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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

CAMPUS CATALÃO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

COMPARAÇÃO DAS DIFERENTES METODOLOGIAS DE DETERMINAÇÃO DO

ÍNDICE DE QUALIDADE DA ÁGUA

MARIA THEREZA DE OLIVEIRA

ORIENTADOR: MSc. ANTOVER PANAZZOLO

CATALÃO, 2013

MARIA THEREZA DE OLIVEIRA

COMPARAÇÃO DAS DIFERENTES METODOLOGIAS DE DETERMINAÇÃO DO

ÍNDICE DE QUALIDADE DA ÁGUA

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao

Curso de Engenharia Civil da Universidade

Federal de Goiás – Campus Catalão, como

requisito parcial para a obtenção do Título de

Engenheiro Civil.

Orientador: Prof. MSc. Antover P. Sarmento

CATALÃO, 2013

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus por estar completando mais uma etapa da minha vida!

Agradeço à minha mãe que sempre me apoiou e amou incondicionalmente e sempre

acreditou na minha capacidade, foi sempre meu porto seguro!

Agradeço a toda minha família pelo apoio, em especial aos meus irmãos João Lucas e

Felipe Augusto e a minha tia Sheila, sempre presentes nessa minha caminhada.

Agradeço aos professores do curso de Engenharia Civil da UFG-CAC, em especial ao

meu orientador Antover.

Agradeço a primeira turma de Engenharia Civil da UFG-CAC, pela companhia e

aprendizagem nessa jornada, em especial, Bárbara e Jakeliny.

Agradeço aos colegas de república, desses anos em Catalão, pela solidariedade e

companheirismo nos bons e maus momentos da graduação, em especial a Yamila.

Agradeço a Taise, eterna amiga e companheira dessa etapa da faculdade, pelo apoio,

companheirismo, pelas risadas, enfim, por todos os momentos que passamos juntas nesses

anos da graduação.

Agradeço a Maria Tereza, além de sempre presente, sempre esteve disposta a me

ajudar e sempre foi um ponto de apoio e referência.

Agradeço ao meu namorado, Oldack, presente e paciente nesses últimos momentos da

minha graduação.

Agradeço ao Thiago Linhares, pelos esclarecimentos em química do meu TCC.

Agradeço a Jéssica e Sâmela, pela ajuda no projeto de pesquisa referente ao TCC.

RESUMO

A preocupação com a qualidade da água surgiu no século XIX e, desde então, inúmeras

pesquisas tem surgido com o objetivo de classificar a água de forma numérica, de modo que a

interpretação dos resultados seja fácil e rápida. A NSF criou, em 1975, um método

denominado IQA-NSF para essa classificação da água. Desde então, outros órgãos vêm

adaptando a metodologia. A CETESB e a FEAM adaptaram o método e classificam a água de

acordo com seus critérios, bem como o CCME. Este trabalho trata da comparação destes

quatro métodos citados, a partir da análise das características físicas, químicas e biológicas do

Rio Meia Ponte, no trecho situado na região metropolitana de Goiânia, Goiás. Como era

esperado, a diferença de resultados entre as metodologias confirma a necessidade de escolha

de um método adequado às características da região em estudo. Em relação ao Rio Meia

Ponte, nota-se uma queda na qualidade da água na zona urbana e no período chuvoso.

Palavras-chave: IQA-NSF, CETESB, FEAM/IGAM, CCME, Rio Meia Ponte.

2

ABSTRACT

The concern over water quality emerged in the nineteenth century and since then, numerous

studies have emerged with the purpose of classifying the water numerically, so that the

interpretation of the results is easy and fast. In 1975 the NSF created a method known as

WQI-NSF for this classification of water. Since then, other agencies are adapting the

methodology. The CETESB and FEAM adapted the method and classify the water according

to your criteria, as well as the CCME. This work deals with the comparison of these four

methods cited, from physical, chemical and biological analysis of the Meia Ponte River in the

stretch located in the metropolitan area of Goiânia, Goiás As expected, the difference in

results between methodologies confirms necessity to choose a method appropriate to the

characteristics of the region under study. Regarding the Meia Ponte River, there is a decline in

water quality in the urban area and in the rainy season.

Keywords: WQI-NSF, CETESB, FEAM/IGAM, CCME, Meia Ponte River.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – PONTO 1 – Captação SANEAGO ..........................................................................22

Figura 2 – PONTO 2 – Goiânia 2.......... ...................................................................................23

Figura 3 – Planilha de Cálculo do Índice de Qualidade da Água (Versão 1.0)..... ...................26

Figura 4 – Pasta IQA-NSF................................................................................... .....................26

Figura 5 – Pasta IQA-CETESB.......................................................................... ......................27

Figura 6 – Pasta IQA-FEAM/IGAM................................................................ ........................27

Figura 7 – Pasta IQA-CCME........................................................................... .........................28

Figura 8 – Índice Pluviométrico de Goiânia – 2008....................................... ..........................32

Figura 9 – Índice Pluviométrico de Goiânia – 2009....................................... ..........................32

Figura 10 – Índice Pluviométrico de Goiânia – 2010..................................... ..........................33

Figura 11 – Índice Pluviométrico de Goiânia – 2010 ............................................................... 33

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Variáveis e respectivos pesos adotados nas metodologias IQA-NSF, IQA-CETESB

e IQA-FEAM-IGAM ................................................................................................................13

Tabela 2 - Variação do IQA-NSF ............................................................................................. 14

Tabela 3 - Variação do IQA-CETESB ......................................................................................14

Tabela 4 - Variação do IQA-FEAM-IGAM . ............................................................................14

Tabela 5 – Variação do IQA segundo a ANA ..........................................................................14

Tabela 6 - Variação IQA-CCME ..............................................................................................15

Tabela 7 Pontos de Amostragem utilizados para o cálculo do IQA .........................................22

Tabela 8 - Índices das Amostras – Ano 2007 ...........................................................................23

Tabela 9 - Índices das Amostras – Ano 2008 ...........................................................................24

Tabela 10 - Índices das Amostras – Ano 2009 .........................................................................24

Tabela 11 - Índices das Amostras – Ano 2010 .........................................................................25

Tabela 12 - IQA pelas metodologias NSF, CETESB, FEAM-IGAM e CCME – Ano 2007 ... 28




SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................... 8

2 OBJETIVOS ........................................................................................................................... 9

2.1 Objetivo Geral ..................................................................................................................... 9

2.2 Objetivos Específicos .......................................................................................................... 9

3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................................. 10

3.1 Índice de Qualidade da Água – Histórico .......................................................................... 10

3.2 Principais Diferenças entre as Metodologias NSF, CETESB, FEAM-IGAM e CCME ... 12

3.3 Características dos Parâmetros Analisados ....................................................................... 15

4 METODOLOGIA EMPREGADA ....................................................................................... 20

4.1 Caracterização da Bacia do Rio Meia Ponte ..................................................................... 20

4.2 Trecho de Estudo e dados Sobre as Características Físicas, Químicas e Biológicas do Rio

Meia Ponte ................................................................................................................................ 21

5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................................... 25

5.1 Apresentação dos Resultados ............................................................................................ 25

5.2 Análise e Comparação das Metodologias .......................................................................... 29

5.3 Diagnóstico da Qualidade da Água do Rio Meia Ponte no Trecho de Estudo .................. 31

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................................... 35

7 REFERÊNCIAS ................................................................................................................... 36

8

1 INTRODUÇÃO

A gestão dos recursos hídricos se mostra vulnerável em relação ao uso da água e sua

disponibilidade de oferta em quantidade e qualidade adequadas. A falta de gerenciamento da

água gera problemas que vão desde a veiculação de doenças por falta de saneamento,

disponibilidade em quantidade insuficiente, assoreamento de cursos d’água, contaminação por

agroquímicos e fertilizantes a outros problemas.

O crescimento desordenado das cidades contribui para o aumento dos impactos

ambientais relacionados aos recursos hídricos, comprometendo a qualidade dos mananciais e

a drenagem das águas pluviais, acarretando reflexos diretos no abastecimento público e na

proliferação de doenças relacionadas à água.

No final do século XIX, estudiosos reconheceram a importância da qualidade da água

e começaram a surgir pesquisas nesse âmbito. O índice de qualidade da água (IQA) é

resultado dessa preocupação e vem sendo aprimorado por diversos pesquisadores que visam

obter um índice que reflita a qualidade da água de acordo com sua destinação e características

dos mananciais.

Neste contexto, a avaliação das características físicas, químicas e biológicas,

principalmente no que concerne à qualidade da água, tem por objetivo agrupar um grande

número de informações de forma que possibilite pronta interpretação e reconhecimento das

tendências ao longo do tempo e do espaço.

