apostila monitoramento da qualidade da água de rios e reservatórios
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Autoinstrucional - 40h
Monitoramento da Qualidade da Águade Rios e Reservatórios
Capacitação para o Singreh
Unidade 1Fundamentos legais sobre a Gestão da
Qualidade das Águas
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SUMÁRIOLISTA DE FIGURAS.......................................................................................1 POLÍTICA NACIONAL DE RECURSOS HÍDRICOS...................................1.1Fundamentos.............................................................................................1.2Diretrizes....................................................................................................1.3Objetivos....................................................................................................1.4 Instrumentos..............................................................................................1.4.1 Planos de Recursos Hídricos..............................................................1.4.1.1 Resolução 17/2001 do CNRH............................................................1.4.2 Enquadramento.....................................................................................1.4.2.1 Resolução 357/05 do CONAMA.........................................................1.4.2.2 Resolução 397/2008 do CONAMA.....................................................1.4.2.3 Resolução 91/2008 do CNRH............................................................1.4.2.4 Procedimentos para o enquadramento...............................................1.4.3 Outorga..................................................................................................1.4.3.1 Resolução 25/2012 da Agência Nacional de Águas...........................1.4.3.2 Resolução 06/2001 do Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH)............................................................................................................1.4.3.3 Resoluções de definição de parâmetros para outorga.......................1.4.4 Cobrança................................................................................................1.4.5 Sistema de Informações sobre Recursos Hídricos................................2. OUTRAS NORMATIVAS E RESOLUÇÕES RELACIONADAS À QUALIDADE DE ÁGUA................................................................................2.1 Resoluções CONAMA: 274/2000, 357/05 e 430/11.................................2.2 Portaria 2.914, de 12 de dezembro de 2011............................................2.3 Resolução Conjunta 03/2010 ANA e ANEEL...........................................RESUMO UNIDADE 1...................................................................................REFERÊNCIAS...............................................................................................
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Estrutura de Programas do Plano Nacional de Recursos Hídricos.
Figura 2 - Relação do Plano de Recursos Hídricos com os demais instrumentos.
Figura 3 - Usos da água e os seus requisitos de qualidade.
Figura 4 - Classes de enquadramento e respectivos usos e qualidade da água
Figura 5 - Comitês de Bacias Hidrográficas e a cobrança em rios estaduais.
Figura 6 - Situação da Cobrança em CBHs Interestaduais e Estaduais até 2012.
Figura 7 - Limites de coliformes termotolerantes em águas costeiras.
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1 POLÍTICA NACIONAL DE RECURSOS HÍDRICOS
Os recursos hídricos são utilizados para distintas finalidades, entre as quais se
destacam o abastecimento humano e animal, a geração de energia, a irrigação, a
navegação, a aquicultura e a harmonia paisagística. Nas últimas décadas a
preocupação do ser humano com esse recurso cresceu muito, principalmente em
função das ações indevidas e do uso irracional da água, que resulta em uma série
de prejuízos à sociedade.
Assim, a Lei nº 9.433/97 instituiu, no Brasil, a Política Nacional de Recursos
Hídricos, criando o Sistema Nacional de Gerenciamento dos Recursos – SINGREH,
alavancando uma nova fase na administração das águas em nosso país.
Com a promulgação da chamada “Lei das Águas”, cravou-se um marco na mudança
do ambiente institucional regulador do uso da água, implementando-se a gestão
descentralizada e participativa deste bem social, com a atuação do Poder Público,
usuários e comunidade em geral, criando assim um arcabouço de instituições
atuantes neste processo, como os Conselhos Nacional e Estadual de Recursos
Hídricos, a Agência Nacional de Águas e os Comitês de Bacia. Nesse contexto,
optou-se pela Bacia Hidrográfica como unidade básica de planejamento e operação
do sistema e previu-se, ainda, instrumentos específicos, exclusivamente delineados
para o gerenciamento das águas. Nesse primeiro módulo do curso serão
apresentados, além dos fundamentos, as diretrizes, os objetivos e os instrumentos
da Política Nacional de Recursos Hídricos, de forma que todos os itens a serem
estudados são de grande importância e aplicação para o monitoramento das águas.
1.1 Fundamentos
O conjunto de diretrizes sobre as quais se apoia todo o desenvolvimento desta nova
visão da administração da água é prescrito pelo art. 1º da Lei 9433/97, que consagra
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os seguintes preceitos como fundamentos da Política Nacional de Recursos
Hídricos:
• I - a água é um bem de domínio público. O u seja, não pertence ao Estado,
mas a toda a coletividade.
• II - a água é um recurso natural limitado , dotado de valor econômico. Em
outras palavras, ao se atribuir um valor econômico aos recursos hídricos,
procura-se estabelecer critérios para o seu uso, garantindo a perenidade em
seu acesso às presentes e futuras gerações.
• III - em situações de escassez, o uso prioritário dos recursos hídricos é o
consumo humano e a dessedentação de animais. Esta é a necessidade
fundamental, tendo em vista o fato de a água constituir-se como elemento
essencial para a existência de todos os organismos vivos no planeta.
• IV - a gestão dos recursos hídricos deve sempre proporcionar o uso múltiplo
das águas. O uso dos recursos hídricos pode ser classificado em uso
consuntivo, considerado como aquele em que se retira a água de sua fonte
natural, causando uma diminuição em sua disponibilidade espacial e temporal
(irrigação e uso industrial, por exemplo), e uso não consuntivo, quando a
utilização retorna praticamente a totalidade de água usada à sua fonte de
suprimento, como na navegação e na recreação.
• V - a bacia hidrográfica é a unidade territorial para implementação da Política
Nacional de Recursos Hídricos e atuação do Sistema Nacional de
Gerenciamento de Recursos Hídricos. O sistema de gerenciamento da água
não terá por base os limites administrativos e as fronteiras políticas que
delimitam as competências entre União e Estados, podendo ocorrer de uma
bacia hidrográfica ocupar o território de dois ou mais Estados.
• VI - a gestão dos recursos hídricos deve ser descentralizada e contar com a
participação do Poder Público, dos usuários e das comunidades. Em outras
palavras, esta gestão provoca a transferência dos poderes tradicionais da
União e Estados, privilegiando as decisões locais.
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1.2 Diretrizes
As diretrizes são referências para alcançar os objetivos dentro das bases propostas
nos fundamentos da Lei 9433/97. São elas:
• I- a gestão sistemática dos recursos hídricos, sem dissociação dos aspectos
de quantidade e qualidade; ou seja, é muito importante a combinação de
informações sobre a quantidade e qualidade dos recursos, visto que não
adianta ter água em abundância e contaminada, pois a qualidade é tão
importante quanto a quantidade, principalmente quando se trata de atender a
necessidades básicas dos seres humanos e do meio ambiente.
• II - a adequação da gestão de recursos hídricos às diversidades físicas,
bióticas, demográficas, econômicas, sociais e culturais das diversas regiões
do País; ou seja, a gestão deve ser observada de acordo com as diferenças
de cada bacia hidrográfica, considerando principalmente as particularidades e
costumes das diferentes bacias.
• III - a integração da gestão de recursos hídricos com a gestão ambiental; ou
seja, os recursos hídricos não podem ser gerenciados de forma isolada.
Assim, sugere-se a integração com órgãos gestores que controlam a
qualidade do meio ambiente.
• IV - a articulação do planejamento de recursos hídricos com o dos setores
usuários e com os planejamentos regional, estadual e nacional, como
também a articulação da política hídrica com a política agrícola, industrial e de
turismo.
• V - a articulação da gestão de recursos hídricos com a do uso do solo; ou
seja, o uso inadequado do solo poderá prejudicar os recursos hídricos dos
municípios à jusante; assim, a articulação da gestão dos recursos hídricos
com a do uso do solo induz e valoriza a articulação entre os municípios.
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1.3 Objetivos
Os objetivos referem-se ao que se almeja com a implantação da Política Nacional de
Recursos Hídricos. São eles:
• I- Garantir água em qualidade e quantidade adequada aos respectivos usos
para a atual e para as futuras gerações;
• II- Proporcionar e incentivar o uso racional e integrado dos recursos hídricos,
com vistas ao desenvolvimento sustentável;
• III- Promover a prevenção e a defesa contra eventos hidrológicos críticos de
origem natural ou decorrentes do uso inadequado dos recursos naturais.
1.4 Instrumentos
O Projeto Água: conhecimento para gestão, em parceria com a Agência Nacional de
Águas (ANA), oferece cursos de Educação à distância (EAD) específicos para cada
um dos instrumentos da Política Nacional de Recursos Hídricos.
1.4.1 Planos de Recursos Hídricos
Os Planos de Recursos Hídricos, segundo a Lei 9433/97, são planos diretores que
visam fundamentar e orientar a implementação da Política Nacional de Recursos
Hídricos e o gerenciamento dos recursos hídricos em todas as bacias hidrográficas.
E quais são os objetivos específicos do Plano de Recursos Hídricos?
• A melhoria das disponibilidades hídricas, superficiais e subterrâneas, em
qualidade e quantidade;
• A redução dos conflitos reais e potenciais de uso da água, bem como dos
eventos hidrológicos críticos;
• A percepção da conservação da água como valor socioambiental relevante.
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A estrutura programática do Plano Nacional de Recursos Hídricos é composta por 13
programas organizados em quatro componentes, divididos em subprogramas. Na
Figura 1 podemos observar essa divisão.
Figura 1 - Estrutura de Programas do Plano Nacional de Recursos Hídricos.
Fonte: Plano Nacional de Recursos Hídricos, revisão 2010 (Acesso em: 08 de jan. 2013).
Serão elaborados Planos de Recursos Hídricos por bacia hidrográfica, por Estado e
para o País, sendo que:
NACIONAL: Abrange todo o território nacional, estabelecendo metas, diretrizes e
programas que possibilitem alcançar um cenário pactuado entre governo, usuários e
sociedade;
ESTADUAL: Plano estratégico de abrangência estadual, com ênfase nos sistemas
estaduais de gerenciamento de recursos hídricos;
BACIA: Também denominado de plano diretor de recursos hídricos, é o documento
programático para a bacia, contendo as diretrizes de usos dos recursos hídricos e
medidas correlatas. Deve conter o diagnóstico da situação, a disponibilidade hídrica
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e as linhas gerais de ação para ampliar ou melhorar a utilização dos recursos
hídricos.
Para um melhor entendimento, podemos observar na figura 2 a relação do Plano de
Recursos Hídricos com os demais instrumentos.
Figura 2 - Relação do Plano de Recursos Hídricos com os demais instrumentos.
Fonte:http://www.comitepcj.sp.gov.br/gapb/Apresentacao_GAPB_marcelo_costa_12-05-09.p
df (Acesso em: 07 de jan. 2013).
Os Planos de Recursos Hídricos são instrumentos de planejamento que servem
para orientar a atuação dos gestores no que diz respeito à outorga, ao
enquadramento, a cobrança e ao sistema de informações sobre recursos hídricos.
Vale ressaltar que os Planos de Recursos Hídricos devem ser formulados com uma
visão de longo prazo, embora eles sejam dinâmicos e revisados de tempos em
tempos. O Plano nacional, por exemplo, foi planejado até 2015 e os de bacias, em
geral, são revistos num período de 4 em 4 anos.
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1.4.1.1 Resolução 17/2001 do CNRH
A Resolução 17/2001 do Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH)
determina que os Planos de Recursos Hídricos devem levar em consideração os
planos, programas, projetos e demais estudos relacionados aos recursos hídricos
existentes na área de abrangência das respectivas bacias, constituídos por
diagnósticos e prognósticos, alternativas de compatibilização, metas, estratégias,
programas e projetos.
1.4.2 Enquadramento
O enquadramento busca “assegurar às águas qualidade compatível com os usos
mais exigentes a que forem destinadas” e “diminuir os custos de combate à poluição
das águas, mediante ações preventivas permanentes” (art. 9º, Lei nº 9.433, de
1997). Segundo a Agência Nacional de Águas (2009) o enquadramento de rio ou de
qualquer outro corpo d’água deve considerar três aspectos principais:
• o rio que temos: condição atual;
• o rio que queremos: representa uma visão de futuro;
• o rio que podemos ter: uma visão realista que representa as limitações
técnicas/econômicas.
O enquadramento dos corpos d’água representa referência para o licenciamento
ambiental, a outorga e a cobrança, assim como base para a execução do plano de
recursos hídricos.
1.4.2.1 Resolução 357/05 do CONAMA
A Resolução do Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA) nº 357/2005
“dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu
enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de
efluentes e dá outras providências”. As classes de corpos de água existentes no
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território brasileiro são classificadas em águas doces, salobras e salinas, segundo a
qualidade requerida para os seus usos preponderantes, em 13 classes de qualidade,
sendo cinco classes para água doce, quatro classes para água salobra e quatro
classes para águas salinas.
Os usos a serem analisados previstos nas classes de enquadramento são:
abastecimento para consumo humano; preservação do equilíbrio natural das
comunidades aquáticas; preservação dos ambientes aquáticos em Unidades de
Conservação (UCs) de proteção integral; proteção das comunidades aquáticas,
inclusive em terras indígenas; recreação de contato primário ou secundário;
irrigação: hortaliças, plantas frutíferas, culturas arbóreas, cerealíferas, forrageiras;
aquicultura e pesca; dessedentação de animais; navegação; harmonia paisagística e
outros como mineração, industrial e a produção de hidroeletricidade.
Na figura abaixo podemos ter uma ideia dos diversos usos e os requisitos de
qualidade da água.
Figura 3 - Usos da água e os seus requisitos de qualidade.
Fonte:http://www.comitepcj.sp.gov.br/gapb/Apresentacao_GAPB_marcelo_costa_12-05-09.p
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df (Acesso em: 07 de jan. 2013).
A resolução estabelece padrões de enquadramento aos diversos usos, variando com
o nível de exigência da qualidade da água conforme a Figura 4.
Figura 4 - Classes de enquadramento e respectivos usos e qualidade da água
Fonte: Programa Nacional de Qualidade das Águas (2009) (Acesso em: 10 de jan. 2013).
1.4.2.2 Resolução 397/2008 do CONAMA
A Resolução CONAMA 397/2008 altera o art. 34 da Resolução nº 357/2005 em
questões sobre condições e padrões de lançamento de efluentes. E como será visto
mais adiante, a Resolução CONAMA nº 357/05 foi alterada e complementada pela
Resolução 430/2011.
1.4.2.3 Resolução 91/2008 do CNRH
A Resolução CNRH 91/2008 dispõe sobre procedimentos gerais para o
enquadramento dos corpos de água superficiais e subterrâneos e aborda a questão
da qualidade de água no contexto desse instrumento.
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1.4.2.4 Procedimentos para o enquadramento
O processo de enquadramento deve contar com a participação da comunidade da
bacia, por meio da realização de consultas públicas, encontros técnicos ou oficinas
de trabalho. Ao longo do processo de elaboração do enquadramento, devem ocorrer
eventos com participação pública nas fases de diagnóstico e prognóstico e durante a
fase de elaboração da proposta.
O passo inicial para o enquadramento é a criação de um grupo técnico de
acompanhamento proposto pelo Comitê da Bacia, geralmente coordenado por
agência de bacia ou órgão gestor de recursos hídricos, integrado por representantes
do órgão gestor de meio ambiente, empresas de saneamento e outros
representantes (indústria, mineração, etc.) e a sociedade em geral.
O processo de enquadramento é dividido em quatro etapas principais: diagnóstico
da bacia; prognóstico da bacia; elaboração da proposta de enquadramento e análise
e deliberações do Comitê da Bacia e do Conselho de Recursos Hídricos.
1.4.3 Outorga
A outorga de direito de uso de recursos hídricos é um dos seis instrumentos da
Política Nacional de Recursos Hídricos. Esse instrumento tem como objetivo
assegurar o controle quantitativo e qualitativo dos usos da água e o efetivo exercício
dos direitos de acesso aos recursos hídricos.
A outorga assegura ao órgão gestor controle quantitativo e qualitativo dos usos da
água e ao interessado o direito de utilizar a água de uma determinada fonte hídrica,
com vazão, finalidade e períodos definidos. A ANA é a responsável pela emissão de
outorgas de direito de uso de recursos hídricos em corpos hídricos de domínio da
União, que são os rios, lagos e represas que dividem ou passam por dois ou mais
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estados ou, ainda, aqueles que passam pela fronteira entre o Brasil e outros países.
Conforme disposto na Lei Federal 9433/1997, os usos que dependem de outorga
são:
• A derivação ou captação de parcela da água existente em um corpo d'água
para consumo final, inclusive abastecimento público, ou insumo de processo
produtivo;
• A extração de água de aquífero subterrâneo para consumo final ou insumo de
processo produtivo;
• Lançamento, em corpo de água, de esgotos e demais resíduos líquidos ou
gasosos, tratados ou não, com o fim de sua diluição, transporte ou disposição
final;
• Uso de recursos hídricos com fins de aproveitamento dos potenciais
hidrelétricos;
• Outros usos que alterem o regime, a quantidade ou a qualidade da água
existente em um corpo de água.
1.4.3.1 Resolução 25/2012 da Agência Nacional de Águas
A Resolução em questão estabelece diretrizes para análise dos aspectos de
qualidade da água dos pedidos de declaração de Reserva de Disponibilidade hídrica
e de outorga do direito de uso de recursos hídricos em reservatórios de domínio da
União.
1.4.3.2 Resolução 06/2001 do Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH)
A resolução 06/2001 institui o programa e os objetivos do Programa Despoluição das
Bacias Hidrográficas (PRODES). Os objetivos desse programa são:
• I – reduzir os níveis de poluição hídrica observados nas bacias hidrográficas
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do país;
• II – induzir a implantação de sistemas de gerenciamento de recursos hídricos
nestas áreas, mediante a constituição de Comitês de Bacia Hidrográfica
(Comitê) e respectivas Agências e implementação de mecanismos para a
cobrança pelo direito de uso de recursos hídricos, conforme previsto pela Lei
9.433/1997.
Segundo o site da ANA, o PRODES “desde seu início, em 2001, contratou 55
empreendimentos que atenderam a cerca de 5,56 milhões de brasileiros e
desembolsou R$ 200,82 milhões pelo esgoto tratado. Esses recursos alavancaram
investimentos de aproximadamente 720 milhões de reais dos prestadores de
serviços de saneamento na implantação das estações de tratamento de esgotos”.
1.4.3.3 Resoluções de definição de parâmetros para outorga
A Lei 9.984/2000 determina que em corpos hídricos de domínio dos Estados e do
Distrito Federal a solicitação de outorga deve ser feita ao órgão gestor estadual de
recursos hídricos. Em cumprimento à referida lei, a ANA dá publicidade aos pedidos
de outorga de direito de uso de recursos hídricos e às respectivas autorizações,
mediante publicação sistemática das solicitações nos Diários Oficiais da União e do
respectivo Estado e da publicação dos extratos das Resoluções de Outorga
(autorizações) no Diário Oficial da União.
Já a Resolução 707/2004 da ANA “dispõe sobre procedimentos de natureza técnica
e administrativa a serem observados no exame de pedidos de outorga, e dá outras
providências”. De acordo com a lei, não são objetos de outorga de direito de uso de
recursos hídricos, mas obrigatoriamente de cadastro no Cadastro Nacional CNARH:
• I - serviços de limpeza e conservação de margens, incluindo dragagem,
desde que não alterem o regime, a quantidade ou qualidade da água
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existente no corpo de água;
• II - obras de travessia de corpos de água que não interfiram na quantidade,
qualidade ou regime das águas, cujo cadastramento deve ser acompanhado
de atestado da Capitania dos Portos quanto aos aspectos de compatibilidade
com a navegação;
• III - usos com vazões de captação máximas instantâneas inferiores a 1,0 L/s,
quando não houver deliberação diferente do CNRH.
Ainda de acordo com esta resolução, a decisão sobre os pedidos de outorga,
condições de uso da água e prazos de validade das outorgas são definidos com
base em três fatores.
• a racionalidade no uso da água, avaliada de acordo com procedimentos e
critérios;
• a magnitude do conflito pelo uso da água na bacia, avaliada pela relação
entre as demandas totais existentes e as vazões de referência;
• a magnitude da participação individual do usuário no comprometimento dos
recursos hídricos, avaliada pela relação entre a demanda individual do
usuário e as vazões de referência.
1.4.4 Cobrança
O que é a cobrança pelo uso da água? É um dos instrumentos de gestão dos
recursos hídricos instituídos pela Lei 9433/97, que tem como objetivo estimular o uso
racional da água e gerar recursos financeiros para investimentos na recuperação e
preservação dos mananciais das bacias. A cobrança não é um imposto, mas um
preço condominial, fixado a partir de um pacto entre os usuários de água e o Comitê
de Bacia, com o apoio técnico da ANA.
Por que cobrar pelo uso da água? Em função de condições de escassez em
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quantidade e/ou qualidade, a água deixou de ser um bem livre e passou a ter valor
econômico. Esse fato contribuiu para a adoção de um novo paradigma de gestão
desse recurso, que compreende a utilização de instrumentos regulatórios e
econômicos, como a cobrança pelo uso da água.
Quem Cobra? Compete à ANA operacionalizar a cobrança pelo uso dos recursos
hídricos de domínio da União, ou seja, daqueles rios ou demais cursos d'água que
atravessam mais de um Estado da federação. Nos rios de domínio estadual,
compete ao órgão de recursos hídricos ou ainda à Agência de Bacia, caso ela esteja
em funcionamento.
De acordo com as figuras abaixo, podemos ter uma ideia da situação em que os
Comitês de Bacias Hidrográficas encontram-se em relação à cobrança do uso da
água.
Figura 5 - Comitês de Bacias Hidrográficas e a cobrança em rios estaduais.
Fonte: ANA (2012) (Acesso em: 12 de jan. 2013).
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Figura 6 - Situação da Cobrança em CBHs Interestaduais e Estaduais até 2012.
Fonte: ANA (2012) (Acesso em: 12 de jan. 2013).
Basicamente, espera-se com a cobrança o alcance das metas e projeções de
melhoria da qualidade da água. Por exemplo, se um trecho de um rio x for
enquadrado como rio de classe 2, porém, os parâmetros analisados na água estão
acima do permitido para esta classe, conforme preconiza a resolução 357/05 do
CONAMA, significa que o Plano de Recurso Hídrico daquela bacia deverá
estabelecer programas, projetos e metas de melhoria, e o recurso financeiro para tal
poderá advir da cobrança.
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1.4.5 Sistema de Informações sobre Recursos Hídricos
O Sistema de Informações sobre Recursos Hídricos é um sistema de coleta,
tratamento, armazenamento e recuperação de informações sobre Recursos Hídricos
que atualiza permanentemente as informações sobre demanda e disponibilidade de
águas em todo território nacional e fornece subsídios para a elaboração dos Planos
de Recursos Hídricos, sobretudo na fase de diagnóstico. Sem a aplicação desse
instrumento é impossível estabelecer os outros instrumentos da PNRH.
O sistema de gestão das águas engloba organismos, agências e instituições
governamentais como o Conselho Nacional de Recursos Hídricos, a Agência
Nacional de Águas, os Conselhos de Recursos Hídricos dos Estados e do Distrito
Federal, os Comitês de Bacia Hidrográfica, as Agências de Águas e os órgãos dos
poderes públicos federal, estaduais, do Distrito Federal e municipais, cujas
competências se relacionem com a gestão de recursos hídricos. Esse item será
trabalhado com maior ênfase na Unidade 6.
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2 OUTRAS NORMATIVAS E RESOLUÇÕES RELACIONADAS À QUALIDADE DE
ÁGUA
2.1 Resoluções CONAMA: 274/2000, 357/05 e 430/11
Seguem mais legislações que contribuem para o monitoramento da qualidade da
água:
Resolução 274/2000: “Define os critérios de balneabilidade em águas brasileiras”,
voltados principalmente para o monitoramento de coliformes termotolerantes em
análises consecutivas para a classificação de águas destinadas à recreação de
contato primário.
Como exemplo, o Estado de São Paulo atua com o Programa de Balneabilidade das
Praias realizado pela Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental do
Estado de São Paulo - CETESB que está estruturado para atender às
especificações da Resolução em questão e informar à população as condições das
praias do estado.
A CETESB realiza o monitoramento das áreas costeiras e classifica-as em quatro
categorias: Excelente, Muito Boa, Satisfatória e Imprópria, de acordo com as
densidades de coliformes termotolerantes ou E. coli resultantes de análises feitas
em cinco amostragens consecutivas para a emissão de um laudo com os resultados.
Essas categorias podem ser agrupadas em Própria e Imprópria. Na figura abaixo
podemos observar os limites de coliformes.
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Figura 7 - Limites de coliformes termotolerantes em águas costeiras.
Fonte: CETESB (2010) (Acesso em: 10 de jan de 2013).
Resolução CONAMA nº 357/05: Conforme descrito anteriormente, essa resolução
dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu
enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de
efluentes, e dá outras providências. Vale ressaltar que alguns parâmetros de
condição e padrões de efluentes foram complementados e alterados pela Resolução
CONAMA 430/ 11.
Resolução CONAMA nº430/11: Esta Resolução complementa e altera alguns
padrões do CONAMA 357/05 e traz novidades, como a separação das Condições de
Padrões de Lançamento para efluentes e Condições e Padrões para Efluentes de
Sistemas de Tratamento de Esgotos Sanitários. Antes esta separação não existia,
fazendo com que todos os empreendimentos que descartavam seus resíduos
líquidos em corpos de água seguissem as mesmas regras.
2.2 Portaria 2.914, de 12 de dezembro de 2011
Esta Portaria foi estabelecida pelo Ministério da Saúde e dispõe sobre os
procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo
humano e seu padrão de potabilidade, ou seja, ela regulamenta os padrões de
potabilidade para consumo humano após tratamento nas estações de tratamento de
água (ETAs).
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2.3 Resolução Conjunta 03/2010 ANA e ANEEL
Esta Resolução “estabelece as condições a serem observadas pelos
concessionários e autorizadas de geração de energia hidrelétrica para a instalação,
operação e manutenção de estações hidrométricas visando ao monitoramento
pluviométrico, limnimétrico, fluviométrico, sedimentométrico e de qualidade da água
associado a aproveitamentos hidrelétricos”.
De acordo com a Resolução:
§ 1º O monitoramento pluviométrico é o conjunto de ações e equipamentos destinados ao levantamento de dados de precipitação.§ 2º O monitoramento limnimétrico, para os fins desta Resolução, é o conjunto de ações e equipamentos destinados ao levantamento de dados do nível d’água do reservatório do aproveitamento hidrelétrico.§ 3º O monitoramento fluviométrico é o conjunto de ações e equipamentos destinados ao levantamento de dados do nível d’água, bem como medições de descarga líquida que permitam a definição e atualização da curva de descarga.§ 4º O monitoramento sedimentométrico é o conjunto de ações e equipamentos destinados ao levantamento de dados de sedimentos em suspensão e de fundo, que permitam determinar a descarga sólida total.§ 5º O monitoramento de qualidade da água é o conjunto de ações e equipamentos destinados ao levantamento de parâmetros de qualidade da água.
