samira da conceiÇÃo sabadini · 2014-01-22 · tabela 7 - dados morfométricos dos ecossistemas...
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CENTRO DE CIÊNCIAS HUMANAS E NATURAIS
DEPARTAMENTO DE OCEANOGRAFIA E ECOLOGIA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM OCEANOGRAFIA
SAMIRA DA CONCEIÇÃO SABADINI
AVALIAÇÃO DOS DÉFICITS REAL E RELATIVO DE OXIGÊNIO NA
LAGOA PALMINHAS (LINHARES, ES)
VITÓRIA
2013
SAMIRA DA CONCEIÇÃO SABADINI
AVALIAÇÃO DOS DÉFICITS REAL E RELATIVO DE OXIGÊNIO NA LAGOA
PALMINHAS (LINHARES, ES)
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado ao Curso de Graduação em
Oceanografia da Universidade Federal
do Espírito Santo, como requisito parcial
para obtenção do título de Bacharel em
Oceanografia.
Orientador: Prof. Dr. Gilberto Fonseca
Barroso
VITÓRIA
2013
SAMIRA DA CONCEIÇÃO SABADINI
AVALIAÇÃO DOS DÉFICITS REAL E RELATIVO DE OXIGÊNIO NA LAGOA
PALMINHAS (LINHARES, ES)
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Graduação em
Oceanografia da Universidade Federal do Espírito Santo, como requisito parcial para
obtenção do título de Bacharel em Oceanografia.
Aprovado em 26 de abril de 2013.
COMISSÃO EXAMINADORA
______________________________________________
Prof. Dr. Gilberto Fonseca Barroso
Universidade Federal do Espírito Santo
______________________________________________
MSc. Mônica Amorim Gonçalves
Universidade Federal do Espírito Santo
______________________________________________
Prof. Dr. Camilo Dias Júnior
Universidade Federal do Espírito Santo
Avaliação dos déficits real e relativo de oxigênio na lagoa Palminhas (Linhares, ES)
por
Samira da Conceição Sabadini
Submetido como requisito parcial para a obtenção de grau de
Oceanógrafo
na
Universidade Federal do Espírito Santo
Abril de 2013
© Samira da Conceição Sabadini
Por meio deste, o autor confere ao Colegiado do Curso de Oceanografia e ao Departamento de
Oceanografia e Ecologia da UFES permissão para reproduzir e distribuir cópias parciais ou totais
deste documento de monografia para fins não comerciais.
Assinatura do autor...................................................................................................................................
Curso de graduação em Oceanografia
Universidade Federal do Espírito Santo
26 de abril de 2013
Certificado por...........................................................................................................................................
Gilberto Fonseca Barroso
Prof. Adjunto / Orientador
CCHN/DOC/UFES
Certificado por...........................................................................................................................................
MSc. Mônica Amorim Gonçalves
Co-orientadora
CCHN/DOC/UFES
Certificado por...........................................................................................................................................
Prof.Dr. Camilo Dias Júnior
Prof. Associado /Examinador interno
CCHN/DOC/UFES
Aceito por...................................................................................................................................................
Ângelo Fraga Bernardino
Prof. Adjunto / Coordenador do Curso de Oceanografia
Universidade Federal do Espírito Santo
CCHN/DOC/UFES
Dedico este trabalho aos meus avós, Judite e Antônio Sabadini.
“Diz-se que, mesmo antes de um rio cair no oceano ele treme de medo.
Olha pra trás, para toda a jornada, os cumes, as montanhas, o longo caminho sinuoso através das
florestas, através dos povoados, e vê a sua frente um oceano tão vasto que entrar nele nada mais é do que
desaparecer para sempre.
Mas não há outra maneira.
O rio não pode voltar.
Ninguém pode voltar.
Voltar é impossível na existência.
Você pode apenas ir em frente.
O rio precisa se arriscar e entrar no oceano.
E somente quando ele entra no oceano é que o medo desaparece.
Porque apenas então, o rio saberá que não se trata de desaparecer no oceano...
...mas tornar-se oceano.”
Autor desconhecido
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente, a Deus, que me permitiu chegar aonde cheguei.
Ao meu pai, por acreditar em mim e me dar a oportunidade de realizar este sonho. À
minha mãe, pela empolgação e paciência para ouvir meus problemas.
Aos meus irmãos, Luiza, Gabriela e Frederico, por serem sempre meu porto seguro.
Ao meu cunhado Zolder, pelo apoio e amizade.
Aos meus avós, tios e primos, pela torcida e pelo carinho.
À Sônia e ao Marcos, por terem me auxiliado quando precisei.
Ao professor Gilberto, pela forma sempre paciente e tranquila de transmitir
conhecimento. À Mônica e ao Fábio, pelo aprendizado tanto em campo quanto no
Limnolab.
As minhas amigas, Larissa Bertoldi, que de forma tão doce e paciente me ensinou
muito no laboratório. Annanda, por ser tão amiga e divertida. Jéssica, por sempre
estar por perto nos meus momentos de desespero. Larissa Neves, por se mostrar
uma grande amiga sempre que precisei. Larissa Marques, por ser sempre tão alegre
e companheira. E a todos os amigos não citados, porém, muito especiais que
encontrei durante todos estes anos.
RESUMO
Os déficits real e relativo de oxigênio foram calculados para a lagoa Palminhas
(Linhares-ES) a partir de perfis de oxigênio dissolvido e temperatura de amostragens
na coluna d’água realizadas em 2011 e 2012. Foram detectados déficits reais de
oxigênio na coluna d’água em todas as amostragens, além de anoxia no hipolímnio
da lagoa durante o período de estratificação térmica. A lagoa Palminhas apresentou
estratificação térmica em janeiro, março, novembro e dezembro e perfil isotérmico
com presença de termoclinas temporárias em julho de 2011 e 2012. A estabilidade e
susceptibilidade da coluna d’água à atuação do vento também foram avaliadas a
partir da máxima resistência térmica relativa que variou de 9,45 em julho de 2011 a
45,10 em março e do número de Wedderburn que variou de 3,11 a 304,84 em julho
de 2012 e março, respectivamente. O déficit real de oxigênio variou de 2.022,869 a
4.532,421 toneladas de oxigênio em julho de 2011 e 2012, respectivamente. Já o
déficit relativo de oxigênio variou de 0,061 mgO2.cm-2.dia-1 em janeiro e março a
0,104 mgO2.cm-2.dia-1 em novembro. Comparações entre os déficits de oxigênio
obtidos para a lagoa Palminhas e outros 5 ecossistemas lênticos tropicais revelaram
que esta possui os mais elevados déficits real e relativo de oxigênio.
Palavras-chave: Déficit, Oxigênio dissolvido, Estratificação térmica.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Lagoa Palminhas e sua bacia hidrográfica ............................................... 24
Figura 2 - Série histórica de pluviosidade (1947-1978) e pluviosidade total registrada
no ano de 2012 em Linhares (ES) ............................................................................. 25
Figura 3 – Lagoa Palminhas e o rio Doce ................................................................. 26
Figura 4 - Tabuleiros da Formação Barreiras e planície costeira no Baixo Rio
Doce .......................................................................................................................... 27
Figura 5 - Mapa batimétrico da lagoa Palminhas ..................................................... 28
Figura 6 - Distribuição das direções e velocidades do vento de 2007 a 2009 em
Linhares .................................................................................................................... 29
Figura 7 - Piscicultura em tanques-rede na lagoa Palminhas. ................................. 30
Figura 8 - Mapa com a localização da estação pluviométrica Linhares 01940004 da
ANA utilizada na série histórica ................................................................................ 33
Figura 9 - Distribuição das concentrações de clorofila a (μg.L-1) em cada
amostragem na lagoa Palminhas. ............................................................................. 45
Figura 10 - Perfis obtidos na estação amostral da lagoa Palminhas em cada mês
amostrado ................................................................................................................ 48
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Pluviosidade e radiação térmica incidente .............................................. 42
Tabela 2 - Dados morfométricos da lagoa Palminhas .............................................. 43
Tabela 3 - Valores de máxima resistência térmica relativa (RTR), número de
Wedderburn, profundidade do hipolímnio e intensidade e direção do vento
......................................................................................... .........................................44
Tabela 4 - Estatística descritiva dos dados de temperatura e oxigênio dissolvido nos
perfis amostrais ................................ ........................................................................46
Tabela 5 - Déficits real total (AOD) e relativo (AHOD e VHOD) de oxigênio dissolvido
na lagoa Palminhas ........................................................ ..........................................51
Tabela 6 - Correlações de Spearman para as variáveis estudadas
.......................................................... ........................................................................52
Tabela 7 - Dados morfométricos dos ecossistemas lacustres no Brasil para
comparação com a lagoa Palminhas ........................................................................58
Tabela 8 - Déficits real e relativo de oxigênio de 6 ecossistemas lacustres
........................................................................................ ..........................................59
LISTA DE SIGLAS
ES – Espírito Santo
mgO2.cm-2dia-1 – Miligrama de oxigênio por centímetro quadrado por dia
Km² – Quilômetro quadrado
°C – Grau Celsius
AOD – Déficit real de oxigênio
AHOD – Déficit relativo de oxigênio
mg.cm-².mês-1 – Miligrama por centímetro quadrado por mês
ton O2 – Tonelada de oxigênio
H1 – Hipótese alternativa
H0 – Hipótese nula
mm – Milímetro
NNO-SSE – Direção norte noroeste – sul sudeste
NO/SE – Direção noroeste – sudeste
m – Metro
LIMNOLAB – Laboratório de Limnologia e Planejamento Ambiental
INMET – Instituto Nacional de Meteorologia
m.s-1 – Metro por segundo
µm – Micrômetro
mg.L-1 – Miligrama por litro
nm Namômetro
N – Normal
RTR – Resistência térmica relativa
ANA – Agência Nacional das Águas
eufZ – Profundidade da zona eufótica
DS – Transparência do disco de Secchi
IDM – Índice de desenvolvimento da margem
P – Perímetro da lagoa
sA – Área superficial da lagoa
IDV – Índice de desenvolvimento de volume