No Brasil, surge por parte das universidades, do governo e da comunidade em geral o

interesse em sanar esses problemas. A preocupação com a qualidade da água distribuída para

a população tem atraído pesquisas que visam obter um padrão de qualidade adequado às

características de nossos mananciais.

Existem diferentes metodologias de cálculo para classificar a água de forma numérica,

tornando possível a escolha da metodologia mais adequada de acordo com as características

de cada região. Porém, determinar a aplicabilidade de cada método depende de uma análise

comparativa, considerando as principais diferenças entre os mesmos, visto que dada a

diversidade de pontos de vista e de inúmeras pesquisas, não se pode garantir que as

metodologias sejam aplicáveis em qualquer caso.

9

2 OBJETIVOS

2.1 Objetivo Geral

Realizar um diagnóstico da qualidade da água, de acordo com metodologias de cálculo

da National Sanitation Foundation (NSF), da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo

(CETESB), do Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM) e do Canadian Council of

Ministers of the Enviroment (CCME) considerando a importância e aplicabilidade de cada

parâmetro, de maneira a expressar as alterações da qualidade da água.

2.2 Objetivos Específicos

Desenvolver uma planilha de cálculo automatizada para o cálculo do IQA.

Obter por diferentes metodologias de cálculo de IQA, índices de qualidade da água

para Rio Meia Ponte em dois pontos: ponto de captação da SANEAGO e um ponto na

área urbana, no Setor Goiânia 2.

Comparar os dados obtidos por diferentes metodologias de cálculo de IQA;

Elaborar um diagnóstico do estado da qualidade da água da região analisada,

enfatizando as características da região com o objetivo de demonstrar a necessidade de

um IQA padronizado para cada região.

10

3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

A preocupação com a qualidade da água e a necessidade de classificá-la de uma

maneira prática e fácil de ser entendida pelo público em geral resultou na criação do Índice de

Qualidade da Água, mais conhecido como IQA. A seguir é apresentado um breve histórico

desse assunto, também são apresentadas as principais metodologias que surgiram através de

pesquisas nesse âmbito e uma caracterização dos parâmetros físicos, químicos e biológicos

considerados pelos especialistas como decisivos na qualidade da água.

3.1 Índice de Qualidade da Água – Histórico

A água, em função de suas propriedades de solvente aliada a sua capacidade de

transportar partículas, contém uma série de impurezas que irão definir o seu grau de qualidade

(SAAD, 2007).

A classificação da água, de acordo com seu grau de pureza ou poluição, surgiu na

Alemanha em meados de 1848. Na mesma época, a importância da qualidade da água para a

saúde pública foi reconhecida no Reino Unido.

Durante décadas, a água foi classificada de acordo com o índice de matéria orgânica

presente por diferentes métodos. Em meados de 1965, observou-se que as metodologias

anteriores eram deficientes e pouco práticas e que havia necessidade de um índice que

classificasse a água de forma numérica (LUMB et al., 2011).

É notável que a questão da qualidade da água esteja ganhando importância em todo o

mundo. A União Europeia promulgou, no ano 2000, uma política que se concentra em

melhorar ou manter a qualidade da água em rios, lagos, aquíferos e áreas costeiras dos países

membros desta parte do mundo até 2015. A situação é bem mais complexa em países em

desenvolvimento, onde a pressão econômica impulsiona a deterioração da qualidade da água

(ESPEJO et al., 2012).

Nos Estados Unidos, na década de 1970, a “National Sanitation Foundation” (NSF)

desenvolveu uma metodologia para a adoção de um Índice de Qualidade da Água (IQA). O

IQA-NSF é composto por nove variáveis consideradas relevantes para a avaliação da

qualidade das águas, tendo como determinante principal a sua utilização para abastecimento

público (CETESB, 2012).

Os parâmetros utilizados para representar as características físicas, químicas e

biológicas na definição do IQA, apresentam impurezas quando ultrapassam certos valores

11

estabelecidos e são, em sua maioria, indicadores de contaminação causada pelo lançamento de

esgotos domésticos. A NSF estabeleceu esses parâmetros através de pesquisa de opinião junto

a vários especialistas da área ambiental, para o desenvolvimento de um índice que sugerisse a

qualidade da água (PEREIRA, 2010; BRASIL, 2005).

Os nove parâmetros são: oxigênio dissolvido (OD), coliformes termotolerantes (CT),

potencial hidrogeniônico (pH), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), nitrato total (NO3),

fosfato total (PO4), temperatura da água (Tágua), turbidez (Turb.) e sólidos totais (ST). Em

função das concentrações de cada parâmetro foram traçadas curvas médias da variação da

qualidade da água (PEREIRA, 2010).

O IQA é um método simples e conciso para expressar a qualidade dos corpos de água

para usos variados, tais como recreação, natação, irrigação, consumo humano, manutenção da

vida aquática etc., porém, todos os IQAs possuem alguma limitação. Inúmeros estudos

surgiram no mundo, a partir da década de 1970, com o objetivo de aprimorar a metodologia

de classificação numérica da água (LUMB et al., 2011).

No Brasil, o órgão responsável pela classificação dos corpos d’água e diretrizes

ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelecer as condições e padrões de

lançamento de efluentes, é o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), ligado ao

Ministério do Meio Ambiente (MMA).

A última resolução do CONAMA que trata da classificação dos cursos d’água é a de

nº 357 de 17 de março de 2005, complementada e alterada em 2011, pela resolução nº 430.

Tais resoluções concernem as condições e padrões de lançamento de efluentes. Nesse

documento, as águas doces são classificadas em cinco classes: especial, 1, 2, 3 e 4. Dessas,

somente a classe 4 não é considerada adequada para ser utilizada no abastecimento público ou

qualquer outro tipo de utilização humana e da maioria dos seres vivos, devido a sua baixa

qualidade, cujos custos de tratamento inviabilizam o seu aproveitamento. As demais, diferem

entre si pelo tipo de tratamento a ser utilizado na desinfecção das mesmas, antes de sua

distribuição à população.

O número ideal de parâmetros estabelecidos pelo CONAMA para análise da qualidade

da água é relativamente elevado, sendo difícil estabelecer um índice que incorpore e expresse

essas informações ao mesmo tempo (SAAD et al., 2007).

Embora a classificação da qualidade da água dependa da sua destinação (irrigação,

consumo humano, utilização industrial etc.) é sempre importante ter a informação de sua

composição tão completa quanto possível, tanto em termos de números de parâmetros

analisados e em relação à cobertura espacial e temporal da frequência de monitoramento

12


3.2 Principais Diferenças entre as Metodologias NSF, CETESB, FEAM-IGAM e CCME

Em 1975, a Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) adaptou a

metodologia da NSF para ser utilizada no Brasil. O Canadian Council of Ministers of the

Enviroment (CCME) desenvolveu, em 2001, uma metodologia de cálculo própria para a

definição do IQA com o objetivo de padronizar a classificação da água de acordo com as

características canadenses (ALMEIDA, 2007).

Desde 1997, o Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM) vem monitorando as

águas superficiais do Estado de Minas Gerais em parceria com a Fundação Estadual do Meio

Ambiente (FEAM) através do Projeto Águas de Minas com uma metodologia de cálculo do

IQA adaptada (BRASIL, 2005).

A metodologia adaptada pela CETESB utiliza os mesmos parâmetros da NSF para a

obtenção do IQA, a exceção do nitrato total e fosfato total, analisando a concentração de

nitrogênio total e fósforo total. Desde 2002, também são utilizados três índices específicos ao

uso de cada recurso hídrico: abastecimento público (IAP), proteção da vida aquática (IVA) e

balneabilidade (IB). O IAP consiste na multiplicação do IQA por um indicador conjunto da

presença de substâncias tóxicas e que afetam a qualidade organoléptica. O IVA incorpora

parâmetros de ecotoxicidade, pH e OD e de estado trófico, obtido pela combinação das

variáveis transparência, clorofila a e fósforo total. O IB visa avaliar a qualidade da água para

fins de recreação de contato primário, sendo aplicado em praias de águas interiores, rios e

reservatórios (CETESB, 2012).

O IGAM utiliza os mesmos parâmetros da NSF, com metodologia de cálculo

desenvolvida e baseada nas curvas também obtidas pela NSF e estudos correlatos

desenvolvidos principalmente no Brasil. As amostras coletadas e analisadas pela Fundação

Centro Tecnológicas de Minas Gerais (CETEC) são encaminhadas ao IGAM, em meio

digital, através do programa Excel®

. Os dados são exportados para o banco de dados Access®

e a partir daí, realizam-se os cálculos do IQA através de programas computacionais, a

metodologia é denominada Sistema de Cálculo de Qualidade da Água (SCQA) (BRASIL,

2005).

A cada parâmetro foi atribuído um peso (Tabela 1) de acordo com sua importância

relativa no cálculo.