A promulgação dessa resolução torna-se importante para inclusão de dados e
informações no Sistema Nacional de Informações sobre os Recursos Hídricos, pois
sabe-se que as empresas do setor hidroelétrico são detentoras de muitas
informações, as quais por sua vez podem e devem auxiliar a implementação dos
instrumentos da política nacional.
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RESUMO UNIDADE 1
Nesta unidade você aprendeu sobre os fundamentos legais da gestão da qualidade
das águas por meio da Política Nacional de Recursos Hídricos e de outras
normativas relacionadas à qualidade da água.
Conforme verificado na Unidade, a Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH)
incorpora princípios e normas para a gestão de recursos hídricos, onde os
fundamentos estabelecidos são: a água é um bem de domínio público; a água é um
recurso limitado dotado de valor econômico; em caso de danos ambientais, como
escassez, o uso prioritário é o consumo humano e a dessedentação de animais; a
gestão de recursos hídricos deve proporcionar o uso múltiplo das águas, entre
outros.
Conforme trabalhado, a Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH) possui
importantes objetivos, que incluem: assegurar à atual e às futuras gerações a
disponibilidade hídrica com padrões de qualidade adequados ao uso; assegurar a
utilização racional e integrada dos recursos hídricos; prevenção e defesa contra
eventos hidrológicos críticos de origem natural.
Já os instrumentos da PNRH são: os planos de recursos hídricos; o enquadramento
dos corpos d’água em classes; a outorga dos direitos de uso de recursos hídricos;
cobrança e sistema de informações sobre recursos hídricos. Cabe ressaltar que o
instrumento de enquadramento dos corpos d’água conta com o auxílio de
determinadas resoluções, como as do CONAMA (357/05 e 397/08) e a resolução
91/08 do CNRH.
Outras normativas que foram estudadas também estão relacionadas à qualidade da
água, como a Resolução 274/00 do CONAMA, que determina os parâmetros de
balneabilidade.
23
Além dessas resoluções, a Unidade 1 apresentou a Portaria 2.914/11. Esta portaria
determina os parâmetros de qualidade da água para consumo humano. Para o
monitoramento das águas em reservatórios de hidrelétricas, nos baseamos na
Resolução Conjunta 03/10 ANA e ANEEL, que estabelece o monitoramento dos
reservatórios por meio do monitoramento fluviométrico, pluviométrico, limnimétrico e
sedimentométrico.
Para finalizar, esta unidade trabalhou a PNRH e outras normativas relacionadas à
qualidade da água, que podem contribuir para o monitoramento, proporcionando
melhorias à população, tanto em qualidade quanto em quantidade.
24
REFERÊNCIAS
AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS – ANA. Panorama da qualidade das águas superficiais no Brasil. (Cadernos de Recursos Hídricos, 1). Brasília, 2005, 175 p. Disponível em: http://arquivos.ana.gov.br/planejamento/estudos/sprtew/1/1-ANA.swf. Acesso em: 09 jan. 2013.
AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS - ANA. Lei nº 9.433/97. Institui a Política Nacional de Recursos Hídricos, cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos, regulamenta o inciso XIX do art. 21 da Constituição Federal, e altera o art. 1º da Lei nº 8.001, de 13 de março de 1990, que modificou a Lei nº 7.990, de 28 de dezembro de 1989. Disponível em: http://www.ana.gov.br/Institucional/Legislacao/leis/lei9433.pdf. Acesso em: 05 de jan. 2013.
AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUA (ANA). Panorama Do Enquadramento Dos Corpos D’água Do Brasil, e, Panorama da qualidade das águas subterrâneas no Brasil. / coordenação geral, João Gilberto Lotufo Conejo; coordenação executiva, Marcelo Pires da Costa, José Luiz Gomes Zoby. Brasília: ANA, 2007.124 p.: il. (Caderno de Recursos Hídricos, 5). Disponível em: http://pnqa.ana.gov.br/Publicao/PANORAMA%20DO%20ENQUADRAMENTO.pdf. Acesso em 03 jan. 2013.
AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS (ANA). Sistema Nacional De Informações Sobre Recursos Hídricos – Snirh no Brasil: arquitetura computacional e sistêmica / Agência Nacional de Águas - Brasília: ANA, 2009.145 p.: il. – (Cadernos de recursos hídricos; 6). Disponível em: http://pnqa.ana.gov.br/Publicao/IMPLEMENTA%C3%87%C3%83O%20DO%20ENQUADRAMENTO.pdf. Acesso em: 04 jan. 2013.
AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS - ANA. Resolução nº 06/2001 do Conselho Nacional de Recursos Hídricos. Institui o Programa Nacional de despoluição das bacias hidrográficas (PROGRAMA). Disponível em: http://www.ana.gov.br/prodes/normativos.asp. Acesso em: 10 jan. 2013.
AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS (ANA). Resolução 25/2012. Estabelece diretrizes para análise dos aspectos de qualidade da água dos pedidos de declaração de Reserva de Disponibilidade hídrica e de outorga do direito de uso de recursos hídricos em reservatórios de domínio da União. Disponível em: http://arquivos.ana.gov.br/resolucoes/2012/25-2012.pdf. Acesso em: 12 jan. 2013.
25
AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA (ANEEL); Agência Nacional de Águas (ANA). Resolução conjunta nº 003, de 10 de agosto de 2010. Estabelece as condições e os procedimentos a serem observados pelos concessionários e autorizados de geração de energia hidrelétrica para a instalação, operação e manutenção de estações hidrométricas visando ao monitoramento pluviométrico, limnimétrico, fluviométrico, sedimentométrico e de qualidade da água associado a aproveitamentos hidrelétricos, e dar outras providências. Disponível em: http://arquivos.ana.gov.br/infohidrologicas/cadastro/ResolucaoConjunta_n_003-2010.pdf. Acesso em: 09 jan. 2013.
ANA, Agência Nacional de Águas. Disponível em: http://www.ana.gov.br/prodes/prodes2012.asp 2013. Acesso em: 09 jan. 2013.
ANA, Agência Nacional de Águas. Disponível em: http://www.ana.gov.br/prodes/normativos.asp. Acesso em: 04 jan. 2013.
ANA, Agência Nacional de Águas. Disponível em: http://pnqa.ana.gov.br/Padres/enquadramento_introducao.aspx. Acesso em: 10 jan. 2013.
ANA, Agência Nacional de Águas. Disponível em: http://arquivos.ana.gov.br/institucional/sag/CobrancaUso/Cobranca/SituacaodaCobrancaemCBHsCompletoAte2012.pdf. Acesso em: 12 jan. 2013.
ANA, Agência Nacional de Águas. O enquadramento dos corpos d’água como instrumento de gestão dos recursos hídricos com ênfase no estabelecimento de metas progressivas e intermediárias. Disponível em: http://www.comitepcj.sp.gov.br/gapb/Apresentacao_GAPB_marcelo_costa_12-0509.pdf. Acesso em: 07 jan. 2013
CETESB. Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental. Disponível em: <http://www.cetesb.sp.gov.br/agua/praias/127-legislacao>. Acesso em: 05 jan. 2013.
MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE. Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). Resolução nº 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 as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências. Disponível em: http://www.mma.gov.br/port/CONAMA/res/res05/res35705.pdf. Acesso em: 15 jan. 2013.
26
MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE. Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). Resolução nº 397, de 17 de março de 2005. Altera o inciso II do § 4o e a Tabela X do § 5º, ambos do art. 34 da Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA no 357, de 2005, que dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes. Disponível em: http://www.mma.gov.br/port/CONAMA/legiabre.cfm?codlegi=563. Acesso em: 14 jan. 2013.
MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE. Conselho Nacional de Recursos Hídricos. Resolução nº 91, de 05 de novembro de 2008. Dispõe sobre procedimentos gerais para o enquadramento dos corpos de água superficiais e subterrâneos. Disponível em: http://pnqa.ana.gov.br/Publicao/RESOLU%C3%87%C3%83O%20CNRH%20n%C2%BA%2091.pdf. Acesso em: 10 jan. 2013.
MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE. Conselho Nacional de Recursos Hídricos. Resolução nº 17, de 29 de maio de 2009. Disponível em: http://www.riodoce.cbh.gov.br/_docs%5Cleis%5CCNRH_ConjuntodeNormasLegaisdeRecursosHidricos.pdf. Acesso em: 11 jan. 2013.
MINISTÉRIO DA SAÚDE. Portaria nº 2.914, de 12 de dezembro de 2011. Dispõe sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. Disponível em: http://bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/gm/2011/prt2914_12_12_2011.html. Acesso em: 13 jan. 2013.
PLANO NACIONAL DE RECURSOS HÍDRICOS. Diretrizes: Volume 3 / Ministério do Meio Ambiente, Secretaria de Recursos Hídricos. Brasília: MMA, 2006. Disponível em: http://www.mma.gov.br/estruturas/161/_publicacao/161_publicacao03032011025152.pdf. Acesso em: 08 jan.2013.
PLANO NACIONAL DE RECURSOS HÍDRICOS. Disponível em: http://www.paranaiba.cbh.gov.br/Apresentacoes/05aRO/PNRH_2025_Revisao_2010.pdf. Acesso em: 08 de jan. 2013.
PLANO NACIONAL DE RECURSOS HÍDRICOS. Programas nacionais e metas: Volume 4 / Ministério do Meio Ambiente, Secretaria de Recursos Hídricos. – Brasília: MMA, 2006. Disponível em:
27
http://www.mma.gov.br/estruturas/161/_publicacao/161_publicacao03032011025031.pdf. Acesso em 03 jan. 2013.
28
UNIDADE 2
BASES CONCEITUAIS PARA
MONITORAMENTO DE ÁGUAS
CONTINENTAIS.
1
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS............................................................................................
LISTA DE TABELAS...........................................................................................
1 CONCEITOS.....................................................................................................
1.1 Lagos e Reservatórios....................................................................................
1.1.1 Origem.......................................................................................................
1.1.2 Caracterização dos ecossistemas Lênticos.............................................
1.1.2.1 Morfométria de Ecossistemas Lênticos....................................................
1.1.2.2 Características Físicas de Ecossistemas Lênticos.................................
1.2 Rios................................................................................................................
1.2.1 Teorias Ecológicas de rios..........................................................................
1.2.2 Classificação de Rios..................................................................................
1.2.2.1 Tipos de Água.........................................................................................
1.2.2.2 Configuração Geral do Canal..................................................................
1.2.2.3 Tipos de Fluxo.........................................................................................
1.2.3 Classificação em Ordens............................................................................
1.2.4 Dimensões de Estudo................................................................................
2 INFLUÊNCIAS DE FATORES CLIMÁTICOS E METEOROLÓGICOS NA
QUALIDADE DA ÁGUA......................................................................................
3 INFLUÊNCIAS ANTRÓPICAS NA BACIA HIDROGRÁFICA E A
QUALIDADE DA ÁGUA.....................................................................................
RESUMO UNIDADE 2.........................................................................................
REFERÊNCIAS....................................................................................................
03
03
04
06
06
09
10
11
22
23
27
28
29
29
31
33
34
36
37
2
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Ecossistema Lêntico
Figura 2 – Ecossistema Lótico
Figura 3 – Esquema Mostrando A Penetração De Radiação Solar E Os Limites Da
Zona Fótica
Figura 4 - Esquema Mostrando A Estratificação Térmica Em Ambientes Lacustres.
Figura 5 – Mapa Do Estado De São Paulo Com A Localização Dos Reservatórios Do
Sistema Tietê/Paranáfigura
6 – Divisão Didática Dos Ecossistemas Lênticos
Figura 7 – Teoria Do Rcc (Teoria Do Rio Contínuo) E A Distribuição Espacial Dos
Organismos
Figura 8 – Conceito De Ordens De Curso De Água Proposto Por Strahler, Utilizando
Um Esquema De Rede Fluvial Hipotética
Figura 9 – Dimensões De Estudo Em Rios.
LISTA DE TABELA
Tabela 1 – Tipos De Canais Em Relação Aos Parâmetros Morfométricos.
3
1 CONCEITOS
Os ecossistemas aquáticos continentais abrigam uma grande diversidade de fauna e
flora. A rede hidrográfica brasileira apresenta um elevado grau de diversidade e alta
complexidade. É um grande conjunto de bacias e regiões hidrográficas com
características diferenciadas, o que torna favorável o desenvolvimento de uma biota
aquática altamente complexa. Estes ecossistemas aquáticos são responsáveis por
grande parte da biodiversidade brasileira.
Os ecossistemas límnicos ou limnociclo correspondem aos ecossistemas de água
doce, que são rios, riachos, lagos, lagoas, represas entre outros. O ramo da ciência
que estuda estes ecossistemas é conhecido como Limnologia, que também pode ser
definido como o estudo das relações funcionais e de produtividade das comunidades
de água doce e sua regulação pela dinâmica dos ambientes físico, químico e
biológico.
Os ecossistemas de água doce são divididos em ecossistemas lênticos e lóticos.
Para entendermos melhor estes ecossistemas, temos a seguir uma breve descrição.
Ecossistemas Lênticos: são ambientes aquáticos de água parada, como por
exemplo, lagoas, lagos, pântano, etc. É classificado como um importante distribuidor
de biodiversidade por apresentar ecótonos bem definidos (Figura 1).
Ecossistemas Lóticos: são ambientes aquáticos de água corrente, como por
exemplo rios, nascentes, ribeiras e riachos. Têm como principal característica o fluxo
hídrico, que influencia diretamente as variáveis físico-químicas da água e as
comunidades biológicas presentes (Figura 2).
As principais diferenças entre estes ecossistemas é que em rios e riachos a corrente
é um fator limitante e de controle muito mais importante do que em lagos. Outra
característica de ambientes lóticos é a intensa troca entre os ambientes terrestre e
aquático, gerando um ecossistema mais aberto com comunidades de metabolismo
4
heterotrófico e também a rara estratificação térmica e química em ambientes lóticos.
A tensão de oxigênio também tende a ser mais alta e mais uniforme em rios.
Figura 1 – Ecossistema Lêntico
Fonte: meioambiente.culturamix.com/natureza/ecosssistemas-lenticos (acesso em
10/01/2013)
5
Figura 2 – Ecossistema Lótico
Fonte: meioambiente.culturamix.com/natureza/ecosssistemas-loticos (acesso em
10/01/2013)
1.1 Lagos e Reservatórios
1.1.1 Origem
Lago é o nome comum dado a toda massa de água que se acumula de forma
natural em uma depressão topográfica totalmente cercada por terra. A origem dos
lagos é variável e depende da geomorfologia do terreno. Geologicamente, a maior
parte dos lagos da Terra é recente.
Alguns lagos possuem tamanhos impressionantes, porém são fenômenos de
pequena duração na escala do tempo geológico, por serem áreas onde domina o
processo de sedimentação que gradualmente os torna cada vez menores e mais
rasos.
6
Em geral, os lagos são formados quando a água dos rios encontra algum obstáculo
para continuar seu percurso normal e áreas com relevo deprimido acumulam estas
águas, dando origem a um lago. Desta forma, os lagos são geralmente alimentados
por rios, porém podem receber águas de precipitações e de degelo.
As características físicas e químicas dos lagos são influenciadas pela sua
geomorfologia e clima associados. A maioria dos lagos é formada por eventos
catastróficos, porém outros tipos de lagos podem evoluir de uma forma mais
gradual. A seguir temos a classificação dos lagos de acordo com sua origem
(Esteves, 1998):
Lagos Glaciares:
A maioria destes lagos surgiram há aproximadamente 10.500 anos e são
encontrados em regiões de alta latitude, especialmente em regiões temperadas.
São formados pelas irregularidades em terrenos compostos pelos sedimentos
transportados pelas geleiras, originando os chamados “Lagos de Caldeirão”. Estes
podem ser originados de duas maneiras:
a. Depressões em locais de antigas geleiras continentais que foram preenchidas
por água;
b. Blocos de gelo que desprenderam de geleiras e foram transportados de forma
a servirem de ponto de apoio para o acúmulo de sedimentos, aterrando-os
em muitos casos, o que acabou protegendo os blocos de gelo da insolação e
levando assim centenas de séculos para descongelarem. Ao se
descongelarem formaram bacias hidrográficas circulares e relativamente
profundas.
Lagos Tectônicos:
As bacias tectônicas são depressões formadas por movimentos das zonas mais
profundas da crosta terrestre. Os vários tipos de atividades tectônicas originaram
lagos grandes e profundos, os movimentos epirogenéticos formam lagos em
decorrência dos movimentos de elevamento e abaixamento da crosta terrestre (Ex.:
7
Lago Vitória e Kioga na África); já as falhas tectônicas formam lagos em decorrência
de movimentos tectônicos que causam a descontinuidade da crosta terrestre. Esses
lagos originaram-se no Terciário há cerca de 12 milhões de anos, sendo
considerados os lagos mais antigos da Terra (Ex.: Lagos Baikal na Rússia,
Tanganica na África e Badajós na Amazônia).
Lagos Vulcânicos:
Eventos relacionados com a atividade vulcânica podem gerar bacias de lagos.
Este tipo de lago pode ser formado de quatro maneiras distintas:
a. Lagos de Cratera formados no cone de vulcões extintos: possuem pequena
extensão, são profundos e de forma circular (Ex.: pequenos lagos na região
de Poços de Caldas, já extintos);
b. Lagos tipo “Maar” surgem de explosões gasosas subterrâneas e do
afundamento da superfície da região atingida, porém não há derramamento
de lava;
c. Lagos de Caldeiras: formados a partir de fortes erupções vulcânicas
ocasionando a destruição do cone central do vulcão, ficando apenas a
depressão central chamada de caldeira (Ex.: Lagos Crater nos EUA, Bolsena
na Itália e Toyako no Japão);
d. Lagos de Barragem vulcânica: formados quando vales preexistentes são
bloqueados pela lava solidificada (Ex.: Lagos Kivu e Bunyoni na África
Central).
Lagos Fluviais: são formados pela atividade de rios e podem ser classificados em
três tipos:
a. Lagos de Barragem: formados a partir do depósito de sedimentos carreados
ao longo do leito do rio principal, gerando uma elevação do seu leito e
consequentemente represando seus afluentes que são transformados em
lagos (Ex.: médio rio Doce e lagos de terra firme da Amazônia);
b. Lagos de Ferradura ou Meandros: geralmente os rios maduros que percorrem
planícies e que já atingiram o seu nível de base apresentam um curso
sinuoso, formando meandros. É comum encontrarmos grande quantidade de
lagos ao longo de rios meândricos, sendo eles formados pelo isolamento de
8
meandros de erosão e sedimentação das margens. É o tipo de lago
encontrado mais frequentemente no território brasileiro;
c. Lagos de Inundação: também conhecidos como baías no Pantanal e de lagos
de Várzea na Amazônia, em sua maioria surgem de depressões no terreno
que são inundadas periodicamente.
Lagoas Costeiras: normalmente resultam da formação de uma zona de deposição
de sedimentos ao longo da foz de um estuário, porém o escoamento do rio e as
correntes de maré são suficientes para evitar a separação completa entre o lago e o
mar, sendo assim, pode ser constituída por água doce, salgada ou salobra de
acordo com as marés. Um exemplo dessa formação é a Lagoinha do Leste, na
cidade de Florianópolis, SC/Brasil.
1.1.2 Caracterização dos ecossistemas Lênticos
Os ecossistemas lênticos são definidos como águas estacionárias, mas que podem
variar em função, por exemplo, da sazonalidade.
Estes sistemas não fazem parte da paisagem permanente da Terra, pois em escala
geológica eles são eventos de curta durabilidade, ou seja, surgem e desaparecem
ao longo do tempo. A qualidade da água destes ecossistemas varia em função dos
fenômenos naturais e da ação antrópica. O uso e ocupação do solo na bacia
hidrográfica é um dos fatores mais importantes que influenciam a qualidade de um
determinado corpo d’água.
As principais características de ecossistemas lênticos são a alta capacidade de
solubilização de compostos orgânicos, gradientes verticais, baixo teor de sais
dissolvidos, alta densidade e viscosidade da água, capacidade de sedimentação,
seiches internos, temperatura e radiação subaquática.
Os ecossistemas, de uma forma geral, são descritos por duas variáveis principais,
bióticas e abióticas. Os parâmetros bióticos descrevem as condições e a natureza
9
dos organismos, já os parâmetros abióticos incluem as características morfológicas,
físicas e químicas. Os parâmetros abióticos são sempre de grande importância na
formação das condições locais para a vida no ecossistema.
1.1.2.1 Morfometria de Ecossistemas Lênticos
A morfologia da bacia de um lago é em grande parte determinada pela sua origem.
O tempo de retenção hidráulica, definido como o tempo necessário para toda a água
do lago ser renovada, é uma medida importante na qualidade ecológica e na
detecção e efeitos de eventuais fontes poluidoras.
A morfometria dos corpos de água tem relação direta com o balanço de nutrientes, a
estabilidade térmica da coluna d’água, a produtividade biológica e os processos de
circulação e dispersão de organismos. A análise dos dados morfométricos também
possibilita a avaliação da qualidade de assimilação de impactos decorrentes da
entrada de efluentes, taxas de acumulação e padrões de dispersão de poluentes. As
características morfométricas e os valores derivados de seu estudo devem ser
utilizados como ferramentas para auxiliar a interpretação dos dados de
monitoramento dos corpos hídricos.
O conhecimento dos parâmetros morfométricos é de fundamental importância para
que se possa entender o funcionamento dos ecossistemas aquáticos, como por
exemplo, a área de superfície, que é um fator determinante para a profundidade da
termoclina; e o volume, que tem importância na estimativa da capacidade de suporte
da produção de peixes. Já a batimetria é a medição da profundidade e é expressa
cartograficamente por curvas batimétricas que unem pontos de mesma profundidade
com equidistâncias verticais, semelhante às curvas de nível topográficas. Neste
sentido, as cartas batimétricas são de grande relevância nos estudos sobre o
assoreamento. Sendo assim, podemos concluir que o estudo da morfometria de
ecossistemas lênticos é uma importante ferramenta para o manejo e monitoramento
destes ecossistemas.
10
1.1.2.2 Características Físicas de Ecossistemas Lênticos
Profundidade:
A morfologia de lagos e represas têm grande influência na qualidade de suas águas;
desta forma, sabemos que lagos rasos são mais suscetíveis a sofrerem processos
de eutrofização, enquanto que os mais profundos podem apresentar dificuldades
para a circulação vertical das massas de água. A medida da profundidade permite
uma melhor avaliação da dinâmica de circulação das massas de água e assim
também a obtenção de informações sobre as condições de oxigenação nas diversas
camadas do corpo hídrico.
Os lagos e represas brasileiras, em sua maioria, possuem baixas profundidades
relativas (que é a relação entre a profundidade máxima do lago ou represa e o seu
diâmetro médio) o que indica um ótimo potencial para misturas completas da massa
de água. Este padrão de circulação tem um efeito positivo na oxigenação do corpo
hídrico; por outro lado, pode provocar a ressuspensão de compostos presentes no
fundo que podem causar prejuízos à biota aquática.
Radiação Solar e Incidência de Luz
Da radiação solar que atinge a superfície dos lagos e represas, parte é refletida,
voltando para a atmosfera, e parte é absorvida. A quantidade de radiação refletida é
influenciada pelas condições da superfície da água e pelo ângulo de incidência da
radiação na superfície. A radiação solar, ao penetrar na coluna d’água, sofre
profundas alterações, tanto na sua intensidade como na sua qualidade.
Estas alterações dependem de vários fatores como, por exemplo, a quantidade de
material dissolvido e particulado em suspensão. A mudança de direção é a primeira
alteração sofrida, devido a refração provocada pela redução de velocidade da
radiação ao penetrar no meio líquido. Em seguida, parte da radiação é absorvida e
transformada em outras formas de energia (Ex.: energia química pela fotossíntese e
calorífica pelo aquecimento da água). Outra parte da radiação solar sofre dispersão
devido ao “choque” com partículas suspensas ou dissolvidas na água. Desta forma,
11
a absorção e a dispersão são os principais fatores de atenuação da radiação ao
longo da coluna d’água.
A parte de um corpo de água que recebe luz solar suficiente para que ocorra a
fotossíntese é chamada de zona eufótica (Figura 3). A profundidade da zona
eufótica é bastante variável e fortemente influenciada pela turbidez da água; começa
desde a interface água-atmosfera e vai até onde a intensidade da luz chega a 1% da
intensidade existente na superfície. A espessura da zona eufótica depende da
atenuação da intensidade luminosa na coluna d’água, podendo variar de poucos
centímetros em lagos eutrofizados a cerca de 200 metros em mar aberto.
Figura 3 – Esquema mostrando a penetração de radiação solar e os limites da zona fótica.
Fonte: www.dern.ufes.br/limnol/main.html (acesso: 12/01/2013)
Temperatura:
A temperatura é um fator abiótico crítico em lagos e reservatórios. Devido ao
elevado calor específico da água (1 cal/g/ºC), estes ecossistemas de águas
estacionárias apresentam resistência a mudanças bruscas da temperatura
atmosférica; desta forma a temperatura se torna um fator limitante para
determinadas espécies que não consigam manter seu ciclo de vida dentro das
condições de temperatura local.
12
A estratificação térmica é um fenômeno comum nos corpos de água, que consiste na
formação de camadas horizontais de água. Em lagos de regiões tropicais é comum
ocorrer estratificações e desestratificações diárias ou ainda estratificações durante a
primavera, verão e outono, com desestratificação durante o inverno.
Os lagos tropicais geralmente têm profundidade reduzida e a variação sazonal da
temperatura é pouco acentuada em relação à variação diária; assim a estratificação
diária culmina no final da tarde e a desestratificação é noturna. O processo de
desestratificação é facilitado pela pouca diferença de temperatura entre o epilímnio e
o hipolímnio. Este modelo pode ser alterado em regiões tropicais com maior
intensidade de vento.
No verão, período de maior pluviosidade, observam-se estratificações duradouras,
podendo durar toda estação. No inverno, os lagos mais profundos apresentam
desestratificação devido ao resfriamento do epilímnio, posteriormente do metalímnio
e finalmente toda coluna d’água apresenta-se homotérmica e desestratificada.
Nos lagos e lagoas o fenômeno de estratificação é comum; com base nessa
estratificação as camadas formadas possuem a seguinte classificação (Figura 4):
a. Epilímnio (eplimnion): é a camada superficial do corpo de água, possui menor
densidade;
b. Metalímnio (metalimnion): também conhecida como termoclina, é a zona de
transição entre a camada superficial (epilímnio) e a camada profunda
(hipolímnio), caracteriza-se por ser uma camada fina e de rápida variação de
temperatura em seu perfil vertical;
c. Hipolímnio (hypolimnion): é a camada mais profunda, caracteriza-se por ter
uma maior densidade.
Já em relação ao período de duração da estratificação, podemos classificar estes
corpos hídricos em:
a. Meromítico: quando nunca se verifica uma circulação vertical completa,
13
evidenciando camadas que permanecem isoladas durante o processo de
circulação;
b. Holomítico: quando na maior parte do tempo a massa de água não apresenta
estratificação térmica, ou seja, apresentam circulação completa (Tundisi,
Tundisi, 2008).
c. Monomítico: apresentam um período anual regular de circulação total que
ocorre em uma época do ano. Podem ser:
- Monomítico quente: lagos com circulação somente no inverno; neste lago a
temperatura nunca cai abaixo de 4°C e localizam-se em regiões subtropicais.
