GOMES DE AQUINO AVALIAÇÃO DA INFLUENCIA DO VALE DO AÇO NA QUALIDADE DA ÁGUA DA BACIA DO RIO DOCE E SUB-BACIA DO RIO PIRACICABA Trabalho de conclusão de curso apresentado ao curso de Engenharia Ambiental e Sanitária do Centro Universitário do Leste de Minas Gerais, como requisito para a obtenção do grau de Engenheiro Ambiental e Sanitarista. Prof. Drª Gabriela von Rükert Cel. Fabriciano
  • 3. 2013 Trabalho e conclusão de curso apresentado ao curso de Engenharia Ambiental e Sanitária do Centro Universitário do Leste de Minas Gerais, como requisito para a obtenção do grau de Engenheiro Ambiental e Sanitarista. . Aprovado em 14 de junho de 2013 por: Gabriela von Rückert, Dra Profª. Curso Engenharia Ambiental e Sanitária / Unileste convidado
  • 4. Dedico a minha família, meu pai e minha mãe que me deram o apoio necessário para seguir em frente e buscar a realização do meu sonho.
  • 5. SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ...........................................................................................................................................................................8 1.2 OBJETIVO...............................................................................................................................................................................9 1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................................................................................................................9 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA..............................................................................................................................................10 2.1 POLUIÇÕES HÍDRICAS......................................................................................................................................................10 2.2 ESTUDOS EM BACIAS HIDROGRÁFICAS........................................................................................................................12 2.3 ÍNDICES DE QUALIDADE DA ÁGUA .................................................................................................................................15 2.4 PARÂMETROS FÍSICOS QUÍMICOS E BIOLÓGICOS......................................................................................................16 2.4.1 Oxigênio Dissolvido ..............................................................................................................................................16 2.4.2 Demanda Bioquímica de Oxigênio..................................................................................................................17 2.4.3 Coliformes Termotolerantes ..............................................................................................................................17 2.4.4 Potencial Hidrogeniônico (pH) ..........................................................................................................................18 2.4.5 Temperatura............................................................................................................................................................18 2.4.6 Nitrogênio.................................................................................................................................................................19 2.4.6.1 Nitrato ....................................................................................................................................................................20 2.4.7 Fósforo ......................................................................................................................................................................20 2.4.8 Turbidez....................................................................................................................................................................21 2.4.9 Resíduo Sólido Total ............................................................................................................................................22 3MATERIAIS E MÉTODOS ...................................................................................................................................................23 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................................................................................................................32 5 CONCLUSÃO..........................................................................................................................................................................37 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...............................................................................................................................38
  • 6. RESUMO O presente trabalho foi desenvolvido com o propósito de avaliar a qualidade das águas superficiais da Bacia Hidrográfica do Rio Doce (BHRD) e Sub Bacia do Rio Piracicaba (BHRP), localizadas no estado de Minas Gerais, usando um Índice de Qualidade de água- IQA, o mesmo usado pela CETESB e IGAM. Os locais de coleta foram na região do Vale do Aço (VA), foram selecionados três pontos, dois na (BHRP), um a montante de (VA) PIR01 e um a jusante PIR02, na (BHRD) o ponto é após a confluência do Rio Piracicaba no Rio Doce RD01. Os dados empregados nesta pesquisa foram coletados no período de Agosto de 2012 a Abril de 2013, considerando as seguintes variáveis: temperatura, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, pH, fósforo total, nitrato, coliformes termotolerantes, turbidez e sólidos totais, sendo obtidos através de análises no laboratório de pesquisa ambiental do UNILESTE e de uma sonda multi- parâmetros. Os valores do IQA se enquadraram nas classes “ruim” e “médio”, apresentando IQA mínimo de 44 e máximo de 67 sendo que os valores mais baixos foram registrados no mês de novembro, mês com maior precipitação do período amostrado, houve diferença estatística significativa nos IQA entre as estações chuvosa e seca (Teste-T, Df=1, N=19, T=7,942 e p= 0,0118). Não houve diferença significativa entre os três pontos amostrados para o IQA (ANOVA, Df= 2, N-amostral= 19, F-ratio= 0,1158 e p= 0,8914) Palavras Chave: Índice de Qualidade da água. Bacias Hidrográficas. Monitoramento. Águas Superficiais
  • 7. ABSTRACT This work was developed with the purpose of evaluating the quality of surface waters of the river Doce watershed (RDW) and Sub Piracicaba River watershed (PRW), located in the state of Minas Gerais, using a water quality index-WQI, the same used by CETESB and IGAM. The collection sites were in the area of the Steel Valley (SV), we selected three points, two in (PRW), an upstream (SV) PIR01 and downstream PIR02 in (RDW) the point is after confluence Piracicaba River in River Doce RD01. The data used in this study were collected from August 2012 to April 2013, considering the following variables: temperature, dissolved oxygen, biochemical oxygen demand, pH, total phosphorus, nitrate, fecal coliform, turbidity and total solids, were obtained through analyzes in the research laboratory of environmental UNILESTE and a multi-parameter probe. WQI values were classified in classes "bad" and "medium", featuring WQI minimum 44 and maximum 67 whereas the lowest values were recorded in the month of November, the month with the highest precipitation sampling period, there was a statistically significant difference WQI in between rainy and dry seasons (t-test, Df = 1, N = 19, T = 7.942 and p = 0.0118). There was no significant difference between the three sites for the WQI (ANOVA, Df = 2, N = sample-19, F-ratio = 0.1158 and p = 0.8914) Keywords: Water Quality Index. Watershed. Monitoring. Surface Water
  • 8. 8 1 INTRODUÇÃO A água é um recurso indispensável para a vida, a dependência por este recurso é cada vez maior em praticamente todas as atividades, portanto, por ser um recurso limitado a preocupação com a conservação da qualidade da água e dos mananciais vem aumentando e a necessidade de avaliar a qualidade se torna necessária com a crescente demanda impulsionada pelo crescimento demográfico e de instalações de complexos industriais e agro-industriais. (COELHO et al., 2011) A água interage com todo o ambiente e ecossistema, e tem a capacidade de acumular informações que são relevantes na caracterização da área de sua bacia hidrográfica (OKI, 2002). Neste contexto, a crescente contaminação dos recursos hídricos é causada por diversas fontes, dentre elas se destacam os efluentes domésticos, os efluentes industriais e a carga difusa urbana e agrícola ( Vasco et al., 2011), ou seja as atividades que ocorrem na bacia hidrográfica. O estudo em áreas de bacias hidrográficas urbanas e rurais se faz necessário quando se busca um equilíbrio entre exploração de recursos naturais e sustentabilidade (VASCO et al., 2011). A área urbana da Bacia Hidrográfica do Rio Doce, na região do Vale do Aço, pode sofrer alterações do seu ecossistema pela grande expansão industrial e crescimento populacional desordenado. Nesta área se encontram grandes indústrias do setor metalúrgico nacional, como a APERAM, produtora de aço inox na cidade de Timóteo e a USIMINAS que produz aço em Ipatinga, a região possui também uma grande quantidade de pequenas empresas do mesmo setor. Para a avaliação da qualidade dos corpos d’água é necessário a verificação de diversos parâmetros, que traduzem as reais condições do ambiente aquático, o IQA (Índice de Qualidade da Água) é uma das formas de verificação da qualidade das águas, sendo proposto pela National Sanitation Foundation (NSF). Ele é um instrumento matemático usado para transformar uma grande quantidade de dados em um simples número que representará o nível de qualidade de determinada área. É
  • 9. 9 muito utilizado no Brasil, por exemplo, pela Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental, ligada à Secretaria do Meio Ambiente do governo paulista (CETESB) e pelo Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM) no projeto águas de minas. O conhecimento das condições atuais das características físico-químicas e biológicas da água na bacia do Rio Doce e sub-bacia do Rio Piracicaba podem auxiliar na identificação dos problemas prioritários para o desenvolvimento de alternativas de mitigação do impacto negativo sobre os recursos hídricos causados na região. 1.2 Objetivo Avaliar o impacto antrópico das atividades realizadas no Vale do Aço sobre a qualidade da água na bacia do Rio Doce e sub-bacia do Rio Piracicaba (BHRD/BHRP). 1.3 Objetivos específicos  Avaliar o efeito das atividades do Vale do Aço sobre o Rio Piracicaba em locais à montante e à jusante da região;  Avaliar o efeito das atividades do Vale do Aço sobre o Rio Doce após a entrada do Rio Piracicaba;  Avaliar a qualidade da água a partir da estimativa do IQA.  Avaliar os efeitos da sazonalidade, seca e chuva, sobre a qualidade da água.
