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Universidade Estadual de Santa Cruz Programa Regional de Pós-graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente Mestrado em Desenvolvimento Regional e Meio Ambiente ASPECTOS HIDROQUÍMICOS DE RIOS NA APA ITACARÉ/SERRA GRANDE: ESTUDO DE CASO DA BACIA HIDROGÁFICA DO RIO TIJUÍPE CAMILA DOS SANTOS BRANDÃO ILHÉUS, BAHIA 2013

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Universidade Estadual de Santa Cruz

Programa Regional de Pós-graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente

Mestrado em Desenvolvimento Regional e Meio Ambiente

ASPECTOS HIDROQUÍMICOS DE RIOS NA APA

ITACARÉ/SERRA GRANDE: ESTUDO DE CASO

DA BACIA HIDROGÁFICA DO RIO TIJUÍPE

CAMILA DOS SANTOS BRANDÃO

ILHÉUS, BAHIA

2013

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CAMILA DOS SANTOS BRANDÃO

ASPECTOS HIDROQUÍMICOS DE RIOS NA APA

ITACARÉ/SERRA GRANDE: ESTUDO DE CASO DA BACIA

HIDROGRÁFICA DO RIO TIJUÍPE

Dissertação apresentada ao Programa Regional de

Pós-graduação em Desenvolvimento e Meio

Ambiente, Sub-programa Universidade Estadual

de Santa Cruz, como parte dos requisitos para a

obtenção do título de Mestre em

Desenvolvimento Regional e meio Ambiente.

Área de concentração: Gestão de bacias

hidrográficas e zonas costeiras

Orientadora: Prof. Dr. Daniela Mariano Lopes da

Silva.

ILHÉUS – BAHIA

2013

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B817 Brandão, Camila dos Santos. Aspectos hidroquímicos de rios na APA Itacaré/Serra Grande : estudo de caso da bacia hidrográfica do rio Tijuípe / Camila dos Santos Brandão. – Ilhéus : UESC, 2013. 53f. : il. Orientador : Daniela Mariano Lopes da Silva. Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual de Santa Cruz. Programa Regional de Pós-Graduação em Desenvolvi- mento e Meio Ambiente. Inclui referências.

1. Tijuípe, Rio, Bacia (BA) – Nutrientes inorgânicos. 2. Mata atlântica – Preservação. 3. Ìons. I. Silva, Daniela Mariano Lopes da (orientadora). II. Título. CDD – 577.64

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AGRADECIMENTOS

À Deus, em primeiro lugar, pela força e coragem para encarar e superar todas as dificuldades

que apareceram ao longo desta caminhada para mais uma conquista em minha vida.

Aos meus pais, Marli Xavier dos Santos Brandão e Jailton de Brito Brandão, por sempre me

apoiarem, acreditarem em mim e me darem condições para conseguir terminar esse mestrado.

E a minha irmã, Jamile dos Santos Brandão, que mesmo com seu jeito de ser, me apoiou e me

ajudou quando eu precisei.

Ao meu namorado, Vitor Lucas Pereira dos Santos, por ter me ouvido pacientemente falar dos

problemas e dificuldades enfrentados, por ter assistido meus ensaios de apresentação e por

sempre está ao meu lado me dando forças, apoio e alegria pra continuar nesta longa

caminhada.

À Professora Daniela Mariano Lopes da Silva pela orientação e acompanhamento, desde a

graduação, me ensinando um pouco mais sobre esta área e me ajudando na orientação deste

trabalho.

À todos aqueles que ajudaram nas coletas e nas analises de laboratório, Lenilda Pitta, Camile,

Juliana Cintra, Thais Carvalho, fazendo com que o trabalho fosse mais divertido e não tão

cansativo.