13

Tabela 1 - Variáveis e respectivos pesos adotados nas metodologias IQA-NSF, IQA-

CETESB e IQA-FEAM-IGAM. PARÂMETROS Pesos

NSF CETESB FEAM-

IGAM

Oxigênio Dissolvido mg L-1

0,17 0,17 0,17

Coliformes Termotolerantes NMP/100mL 0,16 0,15 0,15

Potencial Hidrogeniônico - 0,11 0,12 0,12

Demanda Bioquímica de Oxigênio mg L-1

0,11 0,10 0,10

Nitrato mg L-1

0,10 - 0,10

Nitrogênio Total mg L-1

- 0,10 -

Fosfato Total/ Fósforo Total mg L-1

0,10 0,10 0,10

Variação da Temperatura °C 0,10 0,10 0,10

Turbidez UNT 0,08 0,08 0,10

Sólidos Totais mg L-1

0,07 0,08 0,08

Fonte: COSTA FILHO et al. (2006).

O IQA-CMME se diferencia de todos os outros índices de qualidade, isso porque não

toma parâmetros específicos, apenas deixa aberta a escolha dos mesmos ao julgamento

técnico do profissional, o qual deve ter em conta as características do corpo hídrico. Identifica

os parâmetros com valor de concentração elevado e leva em consideração a periodicidade em

que se afastam do desejável. Não tem função de transformação, nem atribuição de peso a

parâmetros participantes, o que o faz o mais universal e objetivo (ALMEIDA, 2007).

Assim definido, o IQA reflete a interferência por esgotos sanitários e outros materiais

orgânicos, nutrientes e sólidos (BRASIL, 2005).

Com base nessas variáveis supracitadas, o IQA-NSF, IQA-CETESB e IQA-FEAM-

IGAM é calculado pelo produtório ponderado das qualidades de água correspondentes aos

parâmetros de acordo com a Equação 1:

9

0i

wi

iqIQA (Eq. 1)

Onde:

IQA - Índice de Qualidade da Água, variando de 0 a 100;

qi– qualidade do parâmetro i;

wi – peso atribuído ao parâmetro, em função de sua importância na qualidade da água,

variando de 0 a 1.

Os valores do IQA-NSF, CETESB, FEAM-IGAM variam entre 0 e 100, conforme

especificado nas tabelas 2, 3 e 4:

14

Tabela 2 - Variação do IQA-NSF. Nível de qualidade Variação do IQA-NSF

Excelente 90 a 100

Bom 70 a 90

Médio 50 a 70

Ruim 25 a 50

Muito Ruim 0 a 25

Fonte: CETESB, (2012).

Tabela 3 - Variação do IQA-CETESB. Nível de qualidade Variação do IQA-

CETESB

Ótima 80 a 100

Boa 52 a 79

Aceitável 37 a 51

Ruim 20 a 36

Péssima 0 a 19

Fonte: CETESB, (2012).

Tabela 4 - Variação do IQA-FEAM-IGAM. Nível de qualidade Variação do IQA-FEAM-

IGAM

Excelente 90 a 100

Bom 70 a 90

Médio 50 a 70

Ruim 25 a 50

Muito Ruim 0 a 25

Fonte: BRASIL, (2005).

De acordo com a Agência Nacional de Águas (ANA), as faixas de variação do IQA

são definidas em relação aos estados brasileiros, de acordo com a Tabela 5:

Tabela 5 – Variação do IQA segundo a ANA. Nível de Qualidade Variação do IQA: BA, CE, ES, GO,

MS, PB, PE, SP.

Variação do IQA: AL, MG, MT,

PR, RJ, RN, RS.

Ótima 80 a 100 91 a 100

Boa 52 a 79 71 a 90

Razoável 37 a 51 51 a 70

Ruim 20 a 36 26 a 50

Péssima 0 a 19 0 a 25

Fonte: ANA, (2012).

O IQA-CCME é calculado através da combinação de três medidas de variância para

criar um vetor no espaço, ou seja, cada medida de variância corresponde a um dos

componentes do vetor, de forma que um resultado próximo de 100 represente uma qualidade

de água melhor.

O IQA-CCME contém a informação sobre a variância dos três fatores em relação a um

15

objetivo estabelecido e pode ser calculado de acordo com a Equação 2. O número de

parâmetros que não obedecem aos critérios estabelecidos é representado por F1; a frequência

dos parâmetros que não obedecem aos critérios de qualidade estabelecidos é representada por

F2 e a magnitude do valor excedido de cada análise em relação aos parâmetros estabelecidos é

representada por F3.

732,1100

2

3

2

2

2

1 FFFIQA

(Eq. 2)

Onde:

IQA: Índice de Qualidade da Água, variando de 0 a 100;

F1: Escopo;

F2: Frequência;

F3: Magnitude.

Tabela 6 - Variação IQA-CCME. Nível de qualidade Variação do CCME

Excelente 95 a 100

Bom 80 a 90

Regular 60 a 80

Marginal 45 a 69

Pobre 0 a 45

Fonte: ALMEIDA, (2007).

3.3 Características dos Parâmetros Analisados

O oxigênio, proveniente da atmosfera, dissolve-se nas águas naturais, devido à

diferença de pressão parcial. Sua concentração depende das variáveis físicas, químicas e

bioquímicas que ocorrem nos mananciais. O Oxigênio Dissolvido é um fator limitante para a

manutenção da vida aquática e de processos de autodepuração em sistemas aquáticos naturais.

Durante a degradação da matéria orgânica, as bactérias fazem uso do oxigênio nos seus

processos respiratórios, podendo vir a causar uma redução de sua concentração no meio

(CETESB, 2012).

Uma das causas mais frequentes da diminuição da vida aquática é a queda (depleção)

na concentração de oxigênio nos corpos d’água. O valor mínimo de oxigênio dissolvido para a

preservação da vida aquática, estabelecido pela Resolução CONAMA 357/05 é de 5,0 mg L-1

,

mas existe uma variação na tolerância de espécie para espécie (LAJO et al., 2012).

16

Valores de OD menores que 2,0 mg L-1,

de modo geral, representam uma condição

perigosa, denominada hipoxia, ou seja, baixa concentração de OD na água. A concentração de

oxigênio pode variar de acordo com a pressão atmosférica e com a temperatura do meio

(CETESB, 2012).

Os coliformes termotolerantes formam um grupo que compreende bactérias que

podem estar nas fezes humanas ou de outros animais homeotérmicos, como também em águas

ricas em nutrientes, solo e fitomassa em degradação (SPERLING, 1996). São indicadores de

poluição por esgotos domésticos. Sua presença em grandes quantidades indica a possibilidade

da existência de microrganismos patogênicos (Escherichia coli) que são responsáveis pela

transmissão de doenças de veiculação hídrica (LAJO et al., 2012).

O pH afeta diversos equilíbrios químicos, influenciando os ecossistemas aquáticos

naturais. A Resolução CONAMA 357/05 estabelece que para a proteção da vida aquática o

pH deve estar entre 6 e 9. A água para consumo humano deve apresentar valores de pH entre

6,5 e 8,5, de acordo com a Portaria nº 518/2004 do Ministério da Saúde. Alterações nos

valores de pH também podem aumentar o efeito de substâncias químicas, via solubilização,

que são tóxicas para organismos aquáticos, tais como metais pesados (BRASIL, 2013; LAJO

et al., 2012).

No meio natural, o pH está associado à dissolução de rochas, à absorção de gases da

atmosfera, à oxidação da matéria orgânica e à fotossíntese. Pode também estar associado a

efluentes domésticos e industriais (SPERLING, 1996).

A DBO representa a quantidade de oxigênio necessária pra oxidar a matéria orgânica

presente na água através da decomposição microbiana aeróbia. A ocorrência de altos valores

de DBO geralmente causada pelo lançamento de matéria orgânica através de esgotos

domésticos, provoca uma diminuição dos valores de oxigênio dissolvido na água, o que pode

provocar mortandade de peixes e eliminação de outros organismos aquáticos (SAAD, 2007).

Um elevado valor da DBO produz sabores e odores desagradáveis na água, obstrui os

filtros de areia utilizados nas estações de tratamento de água, sendo um parâmetro importante

no controle da eficiência das estações, tanto de tratamentos biológicos aeróbios e anaeróbios,

bem como físico-químicos (MACÊDO, 2009).

A temperatura desempenha um papel principal de controle no meio aquático,

condicionando as influências de uma série de variáveis físico-químicas, tais como a

viscosidade, tensão superficial, compressibilidade, calor específico, constante de ionização e

calor latente de vaporização diminuem, enquanto a condutividade térmica e a pressão de

vapor aumentam. Além da influência sobre as variáveis físico-químicas, a variação da

17

temperatura influi nos organismos aquáticos, uma vez que estes possuem limites de tolerância

térmica superior e inferior, temperaturas ótimas para crescimento e limitações de temperatura

para migração, desova e incubação do ovo (CETESB, 2012).