- Monomítico frio: lagos com circulação somente no verão, a temperatura da
água nunca ultrapassa a 4°C e estão localizados em regiões subpolares e em
altas montanhas de regiões temperadas.
d. Dimíticos: lagos com duas circulações por ano, uma no outono e outra na
primavera. Encontrados principalmente na Europa, América do Norte e parte
do Japão, de clima temperado.
e. Polimíticos: são lagos normalmente rasos e com grande extensão, em que
ocorrem circulações frequentes (diárias) devido ao resfriamento da camada
superficial da coluna d’água durante a noite e à pouca profundidade, que
facilita a sua homotermia.
Figura 4 - Esquema mostrando a estratificação térmica em ambientes lacustres.
Fonte: www.dern.ufes.br/limnol/main.html (acesso: 12/01/2013)
Operação do Reservatório
14
As principais bacias hidrográficas do Brasil foram reguladas pela construção de
reservatórios, os quais isoladamente ou em cascata constituem um importante
impacto qualitativo e quantitativo nos principais ecossistemas de águas interiores.
Os reservatórios de grande porte ou pequeno porte são utilizados para inúmeras
finalidades: hidroeletricidade, reserva de água para irrigação, reserva de água
potável, produção de biomassa (cultivo de peixes e pesca intensiva), transporte
(hidrovias) recreação e turismo. Inicialmente, a construção de hidrelétricas e a
reserva de água para diversos fins foram os principais propósitos. Nos últimos vinte
anos, os usos múltiplos desses sistemas diversificaram-se, ampliando a importância
econômica e social desses ecossistemas artificiais e, ao mesmo tempo, produzindo
e introduzindo novas complexidades no seu funcionamento e impactos.
A matriz de geração do Sistema Elétrico Brasileiro (SEB) é quase integralmente
hidrelétrica, isto é, 98% da capacidade de geração vem de usinas hidrelétricas. O
modo como essa matriz vem sendo construída, ao longo de décadas, obedece a
lógica determinada pela oferta de recursos naturais e pelo custo de produção. Como
se sabe, o preço da energia elétrica gerada a partir de fonte hídrica foi e segue
sendo menor.
A construção e operação de reservatórios têm como princípio fundamental o
desenvolvimento de reservas nos períodos de excesso hídrico para uso posterior
durante os períodos de escassez, além da própria elevação do nível da coluna
d’água, diretamente relacionado à energia acumulada e que pode ser aproveitada
durante a passagem de água pelas turbinas.
Em regiões semi-áridas, como por exemplo, o nordeste do Brasil, a construção de
reservatórios traz muitos benefícios, sendo uma das melhores medidas para se
combater as consequências negativas da condição ambiental local. Os principais
objetivos da implantação de reservatórios são os usos múltiplos, sendo o uso
prioritário o abastecimento para o consumo humano contribuindo para o
15
desenvolvimento de sua área de influência, garantindo a fixação do homem no
interior.
As regras para operação de reservatórios são diversas, porém todas indicam o
armazenamento ou descarga alvo que se pretende obter em determinados períodos
de tempo. As regras são tentativas de atender a requerimentos de vazão efluente e
demandas do sistema para aperfeiçoar determinados objetivos, sejam geração
hidrelétrica, conservação de água no reservatório ou manutenção da vazão à
jusante do mesmo.
Simplificando, operar um reservatório consiste em decidir a quantidade de água que
deve ser guardada e a quantidade que deve ser liberada. Em geral a operação dos
reservatórios baseia-se em serviços de meteorologia, monitoramento de
informações sobre os rios e o clima e conta com uma equipe técnica especializada.
Como método preventivo, antes do início do período chuvoso, o nível de água dos
reservatórios é reduzido, formando o volume de vazio ou volume de espera. Este
procedimento é realizado para que, caso as chuvas sejam muito intensas, o
reservatório possa armazenar grande parte desta água, sem aumento abrupto das
vazões de jusante, quando pertinente.
A decisão sobre a abertura das comportas só é tomada após uma criteriosa
avaliação das condições meteorológicas e do reservatório, e sempre baseada em
estudos e critérios estabelecidos pelo Operador Nacional do Sistema – ONS e pela
Agência Nacional de Águas – ANA. Para tomar esta decisão algumas questões
precisam ser levantadas pelos órgãos competentes como, por exemplo, os
responsáveis pela previsão de chuvas, a continuidade destas chuvas e o tempo de
duração, o volume de água que chega ao reservatório e o nível em que a água se
encontra neste; a previsão de água que ainda há para chegar, a capacidade de
armazenamento para recebê-la e guardá-la, se há população abaixo do reservatório
e/ou às margens destes. Aliado a este fato, pode-ser observar, sob esse ponto de
16
vista, a importância da outorga, ou seja, garantir uma reserva de água a montante e
a jusante do empreendimento hidroelétrico.
Uma das principais regras de operação no caso de reservatórios de armazenamento
é a divisão do armazenamento total em áreas diferentes que possuem regras de
descargas específicas. O armazenamento nestas áreas pode ser constante ao longo
do ano ou variar sazonalmente. Seguindo esta regra o reservatório fica
compartimentalizado em camadas ou zonas, sendo elas a zona de descargas livres
(camada mais superficial); a zona de controle de cheias (camada intermediária);
zona de conservação (camada intermediária logo abaixo da zona de controle de
cheias); volume morto (camada mais inferior) e zona de reserva para sedimentos (no
fundo do reservatório).
Variação de Nível
Como vimos anteriormente, a geração de energia no Brasil é predominantemente
hidrelétrica. Portanto, a quantidade de água armazenada nos reservatórios
representa o estoque de energia disponível e, em função disso, o nível médio dos
reservatórios é um dos parâmetros mais importantes na geração de energia no
Brasil.
Os níveis de um reservatório variam conforme a operação do mesmo. Cada
reservatório tem um regime próprio de operação em função do volume de água
disponível no curso represado. A variação do nível e vazão com a época do ano
(sazonalidade), bem como a necessidade do ajuste de descarga em função dos
excedentes armazenados em épocas de cheias e de complementação de descargas
em situações de estiagem, impõem oscilações no nível do reservatório e no fluxo a
jusante.
A variação de nível é um fator importante para as áreas alagáveis, as quais são
ambientes submetidos a pulsos de inundação que afetam a produtividade, a
sobrevivência da biota e a riqueza de espécies. Devido à variação de nível em
17
reservatórios e áreas alagáveis a maior parte da produtividade da biota advém direta
ou indiretamente das trocas laterais com a planície de inundação e não do
transporte rio abaixo de matéria orgânica. Esta variação também induz adaptações
da biota, que alternam entre a fase terrestre e a fase aquática. Geralmente uma
destas fases é catastrófica para os organismos, forçando-os, de maneira geral,
durante a fase favorável, recuperar as perdas que as populações sofreram durante a
fase desfavorável e garantir a sobrevivência de uma parte da população durante a
próxima fase desfavorável.
Tempo de Residência
O tempo de residência é definido como a relação entre o volume total dos
reservatórios e a vazão defluente, ou seja, é o tempo para que todo o volume de
água do reservatório seja substituído. Normalmente a vazão utilizada neste cálculo é
a vazão média de longo prazo, mas também pode ser utilizada a vazão média do
período de cheia ou do período de estiagem, em outras palavras, o tempo de
residência é o quociente entre o volume estocado no reservatório e sua taxa de
recarga.
De toda a água estocada nos continentes, cerca de ¾ formam as calotas polares e
as geleiras, porém essas reservas estão distantes das áreas de grande demanda e
o tempo de renovação é muito longo, cerca de 30 mil anos. Já as reservas
subterrâneas são mais acessíveis tanto tecnologicamente, quanto economicamente;
estas reservas fluem a velocidade da ordem de cm/dia, resultando em tempos de
residência que variam de alguns anos nos aquíferos rasos a várias dezenas e até
milhares de anos em aquíferos confinados e/ou muito profundos. O manancial
subterrâneo representa uma alternativa segura e barata de abastecimento, sendo
utilizada como uma forma complementar e estratégica.
O tempo de residência é uma variável importante para a compreensão da dinâmica
dos processos ocorridos em um sistema aquático, sendo uma ferramenta útil para o
estudo da qualidade da água. Esse parâmetro é conveniente para representar a
18
escala de tempo de processos físicos, e frequentemente a escala de tempo de
processos biogeoquímicos. Esta escala de tempo tem implicações para o destino de
substâncias introduzidas no ecossistema e para a produção primária.
Reservatórios em Cascata
Devido as condições favoráveis de desnível dos terrenos, várias bacias hidrográficas
brasileiras foram aproveitadas para a construção de reservatórios em sequência. A
série de barragens construídas em uma mesma bacia hidrográfica forma o que se
conhece como cascata de reservatórios, condição que modificou a fisiografia em
muitas bacias hidrográficas do país. Os reservatórios em cascata também podem
ser formados por sistemas de túneis e canais interligados, com a finalidade de
aumentar a captação de água e a produção de energia a partir de hidrelétricas.
Reservatórios em cascata como os construídos nos rios Tietê, Grande,
Paranapanema e São Francisco produzem efeitos e impactos cumulativos,
transformando inteiramente as condições biogeofísicas e ecológicas de todo o rio, e
também a situação econômica e social em suas margens.
Neste tipo de reservatório ocorre a diminuição dos poluentes ao longo do sistema;
os reservatórios em cascata têm a capacidade de reter parte dos poluentes e
nutrientes indesejáveis, melhorando a qualidade da água e reduzindo as
concentrações de sedimento ao longo do sistema.
Quando os reservatórios operam no modo cascata, a capacidade de geração e a
contribuição das usinas para a regularização do rio são potencializadas, sendo os
primeiros reservatórios do conjunto mais importantes por conta da sua maior
capacidade de reserva.
Como exemplo, podemos citar o estado de São Paulo, que possui reservatórios em
sistema do tipo cascata, com várias represas subsequentes, formando um conjunto
que recebe e acumula materiais orgânicos e inorgânicos provenientes dos sistemas
19
adjacentes. O sistema Tietê merece destaque e inclui os reservatórios de Barra
Bonita, Álvaro de Souza Lima (Bariri), Ibitinga, Mário Lopes Leão (Promissão), Nova
Avanhadava e Três irmãos que apresentam um importante papel social e econômico
devido a sua localização no centro de um grande sistema agrícola e industrial do
país.
Figura 5 – Mapa do Estado de São Paulo com a localização dos reservatórios do sistema
Tietê/Paraná
.
Fonte: http://www.ufscar.br/~probio/bioensaios.html (acesso em 11/02/2013).
Compartimentos
Como vimos anteriormente, os ecossistemas lênticos são corpos de água parada
que podem variar sazonalmente. Com o intuito de facilitar o entendimento e os
estudos neste ambiente, o mesmo foi dividido didaticamente em quatro regiões
20
distintas (Figura 5), sendo elas:
a. Região Litorânea : é constituída pela parte do ecossistema aquático que está
em contato direto com o ecossistema terrestre adjacente, sofrendo influência
direta do mesmo. Nesta região encontramos todos os níveis tróficos de um
ecossistema, ou seja, produtores primários (Ex.: macrófitas aquáticas),
consumidores e decompositores. É considerada uma região autosuficiente
dentro do ecossistema aquático.
b. Região Limnética ou Pelágica : esta região pode ser observada na maioria dos
ecossistemas aquáticos, sendo os principais constituintes da sua biota o
plâncton (bactérias, fitoplâncton e zooplâncton) e nécton (peixes);
c. Região Profunda ou Bêntica : sua principal característica é a ausência de
organismos fotoautotróficos, como consequência da falta de luz e por ser uma
região dependente da produção de matéria orgânica das regiões litorâneas e
limnéticas. A comunidade bentônica desta região é formada principalmente
por invertebrados aquáticos (Ex.: oligoquetas, crustáceos, moluscos e larvas
de insetos).
d. Região de Interface Água-Ar : devido à tensão superficial da água, esta região
é habitada por duas comunidades, o nêuston (constituído por organismos
microscópicos como bactérias, fungos e algas) e o plêuston (formado por
macrófitas aquáticas e animais, ex.: o aguapé, alface d’água, e vários
pequenos animais).
21
Figura 6 – Divisão didática dos ecossistemas lênticos.
Fonte: www.infoescola.com (acesso: 13/01/2013)
1.2 Rios
Já vimos que limnologia é o estudo das relações funcionais e da produtividade das
comunidades aquáticas e o efeitos dos fatores físicos, químicos e biológicos nesta
biota. Para tanto é necessário que se compreenda as respostas metabólicas dos
ecossistemas aquáticos a fim de compreender e gerenciar os efeitos das alterações
antrópicas e assim se obter uma melhor gestão destes recursos.
Nesse contexto, as relações entre os ecossistemas aquático e terrestre são de
notório conhecimento das comunidades científicas, portanto na ecologia de rios está
implícito o conceito de interdisciplinaridade, que é o encontro e a cooperação entre
duas ou mais disciplinas, cada uma trazendo seus conceitos, suas formas de definir
problemas e seus métodos de pesquisa.
22
1.2.1 Teorias Ecológicas de rios
Diversas teorias ecológicas aplicadas ao entendimento da estrutura e funcionamento
dos sistemas lóticos vêm sendo utilizadas em pesquisas voltadas ao estudo da
qualidade de água em bacias hidrográficas, entre elas estão:
Teoria do rio contínuo ou contínuo fluvial (River Continuum Concept - RCC):
Esta teoria, desenvolvida por Vannote et. al. (1980) considera que os rios são
sistemas que apresentam uma série de gradientes físicos formando um contínuo ao
longo de seus cursos, aos quais a comunidade biótica está associada; ou seja,
possuem um gradiente contínuo das condições ambientais. Baseado nesta teoria, os
sistemas lóticos possuem um gradiente de variáveis ecológicas da nascente à foz,
ocorrendo mudanças ao longo do rio na sua largura, volume de água, profundidade,
temperatura, quantidade e tipo de material suspenso transportado.
A teoria do contínuo fluvial descreve o rio como um gradiente espacial fluvial
utilizando alguns conceitos da dinâmica do funcionamento dos componentes físicos
de sistemas fluviais. Tem como objetivo prever o funcionamento biológico destes
sistemas, sugerindo que as características estruturais e funcionais das comunidades
devem se ajustar ao gradiente fluvial, estando condicionadas aos padrões de
entrada, transporte, utilização e armazenamento da matéria orgânica.
O sistema lótico é comparado a um gradiente, que da cabeceira à foz apresenta um
aumento gradual de tamanho, possui características distintas e pode ser classificado
em três grupos: rios de cabeceira, rios pequenos ou médios e grandes rios também
chamados de baixo curso. Abaixo descrevemos algumas dessas diferenças:
Rios de Cabeceira (cursos de ordem 1 a 3): altamente dependentes das
contribuições terrestres de matéria orgânica como folhas, com pouca ou nenhuma
produção fotossintética, com P/R < 1 (Produção/Respiração), principalmente devido
ao sombreamento dos rios, causado pela presença das copas das árvores.
23
Médio curso (ordem 4 a 6): região menos dependente da contribuição direta dos
ecossistemas terrestres e mais da produção por algas e plantas aquáticas, com
matéria orgânica oriunda das correntes à montante, sendo P>R.
Baixo curso (ordem maior que 6): grandes rios e estuários: tendem a ser turvos,
com grande carga de sedimento de todos os processos de montante e, apesar de
possuírem comunidades desenvolvidas de plâncton, a respiração excede a
produção, com razão P/R < 1.
De acordo com esta teoria a importância da matéria orgânica que entra na cabeceira
deve diminuir conforme o rio vai aumentando, sofrendo mudanças graduais e
passando de heterotrófico para autotrófico. Este modelo prevê que a matéria
orgânica que entra nos trechos de cabeceira e que não é processada no local deve
ser carreada rio abaixo e totalmente utilizada pelas comunidades ao longo do rio,
fazendo com que todo o sistema permaneça em equilíbrio. A figura 7 demonstra um
exemplo hipotético da aplicação da teoria do RCC e a distribuição espacial dos
organismos.
24
Figura 7 – Teoria do RCC (Teoria do rio contínuo) e a distribuição espacial dos organismos.
Fonte:
http://science.kennesaw.edu/~jdirnber/limno/LecStream/LecStreamEcologyBioEco.html
(acesso em 29/01/2013).
Teoria da Descontinuidade Serial:
Esta teoria, descrita por Ward & Stanford em 1983 considera alterações no contínuo
fluvial (RCC) provocadas por fatores naturais ou antrópicos, alegando que
represamentos, alagamentos, charcos, queda d’água (cachoeira) ou fontes de
poluição, como entrada de esgoto, rompem o gradiente proposto pela teoria do
contínuo em relação às condições ambientais, produzindo mudanças longitudinais e
determinando novos comportamentos em trechos específicos dos rios, originando
novos gradientes.
A teoria da descontinuidade serial pode ser aplicada a bacias hidrográficas
impactadas e, de acordo com ela, uma interferência no ambiente produz alterações
25
longitudinais nos processos bióticos e abióticos, considerando que a direção de
mudança (montante ou jusante) depende da posição do impacto. Outros fatores de
grande importância são a construção de barragens, desvios, canalizações, etc., que
interrompem o contínuo de um rio, alterando sua composição físico-química,
modificando sua estrutura e o funcionamento do sistema, resultando na perda de
heterogeneidade espacial e temporal do curso d’água.
Teoria do Pulso de Inundação:
Esta teoria proposta por Junk et al. (1989) propõe que interações laterais entre o
canal e as planícies de inundação condicionam a estrutura e o funcionamento
desses sistemas. Essa proposta é voltada especialmente para as regiões do baixo
curso de grandes rios ou em rios de planície, como ocorre, por exemplo, na região
do Pantanal. Assim, o funcionamento desse tipo de sistema depende de pulsos de
inundação e não de processos contínuos longitudinais, como descrito na teoria do
rio contínuo.
O pulso de inundação constitui a principal força responsável pela existência,
produtividade e interações da maior parte da biota em sistemas lóticos de planícies
de inundação. O conjunto de características geomorfológicas e hidrológicas da bacia
produz os pulsos de inundação. As trocas laterais entre a planície de inundação e o
canal do rio e a ciclagem de nutrientes que ocorre entre essas regiões têm um maior
impacto direto sobre a biota do que o ciclo interno de nutrientes, sendo que o
principal efeito do pulso de inundação sobre os organismos é hidrológico. Esta teoria
é particularmente útil em muitos ecossistemas tropicais.
Teoria do Domínio de Processos:
Esta teoria proposta por Montgomery (1999) é uma alternativa à teoria do contínuo
fluvial (RCC) uma vez que considera a influência dos processos geomorfológicos na
variação espacial e temporal que existe nos ecossistemas aquáticos. Baseia-se na
importância destas condições locais e nos distúrbios da paisagem, sendo aplicável
em bacias hidrográficas localizadas em regiões com relevo íngreme, clima variável e
26
geologia complexa. O clima, a geologia e a topografia são fatores importantes que
determinam a formação dos sistemas, influenciando os processos que possam vir a
ocorrer.
Teoria da Imparidade com o Descontínuo Fluvial:
Segundo Poole (2002) esta teoria baseia-se no fato de que os rios são sistemas
ímpares, ou seja, únicos em estrutura e função na escala da bacia hidrográfica. Uma
bacia é formada por manchas que são características de cada segmento (como
vegetação, sedimentos, fluxo, solo, etc.), e a dinâmica dessas manchas ao longo do
sistema é que caracteriza o rio. Os tributários, além das barragens e outros
empreendimentos, são fatores de interferência no gradiente longitudinal do rio e,
dessa forma, cada bacia possui seu próprio mosaico de manchas denominadas de
meta estrutura. Assim, um rio nunca seria um contínuo fluvial, pois as manchas se
comportam de modo bastante desigual no contexto.
Os estudos em ecossistemas lóticos têm como objetivos entender os processos que
regem o movimento e as transformações de energia e materiais dentro dos
diferentes sistemas. As teorias ecológicas visam construir uma estrutura sintética
para descrever o ambiente lótico da nascente à foz, além de ajustar as variações
entre áreas com diferentes características. No entanto, retratar a realidade de um rio
é difícil, talvez uma generalização dessas teorias seja uma desvantagem quando
aplicada a situações específicas. Apesar disso, as teorias ecológicas devem ser
consideradas porque são conceitos estruturais úteis para descrever ecologicamente
como funcionam as variáveis ao longo do ecossistema lótico.
1.2.2 Classificação de Rios
Os rios são cursos naturais de água que se deslocam de um ponto mais alto
(nascente) até atingirem a foz que pode ser no mar, lago, pântano ou outro rio. Os
cursos de água podem ser classificados de acordo com a frequência com que a
água ocupa as drenagens, sendo eles:
27
Perenes: são rios que contêm água todo o tempo, ou seja, durante o ano inteiro,
sendo alimentados pelo escoamento superficial e subsuperficial. O escoamento
subsuperficial proporciona a alimentação contínua, fazendo com que o nível do
lençol subterrâneo nunca fique abaixo do nível do canal. A maioria dos rios do
mundo são classificados como perenes.
Intermitentes ou Temporários: são os rios formados pela água da estação chuvosa
. No período de estiagem estes rios desaparecem temporariamente, porque o lençol
freático se torna mais baixo que o nível do canal, cessando sua alimentação. Estes
rios são alimentados superficial e subsuperficialmente. Alguns rios da região do
nordeste brasileiro, por exemplo, são intermitentes.
Efêmeros: são rios que se formam apenas por ocasião das chuvas, sendo
alimentados exclusivamente pela água do escoamento superficial, pois estão acima
do lençol freático. Ocorrem geralmente em climas áridos como regiões de deserto.
1.2.2.1 Tipos de Água:
O pesquisador alemão Harold Sioli publicou em 1950 o histórico trabalho sobre os
diferentes tipos de águas da região amazônica, identificando a estreita relação entre
a química e a biologia das águas amazônicas com a geologia e a mineralogia da
região. Os três grupos de rios identificados por SIOLI (1950) foram:
1. Rios de Água Brancas (Barrentas) - transportam grandes quantidades de sólidos
suspensos, como magnésio e cálcio, dando-lhe uma aparência lamacenta, muito
turva e como baixa visibilidade. São rios que drenam regiões geológicas recentes
como os Andes, e podem fornecer grande quantidade de material através de
processos erosivos (ex.: Solimões, Madeira e Branco)
2. Rios de Águas Claras – possuem pequenas quantidades de material suspenso e,
em consequência, pobres em nutrientes e com aspecto cristalino. São rios que
têm suas origens em regiões geologicamente antigas (ex.: Tapajós, Xingu e na
bacia do rio Itanhaém o rio Mambu em seu alto curso, onde percorre terrenos
pré-cambrianos).
3. Rios de Águas Negras - rios que originam-se em regiões planas, antigas e com
28
solos arenosos e vegetação do tipo campina. A cor negra que caracteriza as
águas se deve à ocorrência de um processo de decomposição incompleto que dá
origem a substâncias húmicas (ex.: Negro e Caruru na Amazônia e rios Preto e
Aguapeú na bacia do rio Itanhaém).
1.2.2.2 Configuração Geral do Canal
Do ponto de vista geológico, a morfologia dos canais é o principal atributo para
classificação de rios. A morfologia dos canais fluviais é controlada por uma série de
fatores com relações bastante complexas. Em relação aos parâmetros
morfométricos, os canais fluviais são classificados em retilíneo, meandrante,
entrelaçado e anastomosado (Tabela 1). Estes padrões podem ser caracterizados
em função de parâmetros morfométricos dos canais, como sinuosidade, grau de
entrelaçamento e relação entre largura e profundidade.
Tabela 1 – Tipos de Canais em relação aos parâmetros morfométricos.
Tipo MorfologiaRetilíneo Canais simples com barras longitudinaisEntrelaçado Dois ou mais canais com barras e pequenas ilhasMeandrante Canais simplesAnastomosado Dois ou mais canais com ilhas largas e estáveis.
1.2.2.3 Tipos de Fluxo
Os rios também podem ser classificados de acordo com o tipo de fluxo de água em
seus canais. Existem dois principais tipos de fluxo, são eles:
Fluxo Laminar: as camadas de água fluem retas ou levemente paralelas, sem
ocorrer difusão ou mistura;
Fluxo Turbulento: as camadas de água são mutáveis no sentido transversal e
longitudinal ocorrendo difusão e mistura constante das camadas.
Os fatores que determinam se o fluxo será laminar ou turbulento são a velocidade do
fluxo, a geometria do canal (especialmente a profundidade), a viscosidade
29
(resistência de um fluído em escoar), a densidade do fluído e a rugosidade do leito
do canal. O fluxo laminar raramente ocorre em águas superficiais.
Ainda é possível classificar os rios com fluxo turbulento em:
Turbulento Corrente: é o tipo de fluxo mais comum nos canais fluviais;
Turbulento Encachoeirado: possui trechos de velocidades mais elevadas,
cachoeiras e corredeiras. Resulta do aumento acentuado da velocidade e redução
significativa da profundidade do canal.
1.2.3 Classificação em Ordens
Os sistemas fluviais, quando vistos de cima, revelam um padrão tipo árvore, com
vários pequenos cursos de água desaguando em rios mais largos e em menor
número e posteriormente em rios de maiores dimensões. Vários sistemas têm sido
desenvolvidos para classificar os diferentes níveis de cursos de água.
Na classificação proposta por Horton (1945) os canais de primeira ordem não
possuem tributários, os canais de segunda ordem têm afluentes de primeira ordem,
os canais de terceira ordem recebem afluentes de canais de segunda ordem e
podem receber diretamente canais de primeira ordem e assim por diante. Nesta
classificação a maior ordem é atribuída ao rio principal, valendo esta designação em
todo o seu comprimento.
Já na classificação de Horton modificada por Strahler em 1957, a cada nível de
curso de água é atribuído um número de ordem. Cursos de água de ordem 1 são os
menores e situados mais a montante. Dois cursos de água de ordem 1 combinam
para formação de um curso de água de ordem 2. O curso de água de ordem 3
resulta da confluência de dois cursos de água de ordem 2 (Figura 8). Cada curso de
água de ordem mais alta é formado pela confluência de dois cursos de água de
ordem inferior e as bacias hidrográficas de cursos de água de ordem mais baixa
estão incluídas nas bacias de cursos de água de ordem mais alta. Em geral, os
cursos de água ficam mais largos e mais longos quanto mais alto for o número de
ordem.
30
Vale ressaltar que o conceito de ordens de rio foi utilizado por Vannote (1980)
para propor a teoria do rio contínuo (RCC).
Figura 8 – Conceito de ordens de curso de água proposto por Strahler, utilizando um
esquema de rede fluvial hipotética.
Fonte: State University of New York College of Environmental Science and Forestry, 2010.
1.2.4 Dimensões de Estudo
Os rios podem ser considerados sistemas abertos com uma estrutura tridimensional
(longitudinal, lateral e vertical), caracterizados pelos processos hidrológicos e
geomorfológicos altamente dinâmicos, frente às mudanças climáticas e temporais.