maxZ – Profundidade máxima da lagoa
mZ – Profundidade média da lagoa
1d – Massa específica no estrato mais superficial
g.cm-³ – Grama por centímetro cúbico
2d – Massa específica no estrato mais profundo
atm – Atmosfera
W – Número de Wedderburn
'g – Massa específica diferencial através da termoclina superficial
h – Profundidade da termoclina
L – Comprimento efetivo da lagoa
*u – Velocidade friccional do vento junto à superfície
1 – Massa específica no estrato mais superficial da termoclina
kg.m-3 – Quilograma por metro cúbico
2 – Massa específica no estrato mais profundo da termoclina
g – Aceleração da gravidade
m.s-2 – Metro por segundo ao quadrado
ar – Massa específica do ar
sup – Massa específica na superfície da lagoa
CD – Coeficiente de arrasto
– Velocidade do vento
iG – Média dos déficits reais de oxigênio medidos nos limites superior e inferior de
cada estrato da lagoa
mg.cm-3 – Miligrama por centímetro cúbico
iV – Volume de cada estrato da lagoa
cm3 – Centímetro cúbico
1M – Conteúdo de oxigênio no hipolímnio durante a máxima circulação da coluna
d’água
2M –Conteúdo de oxigênio encontrado no hipolímnio em dada época do ano
t – Intervalo de tempo
iG – Média dos teores de oxigênio medidos nos limites superior e inferior de cada
estrato do hipolímnio
iV – Volume de cada estrato do hipolímnio
H – Plano fronteiriço entre o metalímnio e o hipolímnio
VHOD – Taxa de consumo de oxigênio por unidade de volume e tempo
nZ – Espessura do hipolímnio da lagoa
kJ.m-² – Quilojoule por metro quadrado
m² – Metro quadrado
m³ – Metro cúbico
V – Volume do ecossistema lacustre
Zhipol. – Profundidade do hipolímnio
S – Superfície
F – Fundo
mgO2.cm-³.dia-1 – Miligrama de oxigênio por centímetro cúbico por dia
Sumário
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 17
2 JUSTIFICATIVA ..................................................................................................... 21
3 OBJETIVOS ........................................................................................................... 22
3.1 OBJETIVO GERAL ............................................................................................. 22
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................... 22
4 ÁREA DE ESTUDO ............................................................................................... 24
5 METODOLOGIA .................................................................................................... 31
5.1 AMOSTRAGEM EM CAMPO .............................................................................. 31
5.2 ANÁLISE DE CLOROFILA A E FEOPIGMENTOS ............................................. 32
5.3 SÉRIE HISTÓRICA DE PLUVIOSIDADE EM LINHARES (ES) .......................... 32
5.4 DELIMITAÇÃO DA ZONA EUFÓTICA ................................................................ 33
5.5 DELIMITAÇÃO DO EPILÍMNIO, METALÍMNIO E HIPOLÍMNIO ......................... 34
5.6 CÁLCULO DO ÍNDICE DE DESENVOLVIMENTO DE MARGEM (IDM) ............ 34
5.7 CÁLCULO DO ÍNDICE DE DESENVOLVIMENTO DE VOLUME (IDV) .............. 34
5.8 CÁLCULO DA RESISTÊNCIA TÉRMICA RELATIVA (RTR) ............................... 35
5.9 CÁLCULO DO NÚMERO DE WEDDERBURN (W) ............................................ 36
5.10 CÁLCULO DOS DÉFICTS DE OXIGÊNIO ........................................................ 37
5.10.1 Cálculo do déficit real de oxigênio (AOD) ....................................................... 37
5.10.2 Cálculo do déficit relativo de oxigênio dissolvido (AHOD) .............................. 38
5.10.3 Cálculo da taxa de consumo de oxigênio por unidade de volume e tempo
(VHOD) ..................................................................................................................... 39
5.11 ANÁLISE ESTATÍSTICA ................................................................................... 41
5.11.1 Estatística descritiva ....................................................................................... 41
5.11.2 Correlações entre variáveis ............................................................................ 41
6 RESULTADOS ....................................................................................................... 42
6.1 FATORES CLIMÁTICOS..................................................................................... 42
6.2 FATORES MORFOMÉTRICOS .......................................................................... 43
6.3 FATORES FÍSICOS ............................................................................................ 43
6.4 FATORES BIOLÓGICOS .................................................................................... 44
6.5 PERFIS VERTICAIS DE TEMPERATURA, OXIGÊNIO DISSOLVIDO E DÉFICIT
REAL DE OXIGÊNIO ............................................................................................... 45
6.6 DÉFICITS REAL E RELATIVO NA LAGOA PALMINHAS .................................. 50
6.7 CORRELAÇÕES ENTRE OS DÉFICITS DE OXIGÊNIO E AS VARIÁVEIS
ESTUDADAS ........................................................................................................... 51
7 DISCUSSÃO .......................................................................................................... 54
8 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 63
9 REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 65
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1. INTRODUÇÃO
Os ecossistemas lacustres são corpos d’água continentais que quando situados nas
planícies costeiras podem apresentar conexão com o mar. Devido à hidrodinâmica
restrita, os sistemas lacustres diferem dos fluviais e por isso são considerados como
sistemas lênticos (TUNDISI; MATSUMURA-TUNDISI, 2008).
O complexo lacustre costeiro do Baixo Rio Doce, um dos mais importantes do Brasil,
compreende 90 lagoas totalizando 165 km2 de área (BARROSO, 2007). A maioria
das lagoas tem sua gênese ligada aos processos flúvio-marinhos da época
holocênica (MARTIN et al., 1996). A lagoa Palminhas, localizada entre os vales da
Formação Barreiras (Tabuleiros), teve sua formação a partir da sedimentação da foz
de antigos tributários do rio Doce por processos fluvial e marinho (SUGUIO,
MARTIN, DOMINGUEZ 1982). O formato dendrítico da lagoa (índice de
desenvolvimento de margem de 8,1) é decorrente da gênese deste ecossistema a
partir do represamento dos vales da Formação Barreiras (BARROSO et al., 2012).
Amostragens feitas por Bozelli et al. (1992) e Barroso et al. (2012) na lagoa
Palminhas indicam que esta apresenta tendência de padrão térmico monomítico
quente. Uma lagoa monomítica quente apresenta circulação da coluna d’água
durante o período de inverno com temperatura da água superior a 4 ºC. A
estratificação térmica na lagoa se dá a partir do aquecimento termal da superfície da
coluna d’água (TUNDISI; MATSUMURA-TUNDISI, 2008). Ao longo do ano, as
variações da radiação solar e sua seletiva penetração em relação à profundidade
são responsáveis pelas modificações na estrutura térmica dos ambientes aquáticos
(HENRY, 1995).
A distribuição das concentrações de oxigênio dissolvido na coluna d’água,
geralmente, apresenta semelhança com o padrão de estratificação térmica lacustre.
Normalmente, a condição de anoxia no hipolímnio acontece ao longo do período de
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intensa estratificação e estabilidade da coluna d’água (MATSUMURA-TUNDISI;
TUNDISI, 1995).
O oxigênio é um elemento químico de grande importância no processo de
decomposição da matéria orgânica e na respiração de organismos aquáticos
(HENRY; PONTES; TUNDISI, 1997). O potencial oxi-redutor da água é responsável
pela especiação química dos nutrientes dissolvidos a partir da redução (na ausência
de oxigênio) de compostos oxidantes ou oxidação (na presença de oxigênio) de
compostos redutores (ESTEVES, 1998). Dessa forma, o processo da oxidação da
matéria orgânica ao longo da coluna d’água pode favorecer a ocorrência de déficit
de oxigênio em ecossistemas lacustres (HENRY; PONTES; TUNDISI, 1997). Nas
fases iniciais do processo de estratificação, a decomposição aeróbia da matéria
orgânica e a respiração de organismos são os principais responsáveis pelas perdas
de oxigênio. Os processos de origem anaeróbica tornam-se os de maior importância
quando o teor de oxigênio dissolvido na água atinge níveis reduzidos (ESTEVES,
1998).
O processo de desestratificação da coluna d’água permite a mistura entre a água
mais oxigenada proveniente do epilímnio com a água de reduzido teor de oxigênio
do hipolímnio. Na camada do epilímnio, a produção de oxigênio a partir do processo
de fotossíntese e por difusão atmosférica é superior às perdas pela respiração
(ESTEVES, 1998).
A elevada temperatura da água que implica em menor solubilidade dos gases
dissolvidos na água e intensa atividade metabólica das lagoas tropicais são os
principais fatores determinantes do tipo de perfil vertical de oxigênio (ESTEVES,
1988). Como resultado das altas taxas de decomposição de matéria orgânica em
lagoas tropicais, a taxa de consumo de oxigênio nestas é de 4 a 9 vezes mais
elevada que em lagoas temperadas e os perfis de oxigênio na maioria das lagoas é
do tipo clinogrado (ESTEVES, 1988). As características morfométricas da lagoa,
como por exemplo, profundidade média moderada e o formato dendrítico, atuam
19
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dificultando a atuação do vento que desempenha a importante função de distribuição
de oxigênio na coluna d’água. Como resultado, os ecossistemas lacustres de
regiões tropicais, frequentemente, apresentam déficits significativos de oxigênio
dissolvido na coluna d’água, principalmente, na porção inferior (ESTEVES, 1998).
Considerando a importância desta variável físico-química, bem como sua dinâmica,
tem sido feitas estimativas da desoxigenação dos ecossistemas lacustres. O déficit
real de oxigênio (AOD) de uma lagoa consiste na diferença entre o teor de oxigênio
existente em dada profundidade e aquele que seria observado caso houvesse
saturação de oxigênio na água sob a mesma pressão e temperatura (COLE, 1975,
apud HENRY; PONTES; TUNDISI, 1989, p. 253). Já o déficit relativo de oxigênio
(Areal Hypolimnetic Oxygen Deficit ou Areal Hypolimnetic Oxygen Depletion Rate -
AHOD) é calculado para todo o hipolímnio, sendo este obtido a partir da diferença
entre a concentração de oxigênio dissolvido na água durante o período de máxima
estratificação e durante o período de máxima circulação (TUNDISI; MATSUMURA-
TUNDISI, 2008).