As variações sazonais e diárias, bem como estratificação vertical da temperatura

apresentada pelos corpos d’águas naturais são influenciadas por fatores tais como latitude,

altitude, estação do ano, período do dia, taxa de fluxo, profundidade e pelo lançamento de

efluentes industriais (SEINFRA, 2012).

Nos corpos d’água o nitrogênio pode ocorrer nas formas de nitrogênio orgânico,

amoniacal, nitrito e nitrato. Os nitratos podem ser tóxicos aos seres humanos e em altas

concentrações causam uma doença chamada metahemoglobinemia infantil (doença do bebê

azul), que é letal para crianças (LAJO et al., 2012).

O nitrogênio é um nutriente presente nos processos biológicos, seu lançamento em

grandes quantidades nos corpos d’água, junto com outros nutrientes tais como o fósforo,

desencadeia um fenômeno chamado de eutrofização, ou seja, enriquecimento de nutrientes

dos corpos d’água. Este fenômeno tem como consequência o crescimento excessivo das algas,

o que pode prejudicar o abastecimento público, a recreação e a preservação da vida aquática

(ANA, 2012).

As fontes de nitrogênio para os corpos d’água são variadas, sendo uma das principais

o lançamento de esgotos domésticos e efluentes industriais. Em áreas agrícolas, o escoamento

da água das chuvas em solos que receberam fertilizantes também é uma fonte de nitrogênio,

assim como a drenagem de águas pluviais em áreas urbanas (CETESB, 2012).

Também pode ocorrer a fixação biológica do nitrogênio atmosférico pelas algas e

bactérias. Além disso, outros processos, tais como a deposição atmosférica pelas águas das

chuvas também causam aporte de nitrogênio aos corpos d’água (LAJO et al., 2012).

De modo semelhante ao nitrogênio, o fósforo é um importante nutriente para os

processos biológicos. Seu despejo, de forma indiscriminada, pode causar a eutrofização das

águas. Entre as fontes de fósforo, destacam-se os esgotos domésticos pela presença dos

detergentes superfosfatados e da própria matéria fecal e agroquímicos. A drenagem pluvial de

áreas agrícolas e urbanas também é uma fonte significativa de fósforo para os corpos d’água.

Entre os efluentes industriais destacam-se os das indústrias de fertilizantes, alimentícias,

laticínios, frigoríficos e abatedouros (ANA, 2012).

Sólidos totais correspondem a toda matéria contida na amostra que permanece como

resíduo, após evaporação e secagem da amostra a uma temperatura pré-estabelecida durante

um tempo fixado. É usado como um parâmetro de determinação da qualidade da água,

18

avaliando o peso total dos constituintes orgânicos e minerais presentes na água por unidade de

volume (FUNCEME, 2012).

A turbidez de uma amostra de água está relacionada com o grau de atenuação de

intensidade que um feixe de luz sofre ao atravessá-la, causada pela presença de sólidos em

suspensão, tais como areia, silte, argila, detritos orgânicos, algas, bactérias, plâncton em geral

etc.

Em um manancial aquático, a turbidez de uma amostra de água é influenciada pela

natureza da bacia de captação, e durante o período chuvoso as águas superficiais, por

adquirirem maior velocidade e por conterem sólidos de aporte de escoamento superficial da

água, apresentam turbidez mais elevada. Os esgotos sanitários e diversos efluentes industriais

também provocam elevações na turbidez das águas. Atividades de mineração têm provocado

formação de grandes bancos de lodo em rios e alterações no ecossistema aquático.

Turbidez elevada reduz a fotossíntese de vegetação, enraizada, submersa e de algas,

em decorrência da diminuição da disponibilidade de luz, levando a redução da produtividade

de peixes, bem como afeta a eficiência do processo de desinfecção da água. A turbidez afeta

também os usos: doméstico, industrial e recreativo de uma água (ANA, 2012).

Como qualquer ferramenta, a utilização de um índice de qualidade da água tem

vantagens e desvantagens (ESPEJO et al., 2012).

Entre as vantagens, a obtenção da qualidade da água a partir de vários parâmetros com

unidades diferentes em um único número mais fácil de compreender e ser utilizado pelas

autoridades governamentais na tomada de decisões sobre a utilização, destinação e tratamento

da água. Da mesma forma, a sua determinação permite facilmente a obtenção de informações

de caráter temporal e evolução espacial da qualidade da água em uma determinada bacia, bem

como a comparação entre diferentes bacias (ESPEJO et al., 2012).

Destaca-se o fato de que algumas informações “são perdidas” no processo de cálculo

do índice, por exemplo, a presença de níveis elevados de um determinado poluente, passar

despercebida quando o indicador assume muitos parâmetros para a sua determinação


A maioria dos métodos de classificação da água, incluindo o IQA, sofre três defeitos:

ambiguidade, eclipsamento dos dados e rigidez (SWAMEE et al., 2007).

A ambiguidade ocorre quando todos os subíndices indicam a qualidade da água

aceitável para uma determinada utilização, mas um índice agregado informa o contrário. O

eclipsamento existe quando um subíndice não reflete a má qualidade da água em relação a

uma ou mais variáveis, ou seja, a presença de um poluente não é notada. (SWAMEE et al.,

19

2007).

Quando variáveis adicionais são incluídas no índice para responder a preocupações

específicas de uma determinada região e a agregação desse índice não é feita, pois a

abordagem do IQA-NSF não permite a adição de informações de interesse para a região em

estudo, ocorre a rigidez. A rigidez reduz artificialmente o índice de qualidade da água de tal

forma que não reflete de forma coerente o IQA (ESPEJO et al., 2012; SWAMEE et al., 2007).

Além disso, a avaliação da qualidade da água obtida pelo IQA não analisa vários

parâmetros importantes para o abastecimento público, tais como substâncias tóxicas (metais

pesados, pesticidas, compostos orgânicos), protozoários patogênicos e substâncias que

interferem nas propriedades organolépticas da água (ANA, 2012).

Os parâmetros que avaliam a presença de substâncias tóxicas e que afetam a qualidade

organoléptica são compostos de maneira a fornecer o Índice de Substâncias Tóxicas e

Organolépticas (ISTO) (PEREIRA, 2010).

Segundo Bonnet et al. (2007), não há um indicador de qualidade de água único e

padronizável para qualquer sistema hídrico. Uma forma de avaliar objetivamente estas

variações é a combinação de parâmetros de diferentes dimensões, em índices que os reflitam

conjuntamente em uma distribuição amostral no espaço e no tempo de acordo com as

características de cada região.

Além dos métodos de cálculo do IQA supracitados, diversos outros índices foram

desenvolvidos com base em características físicas e químicas da água ou a partir de

indicadores biológicos, cabendo ajustes nos pesos e parâmetros para adequação à realidade

regional. Usualmente, estes IQAs são baseados em poucas variáveis, cuja definição deve

refletir as alterações potenciais ou efetivas, naturais ou antrópicas, que ela sofre (BONNET,

2007).

20

4 MATERIAL E MÉTODOS

Através da obtenção de dados, referentes aos parâmetros estabelecidos para o cálculo

do IQA, junto a Secretaria do Meio Ambiente e dos Recursos Hídricos do Estado de Goiás

(SEMARH), por meio de disponibilização eletrônica de arquivos, foi calculado o valor do

IQA de dois pontos do Rio Meia Ponte de acordo com as diferentes metodologias

estabelecidas em pesquisas anteriores, pela CETESB, NSF, CCME e FEAM-IGAM.

O estudo comparativo foi realizado demonstrando as principais diferenças entre os

métodos, a fim de identificar resultados distintos para o mesmo índice de acordo com a

metodologia empregada.

A planilha automatizada utilizada na realização dos cálculos foi desenvolvida em

Excel®, onde as características físicas, químicas e biológicas inseridas pelo usuário são os

dados de entrada e os dados de saída são os valores de IQAs calculados pelas metodologias da

NSF, CETESB, FEAM-IGAM e CCME.

4.1 Caracterização da Bacia do Rio Meia Ponte

A Bacia Hidrográfica do Rio Meia Ponte faz parte do complexo hidrográfico da Bacia

do Rio Paraná, localizando-se na região superior (norte) do Rio Paranaíba, com uma área de

aproximadamente 12180 km2, o que equivale a 3,56% da área do Estado de Goiás. O Rio

Meia Ponte percorre 415 km até a sua foz, drenando 37 municípios do estado. Suas nascentes

localizam-se na Serra dos Brandões (Itauçú), sendo sua foz no Rio Paranaíba (Cachoeira

Dourada – divisa com o Estado de Minas Gerais) (ASSOCIAÇÃO AMBIENTAL PRÓ-

ÁGUAS DO CERRADO, 2013).

