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CENTRO UNIVERSITÁRIO CESMAC
ANDRÉ DA SILVA FERREIRA MÁRIO SÉRGIO ASSIS DO NASCIMENTO
DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE QUALIDADE DA ÁGUA NO PONTO DE CAPTAÇÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO
SITUADO NO RIO PRATAGY, MACEIÓ-AL
MACEIÓ - AL
2018/1
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ANDRÉ DA SILVA FERREIRA
MÁRIO SÉRGIO ASSIS DO NASCIMENTO
DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE QUALIDADE DA ÁGUA NO PONTO DE CAPTAÇÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO
SITUADO NO RIO PRATAGY, MACEIÓ-AL
Trabalho de conclusão de curso apresentado como requisito final, para conclusão do curso de engenharia civil do Centro Universitário Cesmac, sob orientação da professora Me. Marianny Monteiro Pereira de Lira.
MACEIÓ – AL 2018/1
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F383d Ferreira, André da Silva
Determinação do índice de qualidade da água no ponto de
captação do sistema de abastecimento situado no Rio Pratagy,
Maceió, AL / André da Silva Ferreira, Mário Sérgio Assis do
Nascimento . -- Maceió: 2018
57 f.: il.
TCC (Graduação em Engenharia civil) - Centro Universitário
CESMAC, Maceió - AL, 2018.
Orientadora: Marianny Monteiro Pereira
1. Índice de qualidade da água. 2. Captação para abastecimento.
3. Poluição hídrica.
I. Pereira, Marianny Monteiro. II. II. Título.
CDU: 628.1(813.5)
REDE DE BIBLIOTECAS CESMAC
Evandro Santos Cavalcante
Bibliotecário CRB-4/1700
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ANDRÉ DA SILVA FERREIRA
MÁRIO SÉRGIO ASSIS DO NASCIMENTO
DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE QUALIDADE DA ÁGUA NO PONTO DE CAPTAÇÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO
SITUADO NO RIO PRATAGY, MACEIÓ-AL
Trabalho de conclusão de curso apresentado como requisito final, para conclusão do curso de engenharia civil do Centro Universitário Cesmac, sob orientação da professora Me. Marianny Monteiro Pereira de Lira.
APROVADO EM: /_ /
Me. Marianny Monteiro Pereira de Lira Orientadora
Me. Danubia Teixeira Silva Avaliador Interno
Me. Ricardo Sampaio Romão Filho Avaliador Interno
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AGRADECIMENTOS
Agradecimentos André
Quero agradecer ao meu bom Deus que durante esse tempo me sustentou e
fortaleceu, sendo o meu fiel companheiro.
Aos meus pais, Solange e Cicero, que são a minha fortaleza e que sempre me
motivaram a buscar o crescimento pessoal e profissional, e também a minha irmã
Andressa que muitas vezes foi ao banco para resolver meu FIES, desculpa pelas
raivas, meu muito obrigado.
Aos meus amigos Mario Sergio, Jesivan Costa e meu irmão Arthur que me
acompanharam nessa aventura de vir morar em Maceió, fomos bem ousados e
corajosos.
Ao tio Jeová e meu primo Alexsandro pelo apoio com um lugar para morar
durante um tempo, vocês foram de fundamental importância.
A minha futura esposa Leilane Ferraz que esteve ao meu lado nos bons e maus
momentos, aturando o meu mau humor e me encorajando, bem como a sua família que
me recebeu e a qual considero também como parte da minha família.
Agradecimentos Mário
Quero agradecer a Deus que durante esse tempo me deu forças para superar as
adversidades, sendo o meu protetor.
A minha mãe, Maria Francisca, pelo apoio incondicional e pela confiança
demonstrada ao longo de minha formação pessoal e profissional aos meus irmãos,
Anderson e Marcos, pelo apoio e carinho.
Aos meus amigos e colegas de turma, por esses anos de parceria e amizade, em
especial, Aos meus amigos, Jesivan Costa , André e Arthur que me acompanharam em
tudo durante esse período em que estivemos em Maceió.
A minha namorada Nayane e meu filho Bernardo pelo apoio, carinho e
compreensão dos momentos em que estive ausente pela realização deste trabalho.
Ao senhor Jeová e meu primo Alexsandro pelo incentivo e apoio com um lugar
para morar durante um tempo, vocês foram de fundamental importância.
A todos os professores do curso e em especial a minha orientadora Marianny
Monteiro pelo incentivo e motivação ao longo do curso.
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DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE QUALIDADE DA ÁGUA NO PONTO DE
CAPTAÇÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO SITUADO NO RIO PRATAGY, MACEIÓ-AL
DETERMINATION OF THE WATER QUALITY INDEX AT THE POINT OF
CAPACATION OF THE SUPPLY SYSTEM LOCATED IN THE PRATAGY RIVER, MACEIÓ-AL
André da Silva Ferreira
Graduando do Curso de Engenharia Civil [email protected]
Mário Sérgio Assis do Nascomento Graduando do Curso de Engenharia Civil
[email protected] Marianny Monteiro Pereira de Lira
Mestre em Engenharia Civil [email protected]
RESUMO
A área de estudo escolhida para a presente pesquisa é o rio Pratagy caracterizado como um importante manancial de abastecimento de água do município de Maceió-AL. O objetivo desse trabalho é determinar o Índice de Qualidade da Água no ponto de captação do sistema de abastecimento da Companhia de Saneamento de Alagoas (CASAL), localizado no Rio Pratagy, município de Maceió, Para o cálculo do Índice de Qualidade da Água foram analisados nove parâmetros: coliformes termotolerantes, DBO, fósforo, nitrogênio, pH, sólidos totais, temperatura, turbidez e oxigênio dissolvido. As técnicas de coleta e análise de águas foram realizadas conforme a CASAL e o IMA utilizando os seus manuais prático institucionais. Os resultados obtidos foram analisados com base na resolução CONAMA nº 357 de 2005. O resultado do Índice de Qualidade da Água classificou o ponto como sendo de qualidade regular. Foi observado uma alta concentração de coliformes termotolerantes e fósforo, confirmando que ocorrem despejos de resíduos para o interior do rio e que estes resíduos alteram a qualidade da água.
PALAVRAS CHAVE: Índice de Qualidade da Água. Captação para Abastecimento.
Poluição Hídrica.
ABSTRACT
The study area chosen for this research is the Pratagy River, characterized as an important source of water supply in the municipality of Maceió-AL. The objective of this work is to determine the Water Quality Index at the point of abstraction of the water supply system of the Alagoas Sanitation Company (CASAL), located in the Pratagy River, municipality of Maceió. In order to calculate the Water Quality Index, nine parameters were analyzed: thermotolerant coliforms, BOD, phosphorus, nitrogen, pH, total solids, temperature, turbidity and dissolved oxygen. The results obtained were analyzed based on the CONAMA resolution nº 357 of 2005. The result of the Water Quality Index classified the point as being of regular quality. A high concentration of thermotolerant coliforms and phosphorus was observed, confirming that waste flows into the river and that these residues alter the quality of the water.
KEYWORDS: Water Quality Index. Supply Capture. Water Pollution.
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................7
1.1 Considerações iniciais......................................................................................7
1.2 Objetivos ...........................................................................................................9
1.2.1 Objetivo geral.....................................................................................................9
1.2.2 Objetivos específicos.........................................................................................9
2 REVISÃO DE LITERATURA................................................................................10
2.1 Descrição do capitulo ....................................................................................10
2.2 Impactos da urbanização nos recursos hídricos ........................................10
2.2.1 Impactos socioambientais................................................................................10
2.2.2 A Poluição das águas .....................................................................................12
2.2.3 Cargas poluidoras...........................................................................................13
2.3 Qualidade dos recursos hídricos.................................................................13
2.3.1 Parâmetros de qualidade dos recursos hídricos.............................................14
2.3.2 Índices de qualidade das águas .....................................................................18
2.3.3 Enquadramento dos Corpos Hídricos.............................................................29
2.4 Índices de qualidade das águas...................................................................31
2.4.1 Parâmetros .....................................................................................................31
2.4.2 Monitoramento qualitativo e cálculo................................................................36
3 METODOLOGIA..................................................................................................37
3.1 Caracterização da Área de Estudo...............................................................37
3.2 Mapeamento dos Pontos de Coleta para Analise.......................................38
3.3 Análises dos Parâmetros Físico, Químico e Microbiológicos...................39
3.3.1 Parâmetros Físicos..........................................................................................40
3.3.2 Parâmetros Químicos .....................................................................................41
3.3.3 Parâmetros Microbiológicos............................................................................44
3.4 Índice de Qualidade de Água para o Rio Pratagy........................................45
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO...........................................................................47
4.1 Caracterização da área de estudo................................................................47
4.1.1 Bacia hidrográfica do rio pratagy.....................................................................47
4.2 Avaliação dos parâmetros segundo a resolução CONAMA 357.................49
4.3 Classificação do Índice de Qualidade da Água.............................................51
5 CONCLUSÂO.....................................................................................................53
REFERÊNCIAS.........................................................................................................54
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1 INTRODUÇÃO
1.1 Considerações iniciais
O meio ambiente está cada vez mais degradado e os recursos hídricos
essenciais à vida dos seres vivos, tornam-se escassos e muitas vezes impróprios
para o consumo a que se destina (FERRIER et al., 2001). Devido ao
desenvolvimento industrial e aumento da ocupação nas áreas urbana, verifica-se um
crescente declínio da qualidade dos corpos hídricos. Aspectos como, falta de
saneamento básico, emissão de efluentes industriais, assoreamento, uso indevido
de suas margens como terreno para moradia, são fatores que contribuem para a
diminuição da qualidade da água e da capacidade de autodepuração de um rio.
Com a finalidade de solucionar conflitos entre os usos da água e alavancar a
preservação ou recuperação qualitativa e quantitativa de rios e bacias hidrográficas,
faz-se preciso um programa de monitoramento da qualidade da água com o objetivo
de fornecer subsídio para avaliar as condições e características atuais do corpo
hídrico e, além disso, propiciar informações para tomada de decisões com relação
ao gerenciamento deste recurso (ALVES, 2012).
Segundo a resolução CONAMA 001/86, qualquer alteração das propriedades
físicas, químicas e biológicas do meio ambiente causada por qualquer forma de
matéria ou energia resultante das atividades humanas que direta ou indiretamente
venham a afetar: a saúde, a segurança e o bem-estar da população, as atividades
sociais e econômicas, a biota, as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente
e a qualidade dos recursos ambientais são consideradas impacto ambiental.
A severidade da contaminação não é determinada apenas pela proporção
desses poluentes, mas também pela capacidade de assimilação dos corpos d’água,
que dependem das relações entre as condições físicas, químicas e biológicas desse
ambiente (WATTHIER, 2008).
A caracterização de um manancial se dá por um estudo sistemático qualitativo
das águas, através de informações em relação às características físicas, químicas e
biológicas da água, por meio de amostragens dos corpos d’água. Ao se estabelecer
um sistema de monitoramento é preciso estar bem claro o seu objetivo, assim como
estabelecer os parâmetros a serem monitorados e qual a metodologia a ser adotada
(ALVES, 2012).
