pinto-coelho, r.m. (ufmg - brazil)1 ferramentas de avaliação e tecnologias de recuperação...

Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)

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““Ferramentas” de Avaliação e Ferramentas” de Avaliação e Tecnologias de Recuperação Tecnologias de Recuperação Ambiental em Reservatórios Ambiental em Reservatórios

BrasileirosBrasileiros

Ricardo M. Pinto-CoelhoDepto. Biologia Geral

Instituto de Ciências BiológicasUniversidade Federal de Minas Gerais

E-mail: [email protected]

Negócios e Tendências em Biotecnologia


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Rede Hidrográfica do Brasil: abundância de rios e escassez de lagos naturais de grande porte


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Principais Reservatórios em Minas Gerais


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Reservoir River capacity (MW)

R EGIÃO NOR TE

Tucuruí Tocantins 3.980

Balbina Uatumã 250

R EGIÃO NORD ESTE

Paulo Afonso São Francisco 2.460

Sobradinho São Francisco 1.050

Moxotó São Francisco 439,2

Itaparica São Francisco 1.500

Xingó São Francisco 3.000

R EGIÃO S UD ES TE

São Simão Paranaíba 1.715

Nova Ponte Araguari 510

Água Vermelha Grande 1.380

Três Irmãos Tietê 808

Emborcação Paranaíba 1.192

Ilha Solteira Paraná 3.230

Porto Primavera Paraná 1854

Jaguara Grande 425,6

Três Marias São Francisco 387,6

R EGIÃO S UL

Foz do Areia Iguaçú 2.511

Capivara Paranapanema 640

Itaipu Paraná 12.600

Parigot de Souza Capivari 246,96

Itaúba Jacuí 625

Salto Osório Iguaçu 1.050


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Problemática Ambiental nos Reservatórios Brasileiros:

• Eutrofização– Crescimento maciço de algas e plantas (macrófitas)– Mortandade de peixes– Má qualidade de água (alta turbidez e DBO, baixo OD)

• Assoreamento• Extinções locais de componentes da ictiofauna (peixes)• Contaminação com agrotóxicos e outros insumos agrícolas • Contamination através de dejetos industriais e de mineração• Acúmulo de lixo• Aumento nas taxas de infecção de diversas “doenças

tropicais”– Esquistosomose– Malaria– Febres hemorrágicas e outras “doenças emergentes”.


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Eutrofização nos Reservatórios BrasileirosEutrofização nos Reservatórios Brasileiros

A eutrofização é causada pelo aporte de nutrientes limitantes (N, P) que leva a um aumento da produção biológica para além da capacidade de suporte do meio. Em consequência, temos um desequilíbrio no sistema com sérias consequências para seu manejo e gestão.


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Pretendemos demonstrar que o fósforo é um elemento cujo aporte está frequentemente associado ao aparecimento da eutrofização em reservatórios:– Os reservatórios acumulam o fósforo que

chega ao sistema;– Existe associação entre a dinâmica espaço-

temporal do fósforo e a eutrofização;– O aporte de fósforo está intimamente ligado

às atividades humanas na bacia de captação;

– A gestão dos reservatórios passa pelo controle do aporte de fósforo;

– Existem tecnologias consolidadas para reverter o quadro de aporte indiscriminado de fósforo aos reservatórios brasileiros.


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Figure 1 Imagem de satélite do reservatório de Itaipú no Rio Paranáque nesta região faz a divisa do Brasil com o Paraguai.

Reservatório de Itaipú (Rio Paraná)


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Reservatório do Paranoá (Brasília, DF)


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Reservatórios EstudadosReservatórios Estudados(Grupo de Gestão Ambiental (Grupo de Gestão Ambiental

de Reservatórios, ICB, UFMG)de Reservatórios, ICB, UFMG)

Reservatório de Furnas (Laura R. Aguila, MSc, bolsa da AECI, Espanha, concluída em 2001)

Reservatório de Volta Grande (Magda Greco, PhD, bolsa CNPq, concluída em 2002)

Reservatório da Pampulha (Isabela Torres, MSc, bolsa CAPES, concluída em 1999)

