21º congresso brasileiro de engenharia sanitária e ambiental · segundo derísio (1992), as...

21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

ABES – Trabalhos Técnicos 1

IV-019 - AVALIAÇÃO COMPARATIVA DA SENSIBILIDADE DO IQA-NSF, IQA-SMITH E IQA-HORTON, APLICADOS AO RIO MIRANDA, MS

Luiz Mário Ferreira(1)

Químico pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS). Especialista emSaneamento Ambiental pela (UFMS). Coordenador dos Laboratórios de AnálisesAmbientais do Centro de Controle Ambiental da Fundação Estadual de Meio AmbientePantanal. Mestrando em Tecnologias Ambientais pela Universidade Federal de MatoGrosso do Sul.Carlos Nobuyoshi Ide(2)

Doutor em Recursos Hídricos e Saneamento. Coordenador do Curso de Mestrado emTecnologias Ambientais da UFMS. Chefe do Departamento de Hidráulica e Transportes da UFMS.

Endereço(1): Rua Itaituba,56 – Bloco A, Apto 301 – Jardim Centenário – Campo Grande - MS - CEP: 79076-040 -Brasil - Tel: (67) 785-7375 - e-mail : [email protected]. gov.br

RESUMO

O Estado de Mato Grosso do Sul está situado na região Centro Oeste do Brasil, possuindo uma áreaterritorial de 358.158,7 quilômetros quadrados. A drenagem superficial no Estado é feito por duas grandesbacias hidrográficas: a do Paraná e a do Paraguai. A BAP dentro de MS é dividida em seis sub-bacias, ondeneste trabalho foi estudada a Sub-Bacia do Rio Miranda, mais especificamente a qualidade da água do rioMiranda, desde o ano de 1995 até 1998. Essa sub-bacia possui uma área de drenagem de 43.787 quilômetrosquadrados. A qualidade da água deste rio foi acompanhada em sete pontos de amostragem, com a aplicaçãode três índices de qualidade: IQA-NSF, IQA-Smith e IQA-Horton.O rio Miranda apresentou qualidade de água ruim e péssima medida pelo IQA-Smith, o IQA-NSF qualificouas águas como boa e o IQA-Horton qualificou a mesma água como ótima, para os diversos usos. Os pontosque apresentaram a pior qualidade foram o P2 e o P7. Os parâmetros que provocaram a redução naqualidade foram os baixos valores do OD no ponto P7 e a alta concentração dos coliformes fecais no pontoP2. A água apresentou a pior qualidade no mês de outubro em função do início do período chuvoso na BAP,o qual acarreta a lavagem do solo tanto urbano quanto rural ocasionando o aumento da concentração depoluentes tais como matéria orgânica e coliformes nos cursos d`água. Observou-se que o IQA-NSF e o IQA-Smith foram os que representaram melhor a qualidade da água do rio Miranda.

PALAVRAS-CHAVE: Índice de Qualidade, Rio Miranda, Água, Bacia Hidrgráfica.

INTRODUÇÃO

O Estado de Mato Grosso do Sul situa-se na região Centro-Oeste do Brasil possuindo uma área superficial de358.158,7 quilômetros quadrados e limita-se ao norte com Mato Grosso, a nordeste com Goiás, a leste comSão Paulo e Minas Gerais, a sudeste com São Paulo e Paraná, ao sul com o Paraná e a República do Paraguai,a sudoeste e a oeste com a República do Paraguai, e a noroeste com a República da Bolívia.

A drenagem superficial no Estado se faz por dois sistemas: a do rio Paraguai e o do rio Paraná. Nestetrabalho foi abordada a Bacia Hidrográfica do Rio Paraguai (BAP), especificamente a Sub-Bacia Hidrográficado Rio Miranda, nela inserida.

Este trabalho tem como objetivo analisar e avaliar a sensibilidade do IQANSF, aplicado pela Secretaria deEstado de Meio Ambiente (SEMA-MS) na avaliação da qualidade das águas da BAP, com os outros doisíndices gerais de qualidade de água: de Smith e o de Horton.

Tais índices foram aplicados para avaliar a qualidade das águas do rio Miranda.

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NÃO

DISPONÍVEL


ABES – Trabalhos Técnicos2

O Estado de Mato Grosso do Sul possui uma extensa malha hídrica e necessita estar técnica e legalmentepreparada e embasada para gerenciar e promover o desenvolvimento sustentável do Estado de formaharmoniosa com o meio ambiente, em especial com as águas, não se esquecendo, também de levar emconsideração os diversos usos e usuários dos recursos hídricos, bem como a preservação da vida aquática.

Nesse sentido, a qualidade das águas presente nos rios, lagos, córregos e represas precisam seracompanhadas, de forma a fornecer subsídios para as ações de controle da poluição e subsidiar as tomadas dedecisões no planejamento ambiental como um todo.

Em geral, este acompanhamento se faz por meio de redes de monitoramento cujos programas de coleta dedados são montados com base em objetivos claros e bem definidos.

Mesmo tomando tais cuidados, o número de dados gerados no monitoramento é elevado. Desta forma, hánecessidade do uso de indicadores formais e gerais de qualidade das águas que descrevam de formacompreensível e significativa o estado e as tendências dos recursos hídricos de uma região.