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Atualmente, a maioria dos relatórios confeccionados com o objetivo de
agregar informações sobre avaliação e interpretação de dados de qualidade de água
são extremamente extensos e detalhados, utilizando técnicas estatísticas, séries
históricas de parâmetros e modelos matemáticos. Nesse sentido, a aplicação de
Índices de Qualidade de Água (IQA) tem a finalidade de transformar as informações
oriundas dos monitoramentos em uma forma mais acessível, incorporando uma
visão sistêmica, e de fácil entendimento pelos gestores deste recurso e também
pelas populações que utilizam estes mananciais (COIMBRA, 2011).
Nesse contexto de crescente degradação dos corpos hídricos, aumento e
diversificação das fontes de poluição, se faz necessário um acompanhamento das
alterações da qualidade de água de um rio ou bacia hidrográfica, de maneira a
embasar ações de proteção e recuperação ambiental, com vistas à garantia dos
usos atuais e futuros. A avaliação da qualidade da água deve ser feita de forma
contínua para assegurar que a geração de dados informe o real estado do corpo
hídrico e do seu ambiente aquático, levando em consideração todas as alterações
sazonais, como variações climatológicas ou regimes de chuvas (PESSOA, 2010).
A área de estudo escolhida para a presente pesquisa é o rio Pratagy que tem
sua nascente localizada no município de Messias-AL sendo um importante
manancial de abastecimento de água do município de Maceió-AL. Porém a ausência
de mata ciliar que foi substituída pela cultura de cana-de-açúcar e a ocupação
urbana desordenada por povoados ribeirinhos que se instalam às margens do rio
têm preocupado órgãos como Instituto de Meio Ambiente de Alagoas (IMA), devido a
possível poluição do corpo hídrico. O presente rio está inserido na Bacia
Hidrográfica do Pratagy que tem como o principal afluente o rio messias.
A escolha se justifica pelo fato de que com a conclusão da primeira etapa do
sistema Pratagy, no final de 2007, a produção de água a partir de mananciais
superficiais tornou-se, à época, responsável por 65% da produção de água de
Maceió, onde o maior sistema produtor de aguas do município é o subsistema
Pratagy que segundo informações disponibilizadas pela Companhia de Saneamento
de Alagoas (CASAL) fornece 892 L/s sendo assim responsável pelo abastecimento
de grade parte da cidade de Maceió (MACEIÓ, 2016).
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1.2 Objetivos
1.2.1 Objetivo geral
Determinar o Índice de Qualidade da Água no ponto de captação do sistema
de abastecimento da Companhia de Saneamento de Alagoas (CASAL), localizado
no Rio Pratagy, município de Maceió.
1.2.2 Objetivos específicos
Caracterizar a área de estudo;
Identificar e mapear o ponto de coleta para análise;
Analisar os parâmetros físicos, químicos e microbiológicos;
Propor um Índice de Qualidade de Água;
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2 REVISÃO DE LITERATURA 2.1 Descrição do capitulo
Neste capítulo é apresentada a revisão bibliográfica consultada para subsidiar
o desenvolvimento da pesquisa, apresentando as definições e embasamentos do
planejamento ambiental e da análise ambiental integrada assim como seus
instrumentos e base legal e institucional, e são explanados os aspectos do uso e
ocupação do solo no entorno de recursos hídricos.
2.2 Impactos da urbanização nos recursos hídricos
De acordo com a Resolução CONAMA 001/86, Impacto Ambiental é Qualquer
alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente causada
por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas que
direta ou indiretamente venham a afetar: a saúde, a segurança e o bem-estar da
população, as atividades sociais e econômicas, a biota, as condições estéticas e
sanitárias do meio ambiente e a qualidade dos recursos ambientais.
A definição de impacto ambiental abrange apenas as resultantes da ação
humana sobre o meio ambiente, ou seja, não considera como tal as repercussões
advindas de fenômenos naturais.
Os principais atributos dos impactos ambientais são a magnitude e a
importância. Segundo Lelles (2004), magnitude é a grandeza de um impacto em
termos absolutos, podendo ser definida como a medida de alteração no valor de um
fator ou parâmetro, em termos quantitativos ou qualitativos. A importância é a
ponderação do grau de significância de um impacto em relação ao fator ambiental
afetado e a outros impactos.
2.2.1 Impactos socioambientais
A água é um elemento essencial para todos os processos metabólicos dos
organismos vivos e um recurso natural indispensável para a sobrevivência de todos
os indivíduos. A água tem como função primordial manter a biodiversidade dos
ecossistemas aquáticos e terrestres, sustentando também a produção agrícola ao
redor do planeta. Portanto, os recursos hídricos superficiais e subterrâneos são
estratégicos para o homem e todas as plantas e animais (TUNDISI, 2003).
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Compreendendo a importância dos recursos hídricos como um bem
indispensável para a sobrevivência, o homem buscou construir as suas habitações
próximas aos rios e fontes mananciais. Possibilitando assim o desenvolvimento da
população e o convívio em comunidade. Toda cidade desenvolve-se originalmente
sobre um dado ambiente natural que se altera à medida que a mesma se dinamiza e
cresce (MENDONÇA; LEITÃO, 2008).
O crescimento desordenado das cidades se deu devido a migração da
população rural para os grandes centros urbanos, a fim de suprir a necessidade de
mão de obra para as indústrias. Cabe enfatizar, nesse contexto, que houve grande
aumento da demanda de água, o que ocasionou desperdícios e a degradação da
sua qualidade, fato esse decorrente do uso da água nas cidades.
Os impactos exercidos pelo homem são de dois tipos, segundo Moraes e
Jordão (2002): primeiro, o consumo de recursos naturais em ritmo mais acelerado do
que aquele no qual eles podem ser renovados pelo sistema ecológico; segundo,
pela geração de produtos residuais em quantidades maiores do que as que podem
ser integradas ao ciclo natural de nutrientes. Além desses dois impactos, o homem
chega até a introduzir materiais tóxicos no sistema ecológico que tolhem e destroem
as forças naturais.
A urbanização acentuada fez as populações de baixo poder aquisitivo se
estabelecer em periferias carentes de serviços básicos de saneamento (água e
esgoto). Isto contribuiu para gerar poluição concentrada, sérios problemas de
drenagem agravados pela inadequada deposição de lixo, assoreamento dos corpos
d’água e consequente diminuição das velocidades de escoamento das águas. O
aumento da impermeabilização e bastante preocupante, pois sobrecarrega o
sistema de drenagem, em especial nos períodos chuvosos, causando danos a
saúde e prejuízos econômicos a cidade. (MORAES; JORDÃO, 2002).
Atualmente grandes são os impactos causados pelos diversos usos do solo
no ambiente urbano. As atividades que são ali desenvolvidas podem vir a lançar
efluentes líquidos ou gasosos, além de resíduos sólidos contaminando os diversos
recursos naturais necessários para a manutenção da vida e das diversas atividades
indispensáveis para o desenvolvimento, seja ela qual for. Levando-se em conta os
recursos hídricos, esses impactos são ainda mais sentidos uma vez que todas as
atividades sejam elas industriais domésticas ou rurais, necessitam dele para que
possam se desenvolver (MANCUSO, 2003).
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De acordo com Braga et al (2005), poluição do solo urbano advêm das
diversas atividades econômicas típicas das áreas urbanas como indústrias,
comércio, serviços diversos associados a quantidade de resíduos gerados pela
quantidade excessiva de casas em um ambiente restrito.
FINNOTTI et al (2009), cita que os resíduos urbanos dispostos de forma
inadequada são lixiviados pela água precipitada e podem vir a contribuir com a
carga de poluentes que são direcionados para os rios. Outro tipo de impacto
demonstrado pela autora diz respeito a remoção da vegetação das micro bacias
urbanas de uma forma geral para ocupação. Levando-se em conta a importância
que essas áreas representam para a manutenção da qualidade e quantidade dos
recursos hídricos o impacto dessa retirada é bastante significativo.
Outro ponto tratado pela mesma autora diz respeito as mudanças que o meio
urbano causa no regime do ciclo hidrológico. Todas as etapas do mesmo são
modificadas de alguma forma devido ao processo de urbanização (FINNOTTI et al,
2009).
2.2.2 A Poluição das águas
De forma genérica, a poluição das águas decorre da adição de substâncias
ou de formas de energia que, diretamente ou indiretamente, alteram as
características físicas e químicas do corpo d’água de uma maneira tal, que
prejudique a utilização das suas águas para usos benéficos (PEREIRA, 2004).
Segundo Von Sperling (1995) existem basicamente duas formas em que a
fonte de poluentes pode atingir um corpo d’água: Poluição pontual, onde os
poluentes atingem o corpo hídrico de forma concentrada no espaço. Um exemplo é
o da descarga em um rio de um emissário transportando os esgotos de uma
comunidade; Poluição difusa, os poluentes adentram o corpo d’água distribuído ao
longo de parte da sua extensão. Este é o caso típico da poluição veiculada pela
drenagem pluvial, a qual é descarregada de forma distribuída, e não concentrada em
um único ponto.
As fontes de poluição hídrica podem ser de origem natural ou antrópica, como
decomposição de vegetais e erosão, águas residuárias como esgotos domésticos e
industriais; de origem agropastoris carregadoras de excrementos de animais,
pesticidas e fertilizantes; e resíduos sólidos. Essas fontes podem alterar
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drasticamente as características físicas, químicas e biológicas de um curso d’água
(COSTA; FERREIRA, 2015).
A crescente sobrecarga das águas superficiais, especialmente nas imediações de
grandes zonas urbanas, bem como de polos industriais, impõe a observância de
critérios ecológicos de avaliação suficientemente capazes de detectar e representar
a carga poluidora e a tolerância aos efeitos nos ecossistemas limnicos (LOBO et
al.,1995).
2.2.3 Cargas poluidoras
O Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA, 2005) define carga
poluidora como, a quantidade de determinado poluente transportado ou lançado em
um corpo de água receptor, expressa em unidade de massa por tempo, pois todo
corpo hídrico apresenta um limite máximo para um determinado poluente sem que
comprometa a qualidade da água e seus determinados usos dependo das suas
classes de enquadramento.
Para a avaliação do impacto da poluição e da eficácia das medidas de
controle, é necessária a quantificação das cargas poluidoras afluentes ao corpo
d’água. Para tanto, são necessários levantamentos de campo da área em estudo,
incluindo amostragem dos poluentes, análises de laboratório, medições de vazões e
outros. Caso não seja possível a execução de todos esses itens, pode-se
complementar com dados de literatura (VON SPERLING, 1995).
Cada uma das fontes de poluição determina certo grau de poluição no corpo
hídrico atingido, que é mensurado através de características físicas, químicas e
biológicas das impurezas existentes, que, por sua vez, são identificadas por
parâmetros de qualidade das águas (físicos químicos e biológicos) (PEREIRA,
2004).
2.3 Qualidade dos recursos hídricos
A qualidade da água é resultante de fenômenos naturais e da atuação do
homem. Essa qualidade das águas é afetada pelo escoamento superficial e pela
infiltração no solo, resultantes da precipitação atmosférica. A interferência do homem
quer de uma forma concentrada, como na geração de despejos domésticos ou
industriais, ora de forma dispersa, como na aplicação de defensivos agrícolas no
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solo que contribui na introdução de compostos na água, afetando a sua qualidade
(VON SPERLING, 1995).
2.3.1 Parâmetros de qualidade dos recursos hídricos
Serão apresentados a seguir, alguns dos parâmetros físicos, químicos e
biológicos mencionados nas legislações ambiental (BRASIL, 2005), assim como
outros parâmetros que não constam nas legislações, mas que são importantes na
avaliação da qualidade hídrica de sistemas ambientais.