Aos meus amigos da turma, pelas horas de descontração durante os almoços de aniversario,

pela maravilhosas lembranças na viagem de João Pessoa, pela confraternizações e

principalmente por sempre estarem presentes contribuindo de alguma forma para tornar estes

2 anos de mestrados uma época muito gratificante. Não tenho como citar nomes porque a lista

seria muito grande, mas agradeço a todos por toda atenção que me deram, pelos conselhos e

orientações, tanto durante as aulas como no desenvolvimento da minha pesquisa.

Aos meus amigos da graduação, Edyla Ribeiro, Aluane Ferreira, Lucas Moreno, e as minhas

outras amigas Jacqueline Barbosa, Maria Clara Almeida, Stephanie Bitencourt, que apesar de

não terem estado sempre comigo, me deram bons momentos de alegria que me ajudaram a ter

mais forças para terminar este mestrado.

Por fim, a todos aqueles que participaram de alguma forma desta caminhada, tornando

possível a execução deste trabalho.

MUITO OBRIGADA!

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ASPECTOS HIDROQUÍMICOS DE RIOS NA APA ITACARÉ/SERRA GRANDE:

ESTUDO DE CASO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO TIJUÍPE

RESUMO Os rios são considerados um dos mais importantes recursos naturais, uma vez que

constituem os agentes mais importantes no transporte dos materiais intemperizados do

continente para o oceano. Poucos estudos têm sido realizados em rios de áreas preservadas, a

fim de demonstrar a diferença na qualidade dos habitats destes ambientes em relação aos

ambientes impactados. Sendo assim, este trabalho teve por objetivo determinar a variação

espaço-temporal dos nutrientes inorgânicos e íons maiores e determinar os seus respectivos

fluxos na bacia hidrográfica do rio Tijuipe, que representa uma bacia preservada no sul da

Bahia. As amostras de água foram coletadas mensalmente de Agosto de 2010 a Julho de 2011,

em 11 pontos ao longo da bacia hidrográfica. A análise das formas inorgânicas dissolvidas foi

realizada através da cromatografia iônica exceção aos íons, fosfato e o silicato que foram

determinados através da espectrofotometria e o íon bicarbonato foi calculado a partir da

alcalinidade utilizando o programa CO2SYS.EXE. Os resultados das variações espaciais

demonstraram que a forma de nitrogênio inorgânico predominante foi o nitrato seguido pelo

amônio e nitrito. Sazonalmente, não foram observadas diferenças entre os períodos secos e

chuvosos, exceção ao nitrato que apresentou diferenças nos pontos T1, T2, T3 and J1. O

fosfato apresentou um decréscimo na quantidade, no sentido montante-jusante, para o rio

Tijuipe e a concentração de silicato apresentou menores valores nos pontos a montante de

cada rio. A razão NID:PID e Si:NID foi superior a razão de Redfield (16Si:16N:1P) para a

maioria dos pontos amostrados. Os íons maiores apresentaram a seguinte ordem de grandeza

K+

< Ca2+

< Mg2+

< Na+

e SO42-

< HCO3- < Cl

-. A partir do fluxo dos elementos foi observado

que o rio Tijuipinho apresentou o maior fluxo para a maioria dos íons exceção ao cloreto e ao

sulfato, que foram maiores no rio Pancadinha e o NID que foi superior no rio Tijuipe. Com

base neste trabalho foi constatado que a bacia hidrográfica do rio Tijuipe apresenta

característica de área preservada, podendo os seus valores serem utilizados como referência

para futuros trabalhos realizados nesta região.

Palavras-chave: Nutrientes, Íons maiores, Mata Atlântica.