Além destas três dimensões, podemos acrescentar as dimensões temporal e
conceitual. A dimensão temporal é de suma importância, visto que a morfologia do
canal e as comunidades aquáticas podem alterar-se naturalmente ao longo do
tempo e também em decorrência de mudanças abruptas de origem antrópica como,
por exemplo, o represamento e o lançamento de efluentes urbanos. Já a dimensão
conceitual diz respeito a questões filosóficas, políticas e práticas, levando questões
31
a respeito de como avaliar, o que conservar e quais as prioridades na conservação.
“Os rios são os sistemas mais característicos das águas epicontinentais e seus
organismos habitam o que é, essencialmente, um sistema de transporte” (Margalef,
1991). Para estudo e conhecimento do funcionamento desse tipo de sistema, alguns
autores, dentre eles Petts (1992) propuseram uma divisão em quatro dimensões nas
quais os sistemas fluviais estão submetidos e interagem (Figura 9). São eles:
a. Longitudinal: onde ocorrem interações entre a cabeceira do rio e seus
afluentes com o rio principal;
b. Transversa ou Lateral: entre o canal do rio e sua área de várzea;
c. Vertical: entre o canal do rio e o lençol freático;
d. Temporal: esta dimensão provém da escala de tempo, que depende do
organismo de interesse e também do fenômeno a ser investigado, que pode
variar desde o tempo necessário para provocar uma resposta comportamental
ao tempo necessário para uma possível evolução. Esta escala é importante
para compreendermos a estrutura e dinâmica das comunidades como
também os impactos dos possíveis distúrbios.
Figura 9 – Dimensões de estudo em rios.
Fonte: www.aquatic.uoguelph.ca/rivers/chintro.htm (acesso em 29/01/2013)
32
2 INFLUÊNCIAS DE FATORES CLIMÁTICOS E METEOROLÓGICOS NA
QUALIDADE DA ÁGUA
O conhecimento dos fatores que influenciam a qualidade da água é de grande
importância para o gerenciamento e estudos de ambientes aquáticos. Os fatores
climatológicos afetam a produtividade primária dos ecossistemas aquáticos,
fundamental para a manutenção das cadeias alimentares, e têm grande influência
no ciclo hidrológico, principalmente os fenômenos de evaporação e precipitação, que
são os principais elementos responsáveis pela contínua circulação da água, sendo
que a radiação solar fornece a energia necessária para todo o ciclo hidrológico.
Dentre os diversos fatores climáticos, a radiação solar é o que apresenta maior
importância, sendo o responsável pela distribuição de calor na massa de água,
participando também dos processos de evaporação e nos processos de
estratificação e desestratificação térmica. A precipitação total tem forte influência
sobre a dinâmica destes ambientes, pois ocasiona um aporte de nutrientes e
material particulado, alterando as características físicas e químicas da água. A
pluviosidade pode provocar alterações sazonais na qualidade da água, por exemplo,
quanto mais intensa a chuva, mais material particulado e quantidade de nutrientes
serão carreados das áreas adjacentes para dentro dos rios; isto pode ocasionar uma
alteração em ambientes oligotróficos, aumentando a disponibilidade de nutrientes
para os organismos produtores primários.
33
3 INFLUÊNCIAS ANTRÓPICAS NA BACIA HIDROGRÁFICA E A QUALIDADE DA
ÁGUA
A atividade antrópica vêm provocando alterações e impactos no ambiente há muito
tempo, existindo uma crescente necessidade de se apresentar soluções e
estratégias que minimizem e revertam os efeitos da degradação ambiental e do
esgotamento do recursos naturais que se observam cada vez com mais frequência.
A ocupação e o uso dos solos decorrentes de atividades humanas alteram
sensivelmente os processos biológicos, físicos e químicos dos sistemas naturais.
Essas alterações ocorridas em uma bacia hidrográfica podem ser avaliadas através
do monitoramento da qualidade das águas superficiais, uma vez que os rios
recebem efluentes domésticos, industriais e águas oriundas da drenagem de áreas
de agropecuária.
Nos centros urbanos, a falta de um sistema de esgotamento sanitário contribui para
que parte dos dejetos chegue aos rios e reservatórios. Já nas áreas agrícolas, o uso
indiscriminado de fertilizantes e pesticidas são os maiores causadores de problemas
com poluição dos corpos de água.
Os ecossistemas aquáticos vêm sofrendo alterações resultantes dos impactos
causados por mineradoras, lançamentos de efluentes domésticos e industriais não
tratados, exploração de recursos pesqueiros, introdução de espécies exóticas,
desmatamento, uso inadequado do solo, entre outros. Os rios recebem materiais,
sedimentos e poluentes de toda sua bacia de drenagem, refletindo o uso dos solos
nas áreas vizinhas.
Os processos de degradação resultantes das atividades humanas nas bacias
hidrográficas podem causar o assoreamento e a homogeneização do leito dos rios e
córregos, diminuindo a diversidade de habitats e microhabitats, além da eutrofização
artificial (que é o enriquecimento por aumento nas concentrações de fósforo e
34
nitrogênio e consequente perda da qualidade ambiental).
As bacias hidrográficas são unidades fundamentais para o planejamento do uso e
conservação ambiental e mostram-se vulneráveis às atividades antrópicas que
podem originar impactos negativos ao meio ambiente. Não é por acaso que ela é
considerada a unidade de planejamento e atuação do sistema nacional de
gerenciamento dos recursos hídricos, conforme descrito nos fundamentos da lei
9433/97.
35
RESUMO UNIDADE 2
Nesta unidade você estudou as bases conceituais para o monitoramento de águas
continentais e aprendemos a reconhecer e identificar as características limnológicas
principais de rios e reservatórios e as principais diferenças entre eles. Vimos que os
ambientes aquáticos continentais são de grande importância, pois abrigam uma
grande biodiversidade (flora e fauna), sendo as bacias hidrográficas as grandes
responsáveis por toda esta biodiversidade.
Identificamos os compartimentos presentes em lagos e reservatórios e descrevemos
as características dos ecossistemas lênticos e lóticos de acordo com suas
propriedades morfométricas, físicas e dinâmica da operação (no caso de
reservatórios).
Estudamos os lagos e reservatórios e suas diversas origens (glacial, tectônica,
vulcânica, fluvial, lagoas costeiras, entre outras), suas características físicas como
profundidade, radiação solar, temperatura, etc. Foi abordada a classificação didática
de compartimentos em lagos e reservatórios, sendo elas: a região litorânea, a
limnética, a profunda e a de interface água-ar.
Estudamos as teorias ecológicas dos rios e como estas podem auxiliar a
compreensão dos diversos tipos de estudos realizados em ambientes lóticos e suas
bacias hidrográficas. Agora somos capazes de identificar os tipos de rios de acordo
com o fornecimento e tipo de água, a sua configuração e tipos de fluxos, sendo
capazes de classificá-los em ordens e identificar a influência de fatores climáticos,
meteorológicos e antrópicos na qualidade de água.
36
REFERÊNCIAS
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39
UNIDADE 3
VARIÁVEIS E PARÂMETROS DE
QUALIDADE DE ÁGUA EM RIOS E
RESERVATÓRIOS
1
Sumário1. Variáveis Físico-Químicas...................................................................................................3
1.1 Oxigênio Dissolvido......................................................................................................41.2 Salinidade ....................................................................................................................51.3 Turbidez........................................................................................................................71.4 Condutividade elétrica..................................................................................................81.5 Demanda Bioquímica do Oxigênio (DBO)....................................................................81.6 Demanda Química do Oxigênio....................................................................................91.7 Temperatura..................................................................................................................91.8 Potencial Hidrogeniônico (pH)....................................................................................101.9 Sólidos (totais, dissolvidos e sólidos em suspensão)..................................................101.10 Série Nitrogenada ....................................................................................................111.11 Fósforo .....................................................................................................................121.12 Alcalinidade Total......................................................................................................131.13 Cloreto Total..............................................................................................................141.14 Transparência da água.............................................................................................141.15 Carbono Orgânico Total............................................................................................15
2. Variáveis Biológicas..........................................................................................................162.1 Clorofila a...................................................................................................................162.2 Coliformes Totais e Termotolerantes...........................................................................172.3 Fitoplâncton, Perifiton, Zooplâncton e Macroinvertebrados Bentônicos.....................182.4 Ictiofauna....................................................................................................................22
3. Poluentes Específicos.......................................................................................................233.1 Cianotoxinas...............................................................................................................233.2 Pesticidas, Herbicidas e demais Agrotóxicos..............................................................253.3 Metais Pesados..........................................................................................................263.4 Óleos e Graxas...........................................................................................................27
Referências ..........................................................................................................................28
2
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Gráfico mostra a variação da solubilidade do oxigênio de acordo com a variação da temperatura.
Figura 2 – Fontes e processos de perda do oxigênio dissolvido na água.
Figura 3 – Disco de Secchi
Figura 4 – Representantes do fitoplâncton.
Figura 5 – Representantes da comunidade zooplanctônica.
Figura 6– Representantes dos macroinvertebrados bentônicos.
Figura 7 – Floração De Cianobactéria.
3
1. VARIÁVEIS FÍSICO-QUÍMICAS
O monitoramento limnológico estuda a qualidade da água de ecossistemas
aquáticos continentais, incluindo rios e lagos. Os estudos de parâmetros
físico-químicos da água são de grande importância para o conhecimento do
ambiente e identificação dos padrões de variação das condições ambientais, tanto
dentro dos rios e reservatórios como em seu entorno, e têm implicações nas
características limnológicas como um todo.
Sabemos que a água é um recurso natural com características peculiares e
que possui diferentes atribuições, como o consumo direto, matéria-prima e
constituinte do ecossistema. Essas múltiplas funções dão à água um valor
econômico, exigindo assim, normatização e fiscalização do seu uso e qualidade. A
seguir estudaremos as principais variáveis físicas e químicas da água.
1.1 Oxigênio Dissolvido
O oxigênio (O2), dentre os gases dissolvidos na água, é um dos mais importantes na
dinâmica e na caracterização de ecossistemas aquáticos. É um componente
essencial para o metabolismo dos organismos aeróbios presentes nos corpos
hídricos, sendo indispensável para o equilíbrio das comunidades aquáticas.
A solubilidade do oxigênio na água depende de dois fatores principais: a
temperatura e a pressão. Exemplificando, quando ocorre elevação da temperatura e
diminuição da pressão, ocorre consequentemente a redução e a solubilidade do
oxigênio na água. Desta forma, para se obter a saturação do oxigênio (expressa em
porcentagem) deve-se sempre relacionar os teores absolutos de oxigênio com a
temperatura e a pressão atmosférica (Figura 1).
4
As principais fontes de oxigênio para o corpo hídrico são a atmosfera, através
da interface atmosfera-água, e a fotossíntese, que é a produção e liberação do
oxigênio pelos organismos fitoplanctônicos e plantas aquáticas. O oxigênio
dissolvido pode sofrer perdas através de diversos processos como a elevação da
temperatura da água, consumo pela decomposição da matéria orgânica (oxidação),
perdas para a atmosfera, respiração de organismos aquáticos e a oxidação de íons
metálicos (Figura 2).
Figura 1 – Gráfico mostra a variação da solubilidade do oxigênio de acordo com a variação da temperatura.
Fonte: http://qnint.sbq.org.br (acesso em 17/01/2013)
Figura 2 – Fontes e processos de perda do oxigênio dissolvido na água.
Fonte: http://qnint.sbq.org.br (acesso em 17/01/2013)
5
Para determinarmos a concentração de oxigênio dissolvido nos corpos hídricos
- em mg/L por exemplo - são utilizados métodos de medição como o volumétrico ou
o potenciométrico, e a escolha por um destes depende de fatores que interferem na
medição deste parâmetro na água e também da precisão desejada pelo
pesquisador. Também existem equipamentos que fazem a medição da concentração
de oxigênio dissolvido diretamente na água.
1.2 Salinidade
A salinidade é a medida de quantidade de sais existentes nas massas de água. O
conceito mais simples de salinidade é a razão entre a quantidade total de íons
dissolvidos e a massa de água que lhe serve de solvente. Este parâmetro é de
grande importância para a caracterização das massas de água, já que determina
diversas propriedades físico-químicas, entre elas a densidade da água, o tipo de
fauna e flora e os potenciais usos da água.
Os íons sódio, potássio, cálcio, magnésio, cloro, sulfato e bicarbonato são os
maiores contribuintes para a salinidade da água, exercendo um importante papel
nos movimentos e na mistura das massas de água, devido ao seu efeito na
densidade. Estes sais dissolvidos também condicionam a fisiologia dos organismos.
Os métodos de detecção da salinidade são o método salinômetro indutivo, eletrodos
e refratômetros.
Sódio (Na+)
As concentrações de sódio em corpos de água variam consideravelmente de
acordo com as condições geológicas locais e das descargas de efluentes. Uma das
suas principais funções é atuar na troca e no transporte de outros íons para os
meios intra e extracelular.
Potássio (K+)
O potássio é um elemento essencial tanto a nutrição da flora quanto a
nutrição humana. Ocorre em águas subterrâneas, sendo resultado da dissolução
6
mineral de material vegetal em decomposição e do escoamento oriundo da
agricultura. Assim como o sódio, sua principal função é atuar no equilíbrio de outros
íons durante o metabolismo celular.
Cálcio (Ca+2)
Este íon encontra-se combinado em duas formas principais: o carbonato
(CaCO3) e o bicarbonato de cálcio (Ca(HCO3)2. A presença do cálcio nos corpos
hídricos resulta do seu contato com depósitos de calcita, dolomita e gipsita, sua
solubilidade é controlada pelo pH e gás carbônico (CO2) dissolvido. É essencial para
o crescimento de algas, macrófitas aquáticas e muitos animais, principalmente os
moluscos. Interfere em um dos principais fatores físico-químicos do meio aquático, o
potencial hidrogeniônico (pH).
Magnésio (MG+2)
O magnésio presente na massa de água é oriundo dos minerais magnetita e
dolomita. Sua maior importância é a participação na formação da molécula de
clorofila e, além disto, faz parte de diversos processos metabólicos celulares como,
por exemplo, o metabolismo do nitrogênio.
Sulfato (SO4-)
O enxofre pode ser encontrado nos ecossistemas aquáticos em diversas
formas, porém, dentre todas, a do íon sulfato e o gás sulfídrico são as mais
frequentes, sendo o íon sulfato o de maior importância na produtividade do
ecossistema por ser a principal fonte de enxofre para os produtores primários. Suas
principais fontes são decomposição de rochas, chuvas e agricultura (pela aplicação
de adubos contendo enxofre que posteriormente é carreado aos cursos de água).
Cloreto (Cl-)
O cloreto é um dos principais sais inorgânicos presentes na água e sua
concentração é maior em águas residuais do que em água bruta. Em águas
7
superficiais a principal fonte de cloreto são as descargas de esgotos sanitários; por
isto, durante algum tempo, foi utilizado como indicador da contaminação,
associando-se a elevação das concentrações de cloreto de um rio com o
lançamento de esgotos sanitários.
1.3 Turbidez
A turbidez é uma característica física da água decorrente da presença de
substâncias em suspensão na coluna d’água, ou seja, é uma expressão da
propriedade óptica que faz com que a luz seja espalhada ou absorvida e não
transmitida em linha reta através da amostra. É a medida de redução da
transparência.
A turbidez na água é causada por materiais em suspensão, como por
exemplo, argila, silte, matéria orgânica e inorgânica finamente dividida, compostos
orgânicos solúveis coloridos, plâncton e outros organismos microscópicos. O
tamanho das partículas em suspensão varia dependendo do grau de turbulência do
ambiente. A presença destas partículas provoca a dispersão e absorção da luz,
deixando a água com aparência turva. A transparência de um corpo d’água natural é
um dos principais determinantes da sua condição e produtividade.
1.4 Condutividade elétrica
A condutividade elétrica refere-se à capacidade de uma solução aquosa para
conduzir uma corrente elétrica. Considerando-se que esta propriedade depende da
concentração de íons, quanto maior a concentração iônica, maior será a capacidade
da solução de conduzir a corrente elétrica e vice-versa.
A condutividade é medida por um equipamento chamado condutivímetro e é
expressa em µScm-1 ou mScm-1. Sua aplicação prática é a indicação do grau de
mineralização da água e indicação rápida de variações nas concentrações de
minerais dissolvidos.
1.5 Demanda Bioquímica do Oxigênio (DBO)
A demanda bioquímica do oxigênio é a quantidade de oxigênio necessária para
oxidar a matéria orgânica para uma forma inorgânica estável. É um parâmetro
8
utilizado para identificar a presença de matéria orgânica na água, é expresso em
mg.L-1.
A DBO é um bioensaio que indica o consumo de oxigênio por organismos
vivos (principalmente micro-organismos) enquanto utilizam a matéria orgânica, em
condições similares às encontradas na natureza. É considerada como a quantidade
de oxigênio consumido durante um determinado período de tempo (padronizado em
5 dias) em uma temperatura de incubação específica (20°C).
Os maiores aumentos da DBO em corpos d’água frequentemente estão
associados a despejos de origem principalmente orgânica. O aumento do teor de
matéria orgânica num corpo hídrico pode levar ao completo esgotamento do
oxigênio na água, causando o desaparecimento de peixes e outras formas de vida.
1.6 Demanda Química do Oxigênio
A demanda química do oxigênio (DQO) é a quantidade de oxigênio consumido na
oxidação química da matéria orgânica existente na água, medida através de testes
específicos. Não apresenta necessariamente correlação com a DBO, porém assim
como ela é expressa em mg.L-1.
A DQO é uma medida indireta da matéria orgânica presente na amostra; para
se obter a DQO é medida a oxidação da matéria orgânica através de fortes
oxidantes como o dicromato de potássio (K2Cr2O7) em meio ácido (H2SO4). Este
teste mede a quantidade de dicromato (oxidante) consumido durante a degradação
da matéria orgânica; assim quanto maior o consumo do oxidante, maiores são os
níveis de matéria orgânica no ambiente. Os principais métodos para se medir a DQO
são os de refluxo aberto, refluxo fechado tintimétrico e refluxo fechado colorimétrico.
A medida de DQO geralmente é utilizada como indicador do grau de poluição
de um corpo de água por água residuária.
1.7 Temperatura
A temperatura da água é resultado da radiação solar incidente sobre a água. Exerce
grande influência nas atividades biológicas e no crescimento dos organismos;
também determina os tipos de organismos que habitam o local, uma vez que estes
têm uma faixa preferida de temperatura para se desenvolverem. Se este limite for
9
ultrapassado, tanto para mais quanto para menos, os organismos são impactados e
espécies mais sensíveis podem até mesmo ser extintas do local.
A temperatura influencia a química da água; como vimos anteriormente,
corpos de água fria tem maior capacidade de reter o oxigênio dissolvido do que a
água quente. A temperatura também é a principal responsável por uma das
características físicas da água: a densidade. As diferenças de temperatura geram
camadas d’água com diferentes densidades, formando uma barreira física que
impede que se misturem, e quando a energia do vento não é suficiente para
misturá-las, o calor não se distribui uniformemente na coluna d’água, criando assim
a estratificação térmica.
1.8 Potencial Hidrogeniônico (pH)
O pH é uma medida que determina se a água é ácida ou alcalina, variando de 0 a
14, a partir dos seus valores indica quando uma solução aquosa é acida (pH<7),
neutra (pH=7) ou alcalina (pH>7). Trata-se de um dos parâmetros mais importantes
e frequentemente utilizados na análise da água e deve ser acompanhado para
melhorar os processos de tratamento e preservação das tubulações contra
corrosões ou entupimentos.
A influência direta do pH nos ecossistemas aquáticos é exercida por seus
efeitos sobre a fisiologia de diversas espécies. O pH influencia de maneira direta os
processos bioquímicos, especialmente as trocas iônicas com o meio extracelular;
desta forma, processos de absorção e excreção de substâncias orgânicas e iônicas
são diretamente afetados. Determinadas condições de pH têm efeito indireto e
podem contribuir para a precipitação de elementos químicos tóxicos.
Durante o tratamento da água e de efluentes, praticamente todas as fases,
como o processo de neutralização, precipitação, coagulação, desinfecção e controle
de corrosão dependem dos valores de pH. Os corpos d’água encontrados na
natureza em sua maioria possuem valores de pH na faixa de 4 a 9, sendo a maioria
ligeiramente básico. O método de determinação do pH mais utilizado é o
potenciométrico.
10
1.9 Sólidos (totais, dissolvidos e sólidos em suspensão)
Os sólidos correspondem a toda matéria que permanece na água como resíduo
após a evaporação, secagem ou calcinação da amostra a uma temperatura
pré-estabelecida durante um período fixado, ou seja, sólidos totais são o resíduo que
resta na cápsula após a evaporação em banho-maria de uma porção de amostra e
sua posterior secagem em estufa a 103-105°C até alcançar um peso constante.
A medição dos sólidos totais é importante para definir as condições
ambientais, baseado na premissa de que estes sólidos podem causar danos à vida
aquática em geral, como por exemplo, a diminuição da incidência de luz, aumento
da sedimentação no leito dos rios destruindo organismos que fornecem alimentos,
ou também danificar os leitos de desova de peixes. Os sólidos podem reter bactérias
e resíduos orgânicos no fundo dos rios, promovendo decomposição anaeróbia.
Os sólidos totais dissolvidos (STD) são a soma de todos os constituintes
químicos dissolvidos na água. O STD é principalmente medido através da conversão
da medida da condutividade elétrica; para isto o valor da condutividade elétrica é
multiplicado por um fator de conversão que depende da composição química de
STD e pode variar entre 0,54 e 0,96. O resultado é expresso em mg.L -1 (EMBRAPA,
2011).
Já os sólidos em suspensão são a quantidade de sólidos determinada com a
secagem do material retirado por filtração da amostra, através de um filtro de
micromalha de 0,45 micrômetros, e é dado em mg/L.
A determinação dos níveis de concentração das diversas frações de sólidos é
utilizada nos estudos de controle de poluição das águas naturais, caracterização de
esgotos sanitários e de efluentes industriais e no controle de sistemas de tratamento
de esgotos, resultando em um quadro geral da distribuição das partículas com
relação ao tamanho (sólidos dissolvidos e em suspensão) e com relação à natureza
química (fixos ou minerais e voláteis ou orgânicos).
1.10 Série Nitrogenada
De acordo com Esteves (1998), o nitrogênio é um dos elementos mais importantes
no metabolismo de ecossistemas aquáticos. Isto se deve principalmente ao fato
11
deste elemento participar da formação de proteínas, um dos componentes básicos
da biomassa. A presença deste elemento em baixas concentrações pode se tornar
um fator limitante para a produção primária em ecossistemas aquáticos.
As principais fontes naturais de nitrogênio são o material orgânico e
inorgânico de origem alóctone e a fixação de nitrogênio molecular dentro do próprio
ambiente. O nitrogênio está presente nos ambientes aquáticos sob várias formas,
sendo as principais o nitrato (NO3-), nitrito (NO2
-), amônia (NH3), íon amônio (NH4+)
entre outros. Dentre todas estas formas o nitrato, juntamente com o íon amônio,
assume grande importância nos ecossistemas aquáticos, por serem as principais
fontes de nitrogênio para os produtores primários.
O nitrato ocorre geralmente em quantidades muito pequenas no ambiente; o
nitrogênio sob a forma de amônia é transformado em nitrito e posteriormente em
nitrato pelo processo de nitrificação. A presença de nitrogênio na forma de nitrato em
um corpo d’água é indicador da poluição relacionada ao final do processo de
nitrificação e pode caracterizar a presença de efluentes de esgotos sanitários nos
corpos hídricos.
O nitrogênio amoniacal corresponde ao nitrogênio proveniente de um
composto derivado do amoníaco. A amônia é a mais reduzida forma de nitrogênio
orgânico na água; embora seja um pequeno componente no ciclo total do nitrogênio,
contribui para a fertilização da água tendo em vista que o nitrogênio é nutriente
essencial para a flora aquática e para a comunidade fitoplanctônica.
Já o nitrogênio total representa a soma das concentrações de nitrato, nitrito,
amônio e nitrogênio orgânico.
1.11 Fósforo
A importância do fósforo nos sistemas biológicos é notória, e deve-se à sua
participação em processos fundamentais do metabolismo dos seres vivos
(armazenamento de energia e estruturação da membrana celular). Na maioria dos
corpos d’água o fósforo pode ser fator limitador da produtividade e, portanto, é
apontado como o principal fator responsável pela eutrofização artificial dos
ambientes aquáticos. O fósforo encontra-se na água na forma de fosfato, assim
utiliza-se essa denominação para as diferentes formas de fósforo.
12
O fosfato presente na água tem origem em fontes naturais (rochas das bacias
de drenagem, material particulado presente na atmosfera e decomposição da
matéria orgânica) e artificiais (esgotos domésticos e industriais e material particulado
de origem industrial contido na atmosfera).
A dinâmica do fósforo está intimamente ligada aos sedimentos aquáticos, a
retenção ou liberação a partir do sedimento estão altamente correlacionadas às
condições de oxirredução na interface água-sedimento. O uso agrícola dos solos em
pequenas bacias hidrográficas localizadas em regiões de encosta altera as
condições ecológicas naturais. A quantidade e as características dos sedimentos
carreados em suspensão pelo escoamento superficial são modificadas pela ação
antrópica. Uma vez atingindo um ambiente aquático lêntico, os sedimentos podem
atuar, tanto como dreno, quanto como fonte de fósforo para a água, diminuindo ou
potencializando os processos de eutrofização.
O fósforo pode ser encontrado na forma orgânica (matéria orgânica dissolvida
e particulada da biomassa) e inorgânica (fração solúvel representada pelos sais
dissolvidos de fósforo e fração insolúvel formada por minerais). O fosfato se
apresenta nos mananciais sob três formas: fosfato particulado, fosfato orgânico
dissolvido e fosfato total. Todas as formas ou frações de fosfato são importantes, no
entanto, o fosfato inorgânico dissolvido é o mais importante por ser a principal forma
de fósforo assimilada pelos vegetais aquáticos.
Os dados obtidos de fósforo em conjunto com os de clorofila a e
transparência da água são de grande importância para se determinar o estado
trófico dos corpos de água.
1.12 Alcalinidade Total
A alcalinidade da água é a sua capacidade quantitativa de neutralizar um ácido forte,
até um determinado pH, ou seja, é a quantidade de substâncias na água que atuam
como solução tampão. A alcalinidade é devida, principalmente, à presença de
bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos.
Nos ambientes aquáticos, as medidas de pH e alcalinidade são de grande
importância para o estudo da produtividade biológica, condicionando os demais
13
processos físico-químicos de uma massa d’água e afetando o metabolismo dos
seres aquáticos. A alcalinidade é determinada através do método da volumetria e
expressa em mg.L-1 de CaCO3. Estas medidas são utilizadas na interpretação e
controle de processos de tratamento de águas de abastecimento e residuárias.
1.13 Cloreto Total
O cloreto é um dos ânions mais comuns em águas naturais, nos esgotos domésticos
e em despejos. Em água potável, o sabor produzido pelo íon Cl varia em função da
sua concentração como também da composição química da água. Não são
prejudiciais à saúde do homem, porém conferem sabor salgado à água. Em altas
concentrações podem trazer restrições ao sabor da água, além de interferir
negativamente no equilíbrio hidroeletrolítico dos organismos aquáticos.