O bioma predominante na região é o Cerrado. A região tem duas estações climáticas

bem definidas: chuva e seca, que influenciam na vazão do rio.

O município de Goiânia, capital do Estado de Goiás, concentra inúmeros corpos

hídricos poluídos, que comprometem a qualidade de vida da população, bem como da flora e

fauna. Estes corpos hídricos fazem parte da bacia hidrográfica do Rio Meia Ponte, que recebe

efluentes tanto direta como indiretamente. Sendo o Rio Meia Ponte, juntamente com o

Córrego João Leite, um manancial importante para abastecimento público do estado, causa

sérias preocupações aos órgãos ambientais responsáveis e estudiosos, que buscam meios de

recuperar o rio (CARVALHO, 2011).

21

Já foi dito que a qualidade da água depende do uso do solo da bacia hidrográfica e de

suas características naturais. A água pode ter vários usos como para lançamento de efluentes

domésticos e industriais, irrigação, abastecimento público e industrial, dessedentação de

animais, preservação da flora e fauna, recreação e lazer, criação de espécies, geração de

energia elétrica, navegação, harmonia paisagística, diluição e transporte de despejos. É

importante observar que um curso d’água pode ser utilizado de diversas formas

concomitantemente, é o que acontece com o Rio Meia Ponte, que vem sendo utilizado tanto

quanto para abastecimento público como para lançamento de efluentes.

Cerca de 45% da população do estado vive na região da bacia. Além da alta

concentração populacional na região, existe um grande número de indústrias instaladas,

principalmente na região metropolitana de Goiânia. Essa combinação torna o Rio Meia Ponte

um dos rios mais poluídos do país e, em alguns pontos do rio, a água é imprópria para

tratamento convencional (BRASIL, 2009).

4.2 Trecho de Estudo e dados Sobre as Características Físicas, Químicas e Biológicas do

Rio Meia Ponte

O trecho de estudo do Rio Meia Ponte está localizado no município de Goiânia,

Estado de Goiás.

Os dados utilizados para o cálculo do IQA foram obtidos em arquivo eletrônico

disponibilizado pela Secretaria do Meio Ambiente e dos Recursos Hídricos do Estado de

Goiás (SEMARH, 2013).

A SEMARH fez o monitoramento da qualidade da água do Rio Meia Ponte do ano

2001 ao ano 2010, geralmente nos meses de março, junho, setembro e dezembro. As

amostras foram coletadas por técnicos da SEMARH em 7 pontos do rio, desde a sua nascente,

em Itauçú até a sua foz, próximo ao Rio Paranaíba (SEMARH, 2013).

Os pontos utilizados nesse trabalho para o cálculo do IQA são os pontos de Captação

da SANEAGO (16°34'10,6" S e 49°19'44,8" W) e no Setor Goiânia 2 (16°38'31,3" S e

49°15'24,0" W), ambos no município de Goiânia. A distância entre os dois pontos é de 20,27

km. As Figuras 1 e 2 mostram os pontos de coleta.

Apesar da pequena distância entre os pontos de análise, o processo de urbanização no

PONTO 2 é bastante acentuado, enquanto, o PONTO 1 ainda encontra-se em zona rural,

assim pode ser observada uma poluição por esgotos domésticos e lançamento de efluentes no

PONTO 2 de forma indiscriminada.

22

Os dados utilizados são do ano de 2007 ao ano de 2010 por motivos das coletas

apresentarem os dados suficientes para a aplicação das metodologias do IQA-NSF, IQA-

CETESB e IQA-FEAM-IGAM, salientando que a metodologia desenvolvida pelo CCME não

necessita de um número fixo de padrões a serem analisados.

Os dados são os índices das amostras de Oxigênio Dissolvido (OD); Coliformes

Termotolerantes (CT); Potencial Hidrogeniônico (pH); Demanda Biológica de Oxigênio

(DBO); Nitrogênio Amoniacal (NA); Nitrato (NO3); Nitrogênio Total (NT); Fosfato (PO4);

Variação de Temperatura (ΔT); Turbidez (Turb.); Sólidos Totais (ST); Temperatura do

Ambiente (T) e Concentração de Cloreto (CCl), e estão apresentados nas Tabelas 7, 8, 9 e 10.

Tabela 7 - Pontos de Amostragem utilizados para o cálculo do IQA. Pontos de Amostragem

PONTO 1 Captação SANEAGO

PONTO 2 Goiânia 2

Fonte: Próprio Autor.

Figura 1 - PONTO 1: Captação SANEAGO.

Fonte: GOOGLE EARTH (2013).

23

Figura 2 - PONTO 2: Goiânia 2.

Fonte: GOOGLE EARTH (2013).

Tabela 8 - Índices das Amostras – Ano 2007. Rio Meia Ponte

2007

Parâmetros Março Junho

PONTO 1 PONTO 2 PONTO 1 PONTO 2

OD (mg L-1

) 5,7 6,4 6,4 3,1

CT (NMP/100mL) 22000 430000 78 1500

pH 7,01 6,6 7,94 7,57

DBO (mg L-1

) 0 1,09 1,76 2,91

NA (mg L-1

) 0,134 1,3 0,202 1,85

NO3 (mg L-1

) 0,46 0,86 0,694 0,84

NT (mg L-1

) 0,1 1,011 0,157 1,44

PO4 (mg L-1

) 0,014 0,104 0,037 0,279

ΔT (°C) 2,5 0,5 1,3 3,8

Turb. (UNT) 40 33 18 12

ST (mg L-1

) 2917 137 180 177

T (°C) 24,6 24,3 18,9 18,4

CCl (mg L-1

) 6,55 5,65 5,5 6

Fonte: SEMARH (2013).

24

Tabela 9 - Índices das Amostras – Ano 2008.

Rio Meia Ponte

2008

Parâmetros Março Junho Setembro Dezembro

PONT

O 1

PONTO

2

PONTO

1

PONTO

2

PONTO

1

PONTO

2

PONTO

1

PONTO

2

OD (mg L-1

) 5,8 3,41 5,6 3,9 5,8 3,41 5,6 4,8

CT (NMP/100mL) 180 240000 490 240000 1800 240000 1700 240

pH 7,18 7,39 7,58 7,46 7,18 7,39 7,29 8,33

DBO (mg L-1

) 4,6 6,7 1,8 7,4 6 6,7 1,6 2,1

NA (mg L-1

) 0,55 0,86 0,1 0,016 0,55 0,86 0,35 0,78

NO3 (mg L-1

) 0,57 0,75 0,344 0,055 0,63 0,89 0,59 0,90

NT (mg L-1

) 0,4279 0,67 0,0778 0,012 0,4279 0,669 0,2723 0,61

PO4 (mg L-1

) 0,12 0,34 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

ΔT (°C) 1,7 2,7 3,8 3,6 1,7 2,7 1,2 0,9

Turb. (UNT) 83 89 23 52 83 89 40 125

ST (mg L-1

) 218 231 117 136 218 231 139 176

T (°C) 26,1 25,2 21,2 23,4 26,1 25,2 24,3 24,9

CCl (mg L-1

) 6,55 4,55 4,5 7,1 5,55 4,35 4,45 5,8



2009

Parâmetros Março Junho Setembro Dezembro

PONTO

1

PONTO

2

PONTO

1

PONTO

2

PONTO

1

PONTO

2

PONTO

1

PONTO

2

OD (mg L-1

) 6,3 4,1 6,6 3,9 5,8 3,41 5,5 4,9

CT (NMP/100mL) 1800 24000 4900 24000 1800 24000 1800 24000

pH 7,91 7,76 7,58 7,46 7,18 7,39 7,15 7,54

DBO (mg L-1

) 2,5 5,3 1,8 7,4 6 6,7 4,4 6

NA (mg L-1

) 0,54 8,3 - - 0,55 1,86 0,55 1,93

NO3 (mg L-1

) 0,57 0,89 - - 0,75 0,96 0,65 0,97

NT (mg L-1

) 0,4201 6,46 - - 0,4279 1,45 0,4279 1,5

PO4 (mg L-1

) 0,03 0,25 0,001 0,001 0,12 0,34 0,02 0,16

ΔT (°C) 0,3 0,5 3,8 4 1,7 2,7 3,5 5

Turb. (UNT) 98 1250 23 22 83 89 190 263

ST (mg L-1

) 187 1124 117 136 218 231 143 168

T (°C) 24,9 24,1 21,2 23 27,8 27,9 25 25,5

CCl (mg L-1

) 5,4 5,67 5,4 7,6 4,55 6,9 5,7 6,8


continuação

25


2010

Parâmetros Abril Outubro Dezembro

PONTO

1

PONTO

2

PONTO

1

PONTO

2

PONTO

1

PONTO

2

OD (mg L-1

) 5,6 4,6 6,5 - 6 4,6

CT (NMP/100mL) 3500 240000 68 240000 24000 240000

pH 6,52 6,87 7,52 7,38 8,08 6,61

DBO (mg L-1

) 2,3 1,5 - 29 4 9,07

NA (mg L-1

) 0,5 0,27 2,2 10,8 0,16 9

NO3 (mg L-1

) 1,72 0,93 0,89 1,1 0,5504 1,1

NT (mg L-1

) 0,389 0,21 1,7116 5 0,1245 7,002

PO4 (mg L-1

) 0,09 0,11 0,15 1,16 0,17 0,37

ΔT (°C) 1 1 5 4,5 1 4

Turb. (UNT) 350 250 22 46 56 125

ST (mg L-1

) 28 187 128 273 182 195

T (°C) 26 22 25,5 25,5 26 26

CCl (mg L-1

) 4,7 7,6 6,55 7,6 5,7 4,43


5 RESULTADOS E DISCUSSÃO

O IQA foi calculado para dois pontos do município de Goiânia com o auxílio da

planilha desenvolvida. Os resultados são apresentados em forma de tabelas, as principais