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HYDROCHEMISTRY OF RIVERS IN THEAPA / ITACARÉ/ SERRA

GRANDE: A CASE STUDY OF TIJUÍPE RIVER BASIN

ABSTRACT

Rivers are considered one of the most important natural resource, since they transport

weathered materials from land to the ocean. Few studies have been conducted in pristine

watersheds in order to demonstrate the water quality of these environments compared to

impacted environments. Therefore, the aim of this work was to determine the spatio-temporal

variation of inorganic nutrients and major ions and their fluxes in Tijuipe River Basin that is

located in a preserved area in southern Bahia. Water samples were collected monthly from

August 2010 to July 2011 at 11 points along the basin. Sites from T1 to T7 were located in

Tijuipe river, sites from J1 to J3 in Tijuipinho river and site P1 in Pancadinha river. Dissolved

inorganic forms were determined by ion chromatography, exception to phosphate and silicate

that were determined by spectrophotometric method and bicarbonate ion that was calculated

from alkalinity using the program CO2SYS.EXE. The spatial variation showed that the main

inorganic form of nitrogen was nitrate followed by ammonium and nitrite. Phosphate

concentrations decreases from upstream to downstream in Tijuipe river and silicate

concentration presented lower values in the upstream sites in all rivers. Seasonally, it was not

found difference between dry and wet season, exception to nitrate that presented seasonal

differences in sites T1, T2, T3 and J1. NID:PID and Si:NID were higher than the Redfield

ratio (16Si:16N:1P) for most of samples. The concentration of major ions followed the order

of magnitude Na+

> Cl- < K

+ < Ca

2+ and SO4

2- < HCO3

- < Mg

+. The ion fluxes were higher in

Tijuipinho river for almost all ions exception to chloride and sulphate, which were higher in

Pancadinha and DIN that was higher in Tijuipe river. Based on these results it can be

concluded that Tijuipe River Basin could be considered a preserved watershed and their result

can be used as a reference for future works developed in this area.

Keywords: Nutrients, Major Ions, Atlantic Forest.

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LISTA DE TABELAS

TABELA 1: PONTOS AMOSTRADOS AO LONGO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO TIJUIPE E SUAS

COORDENADAS GEOGRÁFICAS. ..................................................................................................... 15

TABELA 2: VALORES DE CONDUTIVIDADE (COND.), PH, SATURAÇÃO DE OXIGÊNIO (OD %) E

TOTAL DE SÓLIDOS E SUSPENSÃO (TSS) NOS PONTOS NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO TIJUÍPE

(MÉDIA, ±DESVIO PADRÃO, MIN-MÁX). ..................................................................................... 23

TABELA 3: VALORES DA CORRELAÇÃO DAS VARIÁVEIS ABIÓTICAS, NUTRIENTES INORGÂNICOS E

ÍONS MAIORES PARA A BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO TIJUIPE, ANALISADAS NA PCA, PARA OS DOIS

PRIMEIROS COMPONENTES PRINCIPAIS.......................................................................................... 28

TABELA 4: VALORES MÉDIOS E DESVIO PADRÃO (±) PARA O FLUXO DOS NUTRIENTES E ÍONS

MAIORES, EM KG.HA-1

.ANO-1

. AO LONGO DOS RIOS TIJUIPE, TIJUIPINHO E PANCADINHA E O TOTAL

EXPORTADO NA BACIA HIDROGRÁFICA. ........................................................................................ 31

TABELA 5: FLUXO DOS NUTRIENTES E ÍONS MAIORES, EM KG.HA-1

.ANO-1

, PARA O OS RIOS DA

BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO TIJUIPE E COMPARAÇÃO COM OUTROS TRABALHOS. ...................... 41

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LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1: MAPA DA ÁREA DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO TIJUIPE, COM OS PONTOS DE COLETA

DE CADA RIO (PONTOS DE T1 A T7 NO RIO TIJUIPE; J1 A J3 NO RIO TIJUIPINHO; P1 NO RIO

PANCADINHA) EM URUÇUCA, BAHIA. .......................................................................................... 15