Dejetos humanos e de animais possuem teor elevado de cloreto, devido ao
cloreto de sódio ser um ingrediente comum nas dietas e passar inalterado pelo
sistema digestório. Nas estações de abastecimento de águas, a presença de
concentrações anormais de cloreto é um indício desse tipo de poluição.
1.14 Transparência da água
A transparência da coluna d’água pode variar desde alguns centímetros até
dezenas de metros. Essa região da coluna d’água é denominada zona eufótica e
sua extensão depende, principalmente, da capacidade do meio em atenuar a
radiação subaquática. O limite inferior da zona eufótica é geralmente assumido
como sendo aquela profundidade onde a intensidade da radiação corresponde a 1%
da que atinge a superfície. A extensão da zona eufótica pode ser calculada
multiplicando-se o valor da profundidade do disco de Secchi (transparência da água)
pelo fator de 2,7. No Brasil o fator 3,0 é o mais frequentemente utilizado por
limnólogos.
A transparência do corpo d’água é um dos parâmetros físicos observados na
análise de sua qualidade. Este parâmetro pode ser obtido através da leitura da
profundidade do disco de Secchi, ou seja, a partir da observação do
14
desaparecimento de um disco, com quadrantes, branco e preto, mergulhado na
água (Figura 3). O valor do disco de Secchi tem uma relação direta com a
transparência da água e inversa à quantidade de compostos orgânicos e inorgânicos
no percurso da luz e também ao coeficiente de atenuação da irradiância.
A transparência da água é uma característica física de fácil obtenção em
campo. A utilização do disco de Secchi é às vezes criticada, porém sua simplicidade,
custo reduzido, facilidade de transporte e principalmente o número de informações
possíveis de serem extraídas a partir de sua leitura justificam sua utilização para
análises de ambientes aquáticos. Assume importância também em pesquisas
científicas, visto que por ser um parâmetro universal, permite comparações; além
disso, juntamente com os índices de fósforo e a clorofila a, é um excelente indicador
do estado trófico dos corpos hídricos.
Figura 3 – Disco de Secchi
Fonte: http://www.consulpesq.com.br/figuras/disco_secchi.html (acesso em 23/01/2013)
1.15 Carbono Orgânico Total
O carbono é um elemento químico que entra na constituição dos seres vivos e de
todos os compostos orgânicos. Como sua oxidação consome o oxigênio dissolvido
na água, a quantificação do carbono orgânico total é um bom indicador da qualidade
15
da água e está intimamente relacionado com a matéria orgânica existente nos meios
hídricos. O ciclo biogeoquímico do carbono é um dos mais complexos e
abrangentes, englobando todos os aspectos da limnologia, desde a produção
primária, passando por cadeias alimentares até fenômenos de sucessão biológica.
Para maior conhecimento sobre o ciclo biogeoquímico do carbono recomendamos a
leitura de Esteves (1998).
Os diferentes tipos de carbono orgânico presentes nos ecossistemas
aquáticos podem ser agrupados em: carbono orgânico dissolvido (COD), carbono
orgânico não dissolvido (COND), carbono orgânico volátil (COV) e carbono orgânico
não volátil (CONV). O carbono orgânico total é obtido pela oxidação do carbono,
portanto, é uma medida direta da quantidade de compostos orgânicos em diferentes
estágios de oxidação na água, sendo desta forma, um excelente indicador da
qualidade da água.
2. VARIÁVEIS BIOLÓGICAS
2.1 Clorofila a
O termo clorofila se refere a um grupo de pigmentos produzidos nos cloroplastos das
folhas e em outros tecidos vegetais e microbianos fotossintéticos. Estes pigmentos,
responsáveis pela cor verde das plantas, funcionam como fotorreceptores da luz
visível utilizada no processo de fotossíntese. As diferenças aparentes nas cores dos
vegetais são devidas à presença de outros pigmentos associados, como
carotenóides, os quais sempre acompanham as clorofilas.
As concentrações de clorofila a são utilizadas para expressar a biomassa
fitoplanctônica. Desta forma o estudo do fitoplâncton e da biomassa fitoplanctônica
associada aos parâmetros físicos e químicos, são capazes de detectar possíveis
alterações na qualidade da água, bem como avaliar tendências sazonais, que se
refletem em modificações do habitat ou no comportamento de organismos aquáticos.
A concentração de clorofila a na água está diretamente associada à quantidade de
algas presentes.
O crescimento dos primários resulta do carbono que é fixado pelos mesmos.
16
A quantidade de clorofila a é correspondente à resposta da biomassa (somatória da
massa orgânica viva existente num determinado espaço e tempo). A concentração
de clorofila a vem sendo utilizada há muitos anos como indicação direta do estado
trófico do sistema aquático sendo, inclusive, juntamente com os parâmetros fósforo
e transparência da água, variáveis utilizadas para determinação do índice de estado
trófico (IET).
2.2 Coliformes Totais e Termotolerantes
Os ambientes aquáticos são habitados por diversos tipos de bactérias heterotróficas
que são importantíssimas, pois oxidam de matérias orgânicas e consomem toda a
carga poluidora que é lançada nestes corpos de água (processo de decomposição),
sendo assim , as principais responsáveis pela autodepuração. Porém, quando
corpos hídricos recebem esgotos, passam a conter outros tipos de bactérias
relacionadas ao efluente considerado, e que podem ou não causar doenças aos
seres humanos. Um dos principais grupos bacterianos de interesse é o dos
coliformes (BRASIL, 2006).
As bactérias denominadas coliformes totais não são causadoras de doenças;
a razão da escolha desse grupo de bactérias como indicador de contaminação da
água deve-se aos seguintes aspectos: estão presentes nas fezes de animais de
sangue quente (inclusive seres humanos), sua presença possui relação direta com o
grau de contaminação fecal, são facilmente detectáveis e quantificáveis por técnicas
simples e economicamente viáveis em qualquer tipo de água, possuem maior tempo
de vida na água que as bactérias patogênicas intestinais, além de serem incapazes
de se reproduzir no ambiente aquático, sendo mais resistentes à ação de agentes
desinfetantes do que germes patogênicos.
Os coliformes fecais também são conhecidos como coliformes
termotolerantes, pois toleram temperaturas acima de 40ºC e reproduzem-se nesta
temperatura em menos de 24 horas. Pelo estudo da concentração dos coliformes
nas águas pode-se estabelecer um parâmetro indicador da possível existência de
micro-organismos patogênicos que são responsáveis por doenças de veiculação
hídrica, tais como a febre tifóide, febre paratifóide, disenteria bacilar e cólera.
17
2.3 Fitoplâncton, Perifiton, Zooplâncton e Macroinvertebrados Bentônicos
Fitoplâncton
É o conjunto de organismos aquáticos microscópicos que possuem
capacidade fotossintética e que vivem dispersos flutuando na coluna d’água (Figura
20). Estes organismos sintetizam matéria orgânica utilizando a energia solar e os
nutrientes essenciais (fósforo, nitrogênio, sílica entre outros) requeridos para o seu
metabolismo e desenvolvimento, juntamente com o dióxido de carbono e água.
Devido à necessidade de permanecerem na zona fótica, apresentam grande
diversidade de formas que contribuem para sua flutuabilidade, uma vez que estes
organismos são em sua grande maioria mais densos do que a água. Possuem
importante papel como produtores primários nos ecossistemas aquáticos, uma vez
que constituem o início da teia trófica, deles dependendo diretamente os organismos
dos demais níveis. Além disso, calcula-se que cerca de 90% do oxigênio atmosférico
seja produzido por estas microalgas, importantes bioindicadores da qualidade da
água e de seu estado trófico (SOURNIA, 1969).
O fitoplâncton está constituído de diversos grupos de microalgas, podendo-se
distinguir seis grupos principais: Bacyllariophyta, Cholorophyta, Cyanophyta,
Euglenophyta, Pyrrophyta e Chrysophyta. O grupo Cyanophyta assume grande
importância sanitária e de saúde pública; as algas também chamadas cianofíceas ou
cianobactérias, são tratadas pela resolução 357/05 do CONAMA (Conselho Nacional
de Meio Ambiente) e pela portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde, por serem
capazes de produzir toxinas, inclusive letais, que afetam outros organismos
aquáticos de todos os níveis tróficos e, uma vez que são termotolerantes e
permanecem na água após processos convencionais de tratamento para
abastecimento, constituem importante risco à saúde humana.
Figura 4 – Representantes do fitoplâncton.
18
Fonte: http://www.ufrrj.br (acesso em 23/01/2013)
Perifíton
Podemos definir este grupo de organismos como uma comunidade complexa
de algas, bactérias, fungos, protozoários e animais, além de detritos, aderidos a
substratos submersos orgânicos ou inorgânicos vivos ou mortos. O estudo destas
comunidades pode fornecer importantes informações sobre a produtividade de um
ecossistema aquático para a aquicultura ou sobre eventuais poluentes que afetam
uma massa de água costeira ou lacustre (WATANABE, 1990).
A comunidade perifítica apresenta uma clara heterogeneidade espacial e
temporal, apresentando variações em sua composição, biomassa e produtividade. O
entendimento dessa heterogeneidade no perifíton é importante porque seus
componentes são a base da cadeia alimentar em muitos sistemas lóticos; atuam
como redutores e transformadores de nutrientes, além de promoverem habitat para
uma diversidade de organismos. Ainda, além da alta diversidade, os organismos
perifíticos possuem tempo de regeneração curto e ciclo de vida relativamente
simples, o que permite usá-los com bastante eficácia para desenvolver e testar
modelos ecológicos.
Zooplâncton
Zooplâncton (Figura 5) é um termo genérico para um grupo de animais de
19
diferentes categorias sistemáticas, tendo como característica comum a incapacidade
de grandes deslocamentos autônomos e a coluna d’água como seu habitat principal.
É formado por protistas não fotossintéticos planctônicos e animais, variando desde
formas unicelulares até pequenos vertebrados como larvas de peixes, geralmente de
tamanho microscópico. Embora possuam movimentos natatórios, as correntes de
água, a turbulência e a grandeza da densidade determinam seus deslocamentos;
assim a capacidade de locomoção do zooplâncton se reduz a migrações verticais.
A maior parte dos organismos que compõem o zooplâncton alimenta-se de
microalgas, embora sejam observados, além dos organismos herbívoros, também
carnívoros, onívoros e detritívoros. Por outro lado, são alimento de muitas espécies
de peixes e outros animais. O zooplâncton é essencial para a manutenção do
ecossistema aquático, pois está na base da cadeia alimentar, transferindo energia
na forma de fitoplâncton-bacterioplâncton ou na de detrito orgânico particulado para
os demais elos da teia trófica. Tem grande importância também como indicador
biológico, à medida em que é bastante sensível à poluição presente na água.
Figura 5 – Representantes da comunidade zooplanctônica.
Fonte: http://www.regmurcia.com (acesso em 23/01/2013)
Macroinvertebrados Bentônicos
A comunidade de macroinvertebrados bentônicos de água doce é composta
20
por organismos com tamanho superior a 0,5 mm, portanto, visíveis a olho nu (Figura
6). Os organismos bentônicos possuem grande diversidade de espécies, dentre os
quais destacamos os insetos aquáticos, que tem parte da sua vida neste ambiente;
apresentam diversas formas e modos de vida, podendo habitar fundos de
corredeiras, riachos, rios, lagos e represas. Em geral se situam numa posição
intermediária na cadeia alimentar, tendo como principal alimentação algas e
micro-organismos, sendo os peixes e outros vertebrados seus principais predadores
(METCALFE, 1989).
Os macroinvertebrados bentônicos desempenham importante papel na
dinâmica de nutrientes. Ocupam extensamente a zona litorânea de ambientes
lênticos e promovem o biorrevolvimento da superfície do sedimento e a
fragmentação do litter (folhedo, resíduos vegetais) proveniente da vegetação ripária,
liberando nutrientes para a água.
O biomonitoramento de corpos hídricos através do uso de
macroinvertebrados bentônicos é cada vez mais usado e aceito como uma
importante ferramenta na avaliação da qualidade da água. Algumas das vantagens
que destacam os invertebrados bentônicos como os mais utilizados nas avaliações
de efeitos de impactos antrópicos sobre os ecossistemas aquáticos são o fato de
constituírem um grupo bastante diverso e cosmopolita, sendo sensíveis a vários
tipos de poluentes e distúrbios físicos; sua coleta é de baixo custo e requer
aparelhagem relativamente simples e barata; por estarem associados ao sedimento
e serem relativamente sésseis, permitem registrar um tempo maior de impactos do
que a avaliação de parâmetros físicos, químicos e físico-químicos, servindo como
testemunhas tanto de impactos recentes como de médio prazo, permitindo associar
sua presença ou ausência às alterações das condições de seu hábitat. Finalmente, a
presença de espécies com ciclo de vida longo em relação a outros organismos
possibilita uma melhor integração temporal de efeitos de ações antrópicas sobre a
comunidade.
Figura 6– Representantes dos macroinvertebrados bentônicos.
21
Fonte: http://ambientes.ambientebrasil.com.br (acesso em 23/01/2013)
2.4 Ictiofauna
Podemos denominar ictiofauna como sendo o conjunto de espécies de peixes que
existem numa determinada área de estudo, e apresenta as seguintes propriedades:
riqueza (número de espécies), diversidade (composição relativa de abundância de
espécies), atributos morfológicos e fisiológicos e estrutura trófica.
O monitoramento, com suficiente abrangência espacial e temporal, fornece
importantes informações sobre a estrutura das comunidades de peixes. O
conhecimento dos processos ecológicos que influenciam as relações das espécies
com o ambiente são fatores importantes para uma abordagem mais eficiente e para
o melhor entendimento da composição e estruturação das assembléias de peixes.
Peixes ocupam diferentes estratos na coluna d'água; são considerados
pelágicos, quando circulam em águas abertas, e demersais, quando vivem próximos
ao fundo. Formas jovens de algumas espécies (ovos e larvas) ocupam ainda o
estrato planctônico, enquanto outras podem apresentar ovos adesivos, construção
de ninhos e cuidado parental.
22
Comunidades aquáticas tropicais íntegras apresentam frequentemente
elevada diversidade íctica com espécies ocupando diferentes níveis tróficos; podem
ser planctívoros, herbívoros, onívoros, carnívoros (muitas vezes piscívoros) ou
iliófagos (quando alimentam-se de substrato - lodo). É nesta comunidade que se
encontram os organismos considerados "topo de cadeia", cuja ocorrência e estrutura
populacional refletem o status de equilíbrio geral do ecossistema. Esta mesma
propriedade leva à exploração de espécies de peixes como eficientes bioindicadores
de distúrbios antrópicos, inclusive fatores específicos, como poluição por compostos
sujeitos à biomagnificação.
Seus ciclos de vida também estão intimamente relacionados aos ciclos
sazonais, especialmente o hidrológico; o recrutamento de muitas espécies depende
estritamente de pulsos de inundação e das alterações físico-químicas da água,
carreamento de nutrientes e isolamento de lagoas dependentes destes fenômenos
(TUNDISI, TUNDISI, 2008).
Alterações decorrentes do barramento de rios e constituição dos reservatórios
invariavelmente acarretam mudanças da estrutura da assembléia íctica, em resposta
às mudanças da diversidade e heterogeneidade de habitats, disposição de áreas
para desova, disponibilidade de recursos alimentares e demais alterações
limnológicas. Este é um dos aspectos da construção de reservatórios mais
perceptíveis para a sociedade, de acordo com a importância econômica e social
assumida pela pesca em cada circunstância individual (AGOSTINHO, JÚLIO Jr.,
BORGHETTI, 1992).
3. POLUENTES ESPECÍFICOS
3.1 Cianotoxinas
Temos por definição que as cianotoxinas são toxinas produzidas por algumas
espécies de cianobactérias e podem ser classificadas como:
• Hepatotoxinas (microcistina e nodularina): são capazes de provocar mal estar,
vômitos e cefaléia. Comprometem a circulação de sangue no fígado,
resultando em hemorragias, o que pode levar a uma hepatoenterite,
23
gastroenterite e eventualmente câncer.
• Neurotoxinas (anatoxina-a, anatoxina-as, homoanatoxina-a e saxitoxina):
diferentes tipos de neurotoxinas são produzidas e afetam a neurotransmissão
inibindo a ação da acetilcolinesterase o que, consequentemente, impede a
degradação da acetilcolina ligada aos receptores neurais.
• Citotoxinas (cilindrospermopsina): este tipo de toxina é inibidora da síntese
protéica, afetando principalmente os rins e o fígado, em casos de intoxicação
grave pode levar a necrose celular generalizada.
• Dermatotoxinas (lingbiatoxina): esta toxina afeta principalmente a pele e pode
causar irritações cutâneas.
As altas concentrações de cianobactérias são causadas pela floração destes
organismos (Figura 7) devido a condições ambientais propícias ao seu crescimento.
Em altas concentrações as cianotoxinas afetam, primeiramente, as comunidades
aquáticas, provocando mortandade de peixes e outros animais.
Os métodos de análise para detecção, identificação e quantificação variam
muito de acordo com o tipo de informações que proporcionam. Para análises de
campo, testes rápidos e de baixo custo são os mais indicados para avaliar o grau de
risco de uma floração e direcionar as medidas corretas a serem tomadas. Para uma
análise mais detalhada, convém utilizar-se de técnicas analíticas e técnicas
moleculares com maior poder de descrição qualitativa e quantitativa das
cianotoxinas (CARNEIRO; LEITE, 2008).
De acordo com FUNASA (2003) a presença de algas e cianobactérias na
água bruta aduzida às estações de tratamento pode causar problemas operacionais
em várias etapas de tratamento, tais como: dificuldade de coagulação e floculação,
baixa eficiência do processo de sedimentação, colmatação dos filtros e aumento da
necessidade de produtos para a desinfecção. Como consequência desses
problemas operacionais, verifica-se, geralmente, a redução na eficiência dos
processos de tratamento e o surgimento de problemas na água tratada associados à
24
presença de cianobactérias e seus subprodutos extracelulares (como consequência
podem dar sabor e odor a água e a presença de toxinas).
Figura 7 – Floração de cianobactéria.
Fonte: ASCOM/UFJF (2013)
3.2 Pesticidas, Herbicidas e demais Agrotóxicos
Os pesticidas estão presentes nas águas subterrâneas ou de superfície em
concentrações na ordem de microgramas. A presença destes compostos na água é
resultado da intensa atividade agrícola. Os pesticidas mais comuns encontrados na
água são o atrazina, DDT, lindano e carbofurano. Em sua maioria são hidrofóbicos e
facilmente removidos por adsorção de carbono ativado. Apesar da legislação
brasileira proibir o uso de alguns pesticidas, como por exemplo o DDT, sua utilização
ainda é feita em algumas lavouras.
Dentre os pesticidas empregados na agricultura destacam-se os herbicidas,
que correspondem à maior parte comercializada mundialmente. Os herbicidas são
agentes biológicos ou substâncias químicas que agem matando ou suprimindo o
desenvolvimento de espécies daninhas que comprometem a produtividade de
culturas de interesse comercial. O problema é que muitas destas substâncias têm
grande probabilidade de contaminar os recursos hídricos, graças a características
25
como alto potencial de deslocamento no perfil do solo (lixiviação), elevada
persistência no solo, baixa a moderada solubilidade em água e adsorção moderada
à matéria orgânica presente no solo.
A contaminação da água por estas substâncias hoje é a segunda causa de
contaminação dos recursos hídricos, perdendo somente para a contaminação por
esgotos domésticos. Resulta da aplicação direta, de partículas trazidas pelas
enxurradas ou pela deriva dos produtos aplicados por meio de despejos industriais.
As águas superficiais contêm a maior fração de agrotóxicos, distribuídos em
diversos espaços geográficos onde a preservação do ambiente aquático depende de
práticas adequadas. Para a preservação das águas é necessário implementar
práticas agrícolas mais adequadas ao uso de agrotóxicos. O segundo desafio é
tornar estas práticas obrigatórias e garantir a difusão destas informações para a sua
efetiva realização.
3.3 Metais Pesados
Sabemos que uma das principais causas de poluição dos recursos hídricos é a
atividade humana. No caso dos metais pesados tal fato é ainda mais evidente, pois
a contaminação dos ecossistemas aquáticos naturais é proveniente de atividades
como a mineração, industriais e despejo de efluentes domésticos.
As principais fontes de contaminação das águas de rios são as indústrias de
tintas, de cloro, de plástico PVC e as metalúrgicas, que utilizam em seus processos
metais pesados como o mercúrio, entre outros. Esses metais, muitas vezes, são
descartados nos cursos de água após sua utilização nas linhas de produção. Porém
não só as indústrias produzem este tipo de poluição, os incineradores urbanos de
lixo produzem fumaça rica em metais como mercúrio, cádmio e chumbo, lançando
metal pesado a longas distâncias.
Para os humanos, os metais são úteis apenas em pequenas quantidades,
como o ferro, zinco, magnésio, cobalto. Enquanto o ferro constitui a hemoglobina,
alguns destes metais são cofatores enzimáticos importantes. Entretanto, se essas
quantidades forem ultrapassadas, os mesmos metais podem se tornar tóxicos.
A resolução 357/05 do CONAMA apresenta os limites máximos para as
26
diferentes classes de rio e para os diferentes tipos de metais pesados. Um dos
riscos que as concentrações acima dos limites máximos permitidos trazem é a
bioacumulação nos organismos, isto ocorre independentemente do seu nível trófico.
A exposição de um ser vivo aquático a uma água contaminada por metais pesados
pode provocar absorção pelo organismo, entrando assim em seus tecidos, e
posteriormente, ao servir de alimento a seres de um nível trófico superior,
contaminará esse outro organismo, fazendo com que o contaminante suba na
cadeia alimentar.
3.4 Óleos e Graxas
Os óleos e graxas são substâncias orgânicas de origem mineral, vegetal ou animal.
São geralmente hidrocarbonetos, gorduras, ésteres, entre outros. Raramente
encontramos estes compostos em águas naturais, sendo normalmente provenientes
de despejos e resíduos industriais, esgotos domésticos, efluentes de oficinas
mecânicas, postos de gasolina, estradas e vias públicas.
Os despejos industriais são os que mais contribuem para o aumento de
matérias graxas nos corpos d'água. Dentre estes, pode-se citar os de refinarias,
frigoríficos, saboarias, etc. A baixa solubilidade dos óleos e graxas constitui um fator
negativo no que se refere à sua degradação em unidades de tratamento de despejos
por processos biológicos e, quando presentes em mananciais utilizados para
abastecimento público, causam problemas em seu tratamento. Além disso,
diminuem a área de contato entre a superfície da água e o ar atmosférico,
impedindo, dessa maneira, a transferência do oxigênio da atmosfera para a água.
Os óleos e graxas, em seu processo de decomposição, elevam a DBO e a DQO,
causando alteração no ecossistema aquático.
RESUMO UNIDADE 3
Nesta unidade aprendemos a identificar as diversas variáveis limnológicas que
servem como parâmetros de avaliação da qualidade da água e que algumas dessas
27
variáveis são utilizadas em conjunto e são de grande valia para a determinação do
estado trófico dos corpos hídricos.
Aprendemos que a água contém diversos componentes, os quais são
originados no ambiente natural (autóctones) ou foram introduzidos a partir do
ambiente de entorno ou atividades antrópicas (alóctones), que interferem na
qualidade da água.
Durante o estudo desta unidade nos tornamos capazes de identificar e
caracterizar um corpo hídrico de acordo com os diversos parâmetros, os quais
representam as suas características físicas, químicas e biológicas. Estudamos que
estes parâmetros são utilizados como indicadores da qualidade da água e que
quando estão acima dos limites estabelecidos para determinado tipo de uso da
água, são considerados como “impurezas”, ou seja, indicam poluição do ambiente.
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30
UNIDADE 4
REDES DE MONITORAMENTO
SUMÁRIO
1
LISTA DE FIGURAS
Figura1 - Exemplo hipotético de variação nictemeral de pH, ao longo de 24 horas.
Figura 2 - Exemplo hipotético da variação da temperatura da água em duas
estações do ano (verão e inverno) em 09 estações de monitoramento.
Figura 3 - Exemplo hipotético da variação espacial da concentração de clorofila a,
2
em um braço do Reservatório de Itaipu.
Figura 4 - Planejamento para a seleção de locais e posições de monitoramento.
Figura 5 - Redes de monitoramento da qualidade da água nas Unidades de Federação.
1. DEFINIÇÃO DOS OBJETIVOS PARA IMPLANTAÇÃO DE REDE
Tendo em vista a necessidade de estabelecer um equilíbrio sustentável entre
o necessário desenvolvimento econômico e demográfico e a disponibilidade hídrica
em quantidade e qualidade que contemplem os diversos usos da água, é
fundamental o estabelecimento de um programa de monitoramento hídrico
3
quali-quantitativo que forneça subsídios para o diagnóstico e avaliação das
condições dos ecossistemas aquáticos e para a tomada de decisões associadas ao
gerenciamento dos recursos hídricos. Segundo a Agência Nacional de Águas, as
redes de monitoramento têm como objetivo desenvolver ações que permitam o
aprimoramento e a ampliação do monitoramento da qualidade das águas, permitindo
que suas informações estejam disponíveis para toda a população.
O monitoramento pode ser definido como um conjunto de informações físicas,
químicas e biológicas do ecossistema em estudo para atender a um ou mais
objetivos. Pode ser também considerado um sistema contínuo de observações,
medições e avaliações com múltipla finalidade. Dentre os seus principais objetivos,
estão: 1) Detectar a violação de padrões de qualidade, previstos na legislação; 2)
Analisar a tendência de uma variável; 3) Avaliar a eficácia de programas e ações
conservacionistas em áreas isoladas ou realizadas nas bacias hidrográficas; 4)
Documentar os impactos resultantes de uma ação proposta; 5) Alertar para impactos
adversos não previstos, ou mudanças nas tendências previamente observadas; 6)
Oferecer informações imediatas, quando um indicador de impactos se aproximar de
valores críticos; 7) Oferecer informações que permitam avaliar medidas corretivas
para modificar ou ajustar as técnicas utilizadas.
Deve ser notado que os objetivos de gerenciamento da rede estão
relacionados com o funcionamento do sistema ambiental que se está avaliando, pois
a rede deve subsidiar as decisões que serão tomadas com relação à gestão dos
recursos hídricos da bacia considerada, enquanto os objetivos do monitoramento
referem-se ao conhecimento do sistema.
2. DEFINIÇÃO DO ESCOPO TEMPORAL DO MONITORAMENTO
2.1 Variação temporal
Há quatro tipos principais de variação temporal relevantes: variação
nictemeral, variação diária, variação semanal e variação sazonal.