diferenças dos métodos foram analisadas e foi feito um diagnóstico sobre a qualidade da água

do Rio Meia Ponte.

5.1 Apresentação dos Resultados

Foi desenvolvida uma planilha do Excel® que calcula o IQA da água de acordo com

quatro metodologias diferentes: IQA-NSF, IQA-CETESB, IQA-FEAM-IGAM e IQA-CCME.

A planilha calcula o IQA a partir da inserção dos dados nos campos azuis (Figura 3)

dos parâmetros analisados pelo usuário, na caixa “INTERPRETAÇÃO DE RESULTADOS”

os valores do IQA são apresentados para as quatro metodologias.

A classificação da água como “Ótima” ou “Excelente”; “Boa” ou “Bom”; “Médio”,

“Aceitável” ou “Regular”; “Ruim” ou “Marginal”; “Péssimo”, “Muito Ruim” ou “Pobre” é

feita de acordo com as faixas de variação dos resultados apresentados. As cores que aparecem

em relação às faixas de variação são uma sugestão de Brown et al (BRASIL, 2005).

Além da pasta “IQA”, a Planilha de Cálculo do Índice de Qualidade da Água (Versão

1.0), apresenta outras quatro pastas: “IQA-NSF”, “IQA-CETESB”, “IQA-FEAM-IGAM”,

“IQA-CCME” que contem a formulação matemática de cada método (Figuras 4, 5, 6 e 7).

26

Figura 3 - Planilha de Cálculo do Índice de Qualidade da Água (Versão 1.0).


Figura 4 - Pasta IQA-NSF.


27

Figura 5 - Pasta IQA-CETESB.


Figura 6 - Pasta IQA-FEAM/IGAM.


.

28

Figura 7 - Pasta IQA-CCME.


O IQA foi, então, calculado para os dados fornecidos pela SEMARH e apresentado

nas Tabelas8, 9, 10 e 11, os valores obtidos estão apresentados nas Tabelas a seguir:

Tabela 12 - IQA pelas metodologias NSF, CETESB, FEAM-IGAM e CCME – Ano 2007. Rio Meia Ponte

2007

Mês IQA-NSF IQA-CETESB IQA-FEAM/IGAM IQA-CCME

PONTO 1 PONTO 2 PONTO 1 PONTO 2 PONTO 1 PONTO 2 PONTO 1 PONTO 2

Março 40,07 44,67 53,46 50,58 51,18 48,70 51,42 39,75

Junho 74,42 49,29 76,24 53,66 75,81 50,42 89,66 57,41



2008


PONTO

1

PONTO

2

PONTO

1

PONTO

2

PONTO

1

PONTO

2

PONTO

1

PONTO

2

Março 60,89 31,21 65,21 39,10 59,82 34,87 81,24 30,74

Junho 64,10 35,30 70,01 44,08 69,54 39,64 100,00 36,29

Setembro 54,27 32,70 61,40 40,3 53,53 36,21 78,60 36,29

Dezembro 61,14 52,61 65,27 56,42 64,31 55,08 88,79 79,53


29


2009


PONTO

1

PONTO

2

PONTO

1

PONTO

2

PONTO

1

PONTO

2

PONTO

1

PONTO

2

Março 57,37 28,35 60,14 37,10 51,83 37,55 88,52 13,50

Junho - - - - - - 76,28 43,48

Setembro 53,26 31,18 61,07 43,90 53,99 37,59 63,83 38,07

Dezembro 47,37 30,33 52,58 44,43 53,30 42,17 77,22 31,76


Tabela 15 - IQA pelas metodologias NSF, CETESB, FEAM-IGAM e CCME – Ano 2010.

Rio Meia Ponte

2010


PONTO

1

PONTO

2

PONTO

1

PONTO

2

PONTO

1

PONTO

2

PONTO

1

PONTO

2

Abril 47,42 34,11 51,38 38,80 50,41 38,02 59,21 30,78

Outubro - - - - - - 75,98 25,88

Dezembro 40,84 28,18 52,73 35,99 49,90 34,58 50,78 17,04


5.2 Análise e Comparação das Metodologias

O estudo comparativo foi realizado e, a seguir, são explicitadas as principais

diferenças entre os métodos. Como esperado, foram encontrados resultados distintos com a

metodologia aplicada para um mesmo conjunto de parâmetros analisados.

As metodologias da NSF, CETESB, FEAM/IGAM não permitem o cálculo do IQA na

falta de análise de algum parâmetro. Em contrapartida, a metodologia desenvolvida pelo

CCME possibilita uma escolha dos parâmetros analisados e não restringe o número dos

mesmos. No caso da planilha desenvolvida, os parâmetros utilizados para o cálculo do IQA-

CCME são alguns dos parâmetros estabelecidos pelo CONAMA, procurou-se fazer uma

correlação também com os parâmetros utilizados pelas outras metodologias.

Apesar da flexibilidade da metodologia do CCME, observou-se que para a obtenção

de resultados coerentes, a metodologia necessita de um número maior de análises para um

mesmo período, visto que ela propõe uma composição vetorial entre o número de parâmetros

que não atendem aos critérios estabelecidos (padrões de qualidade); a frequência com que

cada parâmetro não atende aos critérios de qualidade estabelecidos e a magnitude com que

cada parâmetro excede os critérios estabelecidos.

Os resultados dos cálculos do IQA-CCME podem ser superestimados quando todos os

parâmetros estão dentro dos limites dos critérios de qualidade, resultando em um índice de

30

qualidade “Ótima”. Enquanto que para o mesmo conjunto de dados, as outras metodologias

produzem resultados diferentes, caso que pode ser observado na Tabela 13, para o PONTO 1,

no mês de Junho o IQA-CCME é igual a 100, porém, para as outras metodologias o resultado

apresentado é diferente.

Quando o número de parâmetros e critérios aumenta em relação aos nove utilizados

nos outros métodos ocorre o efeito contrário nos resultados do IQA-CCME. Ou seja, sua

magnitude decresce em relação aos valores calculados através do IQA-NSF, IQA-CETESB,

IQA-FEAM/IGAM e os resultados são subestimados.

Os pesos dos parâmetros também são diferentes nas metodologias NSF, CETESB e

FEAM/IGAM em relação aos parâmetros Coliformes Termotolerantes, Potencial

Hidrogeniônico, Demanda Biológica de Oxigênio, Turbidez e Sólidos Totais. Cada uma das

metodologias adaptou o peso dos parâmetros em relação à importância da sua presença nas

águas da região dos órgãos, a soma de todos os pesos é igual a 1.

A diferença de resultado entre os métodos se deve a sua formulação matemática e,

principalmente, às faixas de variação consideradas para cada parâmetro. As faixas de variação

dos parâmetros indicam, em cada metodologia, a equação que será usada para calcular a nota

do parâmetro e compor o IQA. Cada metodologia estabeleceu faixas de variação próprias.

No caso da metodologia do CCME, como já foi dito, os valores limites permitidos são

os valores estabelecidos pelos técnicos e neste trabalho optou-se pelos valores permitidos pela

legislação vigente do CONAMA para Água Doce Classe 2 e no caso dos outros métodos, as

faixas de variação foram decididas de acordo com a realidade regional dos órgãos que as

desenvolveram.

Ressalta-se que as faixas de variação dos parâmetros não são determinadas apenas por

fatores antrópicos, mas também por outros fatores naturais, que podem causar algum tipo de

alteração na composição física, química e biológica da água. Por isso, é de suma importância

analisar as características naturais e também de urbanização do manancial em questão para a

escolha do método que melhor descreva a qualidade da água (ALMEIDA, 2007).