Esses indicadores precisam ser significativos e de fácil entendimento para leigos e especialistas e,principalmente, para os tomadores de decisões, que visam ao desenvolvimento de políticas e ações queasseguram um meio ambiente limpo e saudável.

Assim, tem-se concentrado esforços no desenvolvimento e adaptações de índices de qualidade de águas quesirvam como uma ferramenta útil e necessária ao planejamento ambiental.

Portanto, propôs-se este trabalho a comparar a sensibilidade de três Índices de Qualidade de Água (NSF,Smith e Horton), aplicados ao rio Miranda nos pontos monitorados pela Fundação Estadual do MeioAmbiente Pantanal (FEMAP/MS), visando com isso contribuir nesse esforço de busca de um IQA que melhorse adeqüe à região estudada, dentro do Estado de Mato Grosso do Sul.

MATERIAIS E MÉTODOS

ÍNDICES DE QUALIDADE DE ÁGUAQualquer programa de acompanhamento da qualidade da água, ao longo do tempo e do espaço, gera umgrande número de dados analíticos que precisam ser transformados em um formato sintético, para quedescrevam e representem de forma compreensível e significativo o estado atual e as tendências da água, paraque possam ser utilizados como informações gerenciais e como ferramenta na tomada de decisões relativasaos recursos hídricos.

Uma forma de agregação dos dados em um formato sintético é o uso de índices gerais de qualidade de água.

Segundo Derísio (1992), as tentativas de sintetizar os dados de qualidade da água, data de 1948, quando naAlemanha tentou-se relacionar o nível de pureza da água e a poluição com a ocorrência de determinadascomunidades de organismos aquáticos. Em lugar de um valor numérico, a qualidade da água eracategorizada por uma classe, entre várias, de poluição.

Os índices que utilizam uma escala numérica para representar os níveis de qualidade da água surgiram apartir de 1965, sendo o primeiro deles o Índice de Horton.

De acordo com Guazzelli (1999), índices de qualidade de água podem ser utilizados para diversasfinalidades, tais como:

• comunicar informação de qualidade de água ao público e aos executivos da alta administração;• acompanhar a qualidade dos recursos hídricos superficiais;• identificar problemas de qualidade de água que demandem estudos especiais em trechos de rios;• avaliar o desempenho de programas de controle da poluição;• servir de instrumentos para a gestão dos recursos hídricos.



Para Ott (1978), apud Leite e Fonseca (1994), os índices têm sido usados basicamente para os seguintespropósitos:

• distribuição de recursos: repartição de verbas e determinação de prioridades;• ordenação de áreas geográficas: comparação de condições ambientais em diferentes áreas geográficas;• imposição de normas: determinação do cumprimento ou não da legislação ambiental;• análise de tendências: avaliação de mudanças na qualidade ambiental, em determinado período de

tempo;• informação ao público: informe à população sobre as condições de qualidade ambiental em determinado

ecossistema;• pesquisa científica: redução de uma grande quantidade de dados, atuando como ferramenta para o estudo

dos fenômenos ambientais.

SDD (1976), apud Leite e Fonseca (op. cit.), define um índice de qualidade de água como uma forma demedida derivada da relação de um grupo de variáveis em uma escala comum, sendo combinadas em umúnico número. Este grupo deve abranger os parâmetros mais significativos, para o índice poder descreveruma situação completa e refletir mudanças de forma mais representativa possível.

Em geral, um Índice de Qualidade de Água (IQA) é um número adimensional que varia de 0 a 100, queexprime a qualidade da água para os diversos fins. Esse número é obtido da agregação de dados físico-químicos, bacteriológicos, químicos por meio de metodologias específicas.

Como existe uma variedade de usos para a água, surgiram, então, vários índices, tais como (Derísio, 1992):

• índice de qualidade de água em geral;• índice de qualidade de água para usos específicos;• índice de qualidade de água para planejamento ambiental, entre outros. No entanto, a qualidade da água

é um atributo geral das águas superficiais, independentemente do uso que se faz dela, foram entãodesenvolvidos índices gerais de qualidade das águas, entre os quais está o Índice de Horton, o Índice daNational Sanitation Foundation e o Índice de Smith.

ÍNDICE DE HORTON (IH)

Horton, pesquisador alemão, foi quem fez a primeira apresentação formal de um IQA na literatura em 1965,onde referia-se aos índices como ferramenta para a avaliação dos programas de redução da poluição e parainformação pública (Derísio, 1992).De acordo com Derísio (1992), a seleção das variáveis a serem incluídas no Índice de Horton, seguiram oseguinte critério:

• o número de variáveis seria limitado, garantindo assim a praticidade;• as variáveis seriam significativas em todo o país;• as variáveis deveriam refletir a disponibilidade dos dados.