2.3.1.1 Parâmetros Físicos
Abaixo serão apresentados os principais parâmetros físicos utilizados para a
determinação da qualidade das águas.
Cor:
A cor de uma amostra de água está associada ao grau de redução de
intensidade que a luz sofre ao atravessá-la devido à presença de sólidos dissolvidos,
(CETESB, 2010) principalmente material em estado orgânico (ácidos húmico e
fúlvico) e inorgânico (ferro e manganês) ou mesmos de ações antrópicas, como o
lançamento de esgotos domésticos e efluentes industriais.
A classificação acontece por meio de comparação com soluções padrões,
como, por exemplo cobaldo-platina. Segundo a Portaria nº 1.469, de 29 de
dezembro de 2000, o valor máximo permitido para cor aparente em água potável é
de 15uH (unidade Hazen – PtCo/L).
A população pode questionar a qualidade da água devido a cor, mesmo que
não apresentado risco alguns a saúde, apenas pela a aparência, ao entrar em
contato com a agua isso pode gerar algum desconforto ao consumidor.
Turbidez:
Verifica-se pela presença de partículas em suspensão, ou de substâncias em
solução, relativas à cor, e que pode concorrer para o agravamento da poluição. A
turbidez limita a penetração de raios solares, restringindo a realização da
fotossíntese que, por sua vez, reduz a reposição do oxigênio.
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Sabor e odor:
Pode ter origem natural, através da matéria orgânica em decomposição,
microorganismos (fitoplâcton), e gases naturais (gás sulfidrico ou H2S), ou origem
antrópica, através de despejos domésticos e industriais (PEREIRA, 2004).
Entre as substâncias responsáveis pela alteração do odor e do sabor da água
estão os fenóis, provenientes de efluentes não-tratados de refinarias de óleos e
indústrias químicas em geral (COWEL; ANDERSON, 1979).
2.3.1.2 Parâmetros químicos
Abaixo serão apresentados os principais parâmetros químicos utilizados para
a determinação da qualidade das águas.
pH:
Conhecido como potencial de hidrogênio (pH), está associado as condições de
acidez, alcalinidade ou neutralidade da água devido a concentração de íons de
hidrogênio H+, podendo ser resultado de fatores naturais e antrópicos. Valores altos
de pH (alcalino) de sistemas hídricos pode estar associado a proliferação de
vegetais em geral, pois com o aumento da fotossíntese há consumo de gás
carbônico e, portanto, diminuição do ácido carbônico da água e consequente
aumento do pH (VON SPERLING, 1995).
Alcalinidade:
Quantidade de íons presente na água que reagirão para anular os íons hidrogênio.
Segundo VON Sperling (1995), é uma medição da capacidade da água de
neutralizar os ácidos (capacidade tampão). Os principais contribuintes da
alcalinidade são os bicarbonatos, carbonatos e os hidróxidos. A distribuição das três
formas é em função do pH.
Em elevadas concentrações pode fornecer um gosto amargo para a água, não
prejudicando a sua potabilidade. Desenvolve participação no controle do tratamento
da água relacionada a coagulação e a redução da dureza, é uma determinação
importante no tratamento do esgoto, pois pode afetar na fase de depuração.
Dureza:
É a concentração de cátions multimetálicos em solução. Os cátions mais
frequentemente associados à dureza são os cátions divalentes Ca2+ e Mg2+. Em
condições de supersaturação, esses cátions reagem com ânions na água, formando
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precipitados. A dureza pode ser classificada como dureza carbonato e dureza não
carbonato, dependendo do ânion com a qual ela está associada (VON SPERLING,
1995).
Ferro e manganês:
Estão presentes nas formas insolúveis (Fe3+ e Mn4+) em uma variedade de
tipos de solos. Estão presentes na água na sua forma solúvel reduzida (Fe2+ e Mn2+)
em ambientes de aguas confinadas sem a presença de oxigênio dissolvido. Caso a
agua que contenha certa concentração entre em contato com o ar atmosférico,
esses elementos retornam a se oxidar a forma insolúvel e precipitam, esse processo
transforma a coloração da água e pode manchar as roupas e utensílios sanitários.
Cloretos:
O cloreto é o ânion Cl- que se apresenta nas águas subterrâneas através de
solos e rochas (GONÇALVES, 2009). Em determinadas concentrações imprime um
gosto salgado a água, sendo assim um padrão de potabilidade.
Nitrogênio:
Dentro do ciclo do nitrogênio na biosfera, este se alterna entre varias formas e
estados de oxidação. No meio aquático ele pode ser encontrado nas seguintes
formas: nitrogênio moléculas (N2), escapando para atmosfera; nitrogênio orgânico
(dissolvido em suspenção); amônia (livre NH3 e ionizada NH4+); nitrito (NO2
-) e o
nitrato (NO3-) (VON SPERLING, 1995).
Fósforo:
O fósforo pode ser encontrado nas águas sob três formas diferentes. Os
fosfatos orgânicos são a forma em que o fósforo compõe moléculas orgânicas, como
a de um detergente, por exemplo. Os ortofosfatos, por outro lado, são representados
pelos radicais, que se combinam com cátions formando sais inorgânicos nas águas.
Os polifosfatos ou fosfatos condensados são polímeros de ortofosfatos
(GONÇALVES, 2009).
O fósforo é um elemento fundamental ao ecossistema aquático, sendo parte
essencial e fator limitante de diversos processos biológicos que ocorrem na coluna
d’água. É assinalado como um dos nutrientes primordiais para o crescimento de
microrganismos responsáveis pela estabilização de matéria orgânica e para a
produção primária de um corpo hídrico (WEINBERG, 2013).
17
Oxigênio dissolvido:
Variável que representa a concentração de oxigênio dissolvido (OD) em uma
parcela de água (WEINBERG, 2013). Durante a estabilização da matéria orgânica,
as bactérias fazem uso do oxigênio nos seus processos respiratórios, podendo vir a
causar uma redução da sua concentração no meio. Dependendo da magnitude
deste fenômeno, podem vir a morrer diversos seres aquáticos, inclusive os peixes.
Caso o oxigênio seja totalmente consumido, têm-se as condições anaeróbias
(ausência de oxigênio), com geração de maus odores (VON SPERLING, 1995).
Matéria orgânica:
É uma das principais causas do problema da poluição das águas, tendo como
origem plantas, animais e despejos domésticos ou industriais. Na realização dos
processos metabólicos de estabilização e decomposição da matéria orgânica é
inerente o consumo de oxigênio dissolvido, desequilibrando o meio. O material
orgânico pode ser classificado entre fração biodegradável e não biodegradável
(WEINBERG, 2013).
A DBO e a DQO são variáveis que possibilitam determinar a quantidade de
matéria orgânica presente nos corpos hídricos através da medição do consumo de
oxigênio de um corpo hídrico.
Micropoluentes orgânicos:
Resistentes a degradação biológica, não integrando os ciclos biogeoquímico,
e acumulando-se em alguma fase do ciclo. Entre esses destacam-se os defensivos
agrícolas, alguns tipos de detergentes e um grande numero de produtos químicos.
Uma grande parte desses compostos, mesmo em pequenas quantidades, está
associada a problemas de toxidade (VON SPERLING, 1995).
Os metais pesados são classificados como micropoluentes inorgânicos que
apresentam características de toxicidade e bioacumulação na cadeia trófica. Através
de despejos domésticos e industriais não controlados, as atividades antropogênicas
acrescentam aos corpos hídricos quantidades de metais que se somam. Dentre os
metais considerados mais tóxicos para os ecossistemas aquáticos, incluem-se os
metais cádmio, cromo, mercúrio, níquel, chumbo e zinco. Possuem como principais
fontes os despejos industriais de diversas tipologias, como indústrias metalúrgicas,
bélicas, refinarias, garimpos, entre outros (WEINBERG, 2013).
18
2.3.1.3 Parâmetros biológicos
Serão apresentados os principais parâmetros biológicos utilizados para a
determinação da qualidade das águas.
Coliformes Fecais:
Os coliformes representam um parâmetro microbiológico. Eles são capazes
de desenvolver ácido, gás e aldeído, na presença de sais biliares ou agentes
tensoativos (detergentes). As bactérias do grupo coliforme são consideradas
indicadores primários da contaminação fecal das águas (PEREIRA, 2004).
Os coliformes fecais vivem no intestino dos animais como bois, porcos,
cachorros, gatos, homens etc., sem lhes causar prejuízos. Eles são adquiridos
quando penetram pela pele ou quando são ingeridos juntamente com a água ou
alimentos contaminados e são constantemente liberados em grande quantidade,
junto com as fezes. Quando se faz a análise da água e se encontra contaminação
por coliformes fecais significa que naquele local houve descarga de esgoto em
período recente (GONÇALVES, 2009).
Desse modo, a presença de coliformes fecais, que são mais facilmente
detectáveis em exames de rotina de laboratório do que a forma parasitária indica
que a água não deve ser utilizada porque há um risco aumentado de contaminação
(LIBÂNIO, 2005).
2.3.2 Índices de qualidade das águas
Existe uma procura aplicada por indicadores que possam dar rumo para
vários tipos de planejamentos. Os indicadores são os mais diversos possíveis,
provenientes das mais distintas fontes e possui funções básicas que são
quantificação, simplificação da informação e comunicação (MARANHÃO, 2007).
O termo índice traduz um olhar exato da realidade de um sistema sendo ele
simples ou não, usando em seus cálculos, bases científicas e métodos adequados.
O índice serve como ferramenta de tomada de decisão e prognóstico, onde esse
índice é o valor incorporado final de todo um procedimento de cálculo onde se
utilizam até mesmo indicadores como fatores que o constituem (SICHE et al, 2007).
Mas por ter feição simplista, em que vários parâmetros de qualidade são convertidos
em um único valor, os índices são muito contestados. Mas por outro lado, a
capacidade de síntese proporcionada por um índice, desde que entendidas suas
19
deficiências, é de grande importância para a comunicação com o público
(LERMONTOV, 2009).
De acordo com Agência Nacional das Águas (2012), existe uma grande
variedade de índices que expressam aspectos parciais da qualidade das águas. No
entanto, não existe índice único que sintetize todas as variáveis de qualidade de
água, ou seja, geralmente são usados índices para usos específicos como o
abastecimento público, preservação da vida aquática ou recreação de contato
primário.
Muitos índices foram criados e testados em todo o mundo e para os fins
desse trabalho, alguns dos mais utilizados foram escolhidos para serem presentados
onde um deles é aplicado no exposto estudo de caso. Para melhor entendimento,
estes estão descritos a seguir:
a) Índice da Qualidade de Água da National Sanitation Foundation (IQANSF):
A National Sanitation Foundation em 1970 financiou um estudo chamado de
Índice de Qualidade de Água da National Sanitation Foundation (IQANSF) em que o
índice combinou as opiniões de 142 especialistas, através das respostas a vários
questionários, tabuladas e retornadas a cada participante, para comparação de sua
resposta com a dos demais participantes a fim de se chegar a um consenso (PNMA
II, 2006). Foi avaliada a questão de agregar algumas variáveis para formação do
IQANSF, onde de inicio se tinha uma lista com 35 variáveis e delas foram escolhidas
nove variáveis para compor o índice. Os pesquisadores tiveram que atribuir pesos
relativos e a condição com a qual se apresentava cada variável analítica, segundo
uma escala de valores, foi concluído também que algumas variáveis teriam maior
relevância do que outras na elaboração do IQA e decidiram aplicar uma média
ponderada, com o uso de peso relativo. E finalmente, para que as medidas
analíticas pudessem ser agregadas mais facilmente em índices, os especialistas
foram solicitados a estabelecer curvas de variação da qualidade das águas de
acordo com o estado ou a condição de cada variável analítica (LERMONTOV, 2009).