Reservatório de São Simão (Maria Castellanos de Solá, PhD, bolsa CNPq, em andamento)


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Caso I:Reservatório de Furnas Caso I:Reservatório de Furnas (Rios Grande/Sapucaí, Minas Gerais):(Rios Grande/Sapucaí, Minas Gerais):

Os efeitos conjuntos da expansão urbana e Os efeitos conjuntos da expansão urbana e da atividade agrícolada atividade agrícola


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Furnas Reservoir (Minas Gerais, Brazil)Furnas Reservoir (Minas Gerais, Brazil)Dam area/Central axis: oligotrophic zone (Aug, 10, 1999)Dam area/Central axis: oligotrophic zone (Aug, 10, 1999)


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Furnas reservoir (Rio Sapucaí: Eutrophic region – Alfenas /Machado, MG.

Landsat image, 1997.


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Figura 3. Distribuição da concentração de fósforo total (g.l-1) ao longo dos pontosamostrados, sendo estes: Mangueira1(M1); Mangueira 2(M2); Mangueira 3(M3);Guapé 1(G1); Guapé 2(G2); Guapé 3(G3); Itací (I1); Itací 2 (I2); Itací 3 (I3); Fama1(F1); Fama 2 (F2); Fama 3 (F3).

Figura 4 . Distribuição da concentração de N-NH4 (g.l-1) ao longo dos pontos amostrados,sendo estes: Mangueira1(M1); Mangueira 2(M2); Mangueira 3(M3); Guapé 1(G1);Guapé 2(G2); Guapé 3(G3); Itací (I1); Itací 2 (I2); Itací 3 (I3); Fama 1(F1); Fama2 (F2); Fama 3 (F3).


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Figura 3. Distribuição da concentração de fósforo total (g.l-1) ao longo dos pontosamostrados, sendo estes: Mangueira1(M1); Mangueira 2(M2); Mangueira 3(M3);Guapé 1(G1); Guapé 2(G2); Guapé 3(G3); Itací (I1); Itací 2 (I2); Itací 3 (I3); Fama1(F1); Fama 2 (F2); Fama 3 (F3).

Figura 4 . Distribuição da concentração de N-NH4 (g.l-1) ao longo dos pontos amostrados,sendo estes: Mangueira1(M1); Mangueira 2(M2); Mangueira 3(M3); Guapé 1(G1);Guapé 2(G2); Guapé 3(G3); Itací (I1); Itací 2 (I2); Itací 3 (I3); Fama 1(F1); Fama2 (F2); Fama 3 (F3).


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Figura 9. População urbana. Mapa mostrando o número de habitantes em áreasurbanasem cada um dos municípios do braço do rio Sapucaí.

Figura 8. População rural. Mapa mostrando o número de habitantes em áreas rurais emcada um dos municípios do braço do rio Sapucaí.


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Resultados da Nossa Pesquisa em Furnas-existe um gradiente espacial na degradação daqualidade de água no reservatório;- essa degradação está associada à entrada denutrientes essenciais através dos tributários, principalmente o rio Sapucaí;- a entrada de nutrientes em Furnas está ligada a questão da expansão urbana na bacia e às atividades antrópicas;- as concentrações de fósforo na água podem ser usadas como eficiente “traçador” ambientalda degradação.


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Aguila, 2000

Caso II:Reservatório de Volta Grande

(Rios Grande, Minas Gerais-São Paulo):

O início da degradação de um sistema


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bacia de contribuição

4.391 Km2

Fonte: mosaico não equalizado das imagens 200_074 e 221_074 de 11/06/01 e 06/09/01, do sensor ETM+/Landsat-7. Fusão das bandas 3(B),4(G) e 5(R) de 30m com banda pancromática de 15m.