A lagoa Palminhas apresenta perfil vertical de oxigênio do tipo clinogrado sob
condição de estratificação térmica e perfil ortogrado sob condição de isotermia
(BOZELLI et al., 1992; BARROSO et al., 2012). O lago Dom Helvécio, localizado no
Médio Rio Doce (Minas Gerais), apresenta o mesmo tipo de perfil vertical de
oxigênio (PONTES, 1980 apud ESTEVES, 1998, p. 43). Este lago foi estudado por
HENRY; PONTES; TUNDISI (1997) que observaram a ocorrência do processo de
anoxia. Dados de 1978, publicados por estes autores, revelaram o AHOD variando
de 0,56 em janeiro a 1,30 mg.cm-2.mês-1 em maio, enquanto o AOD variou entre
119,07 em setembro e 163,28 ton O2 em maio. Foi detectado AOD no lago Dom
Helvécio mesmo sob condição de isotermia. Segundo os autores, o déficit de
oxigênio no lago é em grande parte devido à decomposição da matéria orgânica na
coluna d’água. Estudos sobre os déficits de oxigênio, real e relativo, foram também
realizados em ambientes lacustres tropicais como na lagoa do Nado e nos
reservatórios de Jurumirim e das Garças (BEZERRA-NETO; PINTO-COELHO,
2001).
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Os cálculos do AHOD e AOD para a lagoa Palminhas (Linhares, ES) podem
contribuir para o entendimento da dinâmica do oxigênio em um sistema lacustre
onde é desenvolvida a atividade piscicultura em tanques-rede e que já apresenta
indícios de eutrofização da água. A piscicultura pode contribuir para a intensificação
da condição eutrófica e anóxica da lagoa, visto que os resíduos orgânicos de rações
e excrementos dos peixes podem aumentar a carga orgânica e, consequentemente,
o consumo de oxigênio.
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2. JUSTIFICATIVA
A lagoa Palminhas é um ecossistema lacustre de origem fluvial e costeira carente de
estudos científicos e sob consideráveis pressões ambientais, embora possua
importância ecológica, social e econômica. Dessa forma, torna-se fundamental a
realização de estudos limnológicos com a finalidade de construir um diagnóstico
inicial da atual condição deste ecossistema.
O estudo da variação temporal do oxigênio dissolvido, bem como seus déficits neste
ecossistema lacustre é de fundamental importância devido a sua relevância
biológica no processo de respiração e decomposição da matéria orgânica, bem
como de especiação química por processos de oxidação e redução na água.
O monitoramento da detecção de condição anóxica é de fundamental importância
para a recuperação e manutenção de bens e serviços ecossistêmicos fornecidos
pela lagoa.
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3. OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GERAL
Avaliar a ocorrência dos déficits de oxigênio, real e relativo, na lagoa Palminhas
(Linhares, ES).
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Analisar possíveis padrões de distribuição temporal da variável estudada
(oxigênio dissolvido) na lagoa Palminhas.
H1: Ocorre déficit de oxigênio na lagoa Palminhas durante todo o ano;
H2: Só ocorre déficit de oxigênio na lagoa Palminhas durante o período de
estratificação térmica;
H0: Não ocorre déficit de oxigênio na lagoa Palminhas.
• Correlacionar a ocorrência dos déficits de oxigênio com a estratificação
térmica e circulação da coluna d’água na lagoa Palminhas.
H1: Quanto mais intensa a estratificação térmica da coluna d’água, maior será o
déficit de oxigênio;
H0: Não existe relação entre a intensidade da estratificação térmica e o déficit de
oxigênio.
• Analisar a possível correlação entre déficits de oxigênio e as concentrações
de clorofila a na lagoa Palminhas;
H1: Fatores biológicos influenciam a variação do déficit de oxigênio na lagoa
Palminhas ao longo do ano;
H0: Outros fatores determinam a variação do déficit de oxigênio na lagoa Palminhas.
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• Correlacionar a ocorrência dos déficits de oxigênio com a intensidade de
radiação e pluviosidade.
H1: Fatores climáticos determinam a variação do déficit de oxigênio na lagoa
Palminhas;
H0: Outros fatores determinam a variação do déficit de oxigênio na lagoa Palminhas.
• Comparar os déficits de oxigênio detectados na lagoa Palminhas com os já
conhecidos déficits de 5 outros ambientes lacustres tropicais.
H1: A lagoa Palminhas apresenta o mais elevado déficit de oxigênio;
H0: Outro ecossistema apresenta o maior déficit de oxigênio.
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4 ÁREA DE ESTUDO
A lagoa Palminhas (Figura 1) faz parte da bacia hidrográfica do rio Doce que está
situada na região sudeste do Brasil. Esta bacia é de domínio federal por fazer parte
dos estados de Minas Gerais e Espírito Santo, totalizando área de drenagem de
83.465 km2, sendo 14% pertencentes ao estado do Espírito Santo (COELHO, 2009).
Figura 1 – Lagoa Palminhas e sua bacia hidrográfica. Em destaque, a estação amostral localizada na região mais profunda da lagoa.
A região do Baixo Rio Doce apresenta clima tropical úmido, porém, sem
uniformidade climática. Essa heterogeneidade é função de vários fatores como a
posição geográfica, relevo e encontro de massas de ar como no caso do Sistema
Tropical Atlântico e do Sistema Equatorial Continental, resultando em chuvas
intensas com aproximadamente 60% do total anual. A estação chuvosa tem início,
geralmente, no mês de novembro e se estende até maio com uma distribuição
heterogênea na bacia (COELHO, 2009). A precipitação anual em Linhares é de
aproximadamente 1.200 mm, sendo novembro e dezembro os meses de maior
precipitação e agosto o mês de menor precipitação (Figura 2). Segundo Coelho
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(2009) a maior parte da bacia apresenta temperaturas médias anuais elevadas
durante significativa parte do ano, sendo estas superiores a 18 ºC mesmo nos
meses mais frios. Já no litoral, apresentam-se superiores a 24 ºC.
Figura 2 – Série histórica de pluviosidade (1947-1978) e pluviosidade total registrada no ano de 2012 em Linhares (ES).
O rio Doce (Figura 3) possui regime fluvial perene e, de modo geral, comporta-se de
acordo com a pluviosidade. As maiores cheias acontecem nos meses de dezembro,
janeiro e março; enquanto as maiores vazantes, nos meses de agosto e setembro
(COELHO, 2007). Com base em dados de vazão do rio Doce durante o período
compreendido entre 1987 e 2009, Campos (2011) afirma que este rio apresentou
vazão mais intensa de outubro/novembro a março/abril e menos intensa entre maio
e setembro, sendo a vazão média equivalente a 822 m³.s-1.
0
100
200
300
400
500
600
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Plu
vio
sid
ade
(m
m)
Meses
2012
Série histórica
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Figura 3 – Lagoa Palminhas e o rio Doce.
Fonte: Laboratório de Limnologia e Planejamento Ambiental – LIMNOLAB (2012).
A região do Baixo Rio Doce compreende a porção do Espírito Santo caracterizada
por morfologia variada alterando-se de colinas, tabuleiros e planície costeira do
sentido Oeste para Leste. É limitada a oeste pelas colinas baixas adjacentes ao
município de Colatina e por um importante falhamento com direção NNO-SSE, que
influencia a direção principal dos fluxos de água nessa área (COELHO, 2009).
As lagoas da região do Baixo Rio Doce tiveram sua formação a partir das oscilações
do nível relativo do mar durante o holoceno recente. O afogamento dos grandes
vales entalhados na Formação Barreiras e posterior sedimentação fluvio-marinha na
foz de antigos tributários formaram as lagoas (SUGUIO; MARTIN; DOMINGUEZ,
1982). Nos tabuleiros terciários da Formação Barreiras estão localizadas várias
lagoas de barragem natural (Figura 4) dispostas na direção NO/SE como a lagoa
Palminhas. Este trecho é caracterizado ainda por ampla planície costeira
desenvolvida no Período Quaternário (COELHO, 2007).
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Figura 4 – Tabuleiros da Formação Barreiras e planície costeira no Baixo Rio Doce (baseado em Suguio et al., 1992).
A lagoa Palminhas, situada no município de Linhares (ES), apresenta área
superficial de 8,8 km2 e profundidade máxima de 31,6 metros (BARROSO et al.,
2012). Este ecossistema lacustre está localizado a 20 m acima do nível do mar. A
Figura 5 mostra o resultado da batimetria realizada na lagoa Palminhas em 2011.
28
28
Figura 5 – Mapa batimétrico da lagoa Palminhas.
Fonte: Laboratório de Limnologia e Planejamento Ambiental – LIMNOLAB (2012).
29
29
De acordo com os dados de vento da estação meteorológica automática Linhares
(A614) do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) a direção predominante dos
ventos atuantes na área de estudo é 78° e a intensidade do vento varia de 0,5 a 11,1
m.s-1 (Figura 6). A presença de vegetação circundando o corpo d’água limita a
atuação do vento e a circulação da coluna d’água da lagoa. A bacia hidrográfica da
lagoa Palminhas além de vegetação nativa, possui também cultura agrícola e
pastagens que alteram sua paisagem natural (BARROSO et al., 2012).
Figura 6: Distribuição das direções e velocidades do vento de 2007 a 2009 em Linhares. Fonte: Laboratório de Limnologia e Planejamento Ambiental – LIMNOLAB (2012).
Na lagoa Palminhas é desenvolvida a atividade de piscicultura de tilápias em
tanque-rede. A figura 7 mostra um dos cultivos de peixes.
30
30
Figura 7: Piscicultura em tanques-rede na lagoa Palminhas. 2012
31
31
5. METODOLOGIA
5.1. AMOSTRAGEM EM CAMPO
O estudo foi desenvolvido na lagoa Palminhas (Linhares), na região do Baixo Rio
Doce. As amostragens da coluna d’água foram realizadas nos dias 27/07/2011,
25/01/2012, 07/03/2012, 24/07/2012, 13/11/2012 e 18/12/2012. Os dados são
referentes a uma única estação amostral localizada na região mais profunda da
lagoa (30 m) (Figura 5). A amostragem de clorofila a e feopigmentos foram obtidas
utilizando-se uma garrafa de Niskin com capacidade de 2 L nas profundidades de
subsuperfície, 1% de luz e fundo.