A CETESB, ao contrário das metodologias da NSF e FEAM/IGAM, calcula a nota do

parâmetro Fósforo Total, porém, o dado de entrada em seus cálculos é o índice do parâmetro

Fosfato como nas outras metodologias. Na tentativa de expressar a qualidade da água dos

corpos hídricos nacionais, a CETESB também analisa a presença de Nitrogênio Total, ao

invés da presença de Nitrato, uma vez que os rios, nesse caso, se mostram comprometidos por

esgotos domésticos, que são ricos em outras formas de Nitrogênio e Fósforo (WANICK,

2011).

31

O Nitrogênio Total representa toda a quantidade de Nitrogênio presente em compostos

de Nitrato, Nitrito, Amônia e Nitrogênio Orgânico, da mesma forma é o caso do Fósforo total

que representa a quantidade de Fósforo presente em Fosfato Orgânico, Ortofosfato (formador

de sais inorgânicos) e Polifosfatos ou Fosfatos Condensados, assim a metodologia da

CETESB, busca demonstrar a real quantidade desses nutrientes e seu impacto na qualidade da

água (MACÊDO, 2009).

Essa adaptação da metodologia da CETESB se explica devido ao fato de que o

Nitrogênio, depois do Carbono, é o nutriente mais exigido por células vivas. Quando lançados

em grandes quantidades conjuntamente com outros nutrientes, como o Fósforo, os compostos

de Nitrogênio tendem a aumentar a fertilidade do ambiente, levando à eutrofização dos corpos

d’água e possibilitando o crescimento exacerbado de algas. A eutrofização causa problemas

para o abastecimento público, baixando a qualidade da água devido à diminuição de oxigênio

(MÂCEDO, 2009).

As equações desenvolvidas pela NSF levam em consideração as características dos

corpos de água e variações climáticas dos Estados Unidos, sendo a variação de temperatura de

equilíbrio o principal parâmetro afetado. Como no caso do Brasil, os ambientes não recebem

cargas térmicas muito diferentes, as equações não condizem com a realidade brasileira, pois a

variação da temperatura de equilíbrio é próxima de zero, então as metodologias da CETESB e

FEAM-IGAM atribuem uma nota fixa ao parâmetro Variação de Temperatura de 94 e 93

respectivamente (BRASIL, 2005).

Segundo a ANA, no Brasil, não é viável diagnosticar a qualidade da água, a nível

nacional, em termos de IQA-NSF, porque nem todos os estados realizam cálculos de IQA-

NSF e também porque não há uma uniformidade no cálculo de IQA-NSF com relação aos

parâmetros de qualidade e método de cálculo entre os Estados (ANA, 2012).

5.3 Diagnóstico da Qualidade da Água do Rio Meia Ponte no Trecho de Estudo

O trecho em estudo tem uma extensão de 20,27 km e apresenta contrastes bastante

relevantes em relação à qualidade da água, pois o PONTO 1 é um ponto de captação de água

para abastecimento público e o PONTO 2 está inserido no contexto urbano, sujeito a

lançamento de efluentes e lixo de toda natureza que é lançado ao rio pela população.

O clima tropical, com duas estações distintas durante o ano, sendo uma chuvosa e

outra seca contribui para que haja uma intensa variação sazonal. Os meses entre maio e

setembro são de estiagem, com umidade relativa do ar próxima de 20%. Para balancear este

32

período, sem precipitações, no restante do ano, o índice pluviométrico chega a apresentar até

50 mm diários, com umidades relativas do ar superiores a 60%, como explicita Costa Filho

(2006). As variações pluviométricas podem ser notadas nas Figuras 8, 9, 10 e 11.

Figura 8 - Índice Pluviométrico de Goiânia – 2007.

Fonte: INMET (2013).

Figura 9 - Índice Pluviométrico de Goiânia – 2008.


33

Figura 10 - Índice Pluviométrico de Goiânia - 2009.


Figura 11 - Índice Pluviométrico de Goiânia -2010.


Estas considerações tornam-se necessárias, pois a vazão de um rio é dependente do

índice pluviométrico, modificando diretamente nas suas características físicas, químicas,

biológicas e, ainda, as suas formas.

Os trabalhos realizados por COSTA FILHO (2006) e BONNET et al. (2008) tratam,

respectivamente, da qualidade da água no Ribeirão João Leite juntamente com o Rio Meia

Ponte e de 174 pontos de captação no estado referentes a variações sazonais.

A conclusão da experiência de BONNET et al. (2007) foi a geração de picos na cor,

turbidez e coliformes termotolerantes no período chuvoso, as relações entre os parâmetros de

pH, DBO, OD foram alterados relacionados a média anual, ao período de seca e ao período

34

chuvoso.

Analisando, de forma estatística, os resultados obtidos para os valores de IQA nesse

trabalho, é possível notar uma queda da qualidade da água nos períodos chuvosos, que é

explicada por essa sazonalidade e comprovada pelos trabalhos acima descritos.

Nos anos de 2007 a 2010, o IQA-NSF do Rio Meia Ponte no PONTO 1 é cerca de

12% mais alto no período de seca, o IQA-CETESB e o IQA-FEAM/IGAM são maiores cerca

de 9%, e o IQA-CCME é maior 6% em relação ao período chuvoso. Para o PONTO 2, é

observado o mesmo fenômeno, o IQA-NSF é maior 1,7%, o IQA-CETESB é maior cerca de

0,5%, o IQA-CCME é maior cerca de 7% no período de estiagem.

Como pode ser observado, a qualidade da água é mais baixa na área urbana, o que já

era esperado, visto que o Rio Meia Ponte sofre nesse ponto urbano poluição antrópica

bastante acentuada. Em 2009, este rio foi considerado como um dos mais poluídos do país e

comparado pela ANA ao Rio Tietê em São Paulo (BRASIL, 2009).

O IQA-FEAM/IGAM apresenta um resultado diferente nesse caso, o IQA no período

chuvoso foi cerca de 4% maior em relação ao período de estiagem, fato provavelmente

explicado pela faixa de variação limite de cada parâmetro. Como já foi explicitado, cada

metodologia estabeleceu suas equações de acordo com as curvas médias padrão obtidas pela

NSF e com estudos desenvolvidos no Brasil. A diferença entre as equações e as faixas de

variação de cada parâmetro são responsáveis pelos resultados diferentes em cada uma das

metodologias.

A carga orgânica lançada aos rios é maior justamente nas bacias onde há maior

concentração urbana, ou seja, nos grandes aglomerados urbanos e regiões metropolitanas,

caso em que o Rio Meia Ponte está inserido. Apesar da grande quantidade de carga orgânica

lançada aos rios em várias bacias brasileiras, investimentos em tratamento de esgotos

contribuíram de forma decisiva para a redução da carga orgânica remanescente em algumas

bacias do território nacional. A Bacia do Rio Meia Ponte destaca-se, entre outras do país,

nesse contexto (BRASIL, 2012).

No caso do trecho em estudo, a poluição causada por esgotos domésticos é fonte de

Nitrogênio e Fósforo nas suas diferentes formas e Coliformes Termotolerantes. Para uma

análise de qualidade da água mais precisa, o método IQA-CETESB se enquadra melhor nos

padrões e características da região, visto que a CETESB adaptou o método para avaliar a

qualidade da água em mananciais com características de poluição parecidas aos do Rio Meia

Ponte (CETESB, 2012).

35

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

As análises do início do trecho de estudo PONTO 1 (captação de água SANEAGO)

demonstram-se menos poluídas por estar à montante do perímetro urbano. A qualidade da

água piora no PONTO 2 (trecho urbano no Setor Goiânia 2), assim os dados obtidos

referentes à qualidade da água no Rio Meia Ponte são coerentes ou corroboram com os

trabalhos referenciados, porém, nota-se uma diferença acentuada nos resultados em relação

às metodologias analisadas.

A diferença de resultados entre as metodologias confirma a necessidade de escolha de

um método adequado às características da região em estudo. Em relação ao Rio Meia Ponte, a

metodologia da CETESB se mostra adequada devido ao fato de que foi adaptada para indicar

a qualidade de corpos hídricos com características de poluição parecidas aos do Rio Meia

Ponte. A metodologia do CCME também é uma alternativa a se considerar nessa análise, pois

é possível escolher os parâmetros a serem analisados e correlaciona-los com a legislação

vigente.

Analisando o comportamento da metodologia do IQA-CCME, recomenda-se que

para que sejam apresentados resultados coerentes, o número de parâmetros analisados seja

igual ao número de parâmetros analisados pelas metodologias da NSF, CETESB e FEAM-

IGAM e que sejam feitas no mínimo duas análises para cada parâmetro.