2.1.1 Nictemeral
4
A variação nictemeral refere-se ao período de monitoramento que ocorre em
um espaço de tempo compreendido por 24 horas. Consiste em qualquer variação
associada ao poliperíodo, compreendendo tanto variações comportamentais de
organismos (ex: fitoplâncton, zooplâncton, etc), como variações de fatores físicos e
químicos da água. A análise da dinâmica diária de variáveis limnológicas pode ser
muito importante para a compreensão do funcionamento de ambientes aquáticos. A
coleta de dados, compreendendo um período diário, tem como objetivo observar as
oscilações limnológicas de um corpo de água, uma vez que tal comportamento
poderá relatar a dinâmica dos organismos diante das condições físico-químicas do
momento. Estudos realizados em lagos tropicais, por exemplo, observaram que a
amplitude de variação dos processos ecológicos pode ser maior em um período
diário em relação a períodos sazonais em um ano. Segue abaixo uma figura
hipotética que exemplifica uma variação nictemeral, no caso, do parâmetro pH
(Figura 1).
Figura1 - Exemplo hipotético de variação nictemeral de pH, ao longo de 24 horas.
0h 03h 06h 09h 12h 15h 18h 21h
Fonte: Bastos (2013).
5
2.1.2 Diária
A variação diária refere-se ao monitoramento realizado em um determinado
período do dia, e que ocorre diariamente. Determinados parâmetros necessários em
programas de monitoramento devem ser mensurados todos os dias, pois podem
corresponder a indicadores importantes para se determinar a qualidade de um curso
d’água, por exemplo. É importante ressaltar, no entanto, que tudo depende dos
objetivos do monitoramento.
2.1.3 Semanal
A variação semanal representa o monitoramento que ocorre semanalmente,
ou seja, seleciona-se um determinado dia da semana como padrão para realização
das medições. De posse dos dados obtidos e, dependendo dos parâmetros
observados, é possível avaliar os resultados e visualizar padrões neste intervalo de
tempo.
2.1.4 Sazonal
A variação sazonal está relacionada ao monitoramento em determinados
períodos do ano, podendo, por exemplo, ser obtida com base nas estações do ano.
O regime de chuvas no Brasil apresenta sazonalidade marcante com estação seca e
chuvosa em diferentes épocas do ano de acordo com a localização geográfica, e as
pesquisas e monitoramentos geralmente são realizados com base neste regime. A
análise de variáveis, tanto físico-químicas quanto bióticas, pode indicar diferenças
importantes entre épocas/estações do ano, indicando padrões de variação sazonal.
Nesse contexto, a sazonalidade pode exercer influência direta e indireta sobre
diversos parâmetros. A temperatura, por exemplo, é um parâmetro cuja variação
está bastante relacionada à sazonalidade, geralmente sendo baixa no inverno e
elevada no verão. Este fator, por conseguinte, pode influenciar diversos outros,
como alteração nas taxas de oxigênio dissolvido e pH. Além disso, variações nos
6
gradientes físicos e químicos da água ao longo de um gradiente temporal devem
exercer influência na dinâmica sazonal de organismos de ambientes lóticos. A vazão
é outro exemplo de parâmetro que sofre forte influência da sazonalidade, sendo
baixa em períodos secos e elevada em períodos chuvosos. Em regiões estuarinas,
por exemplo, a maior ou menor salinidade pode ser influenciada por diferenças de
vazão.
O monitoramento sazonal também é importante para verificar a carga de
poluentes na água. A qualidade de corpos hídricos pode sofrer forte influência da
sazonalidade devido às altas taxas de evaporação que ocorrem nos períodos secos,
concentrando substâncias de alto potencial poluidor, prejudicando assim o uso da
água em atividades humanas e o equilíbrio ecológico do ecossistema, alterando as
comunidades aquáticas e a composição físico-química do manancial como um todo.
No período chuvoso, apesar do grande aumento dos aportes por via direta ou pelo
escoamento superficial, o efeito da diluição é maior, melhorando as condições
ambientais, além de permitir a saída de parte destes nutrientes a partir de
vertedouros. A Figura 2 demonstra um exemplo hipotético da variação espacial (09
estações) da temperatura da água (na superfície) em diferentes épocas do ano
(verão e inverno). Observa-se a diferença existente entre os dados, e como
estudado na unidade anterior, a variação da temperatura da água tem influência no
comportamento de outras variáveis, como por exemplo, nas concentrações de
oxigênio dissolvido.
7
Figura 2 - Exemplo hipotético da variação da temperatura da água em duas estações do ano
(verão e inverno) em 09 estações de monitoramento.
Fonte: Itaipu Binacional, 2012
2.2 Variação espacial
A qualidade das águas varia em função de uma enormidade de fatores, tais
como uso e ocupação do solo da bacia de drenagem e existência de indústrias com
lançamento de efluentes diversificados. Nesse sentido, verifica-se a importância da
análise do perfil espacial para identificarmos os trechos mais críticos, ou seja, é
necessário que se faça uma análise completa da bacia para verificação dos locais
necessários ao bom monitoramento da qualidade da água.
Quando, em um monitoramento, se verifica grandes variações espaciais em
variáveis analisadas, sejam estas físicas, químicas e/ou biológicas, isto pode ser um
indicativo de que o curso d’água em questão é sensível a modificações no ambiente
de entorno. Por exemplo, em um ponto de monitoramento que esteja próximo a
regiões que foram desmatadas para fins agropecuários, podem ser registradas
elevadas concentrações de material em suspensão, além de baixas concentrações
de oxigênio dissolvido, e até altas concentrações de metais pesados na água e/ou
8
no sedimento. Outro parâmetro que pode ser avaliado espacialmente e pode ter sua
concentração relacionada a elevadas concentrações de matéria orgânica e níveis de
poluição é a clorofila a. É importante caracterizar a variabilidade da clorofila em
diferentes regiões não apenas como uma característica da variação natural, mas
como um passo essencial para detectar efeitos antrópicos sobre a dinâmica do
fitoplâncton. Além disso, o entendimento da dinâmica relação entre o suprimento de
nutrientes e a formação da biomassa fitoplanctônica é importante para predizer e
evitar eutrofizações, sejam elas marinhas, estuarinas ou continentais. Segue abaixo
exemplo hipotético da variação espacial de clorofila a (Figura 3).
Figura 3 - Exemplo hipotético da variação espacial da concentração de clorofila a, em um
braço do Reservatório de Itaipu.
Fonte: Itaipu Binacional (revisores, projeto Águas e Conhecimento, 2012).
2.2.1 Critérios para seleção de pontos de amostragem
9
A escolha dos pontos de amostragem e dos parâmetros a serem analisados é
realizada em função do tipo de ecossistema aquático, dos objetivos previamente
definidos, do uso de suas águas, da localização de atividades que possam
influenciar na sua qualidade e da natureza das cargas poluidoras, tais como
despejos industriais, esgotos domésticos, águas de drenagem agrícola ou urbana.
Se o objetivo da análise é pericial e/ou investigativo, por exemplo, e visa
avaliar a contribuição de um certo tipo de efluente na qualidade de um corpo d’água,
a coleta deve ser realizada em pelo menos três pontos: um ponto à montante (ponto
controle, localizado antes do lançamento), um ponto na zona de mistura (confluência
do efluente com o corpo receptor) e um ponto à jusante (logo após o lançamento da
fonte poluidora). Caso seja possível, deve-se também selecionar outros pontos no
corpo d’água para avaliar a capacidade de diluição. Paralelamente, deve ser feita a
coleta de um ponto controle da origem, ou seja, a coleta do próprio efluente que está
sendo lançado, e/ou na origem do local suspeito para que seja possível a
caracterização e o confrontamento dos resultados.
Na escolha do local adequado para um programa de amostragem é
importante considerar que a qualidade de um corpo d’água varia conforme o local
(variação espacial) e o decorrer do tempo (variação temporal). Para garantir a
homogeneidade e representatividade dos pontos de amostragem, as ações a serem
tomadas devem ser cuidadosamente planejadas, conforme descreve a Figura 4.
10
Figura 4 - Planejamento para a seleção de locais e posições de monitoramento.
Fonte: CETESB, 2011 (Acesso em 08/01/13).
Para a instalação de estações de monitoramento, devemos considerar dois
critérios muito importantes: a representatividade da estação quanto ao uso e
ocupação do solo e a acessibilidade, pois o acesso às estações deve ser possível
durante todo o ciclo hidrológico. Na escolha das estações de monitoramento,
11
devemos evitar locais de difícil acesso, propriedades particulares ou locais sujeitos à
restrição de acesso por fenômenos sazonais, como enchentes. Vale ressaltar que o
plano de amostragem depende dos objetivos do projeto ou do programa de
monitoramento, pois cada caso requer uma metodologia específica, tanto de coleta,
quanto de ensaios e interpretação de dados.
2.2.2 Metodologia de Alocação de Pontos de Monitoramento de Qualidade de
Água, desenvolvida pela ANA para o Programa Nacional de Avaliação da
Qualidade das Águas (PNQA)
Segundo a Agência Nacional de Águas, a locação de pontos de
monitoramento de qualidade de água pode ser dividida em duas etapas
subsequentes: A macrolocação e a microlocação. A macrolocação envolve a
identificação das grandes regiões onde deverá ser implementada a rede de
monitoramento, e está diretamente relacionada aos objetivos da rede a ser
implantada. Já a microlocação envolve a definição precisa dos locais onde o
monitoramento deverá ser realizado.
A partir de uma visão estratégica da qualidade das águas no território
nacional e com vistas a promover a cooperação entre os operadores das redes de
monitoramento de todo o país, a Agência Nacional de Águas elaborou o projeto da
Rede Nacional de Monitoramento da Qualidade da Água (RNMQA). Para elaboração
desta rede integrada, foram estabelecidas metas regionalizadas que se referem à
densidade mínima de pontos por km2, à frequência mínima de amostragem dos
parâmetros por ponto de monitoramento, e aos parâmetros mínimos analisados por
ponto de monitoramento, em função das características hídricas e de qualidade da
água das diferentes regiões do País. No Brasil, em função das diferenças regionais,
a metodologia de monitoramento foi dividida em regiões, segundo os critérios
mínimos de densidade de pontos por km2 (Figura 5).
12
Figura 5 - Regiões da Rede Nacional de Monitoramento da Qualidade da Água (RNMQA)
segundo as metas e a densidade do monitoramento nas regiões hidrográficas.
Fonte: Panorama da qualidade das águas superficiais do Brasil: 2012. (Acesso em:
10/01/13).
Com relação à frequência de monitoramento, a meta da RNMQA estabelece
que, no mínimo, sejam realizadas coletas semestrais na região 1 e trimestrais no
restante do País.
Além dos pontos de alocação definidos pela ANA, a fim de facilitar a avaliação
das redes de monitoramento de qualidade da água, conta-se com o apoio dos
seguintes elementos:
13
• Pontos de coleta , denominados estações de monitoramento, definidos em
função dos objetivos da rede e identificados pelas coordenadas geográficas.• Conjunto de instrumentos utilizados na determinação de parâmetros em
campo e em laboratório.• Conjunto de equipamentos utilizados na coleta: baldes; amostradores em
profundidade (garrafa de Van Dorn); corda; frascos; caixa térmica; veículos; barcos;
motores de popa.• Protocolos para a determinação de parâmetros em campo; para a coleta e
preservação das amostras; para análise laboratorial dos parâmetros de qualidade;
para identificação das amostras.• Estrutura logística de envio das amostras: locais para o envio das amostras;
disponibilidade de transporte; logística de recebimento e encaminhamento das
amostras para laboratório.
14
3. EXEMPLOS DE REDES EXISTENTES PARA OS DIFERENTES AMBIENTES
As redes de Monitoramento podem ser implantadas de diferentes formas e
em diferentes ecossistemas para atender aos mais diferentes objetivos podendo ser
redes de monitoramento em empresas de saneamento, hidroelétricas com redes
convencionais e/ou automáticas.
As redes de monitoramento que podemos considerar como exemplo é da
CETESB (SP) que iniciou-se em 1974 conhecida como a operação da Rede de
Monitoramento de Qualidade das Águas Interiores do Estado de São Paulo. As
informações obtidas por meio do monitoramento possibilita o conhecimento das
condições reinantes nos principais rios e reservatórios situados nas 22 Unidades de
Gerenciamento de Recursos Hídricos (UGRHIs), em que se divide o Estado de São
Paulo de acordo com a Lei Estadual n.º 9.034 de 27 de dezembro de 1994.
Já as redes de monitoramento relacionadas à qualidade de água em tempo
real (automáticas) são importantes para a tomada de decisões no que se refere aos
diferentes usos que fazemos das águas fluviais, uma vez que os sensores e
estações automáticas oferecem hoje uma enorme gama de opções de parâmetros
que podem ser investigados, tais como: os nitritos, fosfatos, cianetos, cloretos e
fluoretos; os hidrocarbonetos e a amônia; o carbono orgânico total (TOC); os
parâmetros químicos e físicos como: temperatura, condutividade, turbidez e pH
(Reis, 2005).
As redes de monitoramento são divididas para os diferentes ambientes, sendo
elas superficiais e subterrâneas. A seguir serão apresentados alguns exemplos no
Brasil de redes de águas subterrâneas e superficiais.
Rede de monitoramento de águas subterrâneas: O Brasil não possui uma rede de
monitoramento nacional de qualidade das águas subterrâneas. As águas
subterrâneas, de acordo com a Constituição Federal de 1988, são de domínio
estadual. Nesse sentido, alguns estados realizam o monitoramento da qualidade do
recurso hídrico subterrâneo, como é o caso do estado de São Paulo, onde são
monitoradas, com frequência semestral, as águas de mais de 170 poços e
15
nascentes dos diversos aquíferos do Estado, distribuídos nas diversas
UGRHIs (Unidades de Gerenciamento de Recursos Hídricos). São
analisados 40 parâmetros físicos, químicos e biológicos dessas águas,
sendo que na Bacia do Alto Tietê - UGRHI 6 e no município de Paulínia
também é realizado monitoramento de substâncias tóxicas orgânicas
devido a acontecimentos anteriores de contaminação por despejo irregular
de efluentes.
Já outro exemplo que podemos citar é do Distrito Federal, em que foi
iniciado o monitoramento qualitativo em uma rede com 132 poços distribuídos pelos
condomínios horizontais e algumas cidades-satélites de Brasília.
Redes de monitoramento de águas superficiais
Segundo a Agência Nacional de Águas, as redes estaduais analisam um
média de 3000 pontos considerando parâmetros de qualidade da água e índice de
estado trófico, dependendo da Unidade da Federação conforme figura abaixo
(Figura 5).
16
Figura 5 - Redes de monitoramento da qualidade da água nas Unidades de Federação.
Fonte: Panorama da qualidade das águas superficiais do Brasil 2012. (Acesso em 10/01/13)
No estado de São Paulo a CETESB lançou, no ano de 2006, os programas de
monitoramento de qualidade dos rios e reservatórios, que totalizaram 356 pontos de
amostragem, conforme apresentado a seguir:
• Rede Básica - 163 pontos de amostragem de água;
• Monitoramento Regional - 124 pontos de amostragem de água;
• Monitoramento Automático – 13 pontos de amostragem de água;
• Balneabilidade de Reservatórios e Rios – 33 praias e
• Rede de Sedimento – 23 pontos de amostragem.
17
Como exemplo de rede de monitoramento no Estado de Minas Gerais, em
área que compreende as bacias dos rios Verde Grande, Riachão, Jequitaí e Pacuí,
foi instalada, em 2004, uma rede piloto de monitoramento da qualidade da água. A
coleta de amostras foi iniciada em 2005.
18
4. INTERPRETAÇÃO DE RESULTADOS E LAUDOS
As caracterizações físico-químicas e biológicas da água têm como objetivo
identificar os elementos presentes e associar os efeitos de suas propriedades às
questões ambientais, auxiliando na compreensão dos processos naturais ou ainda
em possíveis alterações que possam estar ocorrendo no ambiente.
Quando se fala em interpretação de resultados, é importante ter ciência de
que os responsáveis pela programação, bem como os técnicos envolvidos na
execução dos trabalhos de coleta, devem estar totalmente familiarizados com os
objetivos, metodologias e limitações dos programas de amostragem, pois as
observações e dados gerados em campo ajudam a interpretar os resultados
analíticos, esclarecendo eventualmente dados não-conformes. Também é muito
importante que o pessoal envolvido observe e anote quaisquer fatos ou
anormalidades que possam interferir nas características das amostras (ex: cor, odor
ou aspecto estranho, presença de algas, óleos, corantes, material sobrenadante,
peixes e animais aquáticos mortos), nas determinações laboratoriais e na
interpretação dos dados.
Os laudos de análises têm como objetivo verificar o atendimento aos padrões
exigidos pelas legislações vigentes. As diversas legislações relacionadas à
qualidade da água exigem frequências mínimas de amostragem para algumas
finalidades, além de imporem limites máximos ou mínimos para os diversos
poluentes ou parâmetros físico-químicos e biológicos. No entanto, este
procedimento de comparação entre valores numéricos não é complicado. Para que
seja realizado de maneira adequada, deve-se ter o cuidado de verificar as unidades
em que foram medidos os diversos parâmetros. Além disso, recomenda-se sempre a
consulta à legislação vigente, como a Portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde e a
Resolução 357 do CONAMA (Conselho Nacional de Meio Ambiente, 1986), além de
legislações a nível estadual e/ou municipal que estabeleçam, por exemplo, padrões
de lançamento de efluentes líquidos em corpos d’água e padrões de classificação
das águas naturais.
Como aprendemos nas unidades anteriores, há diversas formas de avaliação
da qualidade da água. Esta pode ser tanto por meio de análises de parâmetros
19
físico-químicos, quanto por parâmetros biológicos. No caso de comunidades
biológicas, como o fitoplâncton, o zooplâncton e o zoobentos, tais comunidades
respondem rapidamente às alterações ambientais devido ao curto ciclo de vida de
seus organismos, tornando-os indicadores da qualidade da água. Assim, cabe ao
responsável interpretar os laudos e os resultados encontrados.
Apesar do elevado potencial bioindicador de algumas comunidades bióticas, a
natureza transitória e a distribuição frequentemente agrupada destes organismos
muitas vezes tornam necessária a interpretação de seus resultados conjuntamente
com outros dados biológicos, físicos e químicos, coletados simultaneamente. Dessa
forma, é importante que sempre haja uma boa integração entre quem são os
responsáveis pelas coletas e aqueles responsáveis pelas análises e interpretações
dos dados, de modo que os resultados sejam fidedignos ao que realmente pode
estar ocorrendo nos cursos d’água investigados.
No caso de análises físico-químicas da água, o aspecto mais importante é
assegurar que os dados e resultados obtidos tenham a melhor qualidade. Portanto,
significa que o responsável pelas análises deve saber diferenciar quando há defeito
no equipamento utilizado e quando há erro humano e, além disso, deve estar seguro
de que a leitura de amostras em um equipamento é a mais real possível. É
importante ressaltar, também, que todos os métodos possuem um limite de
detecção.
20
5. CONCEITOS BÁSICOS DE ESTATÍSTICA APLICADA AO MONITORAMENTO
DE QUALIDADE DA ÁGUA
Estatística é a ciência que tem por objetivo orientar a coleta, organização,
descrição, análise e interpretação de dados, e utilização dos mesmos na tomada de
decisões. A estatística está dividida em dois segmentos: estatística descritiva e
estatística indutiva (ou inferencial).
A estatística descritiva corresponde aos procedimentos relacionados com a
coleta, elaboração, tabulação, análise, interpretação e apresentação dos dados. Em
outras palavras, inclui as técnicas que dizem respeito à síntese e à descrição de
dados numéricos. O objetivo da estatística descritiva é tornar as coisas mais fáceis
de entender, relatar e discutir. Já a estatística indutiva ou inferencial parte de um
conjunto ou subconjunto de informações (subconjuntos da população ou amostra) e
conclui sobre a população. Utiliza técnicas como a teoria das probabilidades,
amostragem, dentre outras.
A estatística é uma ótima ferramenta que pode ser utilizada para otimizar as
redes de monitoramento, para reduzir os parâmetros monitorados quando estes
apresentam correlação, ou ainda para verificar se os dados se assemelham ou
diferem-se estatisticamente ao longo do tempo ou espacialmente. Ela serve para
facilitar a interpretação dos dados, uma vez que pode apresentá-los de maneira
mais sintética, por meio de valores, gráficos e diagramas. Assim, a estatística
possibilita aos envolvidos de alguma maneira no processo de monitoramento uma
maior compreensão dos resultados e consequentemente sua melhor interpretação.
Os dados estatísticos podem ser apresentados de diversas maneiras. As mais
utilizadas são a apresentação na forma de gráficos, histogramas e diagramas. Todos
os envolvidos em sistemas de monitoramento de qualidade de água devem ter um
conhecimento básico sobre alguns termos estatísticos e suas aplicações. Nesse
sentido, seguem abaixo alguns conceitos básicos de estatística que podem ser
aplicados no dia a dia do monitoramento da qualidade da água:
- População Estatística ou Universo Estatístico: coleção de todos os elementos cujas
características (comuns) desejamos conhecer.
21
- Amostra: subconjunto finito da população cujas características serão medidas. A
amostra será usada para descobrir características da população. Como toda a
análise estatística será inferida a partir das características obtidas da amostra, é
importante que a amostra seja representativa da população, isto é, que as
características de uma parte (amostra) sejam em geral as mesmas que do todo
(população).
- Classificação das variáveis:
Qualitativa: quando seus valores são expressos por atributos (características),
de forma não numérica. Exemplo: largura do curso d’ água (largo ou estreito), porção
do curso d’água (alto, médio ou baixo curso).
Quantitativa: quando seus valores são expressos por números. Exemplo:
oxigênio dissolvido, turbidez, temperatura da água, pH, abundância de zooplâncton,
riqueza de espécies de fitoplâncton, densidade de coliformes totais.
- Média: é considerada uma medida de tendência central e é muito utilizada no
cotidiano. Surge do resultado da divisão do somatório dos números dados pela
quantidade de números somados. Por exemplo, podemos tirar a média de um
conjunto de valores de oxigênio dissolvido, ao longo do dia, ou sua média mensal.
- Mediana: valor que ocupa a posição central da distribuição. Isto é, divide a amostra
em duas partes iguais. Por exemplo, em um conjunto de valores de turbidez da
água, medidos ao longo de um semestre, a mediana corresponderá àquele valor que
ocupa posição central na distribuição total do conjunto de dados.
- Moda: observação que ocorre com maior frequência em uma amostra. Por
exemplo, em um conjunto de dados de pH para determinado ponto amostrado, a
moda será aquele valor que apareceu com maior frequência durante as medições no
curso d’água.
- Desvio padrão: o desvio padrão é a medida mais comum da dispersão estatística.
O desvio-padrão define-se como a raiz quadrada da variância. É definido desta
forma de maneira a dar-nos uma medida da dispersão. O desvio padrão é uma
medida que está relacionada ao quanto determinado valor está mais ou menos
distante da média. Por exemplo, um ponto de um curso d’água é monitorado
regularmente, e tem-se conhecimento de que o desvio padrão dos dados é baixo, ou
22
seja, a dispersão do conjunto de dados dos parâmetros avaliados é pequena, uma
vez que pelas análises estatísticas os dados sempre ficam concentrados em torno
da média. No entanto, a partir de análises estatísticas de rotina, foi verificado
durante o monitoramento que, em dois dias consecutivos, parâmetros como pH,
turbidez e oxigênio dissolvido apresentaram um grande desvio padrão, com dados
muito afastados da média. De posse destes resultados, pode-se tecer diversas
interpretações, como por exemplo, de que estas alterações podem estar
relacionadas ao lançamento inadequado de efluentes no corpo d’água, provocado
alterações bruscas nos parâmetros.
23
RESUMO UNIDADE 4
Neste módulo você conheceu um pouco mais sobre as redes de
monitoramento de água existentes no Brasil. O monitoramento pode ser definido
como um conjunto de informações físicas, químicas e biológicas do ecossistema em
estudo para atender a um ou mais objetivos, podendo ser também considerado um
sistema contínuo de observações, medições e avaliações com múltipla finalidade.
As redes de monitoramento têm o objetivo de desenvolver ações que
permitam o aprimoramento e a ampliação do monitoramento da qualidade das
águas, permitindo que suas informações estejam disponíveis para toda a população,
de maneira integrada e com dados confiáveis. Em outras palavras, é fundamental o
estabelecimento de um programa de monitoramento hídrico quali-quantitativo que
forneça subsídios para a avaliação das condições dos mananciais e para a tomada
de decisões associada ao gerenciamento dos recursos hídricos.
Para entender melhor o funcionamento das redes de monitoramento,
precisamos recordar que, para sua implantação, é estabelecida a locação de pontos
de monitoramento de qualidade de água. Esta locação pode ser dividida em duas
etapas subsequentes: a macrolocação e a microlocação. A macrolocação envolve a
identificação das grandes regiões onde deverá ser implementada a rede de
monitoramento, e está diretamente relacionada aos objetivos da rede a ser
implantada; já a microlocação envolve a definição precisa do local onde o
monitoramento deverá ser realizado.
Na unidade 4 também foi comentada a metodologia de alocação dos pontos
de monitoramento
Além disso, vale ressaltar que não podemos falar em redes de monitoramento
sem recordar a unidade 1, que aborda diversas legislações relacionadas à qualidade
da água.
24
REFERÊNCIAS
ANA – AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS. Panorama da qualidade das águas
superficiais do Brasil. Brasília: ANA, 2012. 264 p.
ANA -AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS. Panorama do enquadramento dos
corpos d’água do Brasil e Panorama da qualidade das águas subterrâneas no
Brasil. Caderno de Recursos Hídricos, 5. Brasília: ANA, 2007.124 p. Disponível em:
http://pnqa.ana.gov.br/Publicao/PANORAMA%20DO%20ENQUADRAMENTO.pdf.
Acesso em 03 jan. 2013.
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superficiais no Brasil. Cadernos de Recursos Hídricos 1. Brasília: ANA, SPR,
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25
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26
27
28
UNIDADE 5
PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
PARA COLETA EM CAMPO
1
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS..........................................................................................
LISTA DE TABELAS.........................................................................................
1 PADRONIZAÇÃO DE PROCEDIMENTO E METODOLOGIAS.....................
2 EQUIPAMENTOS DE AMOSTRAGEM..........................................................
2.1 Amostradores de Superfície.........................................................................
2.1.1 Balde de Inox.............................................................................................
2.1.2 Coletor com Braço Retrátil........................................................................
2.1.3 Batiscafo....................................................................................................
2.2 Amostradores de Profundidade (coluna d’água)..........................................
2.2.1 Garrafas van Dorn e de Niskin..................................................................
2.2.2 Armadilha de Schindler-Patalas (trampa).................................................
2.2.3 Bomba de Água........................................................................................
2.2.4Redes de Plâncton.....................................................................................
2.3 Amostradores de Fundo...............................................................................
2.4 Amostradores de Nécton..............................................................................
3. PROCEDIMENTOS GERAIS.........................................................................
4. PROTOCOLOS, FICHAS DE CAMPO E CHECK LIST................................
5 LOGÍSTICA.....................................................................................................
6 COLETA E PRESERVAÇÃO DE AMOSTRAS DE ÁGUA.............................
7. DESCARTE DE AMOSTRAS E REAGENTES.............................................
8. RECOMENDAÇÕES DE SEGURANÇA.......................................................
RESUMO UNIDADE 5.......................................................................................