  • 10. 10 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Poluições Hídricas Indispensável ao organismo humano, a água hoje é um dos bens mais valiosos que um país pode ter. Conciliar o desenvolvimento tecnológico e a conservação de recursos naturais, dos quais a humanidade é dependente, é um problema enfrentado por grandes nações ao redor do mundo. Os recursos hídricos são de grande importância, eles proporcionam inúmeras formas de uso desde o fornecimento de água para beber, irrigar, gerar energia, meio de transporte e lazer. O constante crescimento populacional, o crescimento das indústrias, a falta de uma coleta de resíduos sólidos urbanos e a falta de tratamento de efluentes são as principais causas da perda da qualidade da água. Segundo Novotny, (2003) a qualidade da água depende da composição da mesma afetada pela natureza em termos mensuráveis quantitativos e qualitativos, sendo que seus parâmetros são relacionados diretamente ao seu uso, ou seja, a qualidade da água está diretamente ligada ao seu uso. As fontes de poluição dos mananciais de água superficial e subterrâneo, podem ser naturais ou antrópicas. Naturais como gases e chuvas, compostos naturais, exemplo gases provenientes de animais e vegetais em decomposição, vulcanismo e forças eólicas; e antrópicas como processos industrias, usinas de celulose, refinaria de petróleo, usinas de açúcar e álcool, siderúrgicas e metalúrgicas, industrias químicas farmacêuticas e alimentícias, abatedouros e frigoríficos, têxteis e curtumes, com grandes fontes urbanas como esgoto doméstico, esgoto hospitalar, lixo, escapamentos de motores e postos de combustível; poluição agropastoril com defensivos agrícolas, pesticidas, excrementos de animais.(Di Bernardo et al, 2002) Segundo Lenzi, (2009) e Novotny (2003) contaminar é introduzir uma substância geralmente tóxica, ou um organismo num sistema que naturalmente é isento deles ou que contém quantidades menores que aquelas inseridas. De forma mais simplificada
  • 11. 11 Webster (1997 apud LENZI, 2009) contaminar é tornar inadequado por contato, ou misturar com alguma coisa suja. Poluentes orgânicos são compostos que contêm carbono na estrutura combinados com hidrogênio (hidrocarbonetos), sendo que a principal fonte de poluentes orgânicos num corpo d’água é o esgoto doméstico urbano, Segundo Lenzi (2009) até meados de 2000 apenas 20% do esgoto doméstico dos domicílios brasileiros era tratado, sendo então 80% descartado “in natura” nos corpos d’água. Di Bernardo et al (2002) afirma que o lançamento de esgoto doméstico pode alterar características físicas como turbidez, número e tamanho de partículas, condutividade, viscosidade tenção superficial, características químicas como a demanda química de oxigênio (DQO), a demanda bioquímica de oxigênio (DBO), pH, e toxicidade , como também biológicas com o aumento dos organismos patogênicos. O esgoto doméstico apresenta uma composição complexa de constituintes como substâncias com alta DBO, como compostos orgânicos, e fezes humanas que consomem o oxigênio dissolvido na água, materiais usados na limpeza doméstica, óleos e graxas que provem da preparação de alimentos, patogênicos advindos de resíduos humanos, e materiais inorgânicos de lançamentos clandestinos na rede de esgoto. Sabões e detergentes são lançados em abundância no esgoto, que se pode vislumbrar apenas imaginando o número de pessoas que diariamente fazem sua higiene pessoal, o número de cozinhas cuja limpeza precisa ser feita a cada refeição, e o número de máquinas de lavar roupas. No Brasil estima-se que 60% das internações hospitalares estejam relacionadas às deficiências de saneamento básico, estudos indicam que 90% dessas internações se devem a ausência de água com qualidade satisfatória para consumo (Di Bernardo et al. 2002), são muitas as doenças que ocorrem por consumo de água contaminada como cólera, febre tifóide, febre paratifóide, salmoneloses, disenteria bacilar, amebíase, giardíase cripstoporidíase, esquistossomíase e viroses. Composto inorgânico é uma identidade química de origem mineral formado por qualquer elemento da tabela periódica, menos carbono (LENZI 2009 apud
  • 12. 12 RUSSEL1990). Os poluentes inorgânicos normalmente provêm de efluentes industriais, ricos em metais pesados, que necessitariam de um rigoroso tratamento antes de ser lançado no corpo hídrico, mas isso muitas vezes não ocorre. Os metais pesados podem causar danos sérios a saúde humana, geralmente as conseqüências são graves, pois estes tem efeito acumulativo, sendo que geralmente quando a pessoa sente algum sintoma, ela já se encontra em estado doentio avançado (LENZI, 2009). Dentre os metais pesados que causam danos a saúde, Bonnet et al., (2006) cita o cádmio que pode causar pressão alta, doenças renais, destruição do tecido testicular e destruição das células vermelhas do sangue; o chumbo que causa sérias disfunções no fígado, nos rins, retardo mental em crianças, sensação de fadiga e irritabilidade; mercúrio que causa danos neurológicos, paralisias, cegueira, modificação dos cromossomos; e o cromo hexavalente que ataca o sistema gastrointestinal, hematológico e neurológico, por inalação causa bronquite e perfuração do septo nasal.(LENZI, 2009) A contaminação da água quando é lançado um grande aporte de nutrientes pode causar a eutrofização que é uma palavra de origem grega “eu” significa bem e “trophein” nutrir, alimentar, portanto o termo eutrofizar significa enriquecer de nutrientes, estar bem nutrido. (ALVARENGA et al. 2011), em um ambiente eutrofizado, o consumo dos nutrientes é alto, a produção de biomassa é alta num primeiro momento, porém há uma falta de oxigênio dissolvido que leva o desaparecimento de organismos que fazem respiração. 2.2 Estudos em Bacias Hidrográficas Entende-se por Bacias Hidrográficas, localidades da superfície terrestre separadas topograficamente entre si, cujas áreas funcionam como receptores naturais das águas da chuva. Devido a isso, todo o volume de água captado é automaticamente escoado por meio de uma rede de drenagem das áreas mais altas para as mais baixas, seguindo uma hierarquia fluvial, até concentrarem-se em um único ponto, formando um rio principal. (SILVEIRA, 2004)