As curvas médias de variação de qualidade elaboradas pelos especialistas da
NSF estão apresentadas na Figura 1 a seguir:
20
Figura 1: Curvas médias de variação de qualidade da água utilizadas no IQANSF. Fonte: NSF, 2007.
21
Além de seu peso (w), cada parâmetro possui um valor de qualidade (q),
obtido através da curva média para cada variável analítica, em função de sua
concentração ou medida. O quadro 1 indica os pesos fixados para cada variável de
qualidade de água que compõe o IQANSF.
Quadro 1: Variáveis de qualidade de água do IQANSF e respectivos pesos e unidades
Variáveis IQANSF Unidade de medida Peso (wi)
Coliformes Termotolerantes NMP/100 0,16
DBO mg/LO2 0,11
Fosfato Total mg/L 0,10
Nitratos mg/L 0,10
Oxigênio Dissolvido % Saturação 0,17
pH - 0,11
Sólidos Totais Dissolvidos mg/L 0,07
Temperatura ºC 0,10
Turbidez uT 0,08
Fonte: NSF, 2007.
O IQA é calculado através do produtório ponderado dos nove parâmetros, segundo
as Equações 1 e 2:
Equação (1):
∏
Sendo:
IQANSF = Índice de Qualidade de Água, um valor entre 0 e 100;
qi = qualidade do i-ésimo parâmetro, um número entre 0 e 100, obtido da respectiva
curva média de variação de qualidade (resultado da análise);
wi = peso correspondente ao i-ésimo parâmetro, um número entre 0 e 1, atribuído
em função da sua importância para a conformação global de qualidade, sendo:
22
Equação (2):
∑
O quadro 2 apresenta os níveis de qualidade de água a partir dos resultados
obtidos pelo cálculo do IQANSF, classificados em faixas.
Quadro 2: Classificação dos valores do IQANSF em faixas de qualidade
Categoria de Resultados IQANSF Faixas
EXCELENTE 100 ≥ IQA ≥ 90
BOA 90 > IQA ≥ 70
MEDIA 70 > IQA ≥ 50
RUIM 50 > IQA ≥ 25
MUITO RUIM 25 > IQA ≥ 0
Fonte: NSF, 2007.
b) Índice da Qualidade de Água da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo
(IQACETESB):
A Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) utiliza, desde
1975, uma versão do IQA adaptada da versão original do National Sanitation
Foundation (IQANSF). Atualmente, ele é o índice de qualidade de água mais
utilizado no Brasil. Os parâmetros de qualidade que fazem parte do cálculo do
IQACETESB refletem, principalmente, a contaminação dos corpos hídricos
ocasionada pelo lançamento de esgotos domésticos. É importante também salientar
que esse índice foi desenvolvido para avaliar a qualidade das águas, tendo como
determinante principal sua utilização para o abastecimento público, considerando um
tratamento convencional dessas águas. Portanto, outros usos da água não são
diretamente contemplados no IQACETESB (ANA, 2012).
Nessa adequação feita pela CETESB, algumas variáveis de qualidade e seus
respectivos pesos foram alterados. A modificação dos pesos é verificada para os
parâmetros Coliformes Termotolerantes, DBO e pH. Além disso, ocorreu a
substituição da variável Nitrato pela variável Nitrogênio Total (somatório da
concentração de Nitrito, Nitrato e Nitrogênio Orgânico) e a troca de Sólidos Totais
23
Dissolvidos por Sólidos Totais. Nos quase trinta anos que se seguiram, outros
estados brasileiros adotaram esse índice como principal indicador da condição de
seus corpos d’água (ANA, 2005).
No cálculo original do IQANSF, considera-se o parâmetro Nitrato. No entanto,
a CETESB realizou uma adaptação desse parâmetro para o Nitrogênio Total para os
cursos d’água do estado de São Paulo uma vez que, nesse caso, grande parte dos
rios se mostra comprometida por esgotos domésticos, que são ricos em outras
formas de Nitrogênio, como Nitrogênio Orgânico e o Nitrogênio Amoniacal (CETESB,
2007).
As curvas médias de variação de qualidade da água utilizadas pelo IQANSF
foram mantidas, no caso das variáveis que não foram substituídas. Tais curvas
correlacionam o valor do resultado obtido através das medições de cada variável e
sua implicação em relação à qualidade do sistema hídrico estudado. As curvas
médias de variação de qualidade elaborada pela Companhia Ambiental do Estado
de São Paulo estão apresentadas nas Figuras 2 e 3.
Figura 2: Curvas médias de variação de qualidade da água utilizadas no IQACETESB. Fonte: CETESB, 2013.
24
Figura 3: Curvas médias de variação de qualidade da água utilizadas no IQACETESB. Fonte: CETESB, 2013.
O quadro 3 indica os pesos fixados para cada variável de qualidade de água
que constitui o IQACETESB.
Quadro 3: Variáveis de qualidade de água do IQACESTESB e respectivos pesos e unidades
Variáveis IQANSF Unidade de medida Peso (wi)
Coliformes Termotolerantes NMP/100 0,15
DBO mg/LO2 0,10
Fosforo Total mg/L 0,10
Nitrogênio Total mg/L 0,10
Oxigênio Dissolvido % Saturação 0,17
pH - 0,12
Sólidos Totais mg/L 0,08
Temperatura ºC 0,10
Turbidez uT 0,08
Fonte: CETESB, 2013.
O IQACETESB também é calculado através do produtório ponderado resultando
em um valor entre 0 e 100, entretanto essa versão do índice apresenta faixas de
classificação dos níveis de qualidade de água diferenciadas, como pode ser
observado no Quadro 4.
25
Quadro 4: Classificação dos valores do IQACETESB em faixas de qualidade
Categoria de Resultados IQACETESB Faixas
OTIMA 100 ≥ IQA ≥ 80
BOA 80 > IQA ≥ 52
REGULAR 52 > IQA ≥ 37
RUIM 37 > IQA ≥ 20
PESSIMA 20 > IQA ≥ 0
Fonte: CETESB, 2013
c) Índice Fuzzy de Qualidade de Água para Ambientes Lóticos (IQAFAL): Atualmente
existem algumas propostas de índices de qualidade de água desenvolvidos com
base na lógica nebulosa. O termo “lógica nebulosa” ou Fuzzy Logic pode ser usado
em vários sentidos. Em sentido estreito, lógica nebulosa refere-se aos sistemas que
generalizam a lógica clássica bivariada para raciocínio sob incertezas que utiliza
conjuntos nebulosos, conjuntos estes de classes com fronteiras indefinidas. A lógica
nebulosa estende a lógica tradicional com a introdução do conceito da verdade
parcial, permitindo uma pertinência simultânea e parcial em vários conjuntos em vez
de uma inclusão total em um conjunto definido (LERMONTOV, 2009).
Pessoa (2010) propôs o Índice de Qualidade de Água, para ambiente lótico,
usando lógica fuzzy. O desenvolvimento do Índice de Qualidade de Água, para
ambiente lótico, usando lógica fuzzy, o IQAFAL, foi realizado nas cinco etapas:
1. Escolha das variáveis de qualidade de água consideradas determinantes;
2. Definição dos universos de discursos e dos conjuntos nebulosos para cada
variável de qualidade de água;
3. Definição das funções de pertinência para cada conjunto nebuloso;
4. Determinação dos subíndices usados como entradas para o índice de qualidade
de água final;
5. Construção das bases de regras para o cálculo do índice de qualidade de água
final (PESSOA, 2010).
26
Todas as etapas foram desenvolvidas a partir de um amplo debate com a
equipe de especialistas em qualidade de água do Instituto Estadual do Ambiente
(INEA). A versão final do IQAFAL utiliza sete variáveis de qualidade de água na sua
formulação, descritas a seguir e resumidas no Quadro 5:
Quadro 5: Variáveis de qualidade de água do IQAFAL
Tipo Nome
Biológicas Índice de diversidade Shannon-Weaver
Densidade de Cianobactéria
Nutrientes Fosforo Total
Nitrogênio Amoniacal
Oxigênio Oxigênio Dissolvido
Demanda Bioquímica de Oxigênio
Bacteriológica Coliformes Termotolerantes
Fonte: Coimbra, 2011.
A Diversidade de Shannon-Weaver é calculada com base no número de taxa
identificado no fitoplâncton e no número de indivíduos de cada táxon, ou seja, é a
relação quantitativa entre a riqueza de diferentes categorias biológicas e a
abundância relativa de espécies dentro das comunidades (COIMBRA, 2011).
A modelagem que usa a lógica fuzzy não costuma ser prática com mais de
quatro variáveis de entrada devido ao crescimento exponencial das bases de regras.
Para contornar essa limitação, costuma-se dividir as variáveis de entrada em
sistemas fuzzy intermediários e usar a saída desses sistemas como entrada para o
sistema final. No desenvolvimento do IQAFAL, optou-se por usar apenas subsistemas
com, no máximo, duas variáveis de entrada, dividas em grupos, que deram origem a
subíndices que por sua vez foram usados como entrada para o índice final
(PESSOA, 2010).
Em seguida foram estipulados os conjuntos nebulosos e foram determinadas
as respectivas funções de pertinência para cada subíndice e para o índice final e
seus resultados foram representados por valores de 0 até 100, como os outros
índices supracitados. O Quadro 6 apresenta as categorias de resultados,
classificados em faixas, dos resultados obtidos pelo cálculo do IQAFAL.
27
Quadro 6: Classificação dos valores do IQAFAL em faixas de qualidade
Categoria de Resultados IQAFAL Faixas
EXCELENTE 100 ≥ IQA ≥ 90
BOA 90 > IQA ≥ 70
MEDIA 70 > IQA ≥ 50
RUIM 50 > IQA ≥ 25
MUITO RUIM 25 > IQA ≥ 0
Fonte: Pessoa, 2010.
e) Índice de Qualidade de Água Bruta para Abastecimento Público (IQABP):
O Índice de Qualidade de Água Bruta para Abastecimento Público (IQABP)
propõe a inclusão do parâmetro Densidade de Cianobactérias ao Índice de
Qualidade de Água da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (IQACETESB).
O cálculo do IQABP é feito por meio do produtório ponderado de dez parâmetros (os
nove parâmetros que compõem o cálculo do IQACETESB e a densidade de
cianobactérias), segundo a Equação 3:
Equação 3:
Sendo:
IQABP = Índice de Qualidade de Água Bruta para Abastecimento Público, um valor
entre 0 e 100;
IQACETESB = Índice de Qualidade de Água CETESB, um valor entre 0 e 100,
calculado através da metodologia detalhada nesse trabalho;
qiwi= taxação correspondente à densidade de cianobactérias descrita no (Quadro 7).