As amostras destinadas à análise de clorofila a e feofitina foram filtradas in situ em
filtros de fibra de vidro (Whatman 934-AH, 24 mm e 1,2 µm de porosidade), sendo
então armazenados em papel alumínio e mantidos em frascos (contendo sílica gel)
refrigerados.
Para obtenção das medições das variáveis físico-químicas resistência térmica
relativo (RTR), temperatura em °C e oxigênio dissolvido em mg.L-1 foram feitos perfis
verticais com intervalos de 1 metro de profundidade utilizando-se uma sonda
multiparâmetro Horiba U-53G com cabo de 30m. Os dados de oxigênio obtidos pelo
multiparâmetro foram calibrados pelo método de Winkler para determinação de
oxigênio dissolvido. A profundidade de 1 % de penetração da luz foi estimada
utilizando-se disco de Secchi de 30 cm de diâmetro, sendo que a estimativa da
profundidade da zona eufótica foi feita multiplicando a profundidade do disco de
Secchi por 3,00 conforme Cole (1994).
32
32
5.2. ANÁLISE DE CLOROFILA A E FEOPIGMENTOS
A determinação da clorofila a foi realizada pelo método fluorimétrico de Strickland e
Parsons (1972) e modificada por Barroso e Littlepage (1998). Foi realizada a
extração a frio dos pigmentos com acetona 90% durante 24 horas. Após este
período, os extratos foram filtrados novamente para que os resíduos do filtro fossem
eliminados. Em fluorímetro Turner TD-700, foi realizada a excitação do extrato de
clorofila em comprimento de onda de 460 nm e a leitura da fluorescência em 760
nm. Em seguida, foram adicionadas à amostra 2 gotas de ácido clorídrico (0,1N)
para que a clorofila a fosse degradada em feopigmentos e, então, a leitura das
absorbâncias foi feita novamente para a determinação da concentração de
feopigmentos (BARROSO; LITTLEPAGE, 1998). A concentração de clorofila a e dos
feopigmentos foi expressa em µg.L-1.
5.3. SÉRIE HISTÓRICA DE PLUVIOSIDADE EM LINHARES (ES)
A série histórica com registro da pluviosidade em Linhares (ES) foi feita a partir de
dados obtidos no website da Agência Nacional das Águas (ANA). Os dados foram
manipulados de forma a se obter valores médios de chuva por mês. Para a série
histórica foram utilizados dados da estação pluviométrica Linhares 01940004 da
ANA (Figura 8) localizada na região de Linhares. Devido à ausência de dados de
pluviosidade nos anos de 2011 e 2012 na estação pluviométrica utilizada para a
confecção da série histórica, foram então utilizados os dados da estação
pluviométrica LINHARES-A614 do INMET. Esta estação está distante da lagoa
Palminhas cerca de 15,2 km.
33
33
Figura 8 – Mapa com a localização da estação pluviométrica Linhares 01940004 da ANA utilizada na série histórica.
5.4. DELIMITAÇÃO DA ZONA EUFÓTICA
A profundidade da zona eufótica foi determinada a partir da seguinte relação
(COLE, 1994):
DSZeuf 3
Sendo:
eufZ = Profundidade da zona eufótica, expressa em m;
DS = Transparência do disco de Secchi, expressa em m.
34
34
5.5. DELIMITAÇÃO DO EPILÍMNIO, METALÍMNIO E HIPOLÍMNIO
O limite superior do metalímnio ou termoclina foi determinado como a profundidade
em que foi detectada a maior variação da resistência térmica relativa (RTR) e
temperatura. Conforme feito por Henry; Pontes; Tundisi (1989) o limite inferior foi
determinado pela observação de variação de temperatura menor que 0,3°C, por
metro, a partir do início do metalímnio. O plano fronteiriço foi tomado no estrato
superior em que foi detectada a variação. Consequentemente, foram determinados
como epilímnio todos os estratos localizados acima do metalímnio e como o
hipolímnio todos os estratos localizados abaixo.
5.6. CÁLCULO DO ÍNDICE DE DESENVOLVIMENTO DE MARGEM ( IDM )
Segundo Cole (1994) este índice compara o comprimento da margem da lagoa com
a circunferência de um círculo de mesma área desta. Este índice pode ser calculado
a partir da seguinte fórmula:
sA
PIDM
2
Sendo:
P = Perímetro da lagoa, expresso em m;
sA = Área superficial da lagoa, expressa em m².
5.7. CÁLCULO DO ÍNDICE DE DESENVOLVIMENTO DE VOLUME ( IDV )
35
35
Este índice compara a forma da bacia da lagoa com um cone invertido de altura
igual a maxZ e base igual à área superficial da lagoa. Para volume da lagoa igual ao
volume do cone invertido, 0,1IDV . Para volume da lagoa maior que o volume do
cone, 0,1IDV . Para volume da lagoa menor que o volume do cone, 0,1IDV
(COLE, 1994).
max
3Z
ZIDV m
Sendo:
maxZ = Profundidade máxima da lagoa, expressa em m;
mZ = Profundidade média da lagoa, expressa em m.
5.8. CÁLCULO DA RESISTÊNCIA TÉRMICA RELATIVA (RTR)
Segundo Tundisi; Matsumura-Tundisi (2008) a resistência térmica relativa significa a
resistência da água à circulação gerada pela ação do vento. Para o cálculo do perfil
RTR foi utilizada a seguinte fórmula (DADON, 1995):
8
10*)( 6
12 ddRTR
Sendo:
1d = Massa específica no estrato mais superficial, expressa em g.cm-³;
2d = Massa específica no estrato mais profundo, expressa em g.cm-³;
8 = Relacionado à diferença da massa específica da água nas temperaturas de 4 e
5°C.
Os valores de massa específica foram obtidos a partir da consulta da tabela de
massa específica da água em função da temperatura na pressão de 1 atm.
36
36
5.9. CÁLCULO DO NÚMERO DE WEDDERBURN (W)
A estabilidade da estrutura térmica foi avaliada através do número de Wedderburn
que relaciona o comprimento efetivo da lagoa, a profundidade da camada de
mistura, as massas específicas da água nos estratos superiores e inferiores da
termoclina e a velocidade do vento (IMBERGER; HAMBLIN, 1982 apud DELAZARI-
BARROSO, 2007, p. 14). Segundo Tundisi; Matsumura-Tundisi (2008) o cálculo do
número de Wedderburn torna possível a determinação da resposta do estrato
superficial da lagoa à atuação do vento. Para o cálculo do número de Wedderburn
(W), introduzido por Thompson & Imberger em 1980, foi utilizada a seguinte fórmula
(FRANZEN, 2009):
Lu
hgW
2
*
2'
Sendo:
'g = Massa específica diferencial através da termoclina superficial, expressa em
m.s-2;
h = Profundidade da termoclina, expressa em m;
L = Comprimento efetivo da lagoa, expresso em m;
*u = Velocidade friccional do vento junto à superfície, expresso em m.s-1;
Onde:
gg
1
12'
Sendo:
1 = Massa específica no estrato mais superficial da termoclina, expressa em kg.m-
3;
37
37
2 = Massa específica no estrato mais profundo da termoclina, expressa em kg.m-3;
g = Aceleração da gravidade, expressa em m.s-2;
e,
2
1
2
sup
*
CDu ar
Sendo:
ar = Massa específica do ar, expressa em kg.m-3;
sup = Massa específica na superfície da lagoa, expressa em kg.m-3;
CD = Coeficiente de arrasto constante igual a 0,0014;
= Velocidade do vento, expressa em m.s-1.
5.10. CÁLCULOS DOS DÉFICITS DE OXIGÊNIO
5.10.1. Cálculo do déficit real de oxigênio (AOD)
Os valores de déficit real de oxigênio por estrato foram tomados a partir da diferença
entre a concentração de oxigênio presente no estrato e aquela que seria encontrada
caso houvesse saturação de oxigênio sob mesmas condições de temperatura e
pressão (COLE, 1975, apud HENRY; PONTES; TUNDISI, 1989, p. 253).
Segundo Henry; Pontes; Tundisi (1989) o déficit real total de oxigênio (AOD) pode
ser calculado a partir da seguinte fórmula:
38
38
n
i
ii VGAOD1
*
Sendo:
iG = O valor médio dos déficits reais de oxigênio, expresso em mg.cm-3,
determinados nos limites superior e inferior de cada estrato da lagoa;
iV = O volume, expresso em cm3, de cada estrato da lagoa. Foi determinado a partir
da base de dados georreferenciada da morfometria lacustre da lagoa Palminhas
utilizando o sistema de informações geográficas ESRI ArcGIS 9.3, módulo 3D
Analyst com os dados expressos em m3 e posteriormente convertidos para cm3.
Os perfis de déficit real de oxigênio dissolvido ao longo da coluna d’água foram
confeccionados no software Sigma Plot 10.0.
5.10.2. Cálculo do déficit relativo de oxigênio dissolvido (AHOD)
Segundo Henry; Pontes; Tundisi (1989) o déficit relativo de oxigênio dissolvido
(AHOD), calculado para todo o hipolímnio, é expresso por unidade de área. Este
déficit pode ser obtido a partir da fórmula:
t
MMAHOD
21
Sendo:
1M = O conteúdo de oxigênio, durante a máxima circulação (no caso da lagoa
Palminhas, em julho), num volume igual ao volume do hipolímnio em 2M ;
2M = O conteúdo de oxigênio encontrado no hipolímnio em dada época do ano;
t = É o intervalo de tempo, expresso em dias, entre 1M e 2M
39
39
1M e 2M podem ser obtidos a partir da seguinte fórmula:
HVGeMMn
i
ii /)*(1
21
Sendo:
iG = A média dos teores de oxigênio medidos nos limites superior e inferior de cada
estrato do hipolímnio, expressa em mg.cm-3;
iV = O volume, expresso em cm3, de cada estrato do hipolímnio;
H = O plano fronteiriço, expresso em cm2, entre o metalímnio e o hipolímnio.
Determinado pela observação de variação inferior a 0,3°C a partir do início do
metalímnio. O plano foi tomado no estrato superior em que foi detectada a variação.