REFERÊNCIAS..................................................................................................
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2
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Balde de inox utilizado para coleta de amostras de superfície.
Figura 2 – Garrafas de van Dorn vertical (esquerda), van Dorn horizontal
(centro) e Niskin (direita).
Figura 3 – Armadilha de Schindler-Patalas.
Figura 4 – Rede de plâncton.
Figura 5 – Exemplo de uma ficha de campo.
Figura 6 – Alguns equipamentos de proteção individual (EPI).
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Exemplo de um checklist.
3
1 PADRONIZAÇÃO DE PROCEDIMENTO E METODOLOGIAS
A obtenção de dados simplificados é necessária para a viabilização das tomadas de
decisão quanto ao gerenciamento dos recursos hídricos por parte dos órgãos
ambientais e todos os usuários. Tais informações podem ser obtidas a partir da
utilização de Índices de Qualidade de Água e Qualidade Ambiental, os quais são
compostos por diferentes parâmetros físico-químicos e biológicos. Sob este aspecto,
o tratamento e a análise dos dados para cada parâmetro são resultado de um árduo
e demorado trabalho de avaliação de um determinado corpo d’água, por isto, a
padronização dos procedimentos de coleta e das metodologias é de grande
importância, pois faz-se necessário que os dados obtidos durante estas avaliações
possam ser comparados.
Como vimos em unidades anteriores, o monitoramento da qualidade da água no
Brasil é realizado por diversos órgãos estaduais de meio ambiente e recursos
hídricos, companhias de saneamento, empresas do setor elétrico, entre outros.
Apesar da vasta gama de entidades públicas e privadas que fazem este tipo de
estudo, não existem procedimentos padronizados de coleta, frequência destas
coletas e análise das informações obtidas.
Para permitir comparações dos resultados obtidos, há necessidade de que os
procedimentos de coleta e análise dos dados sejam uniformes, portanto, é
imprescindível a padronização dos procedimentos e da metodologia aplicada ao
monitoramento da qualidade da água. Acerca da padronização das coletas e das
metodologias alguns procedimentos devem ser observados por serem de grande
importância, como por exemplo, a coleta de amostras em diferentes profundidades,
a utilização de métodos reconhecidos na literatura e que sejam passíveis de
reprodução, padronização dos horários de coleta, entre outros.
Com este objetivo o Programa Nacional de Avaliação da Qualidade da Água (PNQA)
4
tem como um dos seus focos articular com as diversas entidades operadoras das
redes estaduais de monitoramento, padronizar os procedimentos de coleta e análise
das amostras de qualidade da água, com o principal intuito de tornar os resultados
confiáveis e sujeitos a comparação.
2 EQUIPAMENTOS DE AMOSTRAGEM
Já vimos que para se conhecer e monitorar a qualidade da água dos ecossistemas
aquáticos é necessário que se faça medições das variáveis ambientais, ou seja, dos
seus parâmetros físicos, químicos e biológicos.
Com este fim são utilizados diferentes tipos de equipamentos de medição, que serão
abordados durante esta unidade. Estes equipamentos podem ser manuais ou
automáticos. Alguns parâmetros como temperatura e pH são obtidos de forma
imediata, durante sua medição, porém outros parâmetros como a determinação de
fosfatos, nitratos e coliformes necessitam de processos e metodologias mais
específicas que só podem ser encontradas em laboratórios especializados. Os
equipamentos de medição e amostragem podem ser agrupados em diferentes tipos
que serão estudados a seguir.
2.1 Amostradores de Superfície
2.1.1 Balde de Inox
Este tipo de balde (Figura 1) é normalmente utilizado para a amostragem de
superfície e deve ser confeccionado em aço inox polido, isso evita a incrustação nas
costuras de solda. Em caso de coletas microbiológicas deve ser autoclavado, para
coletas que não necessitem esterilização o balde deve ser ambientado com água do
próprio local, ou seja, devemos “lavar” o balde com a água do próprio ambiente
antes da coleta propriamente dita.
5
Figura 1 – Balde de inox utilizado para coleta de amostras de superfície.
Fonte: http://www.westequipamentos.com.br (acesso em 26/01/2013)
2.1.2 Coletor com Braço Retrátil
O coletor com braço retrátil é utilizado em amostragens de águas superficiais de
difícil acesso por meio de outros equipamentos, como por exemplo, em saídas de
efluentes. A presença do braço retrátil permite que se alcance o local de coleta
desejado. Pode ser confeccionado com diferentes materiais, como plástico (plástico
inerte), acrílico ou aço inox, desde que sua superfície seja lisa ou polida para evitar
as incrustações.
2.1.3 Batiscafo
É utilizado para coletar amostras que não podem sofrer aeração, como as de
oxigênio dissolvido e sulfetos. Este tipo de amostrador permite coletar águas
superficiais e subsuperficiais até 30 cm da lâmina d’água.
É formado por um tubo cilíndrico confeccionado em aço inox polido, que no seu
interior contém um frasco de vidro de boca estreita e esmerilhada de volume 300mL
(frasco utilizado para medições de DBO).
6
2.2 Amostradores de Profundidade (coluna d’água)
2.2.1 Garrafas van Dorn e de Niskin
Este tipo de equipamento permite a coleta de amostras na superfície e em diferentes
profundidades. As garrafas de van Dorn e Niskin (Figura 2) são as mais empregadas
para esses tipos de amostragens, porém não são indicadas para grandes volumes
de água ou para coleta de organismos com maior mobilidade.
As garrafas podem ser confeccionadas com tubo cilíndrico de PVC rígido, acrílico ou
de aço inox polido e podem ter capacidades variadas (2L, 6L e 10L, por exemplo).
Estes equipamentos são dotados de um mensageiro, que ao ser lançado fecha a
garrafa hermeticamente na profundidade desejada. Elas podem ser utilizadas tanto
para coletas de fluxo vertical como horizontal, dependendo do seu sistema de
desarme.
Figura 2 – Garrafas de van Dorn vertical (esquerda), van Dorn horizontal
(centro) e Niskin (direita).
Fonte: http://marcamedica.com.br (acesso em 26/01/2013)
7
2.2.2 Armadilha de Schindler-Patalas (trampa)
É utilizada nos estudos quantitativos e qualitativos da comunidade planctônica. É
confeccionada em acrílico transparente e tem o formato de cubo, possui
capacidades variáveis (entre 5 e 30L). Possui em uma das suas laterais uma rede
de náilon como porosidade conhecida, por onde a água é filtrada deixando os
organismos planctônicos retidos em seu interior conforme figura 3.
Figura 3 – Armadilha de Schindler-Patalas.
Fonte:http://www.envcoglobal.com (acesso em 26/01/2013)
2.2.3 Bomba de Água
Tem como principal vantagem a obtenção de grandes volumes de água e em
diferentes profundidades, muito utilizada na coleta de organismos zooplanctônicos.
2.2.4 Redes de Plâncton
Existem diversos tipos de redes de plâncton. A rede tem formato cônico e suas
costuras devem ser realizadas com bastante cuidado para que estas não retenham
organismos em suas dobras (Figura 4). Na extremidade inferior é acoplado um copo,
que pode ser rosqueado e apresentar uma saída vedada por tela de náilon para a
saída da água e a retenção dos organismos no interior do copo, diminuindo o
volume de água retido.
8
As características da rede, como comprimento, diâmetro da boca, modelo, diâmetro
do poro da malha, entre outros, são definidos de acordo com o objetivo do estudo e
com as características locais, em especial a abertura de malha que será escolhida
de acordo com o tipo de organismo a ser estudado. Para coleta de fitoplâncton são
utilizadas, em geral, redes com 20 a 64µm de abertura de malha, redes com malhas
maiores acima de 100 até 200µm são mais adequadas ao estudo do zooplâncton e
malhas maiores que estas (500µm) são utilizadas nas coletas de larvas de peixes
(macrozooplâncton), por exemplo.
Figura 4 – Rede de plâncton.
Fonte: http://360graus.terra.com.br (acesso em 26/01/2013)
2.3 Amostradores de Fundo
Os amostradores de fundo devem obter amostras representativas do sedimento.
Sua escolha depende das características do sedimento, volume e eficiência
necessários ao estudo que se pretende realizar. Para se ter uma amostragem eficaz
é de fundamental importância a operação do equipamento, levando-se em conta a
velocidade de descida e o conhecimento prévio do local.
Para as amostras de sedimento pode-se utilizar pegadores ou testemunhadores
(“core sampler” e “corer”). Em estudos de distribuição horizontal de variáveis, físicas,
químicas e biológicas, é mais comum o uso de pegadores, já para o estudo da
9
variação vertical destes parâmetros são mais utilizados os amostradores do tipo
testemunhador. Para amostras da fauna bêntica são utilizados redes, delimitadores
e substratos artificiais. A seguir apresentamos uma breve descrição dos diferentes
tipos de amostradores de fundo, de acordo com o Guia Nacional de Coleta e
Preservação de Amostras (2011).
- Pegador de Ekman-Birge: utilizado em reservatórios devido à sua fácil
manipulação. É adequado para avaliação de contaminação de sedimentos finos de
ecossistemas aquáticos. Não é indicado para locais de correnteza moderada a forte
ou com substrato duro.
- Pegador Petersen e van Veen: utilizado para amostragem de fundos de areia,
cascalho e argila, podem escavar substratos grossos. Pode ser utilizado em locais
de forte correnteza quando adicionado pesos de metal para aumentar seu peso.
- Pegador Ponar: Considerado o melhor equipamento para coletas quantitativas e
qualitativas de bentos de substrato grosso. É o mais frequentemente usado, devido
à redução na formação das ondas de choque.
- Pegador Shipek: é um cilindro de aço e é montado em sistema de molas helicoidais
de alta pressão, quando as molas são acionadas, o cilindro gira rapidamente em
180°, para dentro do sedimento, recolhendo amostra superficial com pouco distúrbio.
A amostra coletada fica retida no interior do cilindro que a protege do efeito da
lavagem que poderia ocorrer com a subida do sistema.
- Amostrador em Tubo ou Testemunhador: é apropriado para coleta de sedimentos
finos nos diversos ecossistemas aquáticos. Podemos considerar que este tipo de
amostrador de fundo é um dos mais eficientes para o estudo da dinâmica e
distribuição vertical dos elementos químicos e biológicos. É mais eficiente em
substratos consolidados, com pouco teor de água, onde pode-se obter amostras
íntegras. Esse equipamento geralmente consiste de um tubo de aço inox polido, com
um tubo coletor no seu interior de plástico resistente e inerte; pode ter diâmetro e
comprimento variáveis, os tubos podem ser simples ou múltiplos e gravitacionais ou
manuais.
- Delimitadores: são utilizados em estudos qualitativos e semiquantitativos de locais
rasos em diversos ambientes. Para a utilização deste equipamento é necessário que
10
haja uma boa experiência profissional para que se obtenha uma boa amostragem.
- Redes Manuais: este tipo de rede serve para a coleta qualitativa ou
semiquantitativa da macrofauna bêntica em ambientes rasos (lênticos ou lóticos).
- Substrato Artificial: em geral os tipos de substratos artificiais são desenvolvidos de
acordo com o ambiente e os objetivos da amostragem. De modo geral são utilizados
para estudos qualitativos e semiquantitativo da macrofauna bentônica e perifíton.
2.4 Amostradores de Nécton
Existe uma infinidade de amostradores de nécton e a sua escolha é definida por
diversos fatores como características do ambiente, objetivos do estudo, estrutura da
comunidade local e época do ano. A escolha do tipo de amostrador deve ser bem
pensada, pois este pode interferir nos resultados obtidos, como por exemplo, para a
ictiofauna, dependendo do tipo e malha de rede, esta pode se tornar seletiva. Os
amostradores podem ser passivos - fixos ou estacionários (rede de espera, espinhel
ou linhada, caniço ou vara de pesca, curral, cesto ou canastra e covo), ou ativos -
móveis (rede de lance, rede de arrasto, rede de saco, tarrafa, linha de arrasto, puçá
e pesca elétrica).
3. PROCEDIMENTOS GERAIS
Já aprendemos que para se desenvolver um estudo ambiental em ecossistemas
aquáticos o plano de trabalho deve ser muito bem elaborado e definido em função
das questões a serem abordadas. A coleta e a preservação das amostras ainda são
consideradas atividades simples e executadas muitas vezes sem o critério ou
conhecimento necessários. Este pensamento é bastante equivocado, pois as
amostras representam o ambiente estudado, exigindo assim, um acurado
conhecimento técnico e científico, recursos humanos qualificados para desenvolver
atividades de campo.
Sabemos que ao se realizar a amostragem o seu objetivo é coletar um volume
11
pequeno o bastante para ser transportado e manuseado em laboratório, mas este
material deve representar o mais aproximadamente possível o ambiente a ser
avaliado.
Para se implementar um programa de monitoramento é necessário definir os
objetivos do mesmo para, a partir daí, fazer o levantamento dos dados existentes na
área de influência a ser estudada, sendo este um dos princípios fundamentais para
que haja um planejamento prévio afim de se estabelecer os pontos de
monitoramento. Com este levantamento teremos base para selecionar os locais de
amostragem levando em consideração a homogeneidade espacial e temporal,
verificando se o programa é economicamente viável, para a partir disto elaborar o
plano de amostragem de dar início ao programa e as análises do material obtido.
4. PROTOCOLOS, FICHAS DE CAMPO E CHECK LIST
Para se obter um plano de amostragem eficiente devemos ter protocolos de
metodologia que nada mais são do que orientações de execução de determinados
métodos de coleta e análise.
O protocolo constitui passo importante na realização de um estudo. É a transcrição
do método científico à pergunta formulada. Isto ocorre porque as questões
científicas são frequentemente imprecisas, os instrumentos de medidas das
variáveis são comumente não confiáveis ou não disponíveis, e as relações entre as
variáveis são muitas vezes enganosas. Além disso, pode constituir um momento
especial para se aprofundar as ideias básicas do projeto, considerando os aspectos
teóricos e práticos de sua operacionalidade.
O protocolo nada mais é que uma “receita”, desta forma há um protocolo para
realização de DBO, um protocolo para nitrogênio total, ou seja, um protocolo para
cada parâmetro físico-químico ou biológico a ser avaliado.
12
As fichas de campo são instrumentos auxiliares nos estudos e devem conter todas
as informações relevantes observadas durante o momento de coleta, como data,
hora, local, temperatura, ponto de coleta, equipe, condições climáticas, hora de
início e término da coleta e também deve auxiliar nas identificações das amostras
coletadas, servindo como um guia para análise das mesmas em laboratório. Na ficha
de campo também deve constar os parâmetros que serão medidos in situ, como
profundidade local, temperatura, pH, condutividade elétrica entre outros, como
demonstrado na figura.
O Checklist se trata de uma listagem auxiliar onde devem constar todos os
equipamentos que serão utilizados durante as coletas e amostragens, e que deve
ser conferida antes da saída para o campo, a fim de se evitar esquecimentos de
algum tipo de equipamento ou material necessário para a realização das
amostragens (Tabela 1).
13
14
Figura 5 – Exemplo de uma ficha de campo.
Fonte: Bastos (2013)
Tabela 1 – Exemplo de um checklist.
Lista de Equipamentos Check Lista de Equipamentos CheckDocumentação Acondicionamento e Transporte
Plano de monitoramento Gelo reciclável
15
Mapas da área Material de embalagem
Caderno de campo/ ficha de
coleta
Fita adesiva
Canetas/ Lápis/Relógio Equipamentos de segurança
Equipamentos de Coleta Kit primeiros socorros
Haste de coleta Óculos de proteção/sol
Coletor de profundidade Botas impermeáveis (cano alto)
Frasco coletor Capa de chuva
Medidores de campo Água potável
Caixas de luva Filtro solar/repelente
Frasco de coleta Colete salva-vidas
Etiquetas de identificação Outros
Descontaminação Maquina fotográfica digital e
filmadora/carregadorÁlcool 70% GPS e baterias
Esponja e escova Caixa de ferramentas
Papel absorvente Confirmação de acesso (chaves)
Solução detergente Outros materiais específicos
Fonte: Bastos (2013)
5 LOGÍSTICA
O trabalho de campo deve buscar envolver a seleção de itinerários racionais,
dando-se especial atenção aos acessos, tempo para coleta e preservação das
amostras; estudo prévio do local de coleta, a fim de que sejam providenciados em
tempo hábil equipamentos, despacho de amostras para laboratório ou cuidados
especiais de acordo com as características peculiares de cada local.
6 COLETA E PRESERVAÇÃO DE AMOSTRAS DE ÁGUA
Em 2011 foi lançado o Guia Nacional de Coleta e Preservação de Amostras de
Água, Sedimento, Comunidades Aquáticas e Efluentes Líquidos, uma iniciativa da
CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo) que em parceria com a
ANA (Agência Nacional de Águas) publicou a obra.
O Guia traz em seu conteúdo procedimentos detalhados, baseados em
metodologias padronizadas e de referência nacional e internacional sobre a coleta e
a preservação de amostras tendo em vista diversos componentes físicos, químicos e
16
biológicos presentes em águas superficiais, sedimentos e efluentes líquidos. Este
guia pode ser acessado on line no site da Agência Nacional de Águas
(www.ana.gov.br).
Neste item teremos algumas noções em relação à coleta e preservação das
amostras de água. Caso o aluno tenha interesse em aperfeiçoar seu conhecimento
sobre o tema, sugerimos a leitura do Guia descrito anteriormente.
Para estudarmos os procedimentos básicos de como coletar e preservar as
amostras, aprenderemos de forma resumida como efetuar a limpeza e preparação
do material de armazenamento das amostras, técnicas de preservação de alguns
parâmetros, tipos de recipientes, volume de amostra necessário, prazos para
ensaios físico-químicos, microbiológicos, biológicos e de toxicologia.
SAIBA MAIS!
O Projeto “Água: Conhecimento para Gestão”, celebrado através de um convênio
entre a Fundação Parque Tecnológico Itaipu (FPTI) e a Agência Nacional de Águas
disponibilizará um curso de ensino à distância (EAD) específico sobre o tema Coleta
e Preservação de Amostras de Água.
- Etapa de Coleta:
Durante esta etapa, um dos procedimentos fundamentais para garantir a
manutenção das características da amostra é o correto acondicionamento das
mesmas. Assim, os frascos de coleta devem ser resistentes, quimicamente inertes,
bem vedados e preferencialmente de fácil manuseio tanto para a coleta como para
sua limpeza. Os frascos mais utilizados são os de vidro borossilicato, vidro
borossilicato âmbar (utilizados para evitar a fotodegradação da amostra) e
polietileno. Os frascos devem estar rigorosamente limpos e sempre vedados; para a
17
limpeza dos frascos deve-se usar detergentes específicos para a lavagem de
vidrarias de laboratório (Ex.: Extran®), deixar de molho por 24h em solução de ácido
nítrico a 10% (ou ácido clorídrico para análises de íons nitrogenados) e finalmente
enxaguar com água deionizada ou de osmose reversa (COMPANHIA AMBIENTAL
DO ESTADO DE SÃO PAULO, 2011).
- Etapa de Preservação:
A utilização adequada de técnicas de preservação é uma forma de minimizar e/ou
retardar as alterações químicas e biológicas que ocorrem após a retirada da amostra
do ambiente, em todas as fases de amostragem (coleta, acondicionamento,
transporte, armazenamento e até o momento do ensaio), já que independentemente
do tipo de amostra, a estabilidade completa nunca é obtida.
Determinados parâmetros como temperatura, pH, condutividade, teor de sólidos
dissolvidos e oxigênio dissolvido, cujas c7. DESCARTE DE AMOSTRAS E
REAGENTESaracterísticas não são mantidas com a preservação, devem ser
medidos in situ. Os demais parâmetros devem ser analisados o mais rapidamente
possível em laboratório, com o intuito de se minimizar a volatilização ou
biodegradação entre a amostragem e a análise. Dentre as técnicas de preservação
conhecidas, existem três que são mais utilizadas:
1. Adição Química: é o método mais conveniente, através do qual é
adicionado um reagente que faz a estabilização dos constituintes
de interesse por um período de tempo maior;
2. Congelamento: é aceitável para alguns ensaios preservando as
condições naturais da amostra entre o período de coleta e de
análise;
3. Refrigeração: é uma das técnicas mais comuns no trabalho de
campo e pode ser utilizada mesmo após a adição química. Ideal
para ensaios microbiológicos, físico-químico orgânicos e
inorgânicos, biológicos e toxicológicos.
18
7. DESCARTE DE AMOSTRAS E REAGENTES
Para que seja feito um descarte correto das amostras e dos resíduos gerados
durante as análises, independentemente da unidade que gerencie estes descartes, é
importante:
1. Verificar se a Unidade Laboratorial possui um Plano de Gerenciamento dos
Resíduos sólidos1 e líquidos. Caso afirmativo, verificar todo o procedimento
para a disposição final adequada.
2. Prevenção na geração de resíduos (perigosos ou não);
3. Minimizar a proporção de resíduos perigosos que são inevitavelmente
gerados;
4. Separar e concentrar os resíduos de modo a tornar viável e economicamente
possível a atividade gerenciadora dos resíduos;
5. Reuso interno e externo (reciclagem), caso seja possível;
6. Manter o resíduo na forma mais passível de tratamento;
7. Tratar e dispor o resíduo de maneira segura;
Um laboratório pode descartar vários tipos de resíduos diretamente na pia, desde
que este efluente atenda as legislações vigentes.
8. RECOMENDAÇÕES DE SEGURANÇA
A seguir teremos algumas noções sobre biossegurança e segurança durante as
coletas e análises de amostras. Para isto, apresentamos o principal fundamento da
biossegurança, que é o entendimento e tomada de medidas preventivas, priorizando
a saúde humana, animal e do meio ambiente, prevenindo os riscos gerados pelos
agentes químicos, físicos e biológicos envolvidos em diferentes processos.
1 Lembrando que o Brasil promulgou em 2010 a Política Nacional de Resíduos Sólidos lei nº 12305/2010. Em seu artigo
13 classifica: a) resíduos perigosos são aqueles que, em razão de suas características de inflamabilidade,
corrosividade, reatividade, toxicidade, patogenicidade, carcinogenicidade, teratogenicidade e mutagenicidade,
apresentam significativo risco à saúde pública ou à qualidade ambiental, de acordo com lei, regulamento ou norma
técnica;
19
Devido às condições e locais muito variados dos trabalhos de campo estamos
sujeitos a riscos de acidentes. Para se minimizar estes riscos é necessário que se
tome ações preventivas, a principal delas é o alerta e treinamento dos técnicos
envolvidos, para isto deve-se providenciar equipamentos de segurança individuais
(aventais, botas, salva-vidas, luvas, etc. Figura 35) e coletivos, adequados à
necessidade do trabalho, além de ter sempre disponível um kit de primeiros
socorros.
Dentre os fatores que mais oferecem riscos ao trabalho de campo, temos o
transporte rodoviário de técnicos e equipamentos, o acesso aos pontos de
amostragem, embarcações, manipulação de reagentes e soluções e a amostragem
de efluentes e resíduos sólidos. Sobre estes teremos a seguir algumas
considerações importantes:
- O transporte rodoviário implica não só no risco inerente ao deslocamento, para isto
é imprescindível o uso de cinto de segurança, mesmo que em trajetos curtos, como
também nos riscos durante o transporte de equipamentos e material de coleta. Os
materiais de coleta como frascos de vidro (neste caso, deve estar bem
acondicionado para evitar a quebra) e reagentes para preservação de amostras (que
devem estar em frascos bem vedados para evitar vazamentos) nunca devem ser
transportados junto aos passageiros e sim no porta-malas ou na caçamba do
veículo, que deve ter respeitada sua capacidade máxima de peso e volume.
- O acesso aos pontos de amostragem muitas vezes passa por locais que
aumentam as probabilidades de acidentes, como locais próximos a estradas
movimentadas, pontes, áreas de tráfego intenso de máquinas, entre outros. Para se
trabalhar nestas áreas é necessário que haja a utilização de dispositivos de
sinalização adequados que proporcionem a visualização da equipe. Em regiões com
muita vegetação o risco de acidentes com animais é alto, portanto, deve-se ter
atenção redobrada e utilizar vestimentas adequadas, como calças compridas, botas,
perneiras, chapéu, etc.
- As embarcações para coleta em rios, represas, reservatórios, áreas estuarinas e
no mar são muito utilizadas, para isto deve-se verificar as condições gerais destas e
20
de seus equipamentos para se evitar atrasos e acidentes durante os trabalhos de
campo. Existe uma série de equipamentos que são obrigatórios nas embarcações
como: motor, tanque, mangueira de combustível, bateria, tampões de casco, remos,
colete salva-vidas (em número suficiente para toda tripulação), âncora, extintor de
incêndio, cordas, luzes de sinalização noturna. Além destes equipamentos
obrigatórios também se recomenda o uso de bússolas, ecobatímetro, GPS, celular,
sistemas de radiocomunicação, sinalizadores de fumaça, além de peças de
manutenção mecânica básica do motor.
- A manipulação de reagentes e soluções tem sido uma constante fonte de
acidentes, devido ao uso de reagentes químicos para preservação das amostras.
Para se evitar estes acidentes deve-se evitar a manipulação inadequada e a
utilização de frascos plásticos tipo conta gotas ou pissetas dosadoras.
- Para se fazer amostragens em efluentes os riscos são inerentes a área onde se faz
a coleta, como indústrias, devendo-se receber treinamento adequado e
equipamentos de segurança para a permanência no local. Os efluentes líquidos
podem apresentar variados tipos de compostos de origem química e
infecto-contagiosos, sendo assim os técnicos devem ter treinamento para
manuseá-los de forma segura, evitando os acidentes e também para situações de
emergências que podem ocorrer nos locais de amostragem.
Figura 6 – Alguns equipamentos de proteção individual (EPI).
21
Fonte: http://www.eurorubber.com.br (acesso em 26/01/2013)
RESUMO UNIDADE 5
Durante esta unidade foram abordados os procedimentos metodológicos para
coletas em campo, com este intuito estudamos como e porque efetuar a
padronização dos procedimentos e metodologias e que estas padronizações são a
base para que estes possam ser reproduzidos por diferentes grupos e os resultados
possam ser comparados.
Foram apresentados os principais equipamentos de amostragem em função da
finalidade do estudo, tipo e local de amostragem, sendo eles divididos em:
amostradores de superfície, amostradores de profundidade (coluna d’água),
amostradores de fundo e amostradores de nécton.
Tivemos noções sobre os procedimentos gerais que envolvem uma boa elaboração
e definição das questões a serem abordadas em um plano de monitoramento, além
de como estabelecer protocolos, elaborar fichas de campo levando em consideração
os principais dados que devem ser obtidos, assim como o checklist e a sua
relevância dentro do trabalho de campo. Também foram abordadas as
recomendações de segurança e a importância da prevenção de acidentes e
22
minimização de riscos e os aspectos que envolvem a logística do trabalho de
campo.
Na parte de coleta e preservação de amostras foram apresentados os principais
procedimentos para limpeza e preparação do material de armazenamento, as
técnicas de preservação para cada variável, tipos de recipientes, volume de amostra
necessária, tipos de preservação e prazos para ensaios físicos, químicos,
microbiológicos, outros ensaios biológicos e de toxicologia, além de como proceder
o correto descarte de amostras e dos reagentes.