Quadro 7: Intervalos de densidade de cianobactérias e suas respectivas taxações
Densidade de Ciano Bactérias (Cél/ mL) Taxação (qiwi)
Nº de Células ≤ 20.000 1,00
20.000 < Nº de Células ≤ 50.000 0,80
50.000 < Nº de Células ≤ 100.000 0,70
100.000 < Nº de Células ≤ 200.000 0,60
200.000 < Nº de Células ≤ 500.000 0,50
Nº de Células < 500.000 0,35
Fonte: Silva; Aureliano; Lucena, 2012.
28
O Quadro 8 apresenta as categorias de resultados, classificados em faixas,
dos resultados obtidos pelo cálculo do IQABP.
Quadro 8: Classificação dos valores do IQABP em faixas de qualidade
Categoria de Resultados IQABP Faixas
OTIMA 100 ≥ IQA ≥ 80
BOA 80 > IQA ≥ 52
REGULAR 52 > IQA ≥ 37
RUIM 37 > IQA ≥ 20
PESSIMA 20 > IQA ≥ 0
Fonte: Silva; Aureliano; Lucena, 2012.
f) Índice de Contaminação por Tóxicos (ICT):
O Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM) criou uma classificação dos
corpos d’água em função das concentrações observadas dos seguintes parâmetros:
Amônia, Arsênio total, Bário total, Cádmio total, Chumbo total, Cianeto livre, Cobre
total, Cobre dissolvido, Cromo hexavalente, Cromo total, Fenóis totais, Mercúrio
total, Nitritos, Nitratos e Zinco total. As concentrações destes parâmetros são
comparadas aos limites estabelecidos para as classes de enquadramento dos
corpos de água determinadas pela Resolução CONAMA nº 357/05 (ANA, 2009).
A contaminação por tóxicos é classificada em baixa, média ou alta. Na classe
baixa as substâncias tóxicas apresentam concentrações iguais ou inferiores a 20%
dos limites de classe de enquadramento do trecho do corpo de água onde se
localiza o ponto de amostragem. Na classe média ocorrem concentrações entre 20%
e 100% dos limites mencionados, e na classe alta às concentrações são superiores
a 100% dos limites (ANA, 2009).
Quadro 9: Classificação dos valores do ICT em faixas de qualidade
Categoria de Resultados Valores de Concentração Faixas
BAIXA Concentração ≤ 1,2. P
MEDIA 1,2. P < Concentração = 2. P
ALTA Concentração > 2. P
Fonte: ANA, 2009.
29
2.3.3 Enquadramento dos Corpos Hídricos
O Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos teve sua
implantação ordenada pela Constituição de 1988. Em atendimento a este principio
constitucional, foi promulgada a Lei nº 9.433, em 9/1/1997, que instituiu a Política
Nacional de Recursos Hídricos e criou o Sistema Nacional de Gerenciamento de
Recursos Hídricos (BRAGA et al., 2005).
São objetivos da Política Nacional de Recursos Hídricos assegurar a
necessária disponibilidade de água, a utilização racional e integrada dos recursos e
a prevenção e a defesa contra eventos hidrológicos críticos (BRAGA et al., 2005).
No Brasil, a classificação de enquadramento dos corpos d’água,
estabelecendo as condições e os padrões de lançamento de efluentes, é obtida pela
Resolução nº 357, de 17 de março de 2005 (BRASIL, 2005), do Conselho Nacional
do Meio Ambiente (CONAMA) que leva em consideração a Lei nº 9.433
anteriormente citada.
A Resolução CONAMA nº 357 dividiu as águas do território nacional em
águas doces, salobras, e salinas. Em função dos usos previstos foram criadas treze
Classes. Nas Classes relativas à água doce, a Classe especial pressupõe os usos
mais nobres, e a Classe 4 os usos menos nobres. A cada uma dessas Classes
corresponde uma determinada qualidade a ser mantida no corpo d’água. Para isso
foram estabelecidos limites e/ou condições em função de sua destinação final ou
segundo seus usos preponderantes (BRASIL, 2005).
A seguir estão descritas as classes segundo a resolução CONAMA 357/2005
relativa às águas doces.
I - Classe especial: Águas destinadas:
a) Ao abastecimento para consumo humano, com desinfecção;
b) A preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas; e,
c) A preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de
proteção integral.
II - Classe 1: Águas que podem ser destinadas:
a) Ao abastecimento para consumo humano, após tratamento simplificado;
b) A proteção das comunidades aquáticas;
30
c) A recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e mergulho,
conforme Resolução CONAMA n° 274, de 2000;
d) A irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se
desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película;
e) A proteção das comunidades aquáticas em Terras Indígenas.
III - Classe 2: Águas que podem ser destinadas:
a) Ao abastecimento para consumo humano, apos tratamento convencional;
b) A proteção das comunidades aquáticas;
c) A recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e mergulho,
conforme Resolução CONAMA n° 274, de 2000;
d) A irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de parques, jardins, campos de
esporte e lazer, com os quais o publico possa vir a ter contato direto; e
e) A aquicultura e a atividade de pesca.
IV - Classe 3: Águas que podem ser destinadas:
a) Ao abastecimento para consumo humano, apos tratamento convencional ou
avançado;
b) A irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras;
c) A pesca amadora;
d) A recreação de contato secundário; e
e) A dessedentação de animais.
V - Classe 4: Águas que podem ser destinadas:
a) A navegação; e
b) A harmonia paisagística.
31
2.4 Índices de qualidade das águas
O Índice de Qualidade das Águas foi criado em 1970, nos Estados Unidos,
pela National Sanitation Foundation. A partir de 1975 começou a ser utilizado pela
Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB). Nas décadas seguintes,
outros Estados brasileiros adotaram o IQA sendo o principal índice de qualidade da
água utilizado no país.
O IQA se faz muito importante, pois foi desenvolvido para avaliar a qualidade
da água bruta visando seu uso para o abastecimento público, após tratamento. Os
parâmetros utilizados no cálculo do IQA são em sua maioria indicadores de
contaminação causada pelo lançamento de esgotos domésticos (CETESB, 2013).
2.4.1 Parâmetros
As variáveis de qualidade, que fazem parte do cálculo do IQA, refletem,
principalmente, a contaminação dos corpos hídricos causada pelo lançamento de
esgotos domésticos. É importante também destacar que este Índice foi desenvolvido
para avaliar a qualidade das águas, tendo como determinante principal a sua
utilização para o abastecimento público, considerando aspectos referentes ao
tratamento dessas águas (CETESB, 2013).
A qualidade da água pode ser representada através de diversos parâmetros,
que traduzem as suas principais características físicas, químicas e biológicas. No
presente trabalho é utilizado o IQACETESB já descrito anteriormente, onde se faz
necessário o uso de nove parâmetros.
A seguir, estão descritos os parâmetros químicos, físicos e biológicos
mencionados no IQACETESB.
Oxigênio dissolvido:
A concentração de oxigênio dissolvido (OD) é reconhecidamente o parâmetro
mais importante para expressar a qualidade de um ambiente aquático (LIBÂNIO,
2005).
O oxigênio dissolvido é de essencial importância para os organismos aeróbios
(que vivem na presença de oxigênio). Durante a estabilização da matéria orgânica,
as bactérias fazem uso do oxigênio nos seus processos respiratórios, podendo vir a
causar uma redução da sua concentração no meio. Dependendo da magnitude
deste fenômeno, podem vir a morrer diversos seres aquáticos, inclusive os peixes.
32
Caso o oxigênio seja totalmente consumido, têm-se as condições anaeróbias
(ausência de oxigênio), com geração de maus odores (VON SPERLING, 1995).
As baixas concentrações de oxigênio dissolvido são indícios de processos de
oxidação de substâncias lançadas nos rios. Quando se considera apenas a
concentração de oxigênio dissolvido, as águas poluídas tendem a serem aquelas
que apresentam baixa concentração de OD, devido ao seu consumo na
decomposição de compostos orgânicos. Enquanto que, as águas limpas tendem a
apresentar concentrações de OD elevadas, atingindo níveis pouco abaixo da
concentração de saturação (FUZINATTO, 2009).
As principais fontes de oxigênio na água são: troca com a atmosfera
(aeração); produção pelos organismos produtores primários via fotossíntese e; a
própria água (PEREIRA, 2004).
Turbidez:
A turbidez é conceituada como o grau de atenuação de intensidade que um
feixe de luz sofre ao atravessar uma determinada parcela de água, por meio de
mecanismos de espalhamento ou absorção de distintos comprimentos de onda Esse
enfraquecimento de intensidade advém da presença de sólidos em suspensão.
A turbidez apresenta origem natural, ou seja, partículas de rochas, de silte e
argila, de algas e de outros microorganismos ou de origem antrópica como despejos
domésticos, despejos industriais e erosão. A sua origem natural não demonstra
inconvenientes sanitários, exceto esteticamente. A sua origem antrópica pode estar
relacionada a presença de compostos tóxicos e organismos patogênicos (VON
SPERLING, 2005). Elevados níveis de turbidez são esteticamente desagradáveis e
prejudiciais ao processo de fotossíntese da vegetação mais enraizada ou submersa.
Esse desenvolvimento reduzido de plantas pode, por sua vez, suprimir a
produtividade de peixes, influenciando as comunidades aquáticas (CETESB, 2010) e
todo o equilíbrio das condições de qualidade da água e seus processos biológicos.
Temperatura:
A temperatura pode ser definida como uma medida da intensidade de calor
apresenta origem natural, ou seja, transferência de calor por radiação, condução e
convecção. A origem antrópica deve-se, especialmente, aos despejos industriais, as
altas temperaturas aumentam a taxa das reações físicas, químicas e biológicas e
diminuem a solubilidade dos gases (VON SPERLING, 2005).
33
Os organismos aquáticos são prejudicados por temperaturas fora de seus
limites de tolerância térmica, o que provoca impactos sobre seu crescimento e
reprodução. Todos os corpos d’água apresentam variações de temperatura ao longo
do dia e das estações do ano. Entretanto, o lançamento de efluentes com altas
temperaturas pode causar impacto significativo nos corpos d’água (ANA, 2009).
Potencial Hidrogeniônico:
O pH representa a concentração de íons H+ promovendo uma condição de
acidez, neutralidade ou alcalinidade na água. A faixa de pH é de 0 a 14. O
constituinte responsável pelo pH ocorre na forma de sólidos dissolvidos e de gases
dissolvidos (VON SPERLING, 2005).
A sua origem natural deve-se à dissolução de rochas, absorção de gases da
atmosfera, à oxidação da matéria orgânica e à fotossíntese. A sua origem
antropogênica deve-se aos despejos domésticos (degradação de matéria orgânica)
ou industriais (lavagem ácida de tanques, por exemplo). Este parâmetro não
apresenta riscos em termos de saúde pública, a menos que seu valor seja muito
baixo ou muito alto, podendo provocar irritações nos olhos e na pele (VON
SPERLING, 2005). Os valores de pH afastados dos valores rotineiros afetam a vida
aquática, em diferentes proporções. Em sistemas hídricos, altos valores de pH
podem estar associados à proliferação de algas e processos de eutrofização, já que
o maior número de plantas causa o aumento da fotossíntese, elevando o consumo
de gás carbônico e, portanto, diminuindo o teor de ácido carbônico da água,
consequente aumentando o pH (PEREIRA, 2004). No caso de valores baixos de pH,
a principal causa é a presença de CO2, ácidos minerais e sais hidrolisados, que são
claros indicativos de presença de efluentes industriais ou despejos domésticos.