Os volumes e áreas dos estratos foram determinados a partir da base de dados
georreferenciada da morfometria lacustre da lagoa Palminhas utilizando o sistema
de informações geográficas ESRI ArcGIS 9.3.
5.10.3. Cálculo da taxa de consumo de oxigênio por unidade de volume e
tempo (VHOD)
Segundo Charlton (1980, apud Henry; Pontes; Tundisi, 1989, p. 253) o cálculo da
taxa de consumo de oxigênio por unidade de volume e tempo (VHOD) permite
considerar a influência dos efeitos morfométricos no déficit relativo de oxigênio. Esta
taxa pode ser calculada através da seguinte fórmula:
nZ
AHODVHOD
Sendo:
40
40
AHOD: Déficit relativo de oxigênio dissolvido, expresso em mgO2.cm-2.dia-1;
nZ : Espessura do hipolímnio da lagoa em dada amostragem, expressa em cm.
41
41
5.11. ANÁLISE ESTATÍSTICA
5.11.1. Estatística descritiva
Foi realizada a análise descritiva das variáveis temperatura, oxigênio dissolvido,
pluviosidade, radiação, profundidade do hipolímnio, temperatura média do
hipolímnio, oxigênio dissolvido médio no hipolímnio, concentração de clorofila a na
zona eufótica, resistência térmica relativa, número de Wedderburn e déficits real e
relativo de oxigênio a partir de dados de valores médios, mínimos, máximos,
medianas, amplitude.
5.11.2. Correlações entre variáveis
Para avaliar a existência ou não de influência significativa entre variáveis foram
feitas correlações de Spearman no software Statistica 8.0.550. Segundo Rodrigues
(2010), “as correlações de Spearman são indicadas para análises de dados obtidos
em campo, geralmente não paramétricos”. Optou-se então, por este tipo de
correlação devido à impossibilidade de aplicação do teste de normalidade, visto que
os dados trabalhados apresentavam apenas um valor por amostragem.
42
42
6. RESULTADOS
6.1. FATORES CLIMÁTICOS
Na tabela 1 são mostrados os totais acumulados de pluviosidade e radiação
registrados em cada amostragem.
TABELA 1 – PLUVIOSIDADE E RADIAÇÃO SOLAR INCIDENTE
Amostragem Pluviosidade (mm)
Radiação (kJ.m-²)
Jul 2011 - - Jan 2012 28,60 129.455,39 Mar 2012 23,60 132.892,14 Jul 2012 3,00 88.060,45 Nov 2012 82,80 113.073,14 Dez 2012 0,00 183.151,85
Média 27,60 129.326,60 Mínimo 0,00 88.060,45 Máximo 82,80 183.151,85 Mediana 23,60 129.455,39 Amplitude 82,80 95.091,40
Nota do autor: A pluviosidade e a radiação não foram calculadas para julho de 2011 devido à ausência de dados completos.
O maior volume pluviométrico, referente aos 7 dias anteriores às amostragens, foi
registrado em novembro (82,80 mm). Os menores valores pluviométricos foram
registrados em julho de 2012 (3,00 mm) e dezembro (0,00 mm).
A radiação solar foi mais intensa em dezembro (183.151,85 kJ.m-²) e menos intensa
em julho de 2012 (88.060,45 kJ.m-²), sendo esta menos que a metade da registrada
em dezembro. A intensidade da radiação variou pouco entre os meses de janeiro
(129.455,39 kJ.m-²) e março (132.892,14 kJ.m-²).
43
43
6.2. FATORES MORFOMÉTRICOS
Na Tabela 2 são mostrados os dados morfométricos primários (área superficial e
profundidade máxima) e secundários (profundidade média, volume, índice de
desenvolvimento da margem e índice de desenvolvimento de volume) da lagoa
Palminhas.
TABELA 2 – DADOS MORFOMÉTRICOS DA LAGOA PALMINHAS (BARROSO ET AL., 2012)
Área superficial (m²) 88.000.000 Profundidade máxima (m) 31,6 Profundidade média (m) 14,22 Volume (m³) 966.790.644 IDM 8,1 IDV 1,35
IDM: Índice de desenvolvimento de margem; IDV: Índice de desenvolvimento de volume.
O elevado IDM da lagoa Palminhas (8,1) reflete um padrão alongado e dendrítico de
sua margem. Já o IDV, também elevado (IDV>1), sugere que a lagoa pode ser
considerada como relativamente profunda.
6.3. FATORES FÍSICOS
Na tabela 3 são mostrados os valores de máxima resistência térmica relativa (RTR),
o número de Wedderburn (W), profundidade do hipolímnio ou base do metalímnio
(Zhipol.), intensidade e a direção do vento para cada amostragem realizada.
44
44
TABELA 3 – VALORES DE MÁXIMA RESISTÊNCIA TÉRMICA RELATIVA (RTR), NÚMERO DE WEDDERBURN, PROFUNDIDADE DO HIPOLÍMNIO E INTENSIDADE E DIREÇÃO DO VENTO
Amostragem RTR W Zhipol. Intensidade do vento (m.s-1)
Direção do vento
Jul 2011 9,45 - 2,00 - - Jan 2012 41,30 140,21 11,00 2,70 O-NO Mar 2012 45,10 304,84 14,00 1,70 S Jul 2012 25,65 3,11 4,00 3,90 NE Nov 2012 33,00 13,16 10,00 7,10 E-NE Dez 2012 43,34 17,47 11,00 6,80 E-NE
Média 32,97 95,76 8,67 4,4 - Mínimo 9,45 3,11 2,00 1,70 - Máximo 45,1 304,84 14,00 7,10 - Mediana 37,15 17,47 10,50 3,90 - Amplitude 35,65 301,73 12,00 5,40 - Nota do autor: O número de Wedderburn, intensidade e direção do vento de julho de 2011 não foram calculados devido à ausência de dados. RTR: Resistência térmica relativa; W: Número de Wedderburn; Zhipol: Profundidade do hipolímnio.
A menor RTR (9,45) foi registrada na amostragem de julho de 2011 e a maior RTR
(45,10) em março. O menor número de Wedderburn foi registrado em julho de 2012
(W = 3,11) e o maior em março (W = 304,84). Dentre os meses caracterizados por
estratificação térmica, janeiro e março apresentaram os maiores números de
Wedderburn e, portanto, menor susceptibilidade à atuação do vento.
A direção do vento mais frequente durante as amostragens foi de nordeste. O vento
mais intenso (7,1 m.s-1) foi registrado no mês de novembro, concomitantemente a
um número de Wedderburn (13,16) e RTR (33,00) relativamente baixos quando
comparados aos outros meses de estratificação térmica.
6.4. FATORES BIOLÓGICOS
A figura 9 mostra a variação das concentrações de Clorofila a na superfície,
profundidade de 1% de luz e fundo durante os meses amostrados.
45
45
Figura 9: Distribuição das concentrações de clorofila a (μg.L-1
) em cada amostragem na lagoa Palminhas nas seguintes profundidades: Superfície (S), 1% de luz (1%) e fundo (F).
A Figura 9 mostra que as maiores concentrações de clorofila a foram obtidas na
profundidade de 1% de penetração de luz. O máximo de clorofila a nesta
profundidade foi detectado nas amostragens de março e novembro (acima de 8,00
µg.L-1). Já a mínima concentração foi encontrada em julho de 2012 (0,00 µg.L-1). As
concentrações de clorofila a na superfície da lagoa foram sempre menores do que
aquelas encontradas na profundidade de 1% de penetração de luz, exceto em julho
de 2012 e dezembro. A concentração de clorofila a no fundo foi reduzida em todas
as amostragens, próxima a zero devido à ausência de luz.
6.5. PERFIS VERTICAIS DE TEMPERATURA, OXIGÊNIO DISSOLVIDO E
DÉFICIT REAL DE OXIGÊNIO
Os perfis de déficit real de oxigênio foram construídos a partir de dados de
temperatura e oxigênio dissolvido em cada estrato da lagoa. Na Tabela 4 é
apresentado o sumário estatístico descritivo das variáveis temperatura e oxigênio
dissolvido para cada amostragem realizada.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
S 1% F
Clo
rofi
la a
(µ
g/L)
Profundidade
jul/11
jan/12
mar/12
jul/12
nov/12
dez/12
46
46
TABELA 4 – ESTATÍSTICA DESCRITIVA DOS DADOS DE TEMPERATURA E OXIGÊNIO DISSOLVIDO NOS PERFIS AMOSTRAIS
Amostragem Temperatura (°C)
Oxigênio dissolvido (mg.L-1)
Média 23,90 5,20 Jul 2011
Mínimo 23,68 3,27 Máximo 24,69 9,63 Mediana 23,87 5,10 Amplitude 1,01 6,36
Média 26,11 2,48 Jan 2012
Mínimo 24,13 0,32 Máximo 29,75 7,92 Mediana 24,69 0,41 Amplitude 5,62 7,60
Média 26,45 2,44 Mar 2012
Mínimo 24,14 0,32 Máximo 29,98 8,36 Mediana 25,04 0,42 Amplitude 5,84 8,04
Média 24,46 3,16 Jul 2012
Mínimo 24,17 2,55 Máximo 25,54 4,81 Mediana 24,28 2,84 Amplitude 1,37 2,26
Nov 2012
Média Mínimo Máximo
25,70 24,42 28,11
2,93 0,32 8,71
Mediana 24,85 0,39 Amplitude 3,69 8,39
Média 26,52 2,38 Dez 2012
Mínimo 24,43 0,31 Máximo 30,90 8,23 Mediana 25,21 0,42 Amplitude 6,47 7,92
A Tabela 4 mostra que a amplitude de teor de oxigênio ao longo da coluna d’água foi
maior nos meses de estratificação térmica (janeiro, março, novembro e dezembro)
atingindo o seu máximo no mês de novembro (8,39 mg.L-1). Já no período de
circulação da coluna d’água (julho), foi detectada a menor amplitude de
concentração de oxigênio dissolvido ao longo da coluna d’água (2,26 mg.L-1) em
julho de 2012.