  • 13. 13 Em estudos de bacias hidrográficas vale ressaltar algumas características deste tipo de ambiente, em geral o ambiente lótico possui as seguintes propriedades, movimento unidirecional em direção a foz, níveis variados de descarga e parâmetros associados tais como velocidade da correnteza, profundidade, largura e turbidez; turbulência continua e mistura das camadas de água, exceto em baixas altitudes, e estabilidade relativa do sedimento de fundo. (WILLIAMS e FELTMATE,1994 apud SILVEIRA, 2004 ) As bacias hidrográficas geralmente apresentam forma de leque ou pêra ao passo que pequenas bacias apresentam formas das mais variáveis possíveis, a forma da bacia influencia no escoamento superficial. Entre os índices propostos para caracterizar a forma da bacia são calculados o fator de forma e os índices de compacidade e conformação, estes índices são utilizados para compara bacias hidrográficas. (PORTO, 1999) A principal função dos rios e riachos é transportar o excesso de água que os ambientes terrestres não conseguem absorver, conseqüentemente ocorre o transporte de energia e ciclagem de matéria orgânica, determinados trechos de rios são abertos a matéria orgânica, assim os processos que operam dentro de um trecho em particular são influenciados pela entrada de biomassa produzia a montante ou seja tudo o que entrar em seu trecho superior irá afetar seu trecho inferior . (SILVEIRA, 2004). Os rios podem ser classificados em três classes de tamanho, as cabeceiras (1ª a 3ª ordem), rios de trecho médio (4ª a 6ª ordem) e grandes rios (7ª ordem ou superior) (SILVEIRA, 2004) e segundo (PORTO, 1999) a classificação dos rios quanto a ordem, reflete no grau de ramificação ou bifurcação dentro de uma bacia, ou seja, a ordem dependerá do numero de afluentes recebidos pelo rio. Correnteza e vazão, esses dois parâmetros afetam diretamente a comunidade aquática, a estabilidade e distribuição da biota ao longo de um rio, a correnteza exerce feito direto sobre os organismos presentes no substrato, pois em épocas de grande vazão desloca o fundo do rio. (SILVEIRA, 2004), a vazão contribui em larga escala para
  • 14. 14 a morfologia e hidrografia de um rio, grandes vazões alteram as características de áreas de remanso e correnteza (PORTO, 1999). Uma importante associação entre ambientes lóticos é com sua vegetação marginal, mais conhecida como mata ciliar ou zona ripárica, ela é de grande importância para a proteção do ambiente e contribui para o perfeito funcionamento do rio como um ecossistema, pois tem alta produtividade primaria, sendo fonte essencial de nutrientes e matéria orgânica para a base da cadeia alimentar heterotrófica (KIKUCHI, 1998 apud SILVEIRA, 2004). Além disso, a mata ciliar fornece condições de temperatura, umidade e reduz a entrada de poluentes e sedimentos na calha do rio. Para a manutenção da morfologia de um rio é imprescindível a manutenção da zona ripárica, pois sem ela na contenção, os processos erosivos nas margens ocorrem de maneira acelerada. Sua função como filtro da entrada de poluentes na calha principal do rio é também muito importante (SHORTLE , 2001 apud SILVEIRA, 2004 ) cita que a mata ripária em regiões de agricultura intensa dificulta a entrada de pesticidas, herbicidas e fertilizantes para dentro do rio. Para facilitar o gerenciamento de bacias hidrográficas a Resolução CONAMA 357/2005 qualificou os corpos hídricos em água doce, salinas e salobras de acordo com a concentração de sal, águas consideradas doces são aquelas com salinidade igual ou inferior a 0,5%. A partir disso criou uma classificação em classes de qualidade que são o conjunto de condições de padrões de qualidade de água necessários ao atendimento dos usos preponderantes atuais e futuros, levando em conta seu uso preponderante. São elas classe especial, classe I, classe II, classe III, e classe IV a resolução CONAMA 357/2005 estabelece destinações para o uso de cada classe, os rios estudados neste trabalho são classificados como classe II e seus usos são o abastecimento para consumo humano após tratamento convencional, proteção das comunidades aquáticas, recreação por contato primário tais como natação, esqui aquático e mergulho, a irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de parques, jardins, campos de esporte e lazer com os quais o publico possa ter contato direto e aqüicultura e atividade de pesca.
  • 15. 15 A classe II é a que possui mais usos, então este tipo de classificação busca assegurar uma qualidade para todos estes usos, uma vez que a qualidade esteja em desacordo com os usos preponderantes pretendidos esta classificação serve de meta para a melhoria da qualidade da água para a efetivação do respectivo enquadramento. Os rios da Bacia Hidrográfica do Rio Doce e Bacia Hidrográfica do Rio Piracicaba (BHRD/BHRP) estão classificados em classe II pela resolução CONAMA 357/2005, porém pode se observar uma deterioração do recurso hídrico para muitos dos usos preponderantes desta classe como recreação por contato primário, irrigação de hortaliças e etc., podendo estes ser um risco para a população. 2.3 Índices de Qualidade da Água Não há um indicador de qualidade de água único e padronizável para qualquer sistema hídrico. Uma forma de avaliar objetivamente essas variações é a combinação de parâmetros de diferentes dimensões, em índices que os reflitam conjuntamente em uma distribuição amostral no espaço e no tempo. Trata-se dos índices de qualidade da água, IQAs, que vêm sendo largamente usados em monitoramento há algum tempo (BONNET et al, 2006 e COELHO et al, 2011). Os parâmetros para mensurar a qualidade da água no Brasil foram definidos pelo CONAMA (CONSELHO NACIONAL DE MEIO AMBIENTE) conforme estabelece sua resolução nº 357/2005. A referida resolução apresenta mais de 100 parâmetros de qualidade de água, sendo 11 nas condições de qualidade e o restante nos padrões de qualidade, englobando 34 elementos inorgânicos e 54 orgânicos. A qualidade da água é um termo relativo, podendo variar pelas características naturais de cada bacia hidrográfica, pois avalia diversos parâmetros que podem variar de acordo com a conformação de cada bacia hidrográfica (COELHO et al, 2001). Portanto para termos um parâmetro para uma avaliação foi criado o índice de qualidade da água (IQA) pela National Sanitation Foundation (NSF).