O IH usa uma função de agregação de soma linear. Basicamente este índice consiste em um somatórioponderado de subíndices, divididos pelo somatório dos pesos multiplicado por dois coeficientes queconsideram, a temperatura e a poluição evidente de um curso d’água.Este índice não leva em consideração as substâncias tóxicas. Segundo Derísio (1992), a justificativa é que em“nenhuma circunstância os cursos de água deveriam conter substâncias que fossem prejudicais aos sereshumanos, animais ou à vida aquática”.A fórmula utilizada para o cálculo do IH é:n

Σ

IH =M1.M2

Wi Ii

Σ Wi

i = 1



onde:

Wi = peso de cada parâmetro (i) que entra no cálculoIi = subíndice do parâmetro (i)M1 = coeficiente que reflete a temperaturaM1 = 1 se T < 34ºCM1 = 0,5 se T ≥ 34ºCM2 = coeficiente que reflete a poluição aparenteM2 = 1 se sólidos sedimentáveis < 0,1 mL/LM2 = 0,5 se sólidos sedimentáveis > 0,1 mL/L

A Tabela 3.1 apresenta os parâmetros e os seus respectivos pesos para o cálculo do Índice de Horton.

TABELA 3.1 – Parâmetros e pesos utilizados no cálculo do IH.Parâmetro PesoOxigênio dissolvido 4Tratamento de esgoto (% da população atendida) 4PH 4Coliformes fecais 2Condutividade 1M1 Temperatura < 34ºC 1M1 Temperatura ≥ 34ºC 0,5M2 Sólidos sedimentáveis < 0,1 ml/L 1M2 Sólidos sedimentáveis > 0,1 ml/L 0,5

Fonte: DE LUCA, 1998.

ÍNDICE DE QUALIDADE DE ÁGUA DA NATIONAL SANITATION FOUNDATION (IQA-NSF)

De acordo com Derísio (1992), em 1970, Brown, McClelland, Deininger e Tozer apresentaram um índice dequalidade de água bastante similar em sua estrutura, ao índice de Horton. O desenvolvimento deste índice foifinanciado pela National Sanitation Foundation.Ainda segundo Derísio (op. cit.), este índice, IQA-NSF, foi obtido a partir de um procedimento formal paracombinar as opiniões de um grande painel de 142 especialistas, baseado na técnica de Delphi da RandCorporation. Os membros do painel receberam vários questionários, onde suas respostas foram tabuladas eretornadas a cada participante, para comparação de sua resposta com a dos demais participantes e finalmenteos especialistas foram inquiridos, a fim de se chegar a um consenso.O resultado desta pesquisa foi a indicação das variáveis de qualidade de água que deveriam entrar no cálculo,o peso relativo das mesmas e a condição em que se apresentava cada uma delas, de acordo com uma escala devalores – rating.Inicialmente, foram selecionadas 35 variáveis indicadoras de qualidade da água, destas, nove foramselecionadas para compor o IQANSF. Para essas variáveis, foram estabelecidas curvas de variação daqualidade da água, de acordo com o estado ou condições de cada variável, figura 3.6.2.

A estrutura original, inicialmente escolhida, é uma soma linear dos produtos entre cada subíndice e seurespectivo peso conforme a fórmula abaixo:

n

IQANSF =

onde:IQA = um número entre 0 e 100Wi = peso relativo ao i-ésimo parâmetro

i = 1

Σ WiI

i = 1



Ii = valor do sub-índice relativo ao i-ésimo parâmetro.i = número de ordem do parâmetro (1 a 9)

De acordo com Ott (1978), apud Leite e Fonseca (1994), esta forma apresenta um problema matemáticodenominado de eclipsamento. Este problema acontece quando pelo menos uma variável poluente apresentaum valor extremamente ruim, mas o IQA não reflete esta situação, ocasionando com isso a superestimação daqualidade da água.

Para resolver este problema foi proposta a forma multiplicativa, onde os mesmos pesos tornam-se potênciados subíndices. Com isso, quando qualquer destes subíndices aproximarem-se de zero, o IQA aproximará dezero.

A equação que representa o modelo multiplicativo é a seguinte:

IQANSF =

Neste estudo, foi utilizado o IQA-NSF modificado pela CETESB, sendo também usado pela FEMAP/MS.No IQA-NSF, a temperatura entra no cálculo como desvio da temperatura normal, ocasionada por um despejotérmico ou frio, e não havendo algum desvio o subíndice da temperatura entra com valor máximo igual a 93(Derísio, 1992).A CETESB classifica a qualidade das águas nas faixas apresentadas na Tabela 3.2, que também foi adotadaneste trabalho.

TABELA 3.2 - Classificação da qualidade das águas.

Valor Qualificação Cor

80 – 100 Ótima Azul

52 – 79 Boa Verde

37 – 51 Aceitável Amarela

20 – 36 Ruim Vermelha

0 – 19 Péssima Preta

Fonte: CETESB, 1997.

A Tabela 3.3 apresenta os parâmetros e seus respectivos pesos utilizados no cálculo do IQA-NSF:

TABELA 3.3 – Parâmetros e pesos que entram no cálculo do IQA-NSF.

Parâmetro Peso

OD 0,17Coliformes fecais 0,15pH 0,12DBO5 0,10Nitrogênio total 0,10Fosfato total 0,10Temperatura 0,10Turbidez 0,08Sólidos totais 0,08

Fonte: DE LUCA, 1998.ÍNDICE DE QUALIDADE DE ÁGUA DE SMITH (IS)

Smith (1987) propôs um índice geral e mais três para usos específicos de qualidade de água.