47
47
O mês de julho de 2011 apresentou elevada amplitude de concentração de oxigênio
(6,30 mg.L-1), ainda que menor do que os meses caracterizados por estratificação
térmica, indicando que a coluna d’água não apresentava condições homogêneas de
distribuição vertical de oxigênio.
Os valores mínimos de oxigênio dissolvido foram detectados nos meses de
estratificação térmica, ocorrendo em todos estes o processo de anoxia no hipolímnio
da lagoa. O valor mínimo de oxigênio dissolvido (0,31 mg.L-1) foi detectado na
amostragem de dezembro de 2012.
A termoclina sazonal esteve presente ao longo de todas as amostragens realizadas
em meses do período chuvoso, sendo a maior amplitude de variação da temperatura
detectada no mês de dezembro (6,47 °C). A temperatura variou pouco durante os
meses de circulação da coluna d’água. Em julho de 2011 a variação de temperatura
atingiu sua menor amplitude (1,01 °C) e em julho de 2012 atingiu 1,37 °C. O mês de
novembro apresentou a menor amplitude de variação de temperatura (3,69 °C)
dentre os meses de estratificação térmica.
A seguir são mostrados os perfis verticais de temperatura (°C), oxigênio dissolvido
(mg.L-1) e déficit real de oxigênio (mg.L-1) da lagoa Palminhas (Figura 10). São
também representadas a transparência do disco de Secchi (DS) e as profundidades
de delimitação entre epilímnio - metalímnio e metalímnio - hipolímnio.
48
48
Figura 10. Perfis obtidos na estação amostral da lagoa Palminhas em cada mês amostrado. Linha tracejada azul ( - ) representa oxigênio dissolvido, linha contínua vermelha ( __ ) representa
temperatura e linha pontilhada verde (...) representa o déficit real de oxigênio. Linhas horizontais contínuas representam os limites entre epilímnio - metalímnio e metalímnio - hipolímnio.
49
49
Como mostra a Figura 10, a transparência de Secchi não ultrapassou 2,80 m em
todas as amostragens.
A lagoa Palminhas apresentou perfil vertical de oxigênio do tipo clinogrado durante
os meses de estratificação térmica e ortogrado durante os meses de circulação da
coluna d’água. O perfil vertical clinogrado positivo ficou bem demarcado na
amostragem realizada em dezembro, com concentrações de oxigênio dissolvido no
metalímnio superiores àquelas encontradas no epilímnio e hipolímnio. A ausência de
déficit real de oxigênio dissolvido entre 3 e 6 metros de profundidade acontece
concomitantemente a um máximo de concentração de oxigênio de 8,23 mg.L-1 na
profundidade de 5 metros.
Os perfis de déficit real de oxigênio dissolvido, construídos a partir de dados de
temperatura e oxigênio, revelaram a ocorrência de déficit deste gás durante todo o
ano na lagoa Palminhas. Mesmo nos meses de mistura da coluna d’água (julho de
2011 e 2012), o déficit real de oxigênio foi detectado ao longo da coluna d’água,
apesar de atingir menores valores (aproximadamente 4 mg.L-1 no hipolímnio) em
relação ao período de estratificação da coluna d’água (cerca de 8 mg.L-1 no
hipolímnio).
O perfil de déficit real de oxigênio da amostragem de julho de 2011 apresentou
saturação de oxigênio dissolvido em sub-superfície (até 1 m) e déficit real de
oxigênio a partir desta profundidade até o fundo da lagoa. Foi detectada a formação
de uma termoclina temporária que atinge 2 m de profundidade. As concentrações de
oxigênio dissolvido estiveram sempre acima de 3,27 mg.L-1.
Na amostragem de janeiro de 2012 o gradiente de temperatura pode ser visualizado
como uma termoclina sazonal (de 6 a 11 m) que é formada a partir da radiação
solar. Foi detectado déficit real de oxigênio atingindo valores próximos a 8 mg.L-1 e
ocorrência de anoxia (0,32 mg.L-1) no hipolímnio da lagoa.
Na amostragem de março é possível observar o início do afundamento da termoclina
(de 6 a 14 m) que se mostra mais desenvolvida do que em janeiro. Também foi
50
50
detectado déficit real de oxigênio atingindo valores próximos a 8 mg.L-1 e ocorrência
de anoxia (0,32 mg.L-1) no hipolímnio da lagoa.
Em julho de 2012 ocorre então, novamente, a circulação da coluna d’água. Foi
detectada apenas a formação da termoclina temporária que atingiu 4 m de
profundidade. As concentrações de oxigênio dissolvido ao longo da coluna d’água
foram superiores a 2,55 mg.L-1 e o déficit real de oxigênio não ultrapassou 5,77
mg.L-1.
Em novembro, a espessura da termoclina sazonal sofreu redução (de 7 a 10 m). Foi
detectada também a formação de uma termoclina temporária que atingiu 4 m de
profundidade. Foi detectado déficit real de oxigênio atingindo valores próximos a 8
mg.L-1 e ocorrência de anoxia (0,32 mg.L-1) no hipolímnio da lagoa. Houve saturação
de oxigênio dissolvido entre 3 e 7 m de profundidade.
Em dezembro a termoclina sazonal volta a afundar, sendo detectada (de 5 a 11 m).
Também ocorreu saturação de oxigênio na zona eufótica entre 3 e 6 metros de
profundidade. Foi detectado déficit real de oxigênio atingindo valores próximos a 8
mg.L-1 e ocorrência de anoxia (0,31 mg.L-1) no hipolímnio da lagoa.
6.6. DÉFICITS REAL E RELATIVO NA LAGOA PALMINHAS
Abaixo é apresentada a Tabela 5 com dados de déficit real de oxigênio (em
toneladas e em miligrama por unidade de área) e déficit relativo de oxigênio
dissolvido (em miligrama por unidade de área e tempo e por unidade de volume e
tempo) para cada campanha amostral realizada na lagoa Palminhas.
51
51
TABELA 5 – DÉFICIT REAL TOTAL (AOD) E RELATIVO (AHOD E VHOD) DE OXIGÊNIO DISSOLVIDO NA LAGOA PALMINHAS
Amostragem AOD (ton. O2)
AOD (mgO2.cm-2)
AHOD (mgO2.cm-2.dia-1)
VHOD (mgO2.cm-³.dia-1)
Jul 2011 2.022,869 22,987 - - Jan 2012 3.079,516 34,994 0,061 4,07 x 10-5 Mar 2012 3.012,885 34,237 0,061 5,08 x 10-5 Jul 2012 4.532,421 51,505 - - Nov 2012 2.757,574 31,336 0,104 6,93 x 10-5 Dez 2012 3.237,639 36,791 0,075 5,00 x 10-5
Média 3.107,151 35,308 0,075 5,27 x 10-5 Mínimo 2.022,869 22,987 0,061 4,07 x 10-5 Máximo 4.532,421 51,505 0,104 6,93 x 10-5 Mediana 3.046,201 34,616 0,068 5,04 x 10-5
Amplitude 2.509,552 28,518 0,043 2,87 x 10-5 Nota do autor: Os cálculos para os déficits relativos foram feitos em relação a julho de 2012. AOD:
Déficit real de oxigênio; AHOD: Déficit relativo de oxigênio; VHOD: Taxa de consumo de oxigênio por
unidade de volume e tempo.
O valor máximo do déficit real total de oxigênio na lagoa Palminhas (4.532,421
toneladas de O2) foi detectado em julho de 2012 e o valor mínimo (2.022,869
toneladas de O2) foi detectado em julho de 2011. O déficit real total de oxigênio foi
bastante reduzido no mês de novembro (2.757,574 toneladas de O2), o que não
seria esperado para uma amostragem realizada durante um mês típico de
estratificação térmica da coluna d’água. A pluviosidade registrada durante esta
amostragem (82,80 mm) pode ter influenciado a ocorrência deste reduzido déficit
real total de oxigênio.
Apesar de apresentarem o mesmo valor de AHOD, os meses de janeiro e março
apresentam diferentes VHOD. Em janeiro foi detectado o menor VHOD (4,07 x 10-5)
e em novembro o maior VHOD (6,93 x 10-5).
6.7. CORRELAÇÕES ENTRE OS DÉFICITS DE OXIGÊNIO E AS VARIÁVEIS
ESTUDADAS
52
TABELA 6: CORRELAÇÕES DE SPEARMAN PARA AS VARIÁVEIS ESTUDADAS
Nota do autor: Os valores de W, radiação e pluviosidade de julho de 2011 não foram incluídos na correlação de Spearman devido à ausência de dados. AOD: Déficit real de oxigênio; AHOD: Déficit relativo de oxigênio; RTR: Resistência térmica relativa; W: Número de Wedderburn; DS: Transparência do disco de Secchi.
53
53
Como mostra a Tabela 6, o AOD apresentou correlação negativa significativa com a
concentração de clorofila a (r= -0,942). O AOD apresentou correlação positiva com a
RTR, profundidade do hipolímnio, temperatura média do hipolímnio, profundidade o
disco de Secchi e amplitude de temperatura da coluna d’água e negativa com W,
radiação, pluviosidade, e oxigênio médio dissolvido no hipolímnio, embora não
significativa.
O AHOD apresentou correlação negativa com a concentração de clorofila a, RTR,
W, radiação, profundidade do hipolímnio, transparência do disco de Secchi e
amplitude de temperatura da coluna d’água e positiva com a pluviosidade,
temperatura média do hipolímnio e oxigênio dissolvido médio no hipolímnio, embora
não significativa.
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54
7. DISCUSSÃO
As mudanças na intensidade da radiação solar ao longo do ano e a significativa
atenuação desta com a profundidade são responsáveis pelas alterações na estrutura
térmica de ecossistemas lacustres (HENRY, 1995). Correlações feitas entre a
radiação acumulada durante os 7 dias anteriores às amostragens e os déficits real e
relativo de oxigênio mostram que embora não sejam significativas, possuem
comportamento inverso.
A correlação significativa positiva encontrada entre a radiação e o RTR sugere que o
aumento da incidência solar ocasiona estratificação térmica que resulta em maior
estabilidade da coluna d’água. A intensificação da estabilidade isola o hipolímnio das
camadas superiores e, consequentemente, favorece o aumento de AOD (correlação
positiva não significativa) na lagoa.