  • 16. 16 De acordo com Piasentin et al (2009) o IQA ainda é considerado um índice aproximado, cujo cálculo não considera outros contaminantes e, portanto, não atinge uma abordagem multidimensional, limitando seu poder de discriminação. No entanto a CETESB (2008) salienta que este índice foi criado para avaliar a qualidade da água com o objetivo principal o abastecimento público, considerando aspectos relativos ao seu tratamento. 2.4 Parâmetros Físicos Químicos e Biológicos Para obtermos o IQA são avaliados nove parâmetros, a maioria são indicadores de contaminação por lançamentos de esgotos e cada parâmetro possui um peso para a conformação da qualidade da água, e são eles oxigênio dissolvido (OD), coliformes termotolerantes, o potencial hidrogeniônico (pH), demanda bioquímica de oxigênio (DBO5,20), temperatura da água, nitrogênio total, fósforo total, turbidez e sólidos totais. 2.4.1 Oxigênio Dissolvido O oxigênio dissolvido é um parâmetro que demonstra a quantidade de oxigênio disponível em um ambiente aquático e é expresso em mg.L-1, suas alterações estão ligadas a reações químicas, físicas e biológicas, (Di Bernardo et al., 2002). O oxigênio é um gás pouco solúvel em água, variando a solubilidade entre 15 mg L-1 a 0°C até 8 mg L-1 a 25°C, dependendo da pressão (altitude) e sais dissolvidos. Sousa, (2001) ressalta que o oxigênio é primordial para a vida aquática, e que os teores mínimos de oxigênio dissolvido em um ambiente aquático devem ser no mínimo 2 mg.L-1 a 5 mg.L-1 de acordo com a exigência dos organismos do ambiente. Águas poluídas por esgotos domésticos podem apresentam baixas concentrações de oxigênio dissolvido, pois o mesmo é consumido no processo de decomposição da matéria orgânica, normalmente abaixo de 5 mg.L-1, CETESB, (2008) ressalta que águas limpas apresentam concentrações maiores de oxigênio dissolvido, é
  • 17. 17 o único parâmetro com padrão mínimo na resolução 357/2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente, sendo que é estabelecido para rios classe 2 no mínimo 5 mg.L-1. 2.4.2 Demanda Bioquímica de Oxigênio A demanda bioquímica de oxigênio (DBO5,20) representa a capacidade da matéria orgânica presente na água em consumir oxigênio através da decomposição aeróbia em 5 dias a 20°C. SILVA, 2008). Portanto indica a presença de matéria orgânica, que pode ser biodegradável lançada na água, e que podem ter origem nos esgotos domésticos ou efluentes industriais. Os maiores aumentos em termos de (DBO5,20) num corpo d’água, são provocados por despejos de origem predominantemente orgânica. Sousa (2001) salienta que quanto maior a concentração de (DBO5,20) na água, haverá uma tendência de redução da concentração do oxigênio que está dissolvido na água. A demanda bioquímica de oxigênio é utilizada como medições do potencial poluidor em certas substâncias biodegradáveis em relação ao consumo de oxigênio dissolvido. Essa demanda pode ser suficientemente grande para consumir o oxigênio dissolvido da água, que condiciona a morte de todos os organismos aeróbicos de respiração subaquática. O uso desse processo permite avaliar um efeito importante da poluição sem a necessidade do processo analítico, que consiste em identificar todos os compostos orgânicos presentes e determinar estequiometricamente a quantidade de oxigênio que cada um deles necessita para sua oxidação (BRANCO, 1978, 1991; BRAGA et al., 2002 apud SILVA, 2008) O CONAMA 357/2005 estabelece o limite de DBO medido em cinco dias numa temperatura de 20°C até 3mg L-1 O2 para classe I, de até 5mg L-1 O2 para classe II, e de até 10mg L-1 O2 para a classe III. 2.4.3 Coliformes Termotolerantes
  • 18. 18 Coliformes termotolerantes são bactérias que ocorrem no trato intestinal de animais de sangue quente e são indicadores de poluição recente por fezes, normalmente oriunda do esgoto doméstico. (DI BERNARDO et al, 2002). Entretanto não há relação de coliformes com organismos patogênicos, porém, entende-se que quanto mais coliformes presentes na água, maior a probabilidade de encontrar patogênicos (DI BERNARDO et al, 2002). Segundo a organização mundial da saúde a água transmite aproximadamente 80% das doenças disseminadas em países em desenvolvimento, pode-se ainda ressaltar que nas Américas de 1991 a 1997 em um total de 21 países, houve uma epidemia de cólera que resultou em 11.950 óbitos. (LENZI, 2009) 2.4.4 Potencial Hidrogeniônico (pH) Potencial hidrogeniônico o (pH) é utilizado para expressar a acidez de uma solução (DI BERNARDO et al, 2002) segundo (SOUSA, 2001) o pH é um parâmetro muito importante da qualidade das águas naturais e residuais pois o seu valor determina todos os equilíbrios numa água, e classifica águas ácidas com pH menores que 7, básicas valores igual a 7 e alcalinas com valores maiores que 7. A medição do valor de (pH) é de fundamental importância para qualquer análise de água, o efeito nocivo e também a disponibilidade biológica de muitas substâncias dependem do valor do pH. As maiores alterações do ponto de vista deste indicador são provocadas por despejos de origem doméstica, industrial, e decorrência de atividade de algas. A resolução CONAMA 357/2005 estabelece que para a proteção da vida aquática o (pH) deve estar entre 6 e 9. 2.4.5 Temperatura Variação da temperatura de água é um parâmetro muito importante já que tem influência nas velocidades das reações químicas, e pode influenciar em algumas
  • 19. 19 propriedades da água como viscosidade, densidade e oxigênio dissolvido. (SARMENTO, et al., 2010). Todos os corpos apresentam alterações na temperatura ao longo do dia, porém em áreas com lançamentos de efluentes podem causar impactos significativos nos corpos d’água. O aumento de temperatura pode causar efeitos danosos à flora e a fauna, mas de forma indireta, pois este aumento implicará numa maior movimentação dos seres aquáticos e conseqüentemente ocasionando um maior consumo de oxigênio dissolvido por parte desses organismos e uma diminuição no poder de retenção do gás oxigênio. A legislação brasileira não estabelece temperatura máxima para a água, os padrões canadenses e americanos estipulam com valor máximo 15°C (LIBÂNIO, 2005 apud SILVA, 2008) 2.4.6 Nitrogênio O Nitrogênio é um elemento muito importante para o metabolismo dos ecossistemas aquáticos, participando na formação das proteínas, um dos compostos básicos da biomassa, além de ser requerido em maiores concentrações para o crescimento de microorganismos. (ESTEVES, 1998 e SILVA, 2008) Suas principais fontes são: o esgoto doméstico, o ar, assimilado por algumas algas, a água das chuvas, a matéria orgânica em decomposição e erosão. Os compostos de nitrogênio se encontram nas águas sob a forma de nitrogênio orgânico na forma dissolvida, nitrogênio molecular (N2), amônia (livre N3 e ionizada NH4+), nitrato (NO3-) e nitrito (NO2-). As duas primeiras são formas reduzidas e as outras duas são formas oxidadas (LIBÂNIO, 2005; VON SPERLING, 2005 apud SILVA, 2008) O nitrogênio pode ser encontrado nas águas nas formas de nitrogênio orgânico amoniacal, nitrito e nitrato. As duas primeiras chamam-se formas reduzidas e as duas ultimas oxidadas. Pode-se associar a idade da poluição com relação entre formas de