FIGURA 2: PONTOS DE COLETA DO RIO TIJUIPE (PONTOS DE T1 A T7), LOCALIZADO NA BACIA

HIDROGRÁFICA DO RIO TIJUIPE (URUÇUCA, BAHIA). .................................................................... 17

FIGURA 3: PONTOS DE COLETA NO RIO TIJUIPINHO (PONTOS J1 A J3), LOCALIZADO NA BACIA

HIDROGRÁFICA DO RIO TIJUIPE (URUÇUCA, BAHIA). .................................................................... 18

FIGURA 4: RIO PANCADINHA (PONTO P1), EVIDENCIANDO AS MARGENS DO RIO (A) E A PRESENÇA

DE RESIDÊNCIAS EM SUAS MARGENS (B), LOCALIZADA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO TIJUIPE,

(URUÇUCA, BAHIA)...................................................................................................................... 18

FIGURA 5: PRECIPITAÇÃO ACUMULADA DE 30 DIAS ANTES DE CADA COLETA NOS MESES DE

AGOSTO/2010 A JULHO/2011 NO MUNICÍPIO DE ITACARÉ/BA. ...................................................... 21

FIGURA 6: VAZÃO DOS RIOS TIJUIPE, TIJUIPINHO E PANCADINHA AO LONGO DO PERÍODO DE

COLETA (AGOSTO DE 2010 A JULHO DE 2011). ............................................................................. 22

FIGURA 7: DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL DOS NUTRIENTES NO3- (A), NH4

+ (B), PO4

3- (C) E SI2O4 (D),

AO LONGO DOS PONTOS DE COLETA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO TIJUÍPE (URUÇUCA, BAHIA).

..................................................................................................................................................... 25

FIGURA 8: PORCENTAGEM DE NID E PID E RAZÃO MOLAR NID:PID (A) E PORCENTAGEM DE SI E

NID E RAZÃO SI:NID (B) NOS PONTOS DE COLETA AO LONGO DA BACIA DO RIO TIJUÍPE

(URUÇUCA, BAHIA). NÚMEROS ACIMA DAS BARRAS REPRESENTAM A RAZÃO MOLAR. ................ 26

FIGURA 9: DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL DOS ÍONS MAIORES CL- E NA

+ AO LONGO DOS PONTOS DE

COLETA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO TIJUÍPE (URUÇUCA, BAHIA). ...................................... 27

FIGURA 10: DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL DOS ÍONS MAIORES (SO42-

, K+, MG

+, CA

2+ E HCO3

-) AO

LONGO DOS PONTOS DE COLETA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO TIJUÍPE (URUÇUCA, BAHIA). . 27

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FIGURA 11: ANÁLISE DA COMPONENTE PRINCIPAL PARA AS VARIÁVEIS ABIÓTICAS

(CONDUTIVIDADE, PH E OD%), NUTRIENTES INORGÂNICOS (NITRATO, NITRITO, AMÔNIO,

SILICATO E FOSFATO), CLOROFILA-A E ÍONS MAIORES (CÁLCIO, POTÁSSIO, MAGNÉSIO, SÓDIO,

CLORETO, SUFALTO E BICARBONATO). AS LETRAS S E C REPRESENTAM AS ESTAÇÕES SECA E

CHEIA PARA CADA PONTO. ............................................................................................................ 30

FIGURA 12: RELAÇÃO ENTRE OS VALORES MÉDIOS DE CLOROFILA-A E NID (A) E ENTRE

CLOROFILA-A E FOSFATO (B) AO LONGO DOS PONTOS DE COLETA. ............................................... 36

FIGURA 13: RELAÇÃO ENTRE TSS E CLOROFILA-A AO LONGO DOS PONTOS DE COLETA. .............. 37

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SUMÁRIO

RESUMO ...................................................................................................................................... v

ABSTRACT ................................................................................................................................. vi

1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 1

2. OBJETIVOS .......................................................................................................................... 3

3. REVISÃO DE LITERATURA .............................................................................................. 4

4. METODOLOGIA ................................................................................................................ 12

4.1 Área de estudo .............................................................................................................. 12

4.2 Locais de Coleta ........................................................................................................... 14