Segundo Dussart (1966, apud HENRY, 1995, p. 351), “fatores geográficos como a
latitude e morfométricos como a área superficial, profundidade e o formato da lagoa
também influenciam no regime térmico do corpo d’água”. Fatores morfométricos
como o IDM = 8,1 que reflete um padrão alongado e dendrítico, além da
considerável profundidade média (14,22 m) dificultam a atuação do vento e
favorecem a formação de uma termoclina sazonal durante a maior parte do ano na
lagoa Palminhas. O declive de cerca de 50 m entre as vertentes da Formação
Barreiras e a superfície da Lagoa também dificultam a atuação do vento (i.e., fetch)
e, consequentemente, a mistura vertical da coluna d’água.
Segundo Franzen (2009), “o número de Wedderburn pode ser considerado como
uma resposta da coluna d’água do ecossistema lacustre à ação do vento”.
Thompson e Imberger (1980, apud Franzen, 2009, p. 16) relacionam valores de W
menores do que 1 a maior susceptibilidade da coluna d’água à mistura e,
consequentemente, ascensão da termoclina à superfície”. Sendo assim, é provável
55
55
que apesar de ter sido detectado (W = 3,00) na amostragem de julho de 2012, a
coluna d’água da lagoa Palminhas tenha estado em condição de mistura completa
durante o período noturno. Essa resposta da coluna d’água à ação do vento, durante
o dia, pode estar relacionada à elevada RTR (25,65) resultante da formação de
termoclinas temporárias diurnas (Figura 10). Segundo Delazari-Barroso (2007), “um
maior número de Wedderburn implica em maior estabilidade da estrutura térmica e
menor turbulência gerada pelo vento”. A variável W mostrou correlação positiva
significativa com a RTR, logo, a coluna d’água estava fisicamente mais estável e
menos susceptível à circulação durante a amostragem de março quando apresentou
elevados W (304,84) e RTR (45,10), além de menor intensidade de vento (1,70 m.s-
1). Em janeiro e março o W foi elevado indicando alta estabilidade física da coluna
d’água (Tabela 3).
A lagoa Palminhas apresentou elevada resistência térmica relativa à mistura (Tabela
3) nos meses caracterizados por estratificação térmica e perfil de temperatura
praticamente isotérmico durante o período de circulação da coluna d’água. A
variação de temperatura ao longo da coluna d’água foi maior nos meses de
estratificação térmica atingindo a maior amplitude no mês de dezembro (6,47°C)
(Tabela 4). Essa variação é devida à elevada intensidade de radiação que incide na
superfície do ecossistema aquático e aquece os estratos superiores elevando a RTR
(correlação positiva não significativa) e, consequentemente, a amplitude térmica na
coluna d’água (correlação positiva significativa). Como já mencionado, a significativa
absorção da radiação térmica nas camadas superficiais impede que esta atinja os
estratos inferiores da lagoa e ocasione homogeneidade de temperatura. Já no
período de circulação da coluna d’água, foi detectada a menor variação de
temperatura ao longo da coluna d’água (1,01°C) em julho de 2011. Segundo Henry;
Pontes; Tundisi (1997), “essa reduzida amplitude de temperatura é decorrente da
perda de calor que ocorre no inverno devido ao resfriamento das camadas
superiores”.
Foram observadas termoclinas temporárias de formação diurna nos estratos
superiores do epilímnio da lagoa nas amostragens de novembro, julho de 2011 e
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julho de 2012 (Figura 10). Segundo Henry (1995), “as termoclinas sazonais são
observadas nas zonas profundas do ecossistema lacustre, enquanto que
microestratificação temporárias ocorrem no epilímnio”.
Segundo Tundisi; Matsumura-Tundisi (2008), “o perfil vertical de oxigênio de um
ecossistema lêntico é dependente do padrão de estratificação térmica e circulação
da coluna d’água, bem como da distribuição vertical e atividade de organismos”. A
lagoa Palminhas apresentou perfil vertical de oxigênio do tipo clinogrado durante os
meses de estratificação térmica. Esteves (1998) também classificou o tipo de perfil
vertical de oxigênio nesta lagoa como clinogrado. Bozelli et al. (1992) destacaram
que a lagoa Palminhas possui perfil de oxigênio do tipo clinogrado positivo e que
este está relacionado a um aumento da produção fitoplânctônica no metalímnio a
partir do avanço da camada trofogênica até o mesmo. A produtividade primária
metalimnética seria favorecida também pela reduzida herbivoria e elevada
concentração de nutrientes existentes neste estrato da coluna d’água.
Segundo Matsumura-Tundisi; Tundisi (1995), “durante períodos de intensa
estratificação e estabilidade da coluna d’água é comum a ocorrência de anoxia no
hipolímnio de ecossistemas lênticos”. Durante o período de estratificação térmica da
coluna d’água foi detectada reduzida concentração de oxigênio no hipolímnio da
lagoa (0,31 a 0,32 mg.L-1), o que caracteriza o processo de anoxia. Este processo
também foi observado por Henry; Pontes; Tundisi (1997) no lago Dom Helvécio,
localizado no Médio Rio Doce (MG). A concentração média de oxigênio dissolvido no
hipolímnio apresentou correlação negativa significativa com o W, RTR, profundidade
do hipolímnio e amplitude de temperatura na coluna d’água. Estas correlações
sugerem que a intensificação da estratificação ocasiona maior estabilidade da
coluna d’água (W, RTR) que dificulta a difusão de oxigênio do epilímnio para o
hipolímnio.
O maior AOD total foi detectado na amostragem de julho de 2012 (4.532,421
toneladas de O2). A correlação negativa significativa entre concentração de clorofila
57
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a e AOD total sugere que esse valor elevado, não esperado em amostragens de
períodos de circulação da coluna d’água, possivelmente é resultado da baixa
produtividade primária (Figura 9). Segundo Henry; Pontes; Tundisi (1989), “a
magnitude da difusão atmosférica de oxigênio para o ecossistema lacustre é
praticamente irrelevante quando comparada com aquela do subproduto da
fotossíntese”. Dessa forma, é possível que a lagoa tenha sido afetada pela redução
do aporte de oxigênio mais relevante para a coluna d’água, o que ocasionou o
elevado déficit real de oxigênio desde a superfície (valores próximos a 4,00 mg.L-1)
até o hipolímnio (valores próximos a 6,00 mg.L-1) da lagoa, situação bem distinta da
encontrada em julho de 2011.
O menor AOD total de oxigênio (2.022,869 toneladas de O2) foi detectado em julho
de 2011. Provavelmente, a elevada produção primária foi a responsável pelo
reduzido déficit quando comparado com as outras amostragens. A concentração de
clorofila a nesta amostragem foi a mais elevada em superfície e apresentou valores
consideráveis na profundidade de 1 % de luz (6, 76 µg.L-1) (Figura 9).
O AOD total foi bastante reduzido no mês de novembro (2.757,574 toneladas de O2),
o que não seria esperado para uma amostragem realizada durante um mês típico de
estratificação térmica da coluna d’água. Porém, é possível que a elevada produção
primária na profundidade de 1 % de luz seja a responsável pela renovação de
oxigênio e diminuição da depleção deste na lagoa. É provável que apesar de não ter
sido detectada concentração de clorofila a em superfície, tenha ocorrido uma
compensação da produção no metalímnio como mostra a Figura 9.
Em estudo realizado em 18 lagoas por Bozelli et al. (1992) entre o período de 26 de
fevereiro a 06 de março de 1986, os autores encontraram a maior transparência de
Secchi (9,00 m) na lagoa Palminhas. Segundo Bozelli et al. (1992), “esta elevada
penetração da luz era resultado do reduzido teor de material em suspensão e
dissolvido na coluna d’água”. Já os resultados de transparência de Secchi obtidos
nas amostragens de janeiro e março de 2012 revelam que após 26 anos este
58
58
ecossistema lacustre encontra-se bastante alterado e apresenta transparência de
Secchi de no máximo 2,80 m (Figura 10). A relevante atenuação da luz na coluna
d’água desta lagoa pode estar relacionada ao processo de eutrofização artificial que
já ocorre neste ecossistema e, provavelmente, tem se agravado pelo aporte de
matéria orgânica oriunda dos cultivos de piscicultura. Bezerra Neto; Pinto-Coelho
(2001) encontraram correlação negativa significativa entre o AHOD e a
transparência do disco de Secchi na lagoa do Nado. A correlação feita para a lagoa
Palminhas também foi negativa, porém não significativa. Henry (1992) também não
encontrou correlação significativa entre o AHOD e a transparência do disco de
Secchi no reservatório Jurumirim. Essa correlação negativa provavelmente é devido
ao aumento da profundidade da zona eufótica, com consequente aumento de
produtividade primária e redução da depleção de oxigênio.
A fim de se fazer uma comparação entre os déficits real e relativo de oxigênio na
lagoa Palminhas e de 5 ecossistemas lacustres tropicais é apresentada a Tabela 7
com os dados morfométricos destes ambientes.
TABELA 7 – DADOS MORFOMÉTRICOS DOS ECOSSISTEMAS LACUSTRES NO BRASIL PARA COMPARAÇÃO COM A LAGOA PALMINHAS
Ecossistema lacustre
A (m2)
Zmax (m)
Zm (m)
V (m3)
IDM IDV Referência
Lagoa Palminhas
8,80 x 107 31,6 14,2 9,67 x 108 8,1 1,35 Barroso et al. (2012)
Lago Dom Helvécio
6,87 x 106 32,5 12,1 8,31 x 106 4,84 1,12 Henry; Pontes; Tundisi (1997)
Lagoa do Nado
1,50 x 104 7,6 2,7 4,06 x 104 2,75 1,07 Bezerra-Neto; Pinto Coelho (2001)
Reservatório de Jurumirim
4,46 x 108 40 12,9 7,01 x 109 14,90 0,97 Henry (1992)
Reservatório das Garças
8,82 x 104 4,7 2,04 1,89 x 105 1,46 1,30 Tucci et al. (2006)
Área superficial [As], profundidades máxima [Zmax], média [Zm], volume [V], índice de desenvolvimento de margem [IDM] e índice de desenvolvimento de volume [IDV]. Nota do autor: Os valores de IDM e IDV da lagoa Palminhas, reservatório de Jurumirim, lago Dom Helvécio e reservatório das Garças foram calculados pelo autor deste trabalho, a partir de dados morfométricos das referências citadas na Tabela 7.