  • 20. 20 nitrogênio, ou seja, se for coletada amostras de um rio poluído e as análises demonstrarem predominância das formas reduzidas, significa que o foco da poluição se encontra próximo, se prevalecer nitrito e nitrato as descargas se encontram distantes. (CETESB, 2008) 2.4.6.1 Nitrato O nitrato e o íon amônio são as principais fontes de nitrogênio para os produtores primários num ecossistema aquático. A fase intermediária destes elementos é representada pelo nitrito que é encontrado em baixas concentrações. A ocorrência de nitritos em água indica processos biológicos ativos influenciados por poluição orgânica (ESTEVES, 1998). A presença de nitrato é considerada como indicadora de matéria orgânica na água e seu excesso pode resultar em metahemoglobinemia, doença caracterizada pelo aparecimento de coloração azulada na pele devida à destruição dos glóbulos vermelhos do sangue, pode ocorrer em bebês como em adultos. (DI BERNARDO, 2002 e SILVA, 2008) Concentrações de nitrato superior a 5mg L-1 demonstra condições sanitárias inadequadas, pois a principal fonte de nitrogênio nitratos são dejetos humanos e de animais. O nitrato estimula o crescimento de plantas, sendo que organismos aquáticos como algas, florescem na presença deste, quando em elevada concentração pode conduzir a um desenvolvimento exagerado. A resolução CONAMA 357/2005 estabelece para nitrato o valor máximo de 10mg L-1 e o nitrito apenas 1mg L-1. 2.4.7 Fósforo
  • 21. 21 A importância do fósforo nos sistemas biológicos deve-se à participação deste elemento em processos fundamentais do metabolismo celular e composição de moléculas orgânicas como os ácidos nucléicos (DNA e RNA), De acordo com Esteves (1998), a ocorrência de fósforo em águas naturais apresenta-se em quantidades muito pequenas, sendo os sais de fósforo um dos elementos indispensáveis para os organismos aquáticos. Considerando o principal fator limitante a produtividade na maioria dos ecossistemas aquáticos, quando presente em quantidade excessiva pode ocasionar uma eutrofização (DI BERNARDO et al., 2002) Despejos orgânicos, especialmente esgotos domésticos, bem como alguns tipos de despejos industriais podem enriquecer as águas em fósforo. Nestes, os detergentes empregados em larga escala doméstica constituem a principal fonte, além da própria matéria fecal. Alguns efluentes industriais, como os de indústria de fertilizantes, pesticidas, químicas em geral, abatedouros, frigoríficos e laticínios apresentam fósforo em quantidades excessivas, as águas drenadas de áreas agrícolas e urbanas também podem provocar a presença excessiva de fósforo em águas naturais (BRANCO,1978; VON SPERLING, 2006; CETESB, 2006a apud SILVA, 2008) Segundo os padrões da resolução CONAMA 357/2005 o valor máximo permitido pra o fósforo total em ambientes lóticos e tributários é 0,1mg L-1 . 2.4.8 Turbidez Sólidos em suspensão na água são os responsáveis diretos pela turbidez da água, pois elas absorvem e espalham os feixes de luz na água, então podemos entender como turbidez a atenuação que um feixe de luz sofre ao atravessar a água Di Bernardo et al, (2002) completa que a turbidez pode ser causada por uma grande variedade de materiais, incluindo partículas de areias finas, silte, argila e microorganismos. As principais fontes de turbidez são as erosões no solo, na época das chuvas as águas pluviais trazem uma quantidade significativa de materiais para o curso d’água, atividades de mineração e os lançamentos de efluentes também são fontes que causam um aumento da turbidez, e pode comprometer a fotossíntese, pois uma menor quantidade de luz estará disponível para absorção pelos organismos fotossintetizantes.
  • 22. 22 Vasco (2011) esclarece que a turbidez pode ocorrer naturalmente em função do processo de erosão e artificialmente em função de lançamento de despejos domésticos e industriais. O aumento de dejetos sólidos nos corpos hídricos pode ocasionar soterramentos constantes de organismos bentônicos e arrastar para o fundo certos organismos que vivem em suspensão, além de alterar as características da água, tais como a aparência, cor, sabor e odor, o que pode lhe conferir rejeição para fins de potabilidade. 2.4.9 Resíduo Sólido Total O resíduo total é a matéria não volátil presente na água, ou seja, que permanece após a evaporação, secagem ou calcinação da amostra de água durante um determinado tempo e temperatura (CETESB, 2008). De acordo com Sousa (2001), o parâmetro resíduo total expressa todas as formas de impurezas presentes na água, excluído os gases dissolvidos, que contribuem para a carga de sólidos presentes nos corpos d’água. Os sólidos podem ser classificados de acordo com seu tamanho e características químicas. A unidade de medição normal para o teor em sólidos é expressa em mg. L-1 de matéria seca. Para CETESB (2008), os resíduos sólidos que são depositados nos leitos dos corpos d’água podem causar seu assoreamento, que gera problemas para a navegação e pode aumentar o risco de enchentes. Além disso, podem causar danos à vida aquática, pois ao se depositarem no leito eles destroem os organismos que vivem nos sedimentos e servem de alimento para outros organismos, além de danificar os locais de desova de peixes. Os sólidos podem reter bactérias e resíduos orgânicos no fundo dos rios, promovendo decomposição anaeróbia. Altos teores de sais minerais, particularmente sulfato e cloreto, estão associados à tendência de corrosão em sistemas de distribuição, além de conferir sabor às águas. O CONAMA estabelece limite de 500 mg. L-1 de sólidos totais em “água bruta” para água de classe II (CONSELHO NACIONAL DE MEIO AMBIENTE, 2005).
  • 23. 23 3 MATERIAIS E MÉTODOS O presente trabalho foi realizado na região metropolitana do Vale do Aço, que é formada pelas cidades de Ipatinga, Coronel Fabriciano, Timóteo e Santana do Paraíso, situadas no leste de Minas Gerais no sudeste brasileiro, que abrange uma área de 808km2 e possui uma população de 551.355 habitantes (IBGE, 2010). Localizada dentro da Bacia Hidrográfica do Rio Doce (FIGURA–1), a região possui um clima que segundo o (IBGE, 2010) é caracterizado como tropical quente, semi-úmido tendo temperatura média anual de 21,5°C, com período de chuvas entre outubro e março e seca de abril a setembro. Figura 1 – Mapa da Bacia Hidrográfica do Rio Doce que abrange os Estados de Espírito Santo e Minas Gerais Fonte: SAAE A bacia hidrográfica do Rio Doce tem como seu principal formador o Rio Piracicaba, que percorre todo o Vale do Aço (VA). Na região do Vale do Aço foi feito o monitoramento em três pontos (FIGURA-2), o PIR01 a montante de VA próximo a um povoado as margens da BR-381 chamado Lagoa do Pau (19º28’4336’’S / 42º 21’4859’’