∏ IiWi

i = 1

n



A elaboração deste índice, também, baseou-se na metodologia Delphi, seguindo uma forma não ponderada,pois considera igualdade de importância entre os parâmetros que entra no cálculo do IQA. Tais índices foramrelacionados com a legislação de águas da Nova Zelândia, viabilizando assim sua maior aceitabilidade.A diferença deste índice dos outros dois apresentados é que utiliza o método do operador mínimo, comoforma de agregação dos parâmetros, ao invés do produtório e/ou somatório.Trata-se, portanto, de um índice composto de dois ou mais subíndices, em escala decrescente, onde asfunções do operador mínimo nunca tocam os dois eixos, evitando com isso o eclipsamento e região ambígua.Por esse método, o valor final do IQA é equivalente ao menor valor entre os subíndices. Smith (1989) afirmaque a adequabilidade do uso da água é governada por suas características mais pobres e não pelo conjunto devariáveis.A fórmula que representa o IS é a seguinte:

IS = min (I1..., I2,..., Ii,...In)

onde:IS = Valor do índiceIi = Valor dos subíndices

Os parâmetros a serem utilizados no cálculo do IS são os mesmos utilizados no cálculo do IQA-NSF.A Tabela 3.4 apresenta as classes utilizadas para avaliação da qualidade da água.

TABELA 3.4 – Classes utilizadas no IS.

Valor do menor subíndice Descrição da qualidade

0 < I sub < 20 Totalmente inadequada para os principais usos

20 < I sub < 40 Inadequada para os principais usos

40 < I sub < 60 Usos principais comprometidos

60 < I sub < 80 Adequadas para todos os usos

80 < I sub < 100 Eminentemente adequada para todos os usos

Fonte: SMITH (1987).

ÁREA DE ESTUDO

A Bacia Hidrográfica do Alto Paraguai (BAP) localiza-se entre os paralelos 14º S e 22º S e meridianos 53º We 61º W. Ela abrange três países sul-americanos: Bolívia, Brasil e Paraguai, sendo que a sua maior parteencontra-se no Brasil, nos Estados de Mato Grosso e Mato Grosso do Sul.No Estado de Mato Grosso do Sul, a BAP possui uma área de drenagem de 188.178,94 quilômetrosquadrados, o que corresponde a 52,54% da área do Estado, abrangendo 25 municípios.A BAP abriga parte de um dos ecossistemas mais importantes do mundo, o Pantanal, uma extensa planície,com altitudes aproximadas de 100 metros, que se inclina suavemente para a República do Paraguai,abrangendo, no Estado de Mato Grosso do Sul, uma área aproximada de 88.107 quilômetros quadrados, oque representa 24,6% da área do Estado e 46,82% da área da BAP em MS, (Mato Grosso do Sul, 1994).A Sub-Bacia Hidrográfica do Rio Miranda (Figura 4.1), localiza-se na região centro-oeste do Estado, entre osparalelos 19015’S e 22000’S e meridianos 54015’ W e 57030’ W. Possui área de drenagem de 43.787 km2,tendo como principais formadores o próprio rio Miranda e o rio Aquidauana (Mato Grosso do Sul,1994)O rio Miranda nasce na Serra de Maracaju a uma altitude de 700 metros, aproximadamente, percorrendouma extensão de 697 quilômetros da nascente até a foz, entre planaltos e planícies. Os seus principaisafluentes são: pela margem esquerda, os rios das Velhas, Salobra, Formoso e da Prata e, pela margem direita,os rios Aquidauana, Nioaque e Santo Antônio.



FIG. 1 – Sub-Bacia do Rio Miranda.

A vazão média anual do rio Miranda na foz é de 224,14 metros cúbicos por segundo e, na cidade de Miranda,é de 102 metros cúbicos por segundo (Mato Grosso do Sul, 1994).O rio Miranda, no percurso, banha as cidades de Jardim, Guia Lopes da Laguna e Miranda.Ao longo do rio Miranda, os solos são do tipo Podzólico Vermelho-Amarelo eutrófico, Vertissolo, Planossoloeutrófico e Planassolo eutrófico solódico (Mato Grosso do Sul, 1994).O clima na Sub-Bacia é do tipo tropical úmido, e o período chuvoso se estende de outubro a março, compluviometria de 1.200 milímetros a 1.700 milímetros anuais (Mato Grosso do Sul, 1994).A vegetação na Sub-Bacia está sob o domínio de Savanas, onde ocorrem as formações arbóreas abertas,Parque sem floresta-de-galeria e gramíneo-lenhosa sem floresta-de-galeria, além da floresta estacionalsemidecidual aluvial e floresta estacional decidual submontana e os encraves de Savana floresta estacionalsemidecidual.O uso do solo na Sub-Bacia é destinado à ocupação urbana, industrial e às atividades agropecuárias, sendo amaioria com pastagens e cultura de arroz irrigado e cultura de subsistência (milho, mandioca e feijão), MatoGrosso do Sul,1994.As águas são utilizadas para abastecimento público das cidades de Jardim e Miranda, recepção de esgotosdomésticos, irrigação, abastecimento industrial, navegação, atividades de pesca e à harmonia paisagística.A poluição hídrica na Sub-Bacia está localizada próximo às áreas urbanas por causa dos lançamentos deesgotos in natura e próximo às atividades industriais, em função dos lançamentos de efluentes industriaissem tratamento ou com tratamento pouco eficiente.As indústrias predominantes na Sub-Bacia são as do ramo de laticínios, frigoríficos, destilaria de álcool eabatedouros.Na questão da poluição hídrica há de se considerar também o potencial poluidor da atividade agropastoril eda cultura de arroz irrigado que, além da alta demanda de agrotóxicos, requer captação de grandes volumesde água dos rios.