Dentre os ecossistemas comparados, o reservatório Jurumirim detém a maior área
superficial (446,0 km2), profundidade máxima (40m), o maior volume (7,0 km3) e o
59
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maior IDM (14,90). A lagoa Palminhas apresenta a maior profundidade média (14,22
m) e IDV (1,35). A lagoa do Nado e o reservatório das Garças são os ecossistemas
que apresentam as menores dimensões morfométricas dentre os 5 estudados.
A tabela 8 mostra que o déficit de oxigênio na Lagoa Palminhas é cerca de 27 vezes
superior ao registrado na lagoa do Nado, 71 vezes superior ao registrado no
reservatório de Jurumirim, 33 vezes superior ao registrado no reservatório das
Garças e 5 vezes superior ao registrado no reservatório Kariba.
TABELA 8: DÉFICITS REAL E RELATIVO DE OXIGÊNIO DE 6 ECOSSISTEMAS LACUSTRES
Ambiente lacustre AOD (mgO2.cm-2)
AHOD (mgO2.cm-2.dia-1)
Referência
Lagoa Palminhas (ES)
22,99 – 51,51 0,061-0,104 Presente estudo
Lago Dom Helvécio (MG)
1,73 – 2,37 0,019 – 0,043 Henry; Pontes; Tundisi (1989)
Lagoa do Nado (MG)
0,53 – 1,86 0,001 – 0,007 Bezerra-Neto; Pinto-Coelho (2001)
Reservatório de Jurumirim (SP)
0,03 – 1,52 0,013 – 0,032 Henry (1992)
Reservatório das Garças (SP)
0,40 – 1,52 - Henry (1999)
Reservatório Kariba (África)
10,14 0,083 Coche (1974, apud Henry, 1992, p.382)
Fonte: Bezerra-Neto; Pinto-Coelho (2001). Nota: Dados adaptados pelo autor.
Conforme mostra a Tabela 8, o lago Dom Helvécio, localizado no médio Rio Doce,
apresentou déficit real de oxigênio máximo igual a 2,37 mgO2.cm-2, o que equivale a
163,28 toneladas de oxigênio (Henry; Pontes; Tundisi, 1997). A profundidade
máxima deste lago na época do estudo sobre o déficit de oxigênio era conhecida
como 32,5 metros. Estudos posteriores realizados por Bezerra-Neto; Pinto-Coelho
(2008) revelam profundidade máxima de 39,2 m, área superficial de 5.270.000 m2 e
volume equivalente a 59.600.000 m³. Henry; Pontes; Tundisi (1989) atribuíram o
déficit de oxigênio neste lago ao processo de decomposição biológica da matéria
orgânica ao longo da coluna d’água.
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60
O AOD total no reservatório das Garças (Tabela 8), semelhante ao detectado na
lagoa do Nado, foi baixo, provavelmente devido à maior atuação do vento, já que
essa possui profundidade um pouco menor e maior área superficial quando
comparada com a Lagoa do Nado (NOGUEIRA; RAMIREZ, 1998 apud BEZERRA-
NETO; PINTO COELHO, 2001, p. 114). Henry (1999, apud Bezerra-Neto; Pinto-
Coelho, 2001, p. 114), atribuiu a variação sazonal do déficit real de oxigênio no
reservatório das Garças ao consumo deste gás após a senescência da população
de Microcystis aeruginosa.
O reservatório Jurumirim, detentor do maior volume, área e profundidade máxima
dentre os 5 ecossistemas lênticos brasileiros comparados, apresentou os menores
AOD totais variando de 0,03 a 1,52 mgO2.cm-2 em abril e junho, respectivamente
(Tabela 8). Henry (1992) atribuiu a variação do déficit relativo deste reservatório à
amplitude de temperatura entre a superfície e o fundo (correlação negativa
significativa) e a outros fatores não estudados. O autor também destaca que as
fontes de oxigênio para este ecossistema são a fotossíntese fitoplanctônica, a
difusão atmosférica (baixa relevância) e o input deste gás pelos tributários.
A lagoa Palminhas, situada no baixo Rio Doce, apresentou AOD total máximo
equivalente a 51,505 mgO2.cm-2 (Tabela 8), o que equivale a 4.532,421 toneladas de
oxigênio. Este elevado déficit de oxigênio dissolvido é provavelmente resultado de
um conjunto de fatores como o formato dentrítico da lagoa (IDM= 8,1) e a
considerável profundidade média (14,22 m) que dificultam a atuação do vento, além
da elevada carga orgânica oriunda da piscicultura. Segundo Bezerra-Neto; Pinto-
Coelho (2001), “ecossistemas lênticos que detém hipolímnio espesso estão sujeitos
a déficits de oxigênio devido à oxidação da matéria orgânica ao longo da coluna
d’água”. Sendo assim, o consumo de oxigênio na decomposição da matéria orgânica
oriunda da piscicultura também contribui para a depleção de oxigênio na lagoa, visto
que esta possui profundidade média moderada e pontos aonde a profundidade
61
61
chega a atingir 31,6 m. A lagoa Palminhas apresentou condição mesotrófica quando
aplicado o Índice de estado trófico médio por Sabadini (2012).
Sendo o AOD total no lago Dom Helvécio cerca de 21 vezes menor que o
apresentado pela Lagoa Palminhas, é provável que o formato mais dendrítico e o
maior volume desta (116 vezes maior) sejam alguns dos principais fatores
determinantes para o elevado déficit real de oxigênio na lagoa Palminhas.
É importante ressaltar que o déficit de oxigênio da Lagoa Palminhas já é muito
superior aos dos outros 4 ecossistemas lacustres brasileiros estudados
anteriormente por outros pesquisadores (Figura 8). Provavelmente, a carga orgânica
oriunda dos cultivos de piscicultura contribui para a magnitude do déficit de oxigênio
nesta, já que os outros ecossistemas comparados são reservatórios (Nado, Garças
e Jurumirim) ou área protegida (lago Dom Helvécio) em que não é desenvolvida esta
atividade. O lago Kariba, localizado na África, apresenta elevado AOD (10,14 mg.cm-
2) quando comparado com estes 4 ecossistemas brasileiros, no entanto, é cerca de 5
vezes menor do que o registrado na lagoa Palminhas. Considerando-se a magnitude
dos déficits de oxigênio, a lagoa Palminhas assemelha-se mais ao lago Kariba do
que aos ecossistemas lacustres brasileiros citados.
Em relação à primeira hipótese proposta, foi aceita a hipótese alternativa H1, pois
foram detectados déficits de oxigênio ao longo da coluna d’água durante todas as
amostragens realizadas na lagoa Palminhas.
As hipóteses 2 e 4 foram negadas e aceitas as hipóteses nulas, pois não foram os
fatores físicos ou climáticos que determinaram a variação de oxigênio ao longo do
ano na lagoa, e sim um fator biológico, no caso, a produção fitoplanctônica.
62
62
A hipótese 3 foi aceita, pois a concentração de clorofila a influenciou negativamente
a ocorrência de AOD, porém é importante destacar que outros fatores biológicos
como a oxidação da matéria orgânica oriunda dos cultivos de peixes em tanque-rede
provavelmente contribuem para a magnitude deste déficit. Seria de grande utilidade
a realização futura da análise da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) para que
fosse analisada a demanda de oxigênio para a decomposição de matéria orgânica e
respiração dos organismos aquáticos presentes na lagoa.
A hipótese 5 também foi aceita, já que os déficits de oxigênio calculados para a
lagoa Palminhas foram superiores àqueles encontrados anteriormente, por outros
pesquisadores.
63
63
8. CONCLUSÕES
A lagoa Palminhas apresentou estratificação térmica durante a maior parte do ano e
isotermia durante o período de circulação da coluna d’água.
A lagoa Palminhas apresentou perfil vertical de oxigênio do tipo clinogrado durante o
período de estratificação térmica, com ocorrência do processo de anoxia no
hipolímnio desta. Já, durante o período de circulação da coluna d’água, a lagoa
apresentou perfil aproximadamente ortogrado.
Dentre as correlações feitas entre os vários parâmetros estudados, a concentração
de clorofila a foi associada à variação de AOD durante as amostragens neste
ecossistema lêntico. Elevadas concentrações de clorofila a, provavelmente, estão
relacionadas à maior produção fitoplanctônica e, consequentemente, maior
renovação de oxigênio e menor AOD no ecossistema.
Como a variação do déficit relativo de oxigênio na lagoa Palminhas não foi explicada
pela correlação com a concentração de clorofila a na zona eufótica ou outras
variáveis, é provável que outros fatores também influenciem na magnitude do déficit
neste ecossistema. É necessário um estudo da influência de outros fatores
biológicos como a decomposição da matéria orgânica na determinação do déficit de
oxigênio na lagoa Palminhas. A atividade de piscicultura em tanque-rede,
desenvolvida nesta lagoa, provavelmente contribui para esta suposição, já que os
resíduos de ração e a excreção dos peixes sofrem oxidação durante a sedimentação
e contribuem para a depleção de oxigênio.
Os déficits de oxigênio encontrados na lagoa Palminhas são elevados quando
comparados com outros ecossistemas lacustres tropicais. É provável que além de
fatores morfométricos (profundidade moderada e IDM elevado), o consumo de
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oxigênio na decomposição de matéria orgânica exerça grande influência na
magnitude do déficit de oxigênio, já que esta lagoa já sofre processo de eutrofização
artificial e foi classificada como mesotrófica por SABADINI (2012). A magnitude dos
déficits de oxigênio encontrada na lagoa Palminhas provavelmente possuem relação
com a atual condição mesotrófica desta, que já apresenta reduzida transparência do
disco de Secchi e produção de sulfeto no fundo.
65
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9. REFERÊNCIAS
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em:<http://hidroweb.ana.gov.br/Estacao.asp?Codigo=1940004 >. Acesso em: 15
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