  • 24. 24 W ) (FIGURA-3), PIR02 a jusante de VA, na cidade de Ipatinga próximo ao bairro Cariru (19º 31’29 95’’ S / 42º 29’30 64’’ W) a uma distância de cerca de 33 km do ponto PIR01 (FIGURA-4). Figura 2 – Localização dos pontos PIR01, PIR02 e RD01 na Região do Vale do Aço Fonte: Google Earth
  • 25. 25 Figura 3 – Imagem do Ponto de Coleta PIR01 Fonte: O autor Figura 4 – Imagem do Ponto de Coleta PIR02. Verifica a presença de mata ciliar. Fonte: O autor
  • 26. 26 O Rio Doce chega à região do Vale do Aço passando por dentro do Parque Estadual do Rio Doce (PERD), e recebe o Rio Piracicaba logo após o ponto de monitoramento PIR02, foi escolhido também um ponto de monitoramento no Rio Doce RD01(19º 32’49 08’’ S / 42º 32’40 74’’ W) a jusante de VA numa área que pertence ao município de Caratinga, as margens da BR-458 (FIGURA-5). Os períodos de amostragem foram escolhidos a fim de se observar a sazonalidade, a qual pode influenciar a resposta do ambiente para os parâmetros observados. As análises foram feitas no período de Agosto de 2012 a Abril de 2013. As datas das amostragens estão apresentadas no (QUADRO-1) Figura 5 – Imagem do Ponto de Coleta RD01. Próximo a ponte entre Ipatinga e Caratinga na BR-458 Fonte: O autor
  • 27. 27 Quadro 1 – Datas das amostragens. AMOSTRAGENS DATAS ESTAÇÃO 1ª 30/08 e 05/09/12 Seca 2ª 02 e 03/10/2012 Seca 3ª 30 e 31/10/2012 Chuva 4ª 28 e 29/11/2012 Chuva 5ª 19 e 20/12/2012 Chuva 6ª 16 e 17/01/2013 Chuva 7ª 06 e 07/02/2013 Chuva 8ª 06 e 07/03/2013 Seca 9ª 06 e 07/04/2013 Seca Fonte: O autor Foi Calculado o IQA pelo produto ponderado das qualidades de água correspondentes às variáveis que integrem o índice como se observa na equação 01 Equação 01 Onde:
  • 28. 28 IQA = índice de qualidade das águas, um número entre 0 e 100; qi= qualidade do parâmetro i obtido através da curva média específica de qualidade, conforme a FIGURA -5. wi= peso atribuído ao parâmetro, em função de sua importância na qualidade, entre 0 e 1 conforme o QUADRO-2 Figura 4 – Gráficos utilizados para obtenção do parâmetro i. Fonte: Planilha de Cálculo da CETESB
  • 29. 29 Quadro 2 – Peso atribuído aos parâmetros, em função de sua importância na qualidade, entre 0 e 1 Parâmetro Peso-wi Oxigênio Dissolvido- OD 0,17 Coliformes termotolerantes (NMP/100mL) 0,15 pH 0,12 Demanda bioquímica de oxigênio- DBO(mg/L) 0,10 Nitratos (mg/L NO3- ) 0,10 Fósforo total (mg/L PO4- ) 0,10 Temperatura (°C) 0,10 Turbidez (UNT) 0,08 Resíduos totais (mg/L) 0,08 Fonte: Adaptado de IGAM Para a obtenção dos nove parâmetros para o cálculo do IQA, foram coletadas amostras d’água superficial às margens do curso d’água, de forma a manter todas as características físicas, químicas e biológicas do local. Para isto as amostras foram armazenadas em frascos de polietileno e mantidas sob refrigeração até o laboratório. Foram coletados em campo o pH, oxigênio dissolvido e a temperatura com a utilização de uma sonda multi-parâmetros (HANNA HI9828). As análises em laboratório foram realizadas para os parâmetros DBO, coliformes termotolerantes, fósforo, nitrogênio e sólidos totais, de acordo com os métodos apresentados no QUADRO-3. As análises foram realizadas no Laboratório de Pesquisa Ambiental do UNILESTE. Os dados obtidos na forma de IQA foram interpretados de acordo com o QUADRO-4, e classificados. Os dados foram organizados em um banco e organizados em gráficos e tabelas. Para a avaliação estatística da existência de diferenças dos valores obtidos entre pontos de coleta e entre estações seca (S) e chuvosa (C) utilizou-
  • 30. 30 se ANOVA seguida do Teste de Tukey ou Teste-t (5%). Dados que não apresentaram normalidade avaliada pelo teste de Shapiro-Wilk e/ou homogeneidade avaliada pelo teste Brown-Forsythe foram logaritimizados. QUADRO 3 –Metodologia aplicada para as análises dos parâmetros de qualidade de água PARÂMETRO REFERÊNCIA DO MÉTODO Biológico Coliformes Termotolerantes Standard Methods WEF, AWWA, APHA, 21ª ed., 2005 método do substrato cromogênico-fluorogênico Físico Temperatura (°C) Sonda Multip. HANNA 9858 Turbidez( UNT) Espectrofotômetro MERCK Nova 400, método 077 Químico Demanda bioquímica de oxigênio - DBO Oxitop Fósforo total Standard Methods WEF, AWWA, APHA, 21ª ed., 2005, 4500-P E Nitrogênio total Standard Methods WEF, AWWA, APHA, 21ª ed., 2005, 4500-NO3 E Oxigênio dissolvido Sonda Multip. HANNA 9858 Ph Sonda Multip. HANNA 9858
  • 31. 31 Resíduos totais Standard Methods WEF, AWWA, APHA, 21ª ed., 2005, 2540 D Fonte: O autor QUADRO 4 – Classificação do Índice de Qualidade da água Categoria (IQA) Ponderação Cor Indicadora Excelente 90 < IQA ≤ 100 Azul Escuro Bom 70 < IQA ≤ 90 Verde Claro Médio 50 < IQA ≤ 70 Amarelo Ruim 25 < IQA ≤ 50 Laranja Muito Ruim 0 ≤ IQA ≤ 25 Vermelho Fonte: NSF/ IGAM-MG
  • 32. 32 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO Dentre os parâmetros analisados, a concentração de coliformes termotolerantes, e de fósforo total são as mais preocupantes já que os valores de referência foram ultrapassados com grande freqüência nos três pontos de monitoramento (TABELA -1), situação parecida com a encontrada por Piasentin et al (2009) no monitoramento do reservatório tanque grande em Guarulhos (SP) onde o principal problema foi a concentração de coliformes termotolerantes, que se manteve acima dos limites legais todos os meses amostrados, porém para Vasco et al (2011) o principal problema eram as baixas concentrações de oxigênio dissolvido, concluindo que as principais fontes de impacto na região eram lançamentos de esgotos domésticos sem tratamento e atividades agropecuárias, situações semelhantes as encontradas no ponto de monitoramento PIR01, que pode sofrer alterações nos valores de coliformes termotolerantes também por ter criações de gado e um matadouro a montante próximo do ponto do ponto. Piasentin et al (2009) ressalta que o cálculo do IQA não atinge uma abordagem multidimensional, por não considerar outros contaminantes potenciais, e por considerar uma série de variáveis que podem não ser o problema daquele ambiente, como exemplo menciona que um ambiente pode se enquadrar na faixa “excelente” do IQA mesmo que haja algumas substâncias tóxicas à biota como hidrocarbonetos e metais pesados. Outro fator observado foi a sazonalidade, que segundo Vasco et al (2011) a incidência de chuvas na bacia hidrográfica tem o poder de alterar significativamente os valores de diversos parâmetros, o que pudemos avaliar no monitoramento foi um significativo aumento da turbidez, dos resíduos sólidos totais e fósforo total nos meses de novembro, e fevereiro, sendo novembro o mês com os menores valores de IQA, e com maior índice pluviométrico do período analisado. (GRÁFICO-1).