Estimada através do programa Spring (INPE)

Execução:

Marcelo Ávila


21Mapa do reservatório de Volta Grande, indicação dos pontos amostrais

C. Buritis

C. Água Comprida

C. São Miguel

C. Lageado

M. Miguelópolis

M. Ituverava

R. Carmo

M. Aramina

C. Divisa

M. Uberaba

M. Água Comprida

C. Gameleira

P. Industrial

VG1

VG2

R. Grande


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BALANÇO DE MASSARETENÇÃO (1998) = 251,8 TONELADAS

34,8

CARGAS DE FÓSFORO

DATA (1997-1999)

FÓ

SF

OR

O T

OTA

L (

ton

.mê

s-1

)

0

40

80

120

160

200

240

N D J F M A M J J A S O N D J

RIO GRANDEJUSANTE


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Os resultados da Pesquisa em Volta Grande: - o reservatório ainda encontra-se em um estágiode oligotrofia sendo que a qualidade de água aindaé boa na grande maioria do reservatório;-existem já importantes fontes pontuais de entrada de fósforo no sistema associadas à atividade agrícolano estado de São Paulo e ao Distrito Industrial de Uberaba- o reservatório tem “estocado” grandes quantidades defósforo que é um nutriente limitante no sistema. Estacaracterística permite antever o estabelecimento de um processo de eutrofização para os próximos anos.


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Caso IIIReservatório da Pampulha (Belo Horizonte):

Colapso Ecológico e Expansão Urbana Desordenada

Surface: 2.1 Km2

Volume: 12 mio m3

Shoreline: 18 KmMax Depth: 17 mMean depth: 5 mRes. Time: 200 days


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Pampulha Reservoir (Belo Horizonte, MG) Landsat image

Landsat image, reclassified. GIS-TIFF formatSMMA-PBH, Belo Horizonte, MG. Photo by rmpc


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Eutrophication in Pampulha reservoir(1993-1998)

A period of increasednutrient inputs through Main tributaries

050

100150200250300350400450

jan-

94

mai

-94

set-

94

jan-

95

mai

-95

set-

95

jan-

96

mai

-96

set-

96

jan-

97

mai

-97

set-

97

jan-

98

mai

-98

set-

98

1994-1998

CO

ND

(u

S/c

m)

CONDlm COND 4m

0

200

400

600

800

1000

16/02/9

3

19/10/9

3

08/06/9

4

10/01/9

5

20/09/9

5

19/03/9

6

17/07/9

6

05/11/9

6

05/03/9

7

03/07/9

7

04/11/9

7

13/03/9

8

07/07/9

8

10/11/9

8

ug

.l-1

P-P

O4

P(sup) P(fun)


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Pampulha Reservoir: Hydrographic Basin


28

Pampulha: P-BudgetPampulha: P-Budget

Torres, I.C. 1999


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Reservatório de São Simão (MG/GO): Agricultura e Degradação da Qualidade de Água


30

Rede Amonstral no Reservatóriode São Simão (MG/GO)


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Ecology of Brazilian Reservoirs:Ecology of Brazilian Reservoirs:Uses of GISUses of GIS

Description of basic morphometry (lake area, volume, shoreline, catchment basin).

Soil uses (determining areas and temporal dynamics of urban, agriculture and forest resources/patches).

Silting process (suspension solids plumes). Eutrophication (surface monitoring of chlorophyll-a). Geostatistics (horizontal distribution of chemical and

biological signals), qualitative analysis using fuzzy logic, etc.

Development of new strategies of recovery a management of man made lakes (thematic mapping of risk zones, quantification of non point sources of pollution, etc).


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Ferramentas de Avaliação Ambiental em Ferramentas de Avaliação Ambiental em ReservatóriosReservatórios

Monitoramento ambiental (Química, Biologia e Fisiologia)– Qualidade de Água– Avaliação da Biodiversidade – Ecotoxicologia

Avaliação dos usos do solo (GIS)– Expansão Urbana– Atividade Agrícola– Mineração


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Gestão Ambiental: onde estão as Gestão Ambiental: onde estão as vias de ligação com a atividade vias de ligação com a atividade

Produtiva?Produtiva?

Legislação Ambiental Certificação Ambiental (Iso 14001) Novas Tecnologias de Tratamento Capacitação Pessoal Educação Ambiental Desenvolvimento Sustentável


35

Remoção Química do Fósforo a Baixo Custo Reator Unitika (Japão)

(cristalização da estruvita - MgNH4PO4)

pinto-coelho, r.m. (ufmg - brazil)1 ferramentas de avaliação e tecnologias de recuperação...

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