Nitrogênio:
Dentro do ciclo do nitrogênio na biosfera, este se transforma entre várias
formas e estados de oxidação. No meio aquático o nitrogênio pode ser detectado
sob a forma molecular (N2), como amônia (livre NH3 e ionizada NH4+), nitrito (NO2
-) e
nitrato (NO3-). A forma do constituinte responsável pela ocorrência do nitrogênio na
água são os sólidos em suspensão e os sólidos dissolvidos (VON SPERLING,
2005).
A sua origem natural é em virtude do mesmo ser constituinte de proteínas e
vários outros compostos biológicos, além de ser constituinte da composição celular
de microrganismos. A sua origem antropogênica deve-se aos despejos domésticos,
34
despejos industriais, uso de fertilizantes e excrementos de animais (VON
SPERLING, 2005).
O nitrogênio é um elemento fundamental para o crescimento de algas,
podendo conduzir a processos de eutrofização do corpo hídrico em algumas
ocasiões. Nos processos bioquímicos de conversão da amônia a nitrito e deste a
nitrato, tem-se o consumo de oxigênio dissolvido no meio, podendo prejudicar a
biota local (VON SPERLING, 2005).
A forma encontrada do nitrogênio no corpo d’água pode fornecer indicações
sobre o estágio da poluição ocasionada por despejo doméstico no mesmo. Em caso
de poluição recente, o nitrogênio encontra-se, principalmente, sob a forma de
nitrogênio orgânico ou amônia e em caso de poluição antiga, basicamente, sob a
forma de nitrato. Nos esgotos domésticos brutos prevalecem as formas orgânicas e
amônia (VON SPERLING, 2005).
Fósforo:
O fósforo na água apresenta-se basicamente nas formas de ortofosfato,
polifosfato e fosfato orgânico. Os ortofosfatos são diretamente disponíveis para o
metabolismo biológico, sem a necessidade de conversão a formas mais simples. Os
ortofosfatos mais detectados na água são o PO4-, HPO4
-, H2PO4- e H3PO4
-. A sua
presença na água ocorre em função da presença de sólidos em suspensão e dos
sólidos dissolvidos. A sua origem natural é devido à dissolução de compostos do
solo e a decomposição da matéria orgânica. A sua origem antropogênica ocorre
devido aos despejos domésticos, despejos industriais, detergentes, excrementos de
animais e uso de fertilizantes (VON SPERLING, 2005).
Assim como acontece com o nitrogênio, o fósforo é um elemento essencial ao
crescimento de algas e, em grande quantidade pode causar processo de
eutrofização dos corpos d’água. Além disso, é um elemento indispensável também
para o crescimento dos microrganismos que estabilizam a matéria orgânica (VON
SPERLING, 2005).
Demanda bioquímica de oxigênio:
A Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) é a quantidade de oxigênio
necessária para estabilizar (oxidar) a matéria orgânica, através de processos
bioquímicos de decomposição. Os processos são executados por bactérias
aeróbias, para transformar a matéria orgânica em uma forma inorgânica estável.
35
Trata-se de uma medida indireta da quantidade de matéria orgânica (carbono
orgânico biodegradável) (VON SPERLING, 2005).
A DBO é reconhecida como a quantidade de oxigênio consumido durante um
determinado período de tempo, numa temperatura de incubação específica. Quando
o período de incubação da DBO é de 5 dias, em uma temperatura de incubação de
20°C, a DBO é conhecida como DBO5,20. A DBO se torna elevada num corpo
d’água quando acontecem despejos de origem, predominantemente, orgânica. A
existência de um alto teor de matéria orgânica pode resultar no completo
esgotamento do oxigênio na água, provocando o desaparecimento de peixes e
outras formas de vida aquática (CETESB, 2007).
Coliformes termotolerantes:
O grupo coliforme é constituído por um número de bactérias que inclui os
gêneros Klebsiella, Escherichia, Serratia, Erwenia e Enterobactéria. Todas as
bactérias coliformes são gran-negativas manchadas, de hastes não esporuladas que
estão relacionadas com as fezes de animais de sangue quente e com o solo
(CETESB, 2007).
As bactérias coliformes termotolerantes multiplicam-se ativamente a 44,5ºC e
tem a habilidade de fermentar carboidratos. A utilização das bactérias coliformes
termotolerantes para indicar poluição sanitária se apresenta mais significativa que o
uso das bactérias coliformes totais, porque as bactérias fecais estão restritas ao
trato intestinal de animais de sangue quente.
A definição da concentração dos coliformes assume importância como
parâmetro indicador da possibilidade da existência de microorganismos patogênicos,
responsáveis pela transmissão de doenças de veiculação hídrica, tais como febre
tifóide, febre paratifóide, desinteria bacilar e cólera (CETESB, 2013).
Sólidos totais:
Na temática de qualidade de água sólidos corresponde a toda matéria que
permanece como resíduo, após evaporação, secagem ou calcinação de uma parcela
de água. De acordo com Sousa (2001), para o entendimento analítico, a
concentração total de sólidos em uma amostra é definida como a matéria que
permanece como resíduo após evaporação de 103 a 105 ºC. Esses resíduos são
chamados de sólidos totais, pela literatura pertinente, e são divididos entre sólidos
suspensos e sólidos dissolvidos. Em linhas gerais, as operações de secagem,
calcinação e filtração são as que definem as diversas frações de sólidos (sólidos
36
totais, em suspensão, dissolvidos, fixos e voláteis), posteriormente empregando
métodos gravimétricos para determinação precisa das diferentes frações.
Para um recurso hídrico, os sólidos podem causar danos aos peixes e à vida
aquática. Os sólidos podem reter bactérias e resíduos orgânicos no fundo dos rios,
promovendo decomposição anaeróbia. Além disso, a presença de sólidos em um
corpo d’água aumenta a turbidez, ocasionando o declínio das taxas de fotossíntese
influenciando a produção primária e o teor de oxigênio dissolvido (CETESB, 2013).
2.4.2 Monitoramento qualitativo e cálculo
Para solucionar os conflitos entre os usos da água, sejam elas de utilização
para fins de abastecimento doméstico e industrial, irrigação, navegação, recreação,
e a preservação qualitativa e quantitativa do manancial, faz-se necessário um
programa de monitoramento da qualidade da água para fornecer subsídios que
avaliem as condições do manancial e, além disso, propiciem informações para a
tomada de decisões com relação ao gerenciamento deste recurso hídrico
(MAGALHÃES JR., 2000).
O monitoramento de qualidade das águas é um dos mais importantes
instrumentos da gestão ambiental. Ele consiste, basicamente, no acompanhamento
sistemático dos aspectos qualitativos das águas, visando à produção de informações
e é destinado à comunidade científica, ao público em geral e, principalmente, às
diversas instâncias decisórias (INEA, 2017). As práticas relacionadas ao
monitoramento de qualidade de água incluem a coleta de dados e de amostras de
água em locais específicos, feita em intervalos regulares de tempo, de modo a gerar
informações que possam ser utilizadas para a definição das condições presentes de
qualidade da água (ANA, 2012).
Um monitoramento adequado e bem realizado é uma das condições para o
sucesso da atividade de controle da qualidade das águas e é ele que fornece as
informações necessárias para a implementação das políticas de uso dos recursos
hídricos ou controle da qualidade ambiental atual. A atividade de monitoramento
inclui além da escolha dos parâmetros a serem analisados, a decisão sobre em que
locais e com que periodicidade as amostras de água vão ser coletadas (PESSOA,
2010).
37
3 METODOLOGIA
A metodologia que deu seguimento a presente pesquisa é organizada de
acordo com cada um dos objetivos específicos propostos. A pesquisa é de caráter
experimental e baseada nas seguintes técnicas: pesquisa documental, pesquisa
bibliográfica, pesquisa de campo, analises laboratoriais, observações e análise de
dados.
3.1 Caracterização da Área de Estudo
A caracterização da área de estudo teve como meta, realizar o levantamento
bibliográfico sobre o assunto em instituições públicas, privadas e de ensino superior,
na forma de trabalhos científicos, informações socioeconômicas da área, entre
outros.
Foi realizada visita em campo com o objetivo de identificar e caracterizar os
aspectos socioambientais e verificar os usos e ocupações da região hidrográfica, a
fim de coletar dados que implicam na deterioração do rio Pratagy.
Foram feitas entrevistas abertas com a CASAL e SEMARH onde se teve o
objetivo de levantar dados acerca da vazão do rio em estudo, sobre a caracterização
do uso e ocupação do solo e verificação do ponto de captação superficial (Figura 4).
Figura 4: Entrevista aberta na SEMARH. Fonte: Autores, 2018.
38
3.2 Identificação e mapeamento do ponto de coleta para análise
A identificação do ponto de coleta foi realizada desde entrada do rio Pratagy
no município de Maceió passando por alguns bairros até a sua foz localizada no
litoral norte de Maceió.
O ponto de amostragem foi definido levando-se em consideração as possíveis
fontes de poluição, ponto de captação de água para abastecimento. Foi estabelecido
1 ponto de coleta, que é apresentado no mapa da Figura 5. Onde sua coordenada
foi fornecida pela Secretaria de meio ambiente e recursos hídricos SEMARH.
Figura 5: Ponto de coleta de amostra do rio Pratagy. Fonte: Google Earth, SEMARH, 2018.
O ponto localiza-se a uma coordenada de latitude 9°31'45.23"S e longitude
35°41'25.06"O (Figura 6), esta situado a uma distância de 2,9 Km do bairro Benedito
Bentes. Neste ponto existe captação de água bruta para tratamento que é destinada
ao consumo da população de Maceió-AL. Existe uma área de solos agriculturáveis e
de exploração da pecuária no entorno, com estreita faixa de mata ciliar a montante.
E apresenta sinais de urbanização como casas nas proximidades do rio.
39
Figura 6: Local de coleta da amostra. Fonte: Autores, 2018.
3.3 Análises dos Parâmetros Físico, Químico e Microbiológicos
A composição dos parâmetros que foram analisados divide-se em três tipos,
são eles: Parâmetros Físicos, químicos e microbiológicos. Os parâmetros físicos
analisados foram, resíduos totais, turbidez e temperatura, com relação aos
parâmetros químicos foi levado em consideração o pH, oxigênio dissolvido (OD)
demanda bioquímica de oxigênio (DBO5,20), fósforo total e nitrogênio total e
finalmente foram analisados os parâmetros microbiológicos, como o coliformes
termotolerantes.
As técnicas de coleta e análise de águas foram adotadas conforme a CASAL
e o IMA utilizando os seus manuais prático institucionais. As análises foram
realizadas nos Laboratórios da CASAL e do IMA. O Quadro a seguir apresenta os
parâmetros, unidades e métodos utilizados para as analises.
40
Quadro 10: Parâmetros, unidades e métodos utilizados.
Parâmetros Unidade de medida Métodos
Coliformes Termotolerantes NMP/100 Tubos Multiplos
DBO mg/LO2 DBO 5,20
Fosforo Total mg/L Fosforo Solúvel
Nitrogênio Total mg/L Kjeldahl
Oxigênio Dissolvido % Saturação Winkler
pH - Potenciometrico
Sólidos Totais mg/L Gravimetria
Temperatura ºC Termômetro
Turbidez uT Nefelometrico
Fonte: Autores, 2018.