  • 33. 33 TABELA 1- Valores dos parâmetros analisados e do IQA em três pontos no Vale do Aço entre Agosto de 2012 e Abril de 2013 Parâmetros Pontos Data das Coletas ago/12 set/12 out/12 nov/12 dez/12 jan/13 fev/13 mar/13 abr/13 Coliformes Termotolerantes NMP/100mL Máximo: 1000/100 ml PIR01 X 2405 X 2785 4866 13135 8574 5247 8600 PIR02 5475 7634 X 2307 2307 6382 13540 X 4959 RD01 2281 860 X 2334 2334 3498 X X 4866 Resíduo Sólido Total Máximo: 500 mg/L PIR01 3,215 3,55 10,79 116,67 89,50 17,60 85,50 21,50 22,00 PIR02 13,67 6,07 24,40 156,65 41,67 37,71 160,35 40,10 30,12 RD01 18,00 18,5 22,64 463,57 60,50 51,00 114,00 68,85 51,60 Turbidez Máximo: 100 UNT PIR01 4,46 2,3 21,75 157,88 75,77 22,83 89,82 53,08 22,83 PIR02 6,62 14,19 36,88 128,71 33,63 33,63 91,98 34,72 20,67 RD01 5,54 20,67 20,67 139,51 71,45 48,76 108,18 66,05 57,40 pH ideal: entre 6,0 e 9,0 PIR01 6,59 7,09 6,75 7,09 6,69 7,16 6,86 6,72 7,28 PIR02 6,91 6,82 7,12 6,71 7,08 6,86 6,91 7,25 7,18 RD01 7,43 7,52 6,93 7,25 7,26 7,26 7,13 7,39 7,02 DBO5, 20 Máximo: 5mg/L 02 PIR01 1,10 1,4 5,30 1,40 3,90 5,60 4,80 5,10 3,40 PIR02 3,60 3,6 4,80 3,10 2,80 3,90 2,20 4,50 3,10 RD01 2,50 X 4,20 4,20 5,60 4,20 2,00 3,90 2,20 Nitrato como NO3 Máximo: 10mg/L PIR01 1,99 2,04 2,35 1,33 1,68 1,68 1,02 0,89 1,02 PIR02 4,92 5,36 5,05 2,57 4,56 3,68 1,82 1,11 2,48 RD01 2,39 2,35 1,90 2,17 2,66 2,39 1,06 1,15 1,82 Fósforo Total Máximo: 0,1mg/L PIR01 0,03 0,03 0,03 0,17 0,23 0,11 0,13 0,02 0,02 PIR02 0,07 0,07 0,07 0,14 0,12 0,12 0,17 0,11 0,03 RD01 0,04 0,04 0,04 0,45 0,06 0,18 0,11 0,05 0,07 Temperatura PIR01 22,06 21,87 27,57 23,06 27,64 26,26 24,79 27,07 24,38 PIR02 23,13 23,60 29,56 24,36 28,69 27,20 25,29 27,06 25,61 RD01 23,03 22,84 29,32 25,25 29,95 27,57 25,72 27,95 26,10 Oxigênio Dissolvido Mínimo: 5mg/L PIR01 5,73 5,65 14,29 10,99 13,63 13,09 10,87 9,52 8,49 PIR02 4,96 3,72 16,35 5,85 8,87 9,23 6,90 11,05 8,32 RD01 7,17 7,22 12,25 10,72 7,85 12,74 5,50 8,01 8,07 IQA PIR01 X 65 X 51 49 53 50 61 61 PIR02 57 51 X 49 61 57 49 X 63 RD01 67 X X 44 62 52 X X 61 Nota: X- Índica valores não obtidos, os valores em negrito indicam o não atendimento dos padrões Fonte: Autor
  • 34. 34 GRÁFICO 1 – Índice pluviométrico e Temperatura média da região do Vale do Aço Fonte: O autor Com o atual cenário brasileiro que indica o avanço da degradação dos corpos hídricos, os valores de IQA se mantiveram na maior parte do tempo dentro da faixa “médio”, o restante ficou dentro da faixa “ruim”. (Gráfico-2) GRÁFICO 2 – Valores do IQA nos pontos de monitoramento PIR01, PIR02 e RD01. Fonte: O autor Em comparação com dados históricos da região observou que o índice de qualidade da água (IQA) vem se mantendo estável na região, o IGAM monitora os rios da (BHRD/BHRP) desde 1997, tendo este sofrido uma melhora desde o primeiro ano de 10 15 20 25 30 0 50 100 150 200 250 300 350 Temperatura(°C) Pluviosidade(mm) Pluviosidade (mm) Temperatura Média (°C)
  • 35. 35 monitoramento, porém nos últimos três anos se mantém praticamente estável (Quadro- 5) com valores muito próximos dos encontrados neste estudo (Tabela-2). QUADRO- 5- Valores de IQA em pontos de monitoramento do IGAM Ponto Ano Latitude Longitude Estação Média anual do IQA Classificação Montante PIR01 2010 -19° 37' 11,798'' -42° 48' 2,714'' RD032 68 Médio Jusante PIR01 2010 -19° 31' 33,859'' -42° 39' 28,782'' RD031 71 Bom Montande PIR02 2010 -19° 31' 48,27'' -42° 36' 9,176'' RD034 69 Médio Jusante PIR02 2010 -19° 29' 18,996'' -42° 29' 38,998'' RD035 67 Médio Montante RD01 2010 -19° 29' 18,996'' -42° 29' 38,998'' RD035 67 Médio Jusante RD01 2010 -19° 19' 38,935'' -42° 22' 32,977'' RD033 56 Médio Montante PIR01 2011 -19° 37' 11,798'' -42° 48' 2,714'' RD032 60 Médio Jusante PIR01 2011 -19° 31' 33,859'' -42° 39' 28,782'' RD031 65 Médio Montande PIR02 2011 -19° 31' 48,27'' -42° 36' 9,176'' RD034 57 Médio Jusante PIR02 2011 -19° 29' 18,996'' -42° 29' 38,998'' RD035 57 Médio Montante RD01 2011 -19° 29' 18,996'' -42° 29' 38,998'' RD035 57 Médio Jusante RD01 2011 -19° 19' 38,935'' -42° 22' 32,977'' RD033 52 Médio Montante PIR01 2012 -19° 37' 11,798'' -42° 48' 2,714'' RD032 64 Médio Jusante PIR01 2012 -19° 31' 33,859'' -42° 39' 28,782'' RD031 65 Médio Montande PIR02 2012 -19° 31' 48,27'' -42° 36' 9,176'' RD034 60 Médio Jusante PIR02 2012 -19° 29' 18,996'' -42° 29' 38,998'' RD035 55 Médio Montante RD01 2012 -19° 29' 18,996'' -42° 29' 38,998'' RD035 55 Médio Jusante RD01 2012 -19° 19' 38,935'' -42° 22' 32,977'' RD033 51 Médio Fonte: IGAM Em análises estatísticas observou que houve diferença significativa ao nível de 5% entre os períodos de seca e chuva (Df=1, N-amostral=19, F-ratio=7,942 e p= 0,0118), o que pode explicar isso é o grande arraste de sedimentos no período de
  • 36. 36 chuva, a falta de mata ciliar, e o escoamento superficial que pode carrear uma série de nutrientes do solo para o rio. Em comparação com os três pontos monitorados, não se pode observar diferenças significativas ao nível de 5% (Df= 2, N-amostral= 19, F-ratio= 0,1158 e p= 0,8914). TABELA 2 –Classificação IQA - Índice de Qualidade da Água dos pontos PIR01, PIR02 e RDO1. Ponto PIR01 Ponto PIR02 Ponto RD01 IQA Classificação IQA Classificação IQA Classificação Ago/2012 ----- Sem dados 57 Médio 67 Médio Set/2012 65 Médio 51 Médio ----- Sem dados Out/2012 ----- Sem dados ----- Sem dados ----- Sem dados Nov/2012 51 Médio 49 Ruim 44 Ruim Dez/2012 49 Ruim 61 Médio 62 Médio Jan/2013 53 Médio 57 Médio 52 Médio Fev/2013 50 Médio 49 Ruim ----- Sem dados Mar/2013 61 Médio ----- Sem dados ----- Sem dados Abr/2013 61 Médio 63 Médio 61 Médio Fonte: O autor
  • 37. 37 5 CONCLUSÃO Mesmo com pesos diferentes no cálculo do IQA as variáveis que o determinam se coordenam de modo diferente em cada ponto amostrado, pois dependem de características do ambiente de coleta, embora o valor de IQA se mantenha em uma mesma faixa a maior parte do tempo para os três pontos, o mesmo não se pode dizer para as variáveis separadas, as variáveis se compensam no IQA e mantém um índice relativamente estável, porém esta estabilidade mascara resultados importantes do ambiente que devem ser analisadas e monitoradas com maior cuidado. A determinação de outros parâmetros além dos utilizados para calcular o IQA é de grande importância, pois pode identificar graus de poluição que não são determinados pelas variáveis utilizadas no IQA como a análise de metais. Não foi possível avaliar a influência do Vale do Aço sobre a qualidade da água do Rio Piracicaba e do Rio doce, pois os valores do IQA não apresentaram diferença estatística, porém foi possível observar a diferença em períodos de chuva e seca.