REFERÊNCIAS
BRAILE, P. M. Manual de tratamento de águas residuárias. São Paulo, CETESB,
1979.
COMPANHIA AMBIENTAL DO ESTADO DE SÃO PAULO. Guia Nacional de Coleta
e Preservação de Amostras: Água, Sedimento, Comunidades Aquáticas e
Efluentes Líquidos. Org. BRANDÃO, C. J.; BOTELHO, M. J. C.; SATO, M. I.;
LAMPARELLI, M. C. São Paulo. CETESB: Brasília. ANA. 2011. 326p.
JARDIM, W. F. Gerenciamento de resíduos químicos em laboratórios de ensino
e pesquisa. Química Nova, v.21, n.5, p.671-673, 1998.
LIMA, A. N. Limnologia e qualidade ambiental de um corpo lêntico receptor de
efluentes tratados da indústria do petróleo. 2004. 145f. Dissertação de Mestrado.
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. Universidade Federal do Rio
Grande do Norte. UFRN. Natal, RN. 2004.
Parron, L. M.; Muniz, D. H. de F.; Pereira, C. M. Manual De Procedimentos De
Amostragem E Análise Físico-Química De Água. Documentos 232. 2011.
Disponível Em: Colombo: Embrapa Florestas,
23
<http://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/bitstream/doc/921050/1/Doc232ultimaversao.
pdf>. Acesso em: 20 jan. 2013.
24
UNIDADE 6
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO PARA
MONITORAMENTO DA QUALIDADE DA
ÁGUA
1
1. Controle de qualidade dos dados
Para que haja qualidade e confiabilidade nos dados de um sistema de
monitoramento de qualidade de água, existem alguns aspectos que devem ser
considerados. O sistema relacional é o mais utilizado, e refere-se à representação
de arquivos como tabelas, onde cada linha é um registro e cada coluna um campo.
Para ficar mais claro, o banco de dados corresponde a um conjunto de tabelas que
podem ser ordenadas por uma ou mais colunas.
É importante salientar que a correta organização do desenho de um banco de dados
é fundamental para seu bom desempenho. Assim, deve-se evitar incluir nas tabelas
colunas que sejam derivadas de outras colunas para evitar ocupação desnecessária
de espaço, e também deve-se evitar a ocorrência de itens repetitivos em uma tabela
para minimizar a ocorrência de espaços vazios no arquivo.
Entrada de Dados no Sistema de Informação
A validação de dados é de extrema importância para que os resultados obtidos
sejam mais próximos da realidade. Todo o processo de entrada de dados manual
em sistemas eletrônicos é passível de erros, os quais devem ser verificados para
validação dos dados antes de sua incorporação ao banco de dados. Por exemplo,
ao se digitar dados/entrar com dados em um sistema de informação, deve-se evitar
a multiplicação de etapas de transcrição de dados e, além disso, utilizar máscaras
de edição para evitar que dados com formato incorreto sejam digitados. Também
deve-se utilizar mecanismos de verificações internas na entrada de dados antes dos
mesmos serem incorporados ao banco, para evitar ocorrência de erros aleatórios.
Outro aspecto que deve ser observado é a utilização de consulta “on line” à tabela
para mostrar, no momento da entrada dos dados, a que valores correspondem
2
certos códigos digitados. Por exemplo, durante a digitação de um parâmetro de
qualidade da água, poderiam ser mostrados os limites para uma determinada
classe, ou, ainda, no momento da digitação da vazão de um rio, poderia ser
mostrada a vazão máxima e mínima daquele dia.
As coletas de dados também podem ser feitas por meio da utilização de sondas
multiparamétricas. Os dados coletados em campo, por meio dessas sondas, são
transferidos automaticamente para os computadores, reduzindo assim a
possibilidade de erros em séries de dados, tal como ocorre com maior frequência
quando se realiza a entrada de dados manualmente em um sistema.
1.2. Integridade dos Dados
Para garantir a preservação da integridade de dados de monitoramento, os
programas devem ser testados para evitar erros de programação. Também devem
ser feitas cópias de segurança periódicas, além da instalação de programas e/ou
sistemas de proteção contra acessos não autorizados. Também deve-se estar
atento à manutenção dos componentes eletrônicos do computador, para evitar a
perda de dados.
2. Sistemas de informações
Um Sistema de Informação (SI) é um sistema cujo elemento principal é a
informação. Seu objetivo é armazenar, tratar e fornecer informações de modo a
apoiar as funções ou processos de uma organização.
Geralmente, um SI é composto de um subsistema social e um subsistema
automatizado. O primeiro refere-se às pessoas, processos, informações e
documentos. O segundo refere-se aos meios automatizados (máquinas,
computadores, redes de comunicação) que interligam os elementos do subsistema
social.
3
Ao contrário do que muitos possam pensar, as pessoas - juntamente com os
processos que executam e com as informações e documentos que manipulam -
também fazem parte do SI. O Sistema de Informação é algo maior que um software,
pois, além de incluir o hardware (máquinas) e o software (programas), também inclui
os processos (e seus agentes e usuários) que são executados fora das máquinas.
Para trabalhar com sistemas de informações há necessidade de equipes
multidisciplinares e sempre interessadas na busca pelo conhecimento.
3. Sistema Nacional de Informações sobre Recursos Hídricos (SNIRH)
Lançado em 2005, o SNIRH é um instrumento de gestão de recursos hídricos
previsto na Lei das Águas (9.433/97) cujos objetivos são coletar, tratar, armazenar e
recuperar informações sobre a água, além de reunir, dar consistência e divulgar
dados e informações quantitativas e qualitativas dos recursos hídricos pertencentes
ao território brasileiro. De maneira geral, este sistema garante à sociedade o acesso
rápido e preciso às informações atualizadas sobre recursos hídricos.
O Sistema Nacional de Informações sobre Recursos Hídricos é necessário para
diversas finalidades, tais como facilitar a integração das ações relacionadas à
gestão de recursos hídricos nos níveis federal, estadual e municipal, suprir as
necessidades dos atores envolvidos na gestão da água. Tem por objetivo fornecer
subsídios para a elaboração dos Planos de Recursos Hídricos (Art 27, inciso III, Lei
9433/97); funcionar como ponto de referência central para o desenvolvimento dos
instrumentos de enquadramento, outorga e cobrança de recursos hídricos, previstos
no Art. 5°, incisos II, III e IV da Lei 9433/97, integrados por bacia hidrográfica,
conforme preceituado pelo inciso IV do Art. 1° da mesma lei, e da fiscalização dos
usos, nos mesmos moldes.
Além disso, outra função do SNIRH é sua utilização como ferramenta de apoio à
decisão para os participantes do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos
4
Hídricos, que é composto pelo Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH),
pela ANA, por conselhos estaduais de recursos hídricos, comitês de bacia, agências
de água e órgãos cujas competências se relacionem à gestão destes recursos.
O SNIRH é um sistema computacional composto por cinco elementos: Recursos
humanos e organizacionais, Subsistema, Base Integrada de Dados, Plataforma de
Integração e Infraestrutura computacional. Estes elementos endereçam os objetivos
máximos estabelecidos para o Sistema de Informação sobre Recursos Hídricos,
levando em consideração o desenvolvimento tecnológico do SNIRH e sua melhoria
contínua. A área responsável pelo desenvolvimento, organização e implantação
desses elementos é a Superintendência de Gestão da Informação (SGI) da ANA, em
nível federal, porém os estados devem ter também seus sistemas de informações,
que por sua vez, deverão estar interligados ao sistema nacional.
Os comitês que estão avançados na implementação dos instrumentos da lei
9433/97, também podem ter seus sistemas próprios e interligados ao sistema
estadual ou federal, dependendo da dominialidade do rio.
3.1. Componentes do SNIRH
Recursos humanos e organizacionais
Os recursos humanos e organizacionais que compõem o Sistema Nacional de
Informações sobre Recursos Hídricos compreendem: - as pessoas; - as relações
sociais estabelecidas entre as pessoas encarregadas de executar as tarefas; e as
exigências organizacionais, tanto formais, quanto informais.
A base de dados
A base de dados organiza-os de forma consolidada, sendo, portanto, única e
integrada. Ela é constituída por diversos tipos de informação agrupados por
assuntos, os quais são facilmente identificáveis em função da sua natureza.
5
Figura 1. Representação esquemática da base integrada de dados do SNIRH.
Fonte: CAMPOS NETO, 2010 (acesso em 14/01/2013).
3.2. Subsistemas do SNIRH
A estrutura proposta para o SNIRH é formada por seis subsistemas integrados e
interdependentes, com vistas a permitir o atendimento à sociedade em geral com
relação às demandas por informações sobre recursos hídricos. Seguem abaixo os
objetivos de cada um dos subsistemas.
Subsistema PLANEJAMENTO E GESTÃO: tem o objetivo de dar visibilidade aos
processos de planejamento e gestão dos recursos hídricos e permitir o
acompanhamento sistemático da situação dos recursos hídricos no país, com
relação à quantidade e qualidade de água, além do acompanhamento do grau de
implementação do Plano Nacional de Recursos Hídricos (PNRH).
Subsistema DADOS QUALI-QUANTITATIVOS: baseado em informações do
monitoramento hidrometeorológico do país, com o levantamento de dados
fluviométricos, pluviométricos e de qualidade de água, que possibilitam o
conhecimento das características quali-quantitativas de cursos d´água e dos índices
pluviométricos, com suas distribuições no espaço e no tempo.
Subsistema REGULAÇÃO DE USOS: reúne informações sobre usos de recursos
6
hídricos no território nacional, com a finalidade de possibilitar a regulação dos usos
nas bacias hidrográficas com dominialidades partilhadas entre a União e as
Unidades da Federação.
Subsistema INTELIGÊNCIA HÍDRICA: incorpora todos os processos necessários
para a geração de informações hidrológicas com base nos dados brutos gerados por
monitoramento e em modelos hidrológicos para atender às necessidades sobre
informações de disponibilidade hídrica.
Subsistema INTELIGÊNCIA DOCUMENTAL: visa a elaboração de uma base de
dados de documentos relacionados à gestão descentralizada dos recursos hídricos
no Brasil, incluindo aqueles produzidos no âmbito de comitês de bacia e outros
órgãos gestores. O subsistema permite a recepção, o armazenamento e a captura
de informação documental, a indexação automática e a disponibilização de
informações na Internet.
Subsistema INTELIGÊNCIA GEOGRÁFICA: permite prover dados e informações
geoespaciais de suporte à gestão de recursos hídricos e possui uma função
integradora entre os diversos subsistemas do SNIRH.
Para ter acesso ao sistema nacional basta acessar o portal:
http://portalsnirh.ana.gov.br/ e navegar nos diferentes subsistemas. O portal é um
instrumento de comunicação e colaboração entre as pessoas envolvidas ou com
interesses em informações sobre Recursos Hídricos (águas superficiais e
subterrâneas). Os principais objetivos deste portal são: disseminar dados e
informações sobre Recursos Hídricos; - disseminar atividades desempenhadas
sobre o SNIRH e seus respectivos módulos; - integrar o acesso a diversas
ferramentas desenvolvidas no âmbito do SNIRH; - disseminar informações sobre as
redes de pesquisas; - apresentar a documentação do projeto SNIRH; disseminar,
consolidar e validar as metodologias utilizadas pela ANA para o desenvolvimento do
SNIRH.
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3.3. Redes de pesquisa SNIRH
O desenvolvimento do SNIRH está fundamentado em uma estratégia de construção
conjunta, participativa e descentralizada, envolvendo o governo nas esferas federal
e estadual e a sociedade, por meio de contribuições da comunidade científica e
usuários dos recursos hídricos.
Quatro redes de pesquisa foram constituídas, envolvendo universidades e centros
de pesquisa brasileiros para a proposição de normas e padrões para as atividades
de monitoramento de recursos hídricos e desenvolvimento de ferramentas
hidrológicas, que são integrados ao subsistema de inteligência hídrica. A Agência
Nacional de Águas possui participação efetiva nas redes de pesquisa no
acompanhamento de um grupo gestor, formado por cientistas brasileiros de diversas
áreas do conhecimento, com o objetivo de prestar assessoramento técnico-
científico, principalmente com relação à concepção das possíveis aplicações em
gestão de recursos hídricos e a implementação dos resultados no SNIRH.
4. Programa Nacional de Avaliação da Qualidade das Águas (PNQA)
O PNQA surgiu a partir de necessidades relacionadas ao monitoramento da
qualidade das águas no Brasil, fator determinante para a gestão dos recursos
hídricos, para a solução de conflitos entre os diversos usos da água. No Brasil, há
vários problemas relacionados à falta de padronização e de informações sobre a
realização de coletas e análises laboratoriais, conforme descrito na Unidade 05, o
que torna os resultados, muitas vezes, pouco confiáveis e de difícil comparação
entre regiões distintas. Essa situação, somada ao fato de a divulgação das
informações para a população e os tomadores de decisão ser insuficiente na maioria
das Unidades da Federação, gera dificuldades para a análise efetiva da evolução da
qualidade das águas e elaboração de um diagnóstico nacional.
No sentido de reverter esse quadro, a Agência Nacional de Águas lançou o PNQA,
8
que tem por meta oferecer à sociedade conhecimento adequado sobre a qualidade
das águas superficiais brasileiras, de forma a subsidiar os tomadores de decisão
(agências governamentais, ministérios, órgãos gestores de recursos hídricos e de
meio ambiente) na definição de políticas públicas para a recuperação da qualidade
das águas, contribuindo assim com a gestão sustentável dos recursos hídricos.
4.1. Objetivos do PNQA
Eliminar as lacunas geográficas e temporais no monitoramento de qualidade
de água
A Agência Nacional de Águas opera uma rede básica de qualidade de água que
possui 1.340 pontos em todo o país, onde são feitas análises de quatro parâmetros
básicos (pH, oxigênio dissolvido, condutividade e temperatura) durante as
campanhas de medição de vazão. Esses parâmetros têm seus resultados obtidos
automaticamente por meio de sondas multiparamétricas que são postas em
contato com os corpos d’água, não havendo necessidade de coleta, transporte e
análise de amostras em laboratórios.
No entanto, a análise desses quatro parâmetros não possibilita uma avaliação
adequada da evolução da qualidade das águas brasileiras, sendo necessários
outros parâmetros que requerem coletas de amostras e análises laboratoriais.
Apesar de o custo dessas análises nos laboratórios não ser elevado, os custos de
logística (coleta, armazenamento e transporte de amostras) muitas vezes são,
devido à grande distância entre os pontos de coleta e os laboratórios. Para a
redução desses custos é necessário que se agregue os Estados ao Programa, para
que eles auxiliem no monitoramento e utilizem seus resultados.
Nem todos os Estados brasileiros possuem condições de monitorar a qualidade de
suas águas, tanto pelos elevados custos da logística envolvida, quanto pela
ausência de pessoal capacitado para a tarefa, o que resulta em vazios no
monitoramento (Figura 2). Em algumas situações, também devido à escassez de
9
recursos financeiros, as campanhas de monitoramento são interrompidas,
retornando somente após longo período, deixando uma lacuna no monitoramento
que não se consegue reverter. Assim, para ampliar o conhecimento da qualidade
das águas no Brasil é fundamental eliminar as lacunas geográficas e temporais no
seu monitoramento.
Figura 2: Densidades das redes estaduais de monitoramento de qualidade das
águas.
Fonte: Agência Nacional de Águas/ Portal da qualidade das águas (acesso em
08/01/2013).
10
Tornar as informações de qualidade de água comparáveis em âmbito nacional
Não há procedimentos padronizados no Brasil para coleta e preservação de
amostras de qualidade de água. Assim, duas amostras retiradas num mesmo trecho
de rio, por exemplo, podem apresentar resultados distintos, se realizadas por
diferentes instituições. No entanto, no sentido de se buscar uma maior padronização
de dados e de análises, o país criou algumas legislações específicas, como a
portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde, que determina os protocolos de análises
que devem ser seguidos.
Conforme exemplifica a Figura 3, cada Unidade da Federação apresenta suas
próprias frequências de campanhas de monitoramento e de parâmetros
monitorados. Dessa forma, para um rio que banha dois ou mais estados, geralmente
não é possível acompanhar a evolução da qualidade de suas águas ao longo de sua
calha, pois as amostras são colhidas em diferentes épocas do ano e os parâmetros
monitorados não são necessariamente os mesmos. Por isso um dos objetivos do
PNQA é o estabelecimento de frequências e parâmetros mínimos de
monitoramento, em acordo com as Unidades da Federação.
11
Figura 3: Frequências de coleta de amostras das Unidades da Federação.
Fonte: Agência Nacional de Águas/ Portal da qualidade das águas (acesso em
08/01/2013).
Aumentar a confiabilidade das informações de qualidade de água
Muitos laboratórios de análise de qualidade de água não possuem certificações em
programas de acreditação ou não realizam a chamada intercalibração
laboratorial. Essas atividades, quando realizadas, ampliam a confiança nos
resultados das análises. Além disso, há laboratórios instalados com equipamentos
modernos que, no entanto, não dispõem de pessoal capacitado para operá-los.
Assim, a capacitação das equipes de laboratório e de campo é fundamental para o
aumento da confiabilidade dos resultados das análises de qualidade de água.
12
Avaliar, divulgar e disponibilizar à sociedade as informações de qualidade de
água.
Todos os dados sobre recursos hídricos, sejam quali ou quantitativos, devem ser
públicos. Entretanto, é necessário disponibilizar não apenas os dados, como
também as avaliações relativas aos dados, de forma a transformá-los em
informação, que pode ser utilizada pela sociedade, para que esta tenha condições
de exigir dos agentes públicos a gestão adequada dos recursos hídricos.
Nesse contexto, por meio do Portal do PNQA (http://pnqa.ana.gov.br), foi criado um
canal de divulgação das informações sobre qualidade de água no país, em que
também são divulgados relatórios periódicos consolidando as avaliações de
qualidade de água em âmbito nacional e estadual.
4.2. Integrantes do PNQA
Participam do PNQA a Agência Nacional de Águas, como instituição coordenadora e
executora das atividades de âmbito nacional; os órgãos estaduais de meio ambiente
e de gestão de recursos hídricos que aderirem ao Programa, como executores das
atividades regionais; universidades e instituições de pesquisa; e demais entidades
interessadas.
4.3. Funcionamento do PNQA
O programa está estruturado em quatro componentes, organizados para atender
aos objetivos. A seguir, as principais ações estratégicas de cada componente:
• Componente A: Rede Nacional de Monitoramento
• Implementar, ampliar e otimizar a distribuição geográfica da rede de
monitoramento da qualidade de água;
• Tornar adequadas as frequências de monitoramento;
• Garantir a sustentabilidade financeira do sistema de monitoramento.
13
• Componente B: Padronização
• Acordar parâmetros mínimos de qualidade de água a serem monitorados por
todas as Unidades da Federação;
• Padronizar, entre as Unidades da Federação, os procedimentos de coleta,
preservação e análise das amostras de qualidade de água.
• Componente C: Laboratórios e Capacitação
• Ampliar o controle de qualidade dos laboratórios envolvidos em análises de
qualidade de água;
• Capacitar pessoas envolvidas com o monitoramento e análise de qualidade
de águas.
• Componente D: Avaliação da Qualidade da Água
• Criar e manter um banco de dados nacional e um portal na internet para
divulgação das informações de qualidade de água;
• Avaliar sistematicamente a qualidade das águas superficiais brasileiras.
4.4. Indicadores de Qualidade
O uso de índices de qualidade da água vem da necessidade de sintetizar a
informação sobre vários parâmetros físico-químicos, visando informar a população e
orientar ações de planejamento e gestão da qualidade da água. Visto que permitem
sintetizar várias informações em um único valor, facilitam a comunicação com o
público leigo. Por outro lado, neste processo de síntese pode haver perda de
informação sobre o comportamento dos parâmetros analisados. Portanto, qualquer
análise mais detalhada deve considerar os parâmetros individuais que determinam a
qualidade das águas.
Os principais índices de qualidade da água utilizados pelas Unidades da Federação
são: - Índice de Qualidade das Águas (IQA); - Índice de Qualidade da Água Bruta
para fins de Abastecimento Público (IAP); - Índice de Estado Trófico (IET); - Índice
de Contaminação por Tóxicos; - Índice de Balneabilidade (IB); - Índice de Qualidade
14
de Água para a Proteção da Vida Aquática (IVA). Cada um deles possui uma
aplicabilidade específica, com vantagens e desvantagens.
No portal do Programa de Monitoramento coordenado pela ANA
(http://pnqa.ana.gov.br), descrito anteriormente, você poderá encontrar informações
detalhadas sobre a metodologia de composição de cada índice e suas formas de
aplicação.
5. Importância dos programas de monitoramento de longo período
As fases do ciclo hidrológico, suas variabilidades e suas inter-relações requerem a
coleta de dados básicos que se desenvolvem ao longo do tempo ou do espaço. As
respostas aos diversos problemas de hidrologia aplicada serão tão mais corretas
quanto mais longos e precisos forem os registros de dados hidrológicos e
limnológicos. Esses registros podem compreender dados climatológicos,
pluviométricos, fluviométricos, evaporimétricos, sedimentométricos e de parâmetros
de qualidade da água, obtidos em instalações próprias, localizadas em pontos
específicos de determinada região, em intervalos de tempo estabelecidos e com
sistemática de coleta padronizada. O conjunto dessas instalações, denominadas
postos ou estações, constituem as redes cuja manutenção e densidade são
essenciais para a qualidade dos estudos que envolvem a água.
Como exemplo de estudos de longa duração, existem programas como o PELD
(Programa de Pesquisas Ecológicas de Longa Duração). No Brasil, assim como em
outros países, programas deste tipo têm como objetivo geral o desenvolvimento de
estudos ecológicos de longa duração voltados ao inventário e propostas de
conservação da biodiversidade de grupos de organismos aquáticos e terrestres,
considerando-se ainda os processos ecológicos responsáveis pela manutenção
desta biodiversidade. Neste programa, são medidas diversas variáveis (químicas,
biológicas, limnológicas, dentre outras), que são interpretadas e discutidas.
15
Como exemplo deste tipo de programa, pode-se citar o PELD-Sítio 5, que com mais
de dez anos de constantes estudos confirmou a maior parte das predições
levantadas em sua proposta inicial. Dentre os vários resultados obtidos neste
programa, verificou-se, por exemplo, que alterações na pluviosidade e eventos de
intrusão de água marinha nos ecossistemas costeiros regulam a ciclagem dos
nutrientes, a vida de organismos aquáticos e a biodiversidade regional. Confirmou-
se ainda que, para as lagoas estudadas, a salinidade da água e os nutrientes atuam
como os principais reguladores da distribuição de diversos organismos tais como
bactérias, plantas, microcrustáceos e peixes. Com este exemplo, podemos concluir
que programas de longa duração são extremamente importantes para se conhecer o
funcionamento de sistemas e assim reforçar a necessidade de sua conservação.
Além disso, a realização de programas desta natureza proporciona um maior
aperfeiçoamento de técnicas e correção de imperfeições, aumentando assim a
eficiência e a confiabilidade de dados, avaliações e estudos.
No Brasil, as principais entidades produtoras de dados hidrológicos e
hidrometeorológicas são a Agência Nacional de Águas (ANA), cuja parte da rede é
operada pela CPRM - Serviço Geológico do Brasil, e o Instituto Nacional de
Meteorologia (INMET). Outras redes acessórias são mantidas por companhias
energéticas ou de serviços de saneamento básico, por exemplo.
RESUMO UNIDADE 6
Nesta unidade você conheceu um pouco mais sobre o funcionamento do sistema de
informação para o monitoramento da qualidade da água. Este capítulo foi dividido
em Controle de qualidade dos dados; Sistemas de Informações; Sistema Nacional
de Informações sobre Recursos Hídricos; Programa Nacional de Avaliação da
Qualidade das Águas e a importância dos Programas de monitoramento de longo
período.
Na parte de controle de qualidade dos dados, foi explicado que a correta
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organização do desenho de um banco de dados é fundamental para seu bom
desempenho. Assim, deve-se tomar alguns cuidados essenciais ao inserir dados em
um sistema, como incluir nas tabelas colunas que sejam derivadas de outras
colunas para evitar ocupação desnecessária de espaço e evitar a ocorrência de
itens repetitivos em uma tabela para minimizar a ocorrência de espaços vazios no
arquivo.
Já o Sistema de Informação (SI) é um sistema cujo elemento principal é a
informação. Seu objetivo é armazenar, tratar e fornecer informações de tal modo a
apoiar as funções ou processos de uma organização.
O sistema de informação sobre recursos hídricos (SNIRH) foi concebido como um
sistema computacional composto de cinco elementos como “Recursos humanos e
organizacionais”; “Subsistema”; “Base Integrada de Dados”; “Plataforma de
Integração” e “Infraestrutura computacional”. Tais elementos endereçam os objetivos
máximos estabelecidos para o Sistema de Informação sobre Recursos Hídricos,
levando em consideração o Desenvolvimento tecnológico do SNIRH e sua melhoria
contínua e todas as considerações para concretização da modelagem conceitual do
SNIRH.
Para auxiliar no funcionamento do sistema de informação conta-se com o Programa
Nacional de Avaliação da Qualidade das Águas (PNQA) que surgiu pela
necessidade do monitoramento da qualidade das águas no Brasil, influenciando
diretamente na gestão dos recursos hídricos e na solução de conflitos entre os
diversos usos da água. Observa-se, por exemplo, a existência de lacunas
geográficas e temporais no monitoramento de qualidade da água no Brasil em
razão, principalmente, de limitações de recursos.
Vale relembrar que os principais índices de qualidade de água utilizados pelas
Unidades da Federação são: Índice de Qualidade das Águas (IQA); Índice de
Qualidade da Água Bruta para fins de Abastecimento Público (IAP); Índice de
Estado Trófico (IET); Índice de Contaminação por Tóxicos; Índice de Balneabilidade
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(IB) e Índice de Qualidade de Água para a Proteção da Vida Aquática (IVA).
Também nesta unidade foi abordada a necessidade de se ter programas de
monitoramento de cursos de água e reservatórios. Assim, vale relembrar a unidade
1, que tratou da necessidade do monitoramento de tais recursos hídricos baseado
na resolução ANEEL e ANA 03/2010. Os programas de monitoramento
compreendem dados climatológicos, pluviométricos, fluviométricos, evaporimétricos,
sedimentométricos e de parâmetros de qualidade da água, obtidos em instalações
próprias, localizadas em pontos específicos de uma região, em intervalos de tempo
pré-estabelecidos e com sistemática de coleta definida por padrões conhecidos. O
conjunto dessas instalações, denominadas postos ou estações, constitui as redes
hidrométricas e/ou hidrometeorológicas, cuja manutenção e densidade são
essenciais para a qualidade dos estudos hidrológicos.
Contudo, para um melhor aprendizado vale ressaltar a necessidade de sempre
acompanhar a legislação ambiental, ou seja, é sempre bom recordar a unidade 1
para melhor entendimento das demais.
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