Destaca-se que os métodos não podem ser aplicados para determinar a qualidade da

água para múltiplos usos, somente para abastecimento público, ou seja, seus resultados são

relativos, pois a água pode ser considerada imprópria para abastecimento público, mas pode

ser utilizada sem restrições para a navegação ou geração de energia.

36

7 REFERÊNCIAS

ALMEIDA, A. A. Estudo Comparativo entre os Métodos IQA-NSF e IQA-CCME na

Análise da Qualidade da Água do Rio Cuiabá. 2007. Dissertação - Mestrado em Física e

Meio Ambiente, Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá – MT.

ANA – Agência Nacional de Águas. Indicadores de qualidade da

água.<http://pnqa.ana.gov.br/IndicadoresQA/IndiceQA.aspx> Acesso em: 28 nov. 2012.

ASSOCIAÇÃO AMBIENTAL PRÓ-ÁGUAS DO CERRADO. 2013. Disponível em:

<http://www.proaguasdocerrado.org.br/bacia.php> Acesso em: 18 jan. 2013.

BONNET, B. R. P.; FERREIRA JR., L. G.; LOBO, F. C. Relações entre qualidade da água

e uso do solo em bacias hidrográficas no cerrado brasileiro: Aspectos físicos e sociais e

proposição de diretrizes. 2007. Tese - Doutorado em Ciências Ambientais, Universidade

Federal de Goiás, Goiânia - GO.

BRASIL. Agência Nacional de Águas (ANA). Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil.

Brasília : ANA, 2009. Disponível em:

<http://arquivos.ana.gov.br/institucional/sge/CEDOC/Catalogo/2009/ConjunturaDosRecursos

HidricosNoBrasil.pdf> Acesso em: 21 jan. 2013.

BRASIL. Agência Nacional de Águas (ANA). Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil.

Brasília : ANA, 2012. Disponível em:

<http://arquivos.ana.gov.br/institucional/sge/CEDOC/Catalogo/2009/ConjunturaDosRecursos

HidricosNoBrasil.pdf> Acesso em: 21 jan. 2013.

BRASIL. Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Coordenação Geral de

Vigilância em Saúde Ambiental. Portaria 518/04.

<http://portal.saude.gov.br/portal/arquivos/pdf/portaria_518_2004.pdf>. Acesso em: 25 jan.

2013.

BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução

357/05. <http://www.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=459>. Acessado em

09/12/2012.

BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Sistema de cálculo da qualidade da Água (SCQA)

- Estabelecimento das Equações do índice de Qualidade das Águas (IQA).PROGRAMA

NACIONAL DO MEIO AMBIENTE – PNMA II. Brasília, 2005.

CETESB – Companhia Ambiental do Estado de São Paulo. Índice de Qualidade de

Água.<http://www.cetesb.sp.gov.br/agua/%C3%A1guas-superficiais/108-%C3%ADndices-

de-qualidade-das-%C3%A1guas>. Acesso em: 27 nov. 2012.

CORADI, P. C., RAMIREZ, O. P., FIA, R., MATOS, A. T. de. Qualidade da Água

Superficial da Bacia Hidrográfica da Lagoa Mirim, Canoas, Rio Grande do Sul. Revista de

Ciências Ambientais, v.3, n.1, p. 53 a 64, 2009.

CARVALHO, Glaucia Lemes de; SIQUEIRA, Eduardo Queija de. Qualidade da Água do

Rio Meia Ponte no Perímetro Urbano do Município de Goiânia-Goiás. Reec – Revista

37

Eletrônica de Engenharia Civil. n.2. v.1. 19-33, 2011. Disponível em:

http://www.revistas.ufg.br › Capa › v. 2, n. 1 (2011)›Carvalho> Acesso em: 23 jan. 2013.

COSTA FILHO, U. A., PASQUALETTO, A., Análise comparativa dos indicadores de

impureza e de qualidade na água nos períodos de seca e cheia: Estudo de caso do Ribeirão

João Leite e do Rio Meia Ponte em Goiânia – Goiás. Dissertação, Universidade Católica de

Goiás, Goiânia, 2006, p.1-37.

ESPEJO, L., KRESTSCHNER, N., OYARZÚN, J., MEZA, F., NÚNEZ, J., MATURANA,

H., SOTO, G., OYARZO, P. GARRIDO, M., SUCKEL, F., AMEGAZA, J., OYARZÚN, R.

Application of water quality indices and analysis of the surface water quality monitoring

network in semiarid North – Central, Chile. Environmental Monitoring and Assessment, n.

1894, p.5571-5588, 2012.

FUNCEME (Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos), Recursos Hídricos,

Qualigraf. Classificação das Águas pelos Sólidos Totais. Disponível em:

<http://www.funceme.br/index.php/softwares/qualigraf > . Acesso em: 19 dez. 2012.

GOOGLE EARTH. Image GeoEye. MapLink/Tele Atlas. Disponível em

<http://earth.google.com/>. Acesso em 20 fev. 2013.

INMET (Instituto Nacional de Metereologia). Ministério da Agricultura, Pecuária e

Abastecimento, 2013. Disponível em: <http://www.inmet.gov.br/portal/> Acesso em: 20 jan.

2013.

INSTITUTO MINEIRO DE GESTÃO DAS ÁGUAS. Relatório de Monitoramento das

Águas Superficiais na Bacia do Rio São Francisco em 2005. Belo Horizonte, 2006. 173p.

LAJO, A. A. M.; FERREIRA, L. M.; SILVA, O. J.; IDE, C. N.; ROCHE, K. F.

Monitoramento e Avaliação da qualidade da água do Córrego Cabaça, Campo Grande-

MS, através do IQA-NSF, BMWP E BMWP

MODIFICADO.<http://www.abrh.org.br/novo/ii_simp_rec_hidric_centro_oeste_campo_gra

nde44.pdf >. Acesso em: 05 dez. 2012.

LUMB, A., SHARMA, T.C., BIBEAULT, J - F. A review of genesis and evolution of Water

Quality Index (WQI) and some future direction. Water, Quality, Exposure and Health, n. 3,

p. 11-24, 2011.

MACÊDO, Sérgio Luiz et al. Rede Compartilhada de Monitoramento de Qualidade de

Água: Programa água azul. Natal, julho/2009. Disponível em:

<http://www.programaaguaazul.rn.gov.br/indices.php> Acesso em> 18 jan. 2013.

NEPOMUCENO, V. S. Classificação de Qualidade da Água em Reservatórios Utilizando

um Algoritmo de Aprendizagem Competitiva e Não-Supervisionada. 2006. Tese-

Monografia em Ciência da Computação, Universidade Federal de Pernambuco, Centro de

Informática, Recife – 2006.

PEREIRA, A. A. Avaliação da qualidade da água: proposta de novo índice alicerçado na

lógica Fuzzy.2010.Tese – Doutorado em Ciências da Saúde, Universidade de Brasília,

Brasília – DF.

SAAD, A. R.; SEMENSATTO JR., D. L.; AYRES, F. M.; OLIVEIRA, P. E. de. Índice de

38

qualidade da água – IQA do Reservatório do Tanque Grande, Município de Guarulhos, Estado

de São Paulo, Brasil: 1990 – 2006. Revista UnG – Geociências, v.6, n.1, 2007, p.118-133.

SEINFRA (Secretaria de Estado de Infraestrutura), 2012. Diagnóstico Ambiental da Área

de Influência. Disponível em:

http://www.ipaam.am.gov.br/arquivos/download/arqeditor/2%20Diagnostico%20Ambiental%

20-%20Meio%20F%C3%ADsico%20-%20Cap%206%20Atualizado%202.pdf> Acesso em:

15 jan. 2013.

SEMARH. 2013. Águas goianas têm boa qualidade. Disponível em:

<http://www.semarhtemplate.go.gov.br/noticia/aguas-goianas-tem-boa-qualidade> Acesso

em: 15 jan. 2013.

SPERLING, M. Introdução à qualidade de águas e ao tratamento de esgotos. Belo

Horizonte: DESA/UFMG, ed. 2, 1996. 243 p.

SWAMEE, P. K., TYAGI, A., Improved Method for Agregation of Water Quality Subindices.

Journal of Environmental Engineering, v. 133, p. 220-225, 2007.

WANICK, R. C, SOARES, P. H. de M., MACHADO, A. C., Britto, F. G. A., MURTA, A. L.

S., FREITAS, M. A. V. Avaliação do IQA como ferramenta de avaliação da qualidade de

água nos corpos hídricos interceptados pela rodovia BR-163 (GUARANTÃ DO NORTE-

MT). In: XIX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, Anais... Maceió- AL, 2011.

comparaÇÃo das diferentes metodologias de determinaÇÃo do Índice de qualidade … · 2015. 8....

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