A população total da Sub-Bacia é de 168.322 habitantes (Mato Grosso do Sul,1998), a qual gera umpotencial poluidor de cerca de 9.100 kg DBO/dia.Encontra-se instalada nessa Sub-Bacia um total de 56 atividades industriais, gerando um potencial poluidorde 33.000 kg DBO/dia, aproximadamente (Mato Grosso do Sul, 1998).Os dados analíticos utilizados neste trabalho são os resultados da rede de monitoramento da qualidade daágua do rio Miranda dos anos 1995, 1996, 1997 e 1998. Tais dados foram cedidos pela Coordenadoria deRecursos Hídricos e Qualidade Ambiental (CRHQA), parte integrante da Fundação Estadual de MeioAmbiente Pantanal.Os pontos de amostragem no rio Miranda seguem uma denominação dada pela CRHQA, no entanto, para opropósito deste trabalho os mesmos foram aqui renomeados conforme Tabela 4.1.

TABELA 4.1 - Código e descrição dos locais de amostragem no rio Miranda, MS.

CódigoCRHQA/FEMAP

Novocódigo

Descrição do ponto

00MS23MI0602 P1 rio Miranda – a montante do perímetro urbano de Jardim

00MS23MI2601 P2 rio Miranda – na ponte da Rodovia BR-060

00MS23MI2444 P3 rio Miranda – na ponte da Rod. MS – 345 – km 21

00MS23MI2292 P4 rio Miranda – na cidade de Miranda, na ponte da Rod. MS - 339

00MS23MI2148 P5 rio Miranda – a montante da foz do rio Aquidauana

00MS23MI2147 P6 rio Miranda – a jusante da foz do rio Aquidauana

00MS23MI2000 P7 rio Miranda – na foz

Todas as coletas e análises laboratoriais dos parâmetros físico, físico-químicos e bacteriológicos foramexecutados pelos laboratórios da CRHQA/FEMAP, seguindo as metodologias preconizadas pelo StandardMethods for The Examination of Water and Wastewater, 19th ed.As coletas foram realizadas no meio da seção transversal do rio a uma profundidade de vinte centímetroscom o auxílio de barcos. Nos pontos localizados nas pontes as coletas foram realizadas com o auxílio debaldes em inox e cordas.Com os dados obtidos foram calculados o IQA-NSF, IQA-Smith e o IQA-Horton.Após a aplicação destes índices, foi realizada a avaliação e comparação entre os mesmos, para verificar qualdeles melhor representa a qualidade da água do rio Miranda.Cabe salientar que o IQA-NSF utilizado pela CRHQA é o mesmo que foi adaptado e utilizado pelaCETESB/SP. Desta forma, o parâmetro nitrogênio-nitrato da fórmula original foi substituído pelo nitrogêniototal.Para o cálculo do IS foram utilizadas as curvas do IQA-NSF, figura 3.6.2 em virtude de os mesmos já seremusados no Estado para o cálculo da qualidade da água.Desta forma, o índice de Smith foi baseado no menor subíndice encontrado para o IQA-NSF.Para o IQA-Horton foi utilizada a mesma classificação da qualidade usada no IQA-NSF (Tabela 4.2).

TABELA 4.2 - Classificação da qualidade das águas.

Valor Qualificação Cor

80 – 100 Ótima Azul

52 – 79 Boa Verde

37 – 51 Aceitável Amarela

20 – 36 Ruim Vermelha

0 – 19 Péssima Preta



Sabe-se que a quantidade de água é de fundamental importância na avaliação da qualidade das águas ; noentanto não foi possível obter dados de vazão ou nível do rio Miranda para o período estudado.Neste trabalho foi estudado os três índices citados visando utilizar os dados disponíveis na CRHQA/FEMAP;entretanto poderia ser utilizados outros índices desde que houvesse dados analíticos disponíveis.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