3.3.1 Parâmetros Físicos
Procedimento para determinação dos resíduos totais:
Inicialmente a cápsula de porcelana numerada com capacidade para 100 mL foi
preparada, lavanda com água destilada, calcinando-a em forno mufla durante uma
hora a 550-600°C e armazenando-a em dessecador de sílica-gel antes da pesagem
em balança analítica.
Após a anotação do valor P0, peso da cápsula vazia, a mesma foi
armazenada em dessecador até o instante do seu uso na análise. A amostra
homogeneizada foi introduzida na cápsula através de um cilindro graduado (proveta)
de 100 mL, sofrendo em seguida evaporação em banho maria e secagem final em
estufa a 103-105°C até peso constante. A evaporação em banho-maria teve por
objetivo acelerar o processo de secagem. A cápsula retirada da estufa foi
armazenada em dessecador com sílica-gel até o instante da pesagem em balança
analítica. O valor da massa da cápsula com o resíduo seco, P1, foi anotado e o nível
de sólidos totais foi numericamente determinado igual
onde V é volume de
amostra utilizado (100 mL).
Procedimento para determinação da turbidez:
Primeiro foi calibrado o turbidímetro de acordo com as instruções do
fabricante em seguida as amostras foram colocadas na célula do turbidimetro, onde
41
para as medida de turbidez menor que 40 UTN: foram agitadas a amostras
suavemente e esperou-se até que as bolhas de ar desaparecessem para serem
colocadas novamente na célula do turbidímetro; a leitura da turbidez foi realizada
diretamente na escala do instrumento. As medidas de turbidez acima de 40 UTN:
foram diluídas com mais volume de água isenta de turbidez até que a turbidez da
amostra diluída ficou entre 30 e 40 NTU. Foram feitas as leituras e multiplicado o
resultado pelo fator de diluição, conforme a Equação 4.
Equação 4:
Onde:
UTN = Unidade de Turbidez Nefelométrica;
A = Turbidez da amostra diluída;
B = Volume da diluição (ml);
C = Volume da amostra tomado para a diluição.
Procedimento para determinação da temperatura:
Foi colocado um pouco da amostra em um becker de 250 ml, em seguida
mergulhado o termômetro na amostra, esperou até que o material dilatante
(mercúrio) se estabiliza-se; então foi realizada a leitura com o bulbo do termômetro
ainda dentro da amostra.
3.3.2 Parâmetros Químicos
Procedimento para determinação do pH:
Primeiro passo foi ligar o aparelho e esperar a sua estabilização; em seguida foi
lavado os eletrodos com água destilada e enxugá-los com papel absorvente;
calibramos o aparelho com as soluções padrão (pH 4 – 7 ou 9); lavamos novamente
os eletrodos com água destilada e enxugamos; logo após introduzimos os eletrodos
na amostra a examinada e fazemos a leitura.
Procedimento para determinação do oxigênio dissolvido (OD)
A primeira etapa foi a fixação do oxigênio dissolvido da amostra, que
realizada imediatamente após a coleta, para evitar alterações na concentração. As
42
amostras foram retiradas através de imersão cautelosa do frasco (utilizam-se frascos
de vidro de 300 mL com tampa esmerilhada e selo de água no gargalo), para evitar
borbulhamento. Após a coleta, foi adicionada às amostras as solução de sulfato
manganoso, MnSO4, e a solução álcali-iodeto-azida, que contém hidróxido de sódio,
NaOH, iodeto de sódio, NaI, e a azida sódica, NaN3.
A segunda etapa foi liberação de iodo, que ocorreu após a adição de ácido
sulfúrico concentrado, que provoca a ruptura dos flocos e o desenvolvimento de uma
coloração amarelada, cuja intensidade é proporcional à concentração de oxigênio
dissolvido presente inicialmente nas amostras.
A etapa final da análise foi a titulação de 100 mL da amostra do iodo liberado
com tiossulfato de sódio onde o indicador desta reação foi a solução de amido, com
viragem de azul para incolor.
Os resultados foram expressos em termos de mgO2/L, utilizando-se o
equivalente-grama do oxigênio (em mg), como mostra a Equação 5.
Equação 5:
Onde:
N = Normalidade do tiossulfato de sódio
V = Volume de tiossulfato
VAMOSTRA = Volume da amostra
Procedimento para determinação da Demanda Bioquímica de Oxigênio:
Em dois frascos de DBO foram coletadas as amostras. Para a análise do OD
inicial, foi realizada apenas a etapa de fixação do OD em um dos frascos
imediatamente após a coleta. As demais etapas para analise do “OD inicial” foram
desenvolvidas após a chegada ao laboratório.
Os outros frascos em que se coletou as amostras foram levados diretamente
para a incubadora, onde permaneceram cinco dias a 20°C para a ocorrência das
reações bioquímicas. Ao final deste período, foi determinada a concentração de
oxigênio dissolvido - “OD final”, seguindo os mesmos procedimentos anteriormente
43
recomendados. A DBO (de 5 dias a 20°C) é a diferença entre as concentrações de
oxigênio dissolvido inicial e final.
Procedimento para determinação do fósforo total:
Foram pipetados 10 ml de amostra e transferido para o frasco de destilação
(ou outro volume condizente com a concentração esperada de fósforo); em seguida
pipetou-se 2 ml de H2SO4 concentrado e 10 ml de HNO3. Conectou-se o frasco na
unidade de digestão; Ligar o lavador de gases e deixou digerir até reduzir para 1 ml
(tem que estar clarificado) ou até liberar fumos brancos do H2SO4; logo após
adicionar 20 ml de água destilada; adicionar 4 gotas de fenolftaleína; adicionar
NaOH 6N até coloração ficar rosa; e então filtrar em papel de filtro 1540 e colher o
filtrado num balão de 100 ml , completar o volume adicionando as águas de lavagem
ou com destilada; pipetar 50 ml e transferir para um bécker de 150 ml; neutralizar
com H2SO4 5N (sem excesso); adicionar 8mL do Reagente Combinado e deixar
reagir por 10 minutos; posteriormente ler no espectrofotômetro no comprimento de
onda de 880nm.
Procedimento para determinação do nitrogênio total
Primeiro foi homogeneizado a amostras e retirada uma alíquota
representativa em relação a quantidade de nitrogênio total presente na amostras e
transferir para um frasco kjeldahl. Foi adicionado 50mL de Reagente de Digestão;
acoplar o frasco kjeldahl no digestor e ligado o lavador de gases; aguardamos o
término da digestão (até o aparecimento de fumos brancos na porção superior do
frasco); deixamos chegar a temperatura ambiente; para adicionar aproximadamente
120mL de água destilada; e adicionar 25mL de solução de hidróxido de
sódio/tiossulfato de sódio; então foi acoplado imediatamente ao aparelho de
destilação e Introduzido um balão volumétrico de 250mL contendo 50mL de solução
absorvente de ácido bórico na saída do destilado então Coletamos o destilado até
atingir o menisco do balão e transferimos para um bécker de 500mL; por ultimo foi
titulado com ácido sulfúrico 0.02N usando um eletrodo de pH até o pH do “padrão” e
anotou-se o volume, a seguir na Equação 6.
Equação 6:
44
Onde:
V = Volume de ácido sulfúrico
Vol = Volume da amostra
3.3.3 Parâmetros Microbiológicos
Procedimento para determinação dos coliformes termotolerantes:
Teste presuntivo
a) Tomar uma bateria contendo 15 tubos de ensaio distribuídos de 5 em 5;
b) Nos primeiros 5 tubos, (os que contêm caldo lactosado de concentração dupla)
inocular com pipeta esterilizada, 10 ml da amostra de água a ser examinada, em
cada tubo. (Diluição 1:1);
c) Nos 10 tubos restantes (os que contêm caldo lactosado de concentração simples),
inocular nos 5 primeiros, 1ml da amostra (Diluição 1:10) e nos 5 últimos tubos,
inocular 0,1 ml da amostra, em cada tubo. (Diluição 1:100).
d) Misturar;
e) Incubar a 35 ± 0,5º C durante 24/48 horas;
f) Se no final de 24/48 horas, houver a formação de gás dentro do tubo de Durhan,
significa que o teste Presuntivo foi Positivo. Se não houver a formação de gás
durante o período de incubação, o exame termina nesta fase e o resultado do teste é
considerado negativo.
Execução do ensaio
a) Tomar todos os tubos do Teste Presuntivo que deram Positivos (Formação de
gás) e todos os tubos negativos em que houve crescimento após 48 horas, nas 3
diluições (1:1; 1:10 e 1:100);
b) Transferir, com alça de platina flambada e fria, uma porção para os tubos de
ensaio contendo o meio EC;
c) Misturar e deixar todos os tubos em banho de água durante 30 minutos;
d) Incubar em banho-maria a 44,5 ± 0,2 ºC durante 24 ± 2 horas;
e) Se no final de 24 horas ou menos houver a formação de gás, está indicado a
presença de coliformes de origem fecal;
f) Calcular o N.M.P consultando a tabela.
45
3.4 Índice de Qualidade de Água para o Rio Pratagy
O Índice de qualidade das águas do rio Pratagy foi realizado através do índice
utilizado pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo CETESB. O IQA é
composto por nove parâmetros com seus respectivos pesos, que foram fixados em
função da sua importância para a conformação global da qualidade da água.
A cada parâmetro foi atribuído um peso, listados no Quadro 11, de acordo
com sua importância relativa no cálculo do IQA.
Quadro 11: Variáveis de qualidade de água do IQACESTESB e respectivos pesos e
unidades
Variáveis IQACETESB Unidade de medida Peso (wi)
Coliformes Termotolerantes NMP/100 0,15
DBO mg/LO2 0,10
Fosforo Total mg/L 0,10
Nitrogênio Total mg/L 0,10
Oxigênio Dissolvido % Saturação 0,17
pH - 0,12
Sólidos Totais mg/L 0,08
Temperatura ºC 0,10
Turbidez uT 0,08
Fonte: CETESB, 2013.
O IQA é calculado através do produtório ponderado dos nove parâmetros,
segundo as Equações 7 e 8:
Equação (7):
∏
Sendo:
IQACETESB = Índice de Qualidade de Água, um valor entre 0 e 100;
46
qi = qualidade do i-ésimo parâmetro, um número entre 0 e 100, obtido da respectiva
curva média de variação de qualidade (resultado da análise);
wi = peso correspondente ao i-ésimo parâmetro, um número entre 0 e 1, atribuído
em função da sua importância para a conformação global de qualidade, segundo a
Equação 8:
Equação (8):
∑
em que:
n: número de parâmetros que entram no cálculo do IQA. No caso de não se dispor
do valor de algum dos 9 parâmetros, o cálculo do IQA é inviabilizado.
A partir do cálculo efetuado, pode-se determinar a qualidade das águas
brutas, que é indicada pelo IQA, variando numa escala de 0 a 100, conforme o
Quadro 12, a seguir:
Quadro 12: Classificação dos valores do IQACETESB em faixas de qualidade
Categoria de Resultados IQACETESB Faixas
OTIMA 100 ≥ IQA ≥ 80
BOA 80 > IQA ≥ 52
REGULAR 52 > IQA ≥ 37
RUIM 37 > IQA ≥ 20
PESSIMA 20 > IQA ≥ 0
Fonte: CETESB, 2013.