  • 38. 38 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALVARENGA, Anmara Oliveira et al. Utilização de IQA e IET para caracterização das condições de qualidade da água em corpos hídricos urbanizados. 26º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Porto Alegre-RS, 2011. BONNET, Bárbara Rocha Pinto; FERREIRA, Laerte Guimarães; LOBO, Fábio Carneiro. Relações entre qualidade da água e uso do solo em Goiás: uma análise a escala da bacia hidrográfica. Programa de Doutorado em Ciências Ambientais da Universidade Federal de Goiás, 2006. BRASIL (2005). Resolução CONAMA N º 357, de 17 de março de 2005. Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece condições e padrões de lançamentos de efluentes. Brasília, 2005. Disponível em: <http://www.siam.mg.gov.br/sla/download.pdf?idNorma=2447> Acesso em 03 de novembro de 2012. COELHO, Daniela Costa Da et al. Índice de qualidade da água do rio apodi-mossoró no trecho urbano do município de Mossoró-RN. XXV Congresso Nacional de Estudantes de Engenharia Agrícola, Campina Grande-PB, 2011. CETESB. Índice de Qualidade das águas, 2008. Disponível em: <http://www.cetesb.sp.gov> acesso em: 20 abr. 2013. DI BERNARDO, Luiz; DANTAS, Angela Di Bernardo; CENTURIONE FILHO, Paulo Luiz. Ensaios de tratabilidade de água e dos resíduos gerados em estações de tratamento de água. São Carlos, SP: Rima, 2002. 237 p. ISBN 8586552313 ESTEVES, F. A. Fundamentos de Limnologia. 2. ed. Rio de Janeiro. Interciência. 1998. GOOGLE. Programa Google Earth. Disponível em: <www.google.com.br/earth/index> Acessado em:25 maio. 2013 GUERRA, Cláudio B; FERNANDEZ, Marco Antônio. Expedição Piracicaba: 300 anos depois. Belo Horizonte: Segrac, 2001. 156 p. IBGE. Desenvolvido por Ministério do Planejamento, Orçamento e Gestão. Disponível em: <www.ibge.gov.br>. Acesso em: 25 out. 2012. LENZI, Ervin; FAVERO, Luzia Otilia Bortotti; LUCHESE, Eduardo Bernardi. Introdução à química da água: ciência, vida e sobrevivência. Rio de
  • 39. 39 Janeiro: LTC, 2009. xxiv, 604 p. ISBN 9788521616795 NOVOTNY, Vladimir. Water quality: diffuse pollution and watershed management . 2nd ed. New Jersey: John Wiley & Sons, 2003. 864 p. ISBN 9780471396338. OKI, Viviana Kyoko. Impactos da colheita de pinus taeda sobre o balanço hídrico, A qualidade da água e a ciclagem de nutrientes em micro-bacias, Tese de mestrado- Escola superior de Agricultura, Piracicaba-SP, 2002. PIASENTIN, Adriana Miólla; SEMENSATTO JUNIOR, Décio Luis; SAAD, Antonio Roberto; MONTEIRO JUNIOR, Adalberto José, RACKZKA, Marco Felipe .Índice de qualidade da água (IQA) do reservatório tanque grande, Guarulhos (SP): Análise sazonal e efeitos do uso e ocupação do solo – São Paulo, UNESP, Geociências, v.20 n 3, p. 305-317, 2009 PORTO, Rubem La Laina; FILHO, Kamel Zahead; SILVA, Ricardo Martins; Apostila de bacias hidrográfica. Escola politécnica da USP, departamento de engenharia hidráulica e sanitária. Campinas-SP, 1999. SAAE. Sistema autônomo de água e esgoto. Disponível em: < http://www.saaegoval.com.br> Acessado em 10 de maio de 2013 SARMENTO, Adriane De Paula; CUNHA, Eduarda Oliveira; SANTOS, Mateus Maia. A qualidade da água e o saneamento ambiental. Instituto federal de educação, ciência e tecnologia do Pará. Belém, 2011. STANDARD methods for the examination of water & wastewater. 19th ed. Washington, D.C.: American Public Health Association, 1995. SILVA, Ivanice Magalhães Da. Comparação dos índices de qualidade da água e usos do fator de contaminação e índice de geoacumulação para os sedimentos da Microbacia do Arroio João Corrêa, São Leopoldo, RS, Brasil/ Ivanice Magalhães da Silva- 2008 SILVEIRA, Mariana Pinheiro. Aplicação do biomonitoramento para avaliação da qualidade da água em rios/ Jaguariúna: Embrapa Meio Ambiente, 2004. 68p.(Embrapa Meio Ambiente. Documentos, 36). SOUZA, Eduardo R. Noções sobre qualidade da água. Departamento de engenharia civil e arquitetura seção hidráulica e dos recursos hídricos e ambientais. Lisboa- Portugal, 2001.
  • 40. 40 TOLEDO, Luís Gonzaga; NICOLELLA, Gilberto. Índice de qualidade de água em micro- bacia sob uso agrícola e urbano. Embrapa Meio Ambiente, Jaguariúna-SP, 2000. TUCCI, C. E. M. Impactos da variabilidade climática e uso do solo sobre os recursos hídricos. In: Fórum Brasileiro de Mudanças Climáticas. Maio. 2002, Brasília. ANA. 2002, P. 143. TUNDISI, J. G. Água no século XXI enfrentando a escassez. São Paulo: Rima, 2003. 247p. VASCO, A. N.; BRITTO, F. B; PEREIRA, A. P. S.; MÉLLO JÚNIOR, A. V. M.; GARCIA, C. A. B.; NOGUEIRA, L. C . Avaliação espacial e temporal da qualidade da água na sub-bacia do rio Poxim, Sergipe, Brasil, revista Ambiente-água,. v. 6, n.1, p. 118-130, 2011