As Tabelas 5.1 a 5.7 apresentam os resultados analíticos, bem como o valor do IQA das águas do rio Mirandaem todos os sete pontos estudados, desde 1995 até 1998.As Figuras 5.1, 5.2, 5.3 e 5.4 representam de modo genérico a variação temporal da qualidade da água do rioMiranda, medida pelos IQAs NSF, Horton e Smith ao longo dos anos de 1995, 1996, 1997 e 1998,respectivamente.A Figura 5.1 representa a série mais completa de dados desde fevereiro até novembro, totalizando então dezmeses de medições ao longo do ano de 1995. Observa-se que o IQA-NSF qualificou as águas do rio Mirandacomo boa, com valores médios oscilando entre 53 e 74; o IQA-Horton, como ótima, com valores médiosvariando entre 79 e 94, e o IQA-Smith qualificou as mesmas águas variando entre totalmente inadequada aosprincipais usos e inadequada para os principais usos (Smith, 1987), com valores médios oscilando entre 14 e35.Ainda analisando a Figura 5.1, verifica-se que o IQA-NSF e o IQA-Smith apresentaram as mesmasoscilações, ou seja, no mês de março houve um pico na qualidade, voltando a diminuir nos mesessubseqüentes até julho, quando então novamente se recuperou nos meses de agosto e setembro até valoreseqüivalentes ao mês de março, voltando a cair drasticamente no mês de outubro. Em novembro, houve umasensível recuperação da qualidade.O IQA-Horton, exceto no mês de fevereiro quando apresentou valor mínimo e março quando apresentouvalor máximo, praticamente variou linearmente durante o ano inteiro. Essa tendência linear pode ser reflexo,principalmente, do valor do subíndice porcentagem de tratamento de esgoto que foi considerado de 80% emtodos os pontos e com peso igual a 4. Dessa forma, amortiza as oscilações na qualidade da água, nãorepresentando talvez a real situação do corpo d'água.



FIG. 5.1 - Variação temporal da qualidade da água do rio Miranda - 1995.



1996

8792

8792

78

63646970

62

2126

2829

20

fev mar abr mai jun meses monitorados

IQA IQA-Horton

IQA-NSF

IQA-Smith

1995

88878789898988

86

94

79

64

55

7272686866

64

74

53

31

14

3435

2428

2420

33

24

fev mar abr mai jun jul agos set out nov

meses monitorados

IQA

IQA-Horton

IQA-NSF

IQA-Smith

1997

9188

84

7570

65

55

48

36

42

34

8

fev mar abr mai

meses monitorados

IQA IQA-Horton

IQA-NSF

IQA-Smith




A Figura 5.2 mostra que a qualidade da água do rio Miranda praticamente não se alterou em relação ao anode 1995. Cabe salientar que no ano de 1996 a freqüência de coletas de amostras de água foi bimestral, mesmoassim representou bem o comportamento da água com relação a sua qualidade.Nos anos de 1997 e 1998 (Figuras 5.3 e 5.4, respectivamente), a freqüência de coletas foi bastante variada,sendo obtidas, então, quatro amostragens em cada um desses anos. Mesmo assim observou-se, praticamente,o mesmo comportamento dos anos anteriores.Constatou-se por meio das Figuras 5.1 a 5.4 que não houve nenhuma relação entre os três índices no que dizrespeito à qualidade das águas, pois enquanto o IQA-Horton qualificou a água do rio Miranda como ótimapara os diversos usos, o IQA-NSF a qualificou como boa e o IQA-Smith, como inadequada aos principaisusos.É importante destacar, conforme se observa nas Figuras 5.1 a 5.4, a mesma tendência da qualidade da águano mês de outubro, ou seja, a perda da qualidade. Tal fato pode estar associado ao início do período chuvosona BAP, quando então ocorrem as primeiras chuvas, ocasionando a lavagem do solo, tanto urbano quantorural, e aumentando, assim a poluição difusa provocada pelo deflúvio superficial, ( Mato Grosso do Sul,1998).Os dados das Tabelas de 5.1 a 5.7 confirmaram a ocorrência de chuvas geralmente no mês de outubro,associados a isto, observam-se altos valores de coliformes fecais, resíduo total e turbidez, indicadores depoluição e que têm seus valores aumentados por causa das chuvas, ocasionando a queda na qualidade daágua.As Figuras 5.5 e 5.6 representam a variação espacial média anual da qualidade da água no rio Miranda nosanos de 1995 e 1996, respectivamente. Nos anos de 1997 e 1998, por causa das interrupções nas amostragensem vários pontos, conforme Tabelas 5.1 a 5.7 e Figuras 5.7 e 5.8 não foi possível visualizar claramente ocomportamento da qualidade da água no rio Miranda.Nas Figuras 5.5 e 5.6, é nítida a queda da qualidade da água, medida pelo IQA-NSF e IQA-Smith, no pontoP2. Já o IQA-Horton variou muito pouco no mesmo local. Observou-se queda na qualidade porque neste localo rio Miranda recebe as águas do rio Santo Antônio, este com os efluentes de frigoríficos, laticínios e parte doesgoto da cidade de Guia Lopes da Laguna, MS. Também neste local, o rio Miranda já atravessou operímetro urbano da cidade de Jardim, MS, recebendo, portanto, toda a água da drenagem urbana, bem comoeventuais lançamentos de esgotos domésticos. A partir do ponto P2, o rio Miranda vai recuperandogradativamente sua qualidade até o ponto P6, quando então volta a perder qualidade na sua foz (ponto P7).No ponto P2, o principal parâmetro causador na queda da qualidade foi o coliforme fecal, sempreapresentando altas concentrações e, conseqüentemente, gerando um baixo valor no subíndice.Já no ponto P7, o principal parâmetro responsável pela baixa qualidade foi o oxigênio dissolvido. Esteparâmetro sempre apresentou concentrações muito baixas neste local, com valor médio em 1995 de 2,9mg/Le, em 1996, de 3,7mg/L.