47
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
O capítulo está dividido em 3 partes. A Caracterização da área de estudo,
destacando-se a especificidade da bacia hidrográfica do rio pratagy. Avaliação dos
resultados segundo a resolução CONAMA 357, classificação do índice de qualidade
de água. A seguir são apresentados os resultados alcançados e a discussão com a
sistematização e análise dos dados obtidos.
4.1 Caracterização da área de estudo
Nesta seção são apresentadas as principais características pertinentes à área
de estudo que é constituída pelo Rio Pratagy, localizado no município de Maceió -
AL, na bacia hidrográfica do Pratagy.
4.1.1 Bacia hidrográfica do rio pratagy
O município de Maceió esta localizado entre os paralelos 09°21’31” e
09°42’49” de latitude sul e os meridiano 35°33’56” e 35°38’36” de longitude oeste,
ocupando uma área de aproximadamente 511 km², o que corresponde a 1,76% do
território alagoano. Capital do estado de Alagoas, Maceió limita-se: ao norte com os
municípios de Paripueira, Barra de Santo Antônio, São Luís do Quitunde, Flexeiras e
Messias; ao sul, com o município de Marechal Deodoro e Oceano Atlântico; a oeste
faz fronteira com Rio Largo, Satuba, Santa Luzia do Norte e Coqueiro Seco; a leste,
com o Oceano Atlântico.
Segundo a Base Cartográfica Digital e Zoneamento do Estado de Alagoas para
o Gerenciamento de Recursos Hídricos (SEMARHN, 2005), a bacia hidrográfica do
rio Pratagy possui área de drenagem de 133,7 km2
e está situada nas proximidades
de Maceió, capital do estado de Alagoas. A bacia limita-se ao norte com a bacia do
rio Sapucaí, ao sul com as bacias dos rios Mundaú e bacias litorâneas do município
de Maceió, a oeste com as bacias do Mundaú e Camaragibe e a leste com a faixa
litorânea. Estando compreendida entre as coordenadas extremas 8.941.000 N e
8.970.000 N; e 187.000 E; e 213.500 E, a bacia envolve três municípios: Messias,
Maceió e Rio Largo, como é mostrado na Figura 7.
48
.
Figura 7: Localização da área de estudo Fonte: Base Cartográfica SEMARH, 2018.
O Rio Pratagy nasce próximo da sede do município de Messias, a uma
altitude de aproximadamente 150m, tendo 31,2km de extensão. O seu escoamento
se dá no sentido sudeste, até sua confluência com o Oceano Atlântico. As
declividades mais acentuadas ocorrem no trecho inicial com um desnível de 100m
em seus 6km iniciais.
Apresenta clima do tipo As’, conforme a classificação de Köppen;
compreende duas unidades geomorfológicas: os Tabuleiros Costeiros e a Planície
Litorânea; quanto aos solos, predominam o Latossolo Amarelo, os Solos
Hidromórficos e os Sedimentos de Praia e Aluvião. O Pratagy é um rio perene, tem
como afluente principal o Rio Messias.
49
A área fitogeográfica da região apresenta: Floresta Ombrófila que se mostra
bastante descaracterizada, devido aos extensos canaviais; Floresta Estacional
Semidecidual, que apresenta algumas manchas ainda preservadas, devido aos
vales dissecados serem impróprios para a ocupação humana; Formações Pioneiras
de influência fluvial, que estão ocupadas, principalmente, por cultivos de
subsistência; e, influência flúvio-marinha, onde predomina o coqueiral, pomar de
bananas e outras frutíferas; e áreas cultivadas. Diante das condições ambientais a
APA do Pratagy apresenta diversos aspectos de degradação, devido à devastação
desordenada da vegetação, que provoca erosão do solo, assoreamento dos rios e
diminuição da água no subsolo. A irrigação e uso de substâncias tóxicas na cana-de
açúcar, comprometem a qualidade e a quantidade da água destinada ao
abastecimento de Maceió.
4.2 Avaliação dos parâmetros segundo a resolução CONAMA 357
Os resultados foram obtidos a partir de dados fornecidos pela companhia de
saneamento de alagoas (CASAL) e o Instituto de meio ambiente (IMA), onde foram
realizadas as analises. A avaliação dos parâmetros foi feita com base na classe II
para águas doces da resolução CONAMA 357/2005, já que o Rio Pratagy se
encontra atualmente enquadrado nessa classe especifica. No Quadro 13 estão
apresentados os resultados obtidos no ponto de coleta de água.
Quadro 13: Resultados das Analises para os parâmetros
Parâmetros Resultado Unidade
Coliformes Termotolerantes 1800 NMP/ 100ml
Fosforo 1,26 mg/ L
Nitrogênio Total 3,28 mg/ L
pH 6,15 -
Sólidos Totais 60 mg/ L
Turbidez 19,30 NTU
Oxigênio Dissolvido 7,0 mgL/ O2
DBO 2,0 mgL/ O2
Temperatura 25,5 ºC
Fonte: Autores, 2018.
50
De acordo com os parâmetros analisados, a amostra demonstrou níveis de
coliformes altos para a Classe II. A presença dos coliformes termotolerantes
demonstra que ocorre a poluição fecal proveniente de fezes de animais de sangue
quente e/ou humanos, o que significa que pode ter lançamentos de efluentes nas
proximidades, já que por sua vez em visita ao local de coleta foi verificada presença
de algumas residências no entorno do rio, como também pode ser devido à criação
agropecuária que existe próximo as margens do corpo hídrico onde as fezes dos
animais podem ser lixiviadas até o mesmo causando assim sua contaminação.
A concentração de fósforo encontrada na amostra esta acima do limite
permitido para classe 2 na resolução CONAMA 357, sendo assim, esta classificado
como sendo classe 3. Já a concentração de nitrogênio se encontra dentro do
permitido para os padrões classe 2. O nitrogênio e o fósforo são um dos principais
nutrientes para os processos biológicos, porque quando presentes em altas
concentrações podem ocasionar o fenômeno de eutrofização, que consiste no
excesso destes nutrientes, podendo causar um aumento excessivo de algas na água
(ANA, 2013).
A concentração de pH encontrada na amostra, esta entre 6,0 e 9,0, se
enquadrando no padrão de classificação de Classe 1, logo assim atendendo ao
padrão classe 2. O pH afeta o metabolismo de várias espécies aquáticas (ANA,
2013). Alterações nos valores de pH podem aumentar o efeito de substâncias
químicas que são tóxicas para os organismos aquáticos, tais como os metais
pesados.
Os sólidos totais e a turbidez estão dentro do padrão da Classe 2, pois estes
apresentam valores a baixo do limite permitido na resolução CONAMA. A alta
concentração de sólidos e de turbidez reduz a fotossíntese de vegetação enraizada
submersa e das algas, esse desenvolvimento reduzido de plantas pode, por sua vez,
suprimir a produtividade de peixes. Logo, a turbidez pode influenciar nas
comunidades biológicas aquáticas (CETESB, 2013). A turbidez e a cor elevada
dificultam a penetração dos raios solar e pouca espécies resistem às condições
severas de poluição e conseguem sobreviver.
A concentração de OD na amostra foi superior a 5mg/L O2, sendo classificada
como Classe 1, estando perfeitamente enquadrada na Classe 2. O oxigênio
dissolvido é vital para a preservação da vida aquática, já que organismos como os
peixes precisam de oxigênio para respirar (ANA, 2013). As baixas concentrações de
51
oxigênio dissolvido indicam que a água pode estar poluída por efluentes, pois o OD
é consumido no processo de decomposição da matéria orgânica, e juntamente com
outros fatores, pode ocasionar a mortandade de peixes e redução da biodiversidade
dos corpos hídricos (ANA, 2013).
A resolução CONAMA 357/2005 não estabelece um valor limite de
temperatura para águas doces. Amostra não apresentou um valor alto na
temperatura, pois a coleta foi realizada no mês de Abril onde se inicia o período
chuvoso no município de Maceió. A elevação da temperatura em um corpo d’água
geralmente é provocada por despejos industriais (ANA, 2013). O resultado obtido na
coleta comprova que não há lançamentos industriais nas proximidades, indicando
assim que não ocorreu contaminação ambiental térmica.
4.3 Classificação do Índice de Qualidade da Água
A partir dos dados levantados na coleta realizada no ponto de coleta, foram
analisados nove parâmetros necessários para o cálculo do IQA. O resultado da
análise do IQA reflete as condições do Rio no exato momento da coleta, dessa
forma pode apresentar resultados variados ao longo do dia e apresentar resultados
diferenciados dependo da estação do ano. No Quadro 14 a seguir está o IQA obtido
no ponto de coleta da amostra.
Quadro 14: Índice de Qualidade da Água no ponto de coleta
Coleta
Ponto Valor IQA Nível de Qualidade
P1 37,99 Regular
Fonte: Autores, 2018.
Amostra da coleta realizada no ponto demonstra que o Ponto apresenta um
IQA de 37,99, obtendo-se assim uma água de qualidade regular.
Cunha et al (2013) chama a atenção, para o fato de que as análises isoladas
das variáveis que compõem o IQA, para o fato de que o valor isolado deste índice
não é suficiente para uma boa análise da qualidade de água já que, as oscilações
das variáveis do IQA compensam umas às outras mantendo o índice relativamente
52
estável em um patamar, esta relativa estabilidade mascara flutuações importantes
no ambiente, que devem ser monitoradas e analisadas com maior cuidado.
Um estudo realizado por Pinto Filho et al. (2012), na lagoa do Apodi, no rio
Grande do Norte demonstrou a importância de se fazer avaliações isoladas das
variáveis para estabelecimento da qualidade de água, uma vez que, o IQA sozinho
não contempla contaminantes potencialmente importantes, como os defensivos
agrícolas.
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5 CONCLUSÂO
Com a realização do cálculo IQA, observou-se que o ponto localizado na
captação de água para abastecimento da CASAL, possui um índice regular para a
qualidade da água, isto pode ter acontecido devido aos possíveis despejos
domésticos na proximidade do rio ou até mesmo devido a criação de animais no
entorno das margens do rio, isto pode se justificar pelo fato de que quando chove os
excrementos desses animais são lixiviados para dentro rio pratagy.
As altas concentrações encontradas de fósforo e coliformes termotolerantes
no ponto de coleta, indicam a contaminação do corpo hídrico, por lançamento de
esgotos domésticos e resíduos da agropecuária, que alteram assim a qualidade da
água.
Devem ser estabelecidas medidas mitigadoras com o intuito de reduzir a
poluição hídrica. Uma das ações que podem ser realizadas é trabalhar a educação
ambiental com toda a população, principalmente os moradores, agricultores e
criadores de animais ao entorno do rio pratgy no intuito de ensinar os riscos e os
problemas ambientais causados pela disposição inadequada dos resíduos.
É importante ressaltar que para um trabalho mais consistente e um resultado
expressivo se faz necessária varias coletas de amostra de períodos diferentes do
ano, tendo assim uma amostragem maior, o que possibilita melhor monitoramento
da qualidade da água. Devido a alguns problemas encontrados não foi possível
fazer varias coletas em períodos diferentes sendo que se tornaria inviável a
realização de muitas analises em um laboratório particular, pois ficaria muito
oneroso e não seria possível cobrir essas despesas. A saída foi utilizar-se de dados
fornecidos por órgãos públicos onde os únicos dados obtidos de resultados dos
parâmetros necessários para o IQA foram de um único mês.
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