1998

89858687

6867

77

64

26

32

42

22

fev mar abr mai

meses monitorados

IQA

IQA-Horton

IQA-NSF

IQA-Smith



FIG. 5.5 - Variação espacial média anual da qualidade da água do rio Miranda - 1995.


FIG. 5.7 – Variação espacial média anual da qualidade da água do rio Miranda - 1997.

1995

88909091

84 8681

62646368

6563

70

24

333230

2118

27

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7

Pontos de Monitoramento

IQA

IQA-Horton

IQA-NSF

IQA-Smith

1996

84898988888688

70

63 6461

6764 62

252829

2222

16

30

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7


IQA IQA-Horton

IQA-NSF

IQA-Smith

1997

93

86 87

82 82

75

53

60

71

60

18

32

52

2524

17

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7


IQA

IQA-Horton

IQA-NSF

IQA-Smith




Cabe destacar que entre o ponto P2 e o ponto P7 existe uma grande diferença: o primeiro, está localizado noplanalto, onde o uso e a ocupação do solo são intensivos, com desmatamentos, descaracterização davegetação ciliar, lançamentos de efluentes domésticos e industriais e, o segundo, está localizado na planície,onde não há núcleos urbanos, o volume de água do rio já aumentou significativamente e não há lançamentosde efluentes industriais e domésticos. No entanto, o ponto P7 apresentou qualidade baixa em relação aosoutros pontos em função da região permanecer grande parte do tempo alagada, submergindo toda a vegetaçãoe ocasionando o arraste de toda a carga orgânica, oriunda da criação de bovinos, para o leito do rio. Essesfatores causam a depleção do oxigênio dissolvido na coluna da água, em função da decomposição davegetação e da degradação da carga orgânica.Realizou-se a análise estatística da qualidade de água do rio Miranda nos sete pontos, cuja média, desvio-padrão e qualidade apresentada em pelo menos 80% do tempo, medida pelos três IQAs estudados, sãoapresentados na Tabelas 5.8 a 5.10. A intenção do cálculo do IQA 20% (Tabelas 5.8, 5.9 e 5.10) foi tentarresumir em um único número o que aconteceu em um determinado ponto de amostragem monitorado aolongo de um ano de estudo. O cálculo foi feito a partir do ajuste de uma distribuição normal aos resultados doIQA obtidos nos diversos pontos, individualmente, ao longo de um ano, e da obtenção do valorcorrespondente ao percentil 20% dessa distribuição. Sendo assim, o valor do IQA 20% indica que durante80% do tempo o ponto monitorado apresentou qualidade de água igual ou superior a este valor.Observou-se que o IQA-Smith e o IQA-NSF foram os que apresentaram maior desvio-padrão, evidenciandograndes oscilações nos valores da qualidade da água ao longo dos anos. O IQA-Horton apresentou semprepouca variação na qualidade.Salientamos que a qualidade da água também pode ser apresentado de forma sintética e visual na forma demapas coloridos. Desta forma mostramos através das figuras 5.9, 5.10 e 5.11 a qualidade da água do rioMiranda medida respectivamente pelo IQA–Horton, IQA–Smith e IQA–NSF, no ano de 1998.

TABELA 5.8 – Análise estatística da qualidade da água do rio Miranda - IQA-NSF.

1995 1996 1997 1998Pontos

µµ σσIQA20% µµ σσ

IQA20% µµ σσ

IQA20% µµ σσ

IQA20%

P1 70 13,77 58 70 6,42 65 60 11,53 50 * * *P2 63 10,17 54 63 6,54 58 71 3,61 68 69 10,21 60P3 65 8,84 58 64 8,02 57 * * * * * *P4 68 6,35 63 61 5,43 56 60 7,10 54 54 7,89 63P5 63 10,01 55 67 7,46 61 * * * * * *P6 64 7,74 58 64 4,32 60 * * * * * *P7 62 10,32 53 61 7,09 55 53 13,20 42 68 3,37 65

1998

8287

90

687069

3536

21

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7


IQA

IQA-Horton

IQA-NSF

IQA-Smith



TABELA 5.9 – Análise estatística da qualidade da água do rio Miranda - IQA-Horton.1995 1996 1997 1998

Pontos

µµ σσ IQA20%

µµ σσ IQA20%

µµ σσ IQA20%

µµ σσ IQA20%

P1 91 4,89 87 88 7,23 82 86 7,37 80 * * *P2 90 3,17 87 89 6,91 83 93 1,16 92 90 1,73 89P3 90 3,81 87 88 8,22 81 * * * * * *P4 88 2,21 86 88 6,75 82 87 5,77 82 87 2,89 85P5 84 7,71 77 89 8,66 82 82 8,66 75 * * *P6 86 7,76 79 89 6,95 83 82 8,66 75 * * *P7 81 6,40 76 84 9,94 76 75 9,91 67 82 4,5 78

TABELA 5.10 – Análise estatística da qualidade da água do rio Miranda - IQA-Smith.1995 1996 1997 1998

Pontosµµ σσ

IQA 20%µµ σσ

IQA 20%µµ σσ

IQA 20%µµ σσ

IQA 20%

P 1 2 7 1 3 , 9 2 1 5 3 0 6 , 3 4 2 5 1 7 1 1 , 5 9 7 * * *

P 2 1 8 9 , 6 3 1 0 1 6 4 , 3 0 1 2 2 4 6 , 9 3 1 8 2 1 1 8 , 7 3 5

P 3 2 1 9 , 3 0 1 3 2 2 3 , 0 3 1 9 * * * * * *

P 4 3 0 8 , 7 6 2 3 2 2 8 , 6 8 1 5 2 5 1 7 , 6 5 1 0 3 6 1 0 , 2 1 2 7

P 5 3 2 1 0 , 2 6 2 3 2 9 9 , 3 7 2 1 5 5 2 3 , 6 7 3 5 * * *

P 6 2 9 1 2 , 5 1 1 8 2 8 2 , 8 8 2 6 3 2 1 9 , 9 8 1 5 * * *

P 7 2 4 1 1 , 0 5 1 5 2 5 9 , 0 8 1 7 6 3 , 0 6 4 3 5 7 , 8 1 2 8

CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

A aplicação dos três índices ao rio Miranda permite as seguintes considerações:

No cálculo do IQA-Horton foi inclusa a porcentagem de tratamento de esgoto. Dessa forma, os valoresencontrados podem não representar de maneira fiel as condições de qualidade do corpo d'água, tendo emvista que o rio Miranda possui grandes extensões fora da área urbanizada, onde o subíndice porcentagem detratamento de esgoto não é relevante. Outro indicador de qualidade é a condutividade que possui valor alto desubíndice. Como este indicador no rio Miranda sempre apresenta valor baixo, o subíndice também apresentavalor máximo que, com a porcentagem de tratamento de esgoto, provoca o aumento da qualidade da água etorna a variação linear tanto temporal quanto espacialmente.

No IQA-NSF, a inclusão da temperatura com valor máximo (Derísio, 1992) no cálculo pode melhorar aqualidade da água. Seria recomendável um estudo para verificar a possibilidade de redistribuir o peso datemperatura para os demais parâmetros que entram no cálculo e posterior exclusão desse indicador, poiscomo no Estado de Mato Grosso do Sul não existe nenhum empreendimento que gere efluente que provoquealterações na temperatura do corpo d`água não há sentido continuar usando a temperatura; talvez seria maissensato utilizar o valor medido da temperatura e não o desvio da temperatura normal.

Já o IQA-Smith mostrou ser muito rigoroso, apresentando sempre valores muito baixos, principalmente, noponto P7. No entanto, há que se considerar as características naturais do ambiente aquático, pois na planíciesão “normais” valores baixos de OD no período de cheias, enquanto que no planalto valores de turbidez sãogeralmente altos em função das características do solo e das condições geomorfológicas do corpo d'água, quefavorecem o transporte de sedimentos em suspensão e dissolvidos,(Mato Grosso do Sul,1998).

Ainda com relação ao IQA-Smith, o uso do mínimo operatório como valor do IQA garante uma maiorsensibilidade com relação à variação da qualidade da água.No entanto há que se considerar que é a primeira vez que este índice é aplicado ao rio Miranda, precisa ainda,então, ser aplicado em outras regiões do Estado.



De maneira geral, quaisquer dos três índices estudados precisam ser adaptados às condições ambientais doEstado de Mato Grosso do Sul, principalmente o IQA-Horton e o IQA-NSF que apresentaram algunsparâmetros com valores de subíndices fora da realidade local, tais como o desvio da temperatura normal,porcentagem de tratamento de esgoto e condutividade. Ott (1978), ressalta que os índices deveriam serregionalizados, criando para tanto curvas específicas para cada parâmetro e região estudada, baseados nasconcentrações naturais dos parâmetros que entram no cálculo.

Como os índices geralmente dão uma informação genérica do corpo d'água, é acessível a leigos eespecialistas. O IQA-NSF e IQA-Smith foram os que melhor representaram as condições de qualidade daágua do rio Miranda.

Dessa forma, são apresentadas as seguintes recomendações:

• Estudar a composição dos parâmetros para o desenvolvimento de um IQA regional, em função dascaracterísticas naturais dos cursos d'água do Estado de Mato Grosso do Sul.

• Incluir o IQA-Smith na avaliação da qualidade da água das outras sub-bacias hidrográficas do Estado,para avaliar o seu desempenho.

• Experimentar outros modelos de IQA.• Uniformizar a freqüência de coletas, favorecendo assim a análise, interpretação e comparação dos dados;• Estudar estatisticamente cada parâmetro, para avaliar as variações e tendências ao longo do ano e do rio.• Estudar os processos físico-químicos e biológicos que ocorrem, principalmente, nos trechos de rios

situados no pantanal.

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