4.3 Procedimentos analíticos .............................................................................................. 18

4.4 Análises Estatísticas ..................................................................................................... 20

5. RESULTADOS ................................................................................................................... 21

5.1 Variáveis Abióticas ...................................................................................................... 22

5.2 Precipitação .................................................................................................................. 21

5.3 Distribuição espacial dos nutrientes inorgânicos (NO3-, NH4

+, NO2

-, PO4

3- e Si2O4) .. 23

5.4 Distribuição espacial dos demais solutos (K+, Ca

2+, SO4

2-, HCO3

-, Mg

2+, Cl

- e Na

+) .. 26

5.5 Distribuição Temporal dos Nutrientes Inorgânicos e Íons Maiores ............................. 28

5.6 Fluxo de Nutrientes e Íons Maiores ............................................................................. 31

6. DISCUSSÃO ....................................................................................................................... 32

6.1 Variação Espacial e Temporal dos Nutrientes Inorgânicos e Íons maiores ................. 32

6.2 Fluxo de Nutrientes e Íons Maiores ............................................................................. 40

7. CONCLUSÃO ..................................................................................................................... 42

8. REFERÊNCIAS .................................................................................................................. 43

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1. INTRODUÇÃO

Dentre as áreas de preservação existentes no Brasil, a Mata Atlântica é um dos 34

hotspots mundiais, apresentando uma área prioritária para a conservação (GALINDO-LEAL

& CÂMARA, 2005), devido o seu alto grau de endemismos e ameaças de extinções iminentes

(MYERS et al., 2000). Atualmente, apresenta cerca de 7,3% da cobertura original formada

por fragmentos florestais bem conservados e maiores de 100 há (RIBEIRO et al, 2009;

GUEDES & SEEHUSEN, 2011), o que demonstra a importância da preservação dessas áreas.

No Estado da Bahia, a Mata Atlântica também apresenta progressiva devastação, sendo que

dos 36% que cobriam o território baiano originalmente, hoje restam menos de 6%, de forma

bastante fragmentada (PNUMA, 2012).

O estabelecimento de áreas de preservação é importante para a proteção da fauna e

da flora, além de proteger também os recursos naturais. Dentre estes, o mais importantes é a

água, e está tem sofrido com constantes ações de degradação da quantidade, devido ao seu uso

de forma desordenada pelos habitantes, e na sua qualidade, ocasionada pelo lançamento de

diversos tipos resíduos. Dentre as fontes de água existentes no mundo hoje, apenas 0,03%

disponíveis para o consumo humano, e destes 0,0003% estão contidos nos rios. Os rios são

considerados importantes, pois desempenham um papel nos ecossistemas, através do

transporte de água, contribuindo com aproximadamente 70% do aporte total mundial de

sedimentos para o oceano (MILLIMAN, 1991). Segundo Medeiros (2003), os rios também

transportam elementos biogênicos como nitrogênio, fósforo e silicato, tanto na forma orgânica

quanto na inorgânica, que são essenciais para a manutenção da produtividade biológica

marinha.

Poucos estudos têm sido realizados em rios de áreas preservadas na mata atlântica do

estado da Bahia, a fim de demonstrar a diferença na qualidade dos habitats de ambientes

preservados em relação aos ambientes que sofreram alguma forma de impacto causado pela

ação humana, como retirada da vegetação, mudança do uso do solo ou lançamento de resíduos

nos corpos hídricos. Arcova e Cicco (1999) e Perakis e Hedin (2002) também defendem que

estudos em áreas preservadas ou pouco impactadas são de grande importância, uma vez que

podem fornecer informações essenciais a respeito dos padrões naturais da ciclagem dos

principais elementos, os quais podem ser comparados aos padrões das áreas perturbadas.

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Alguns estudos têm sido feitos na mata atlântica do Brasil (LEMOS, 2003; SALEMI, 2009;

GROPPO, 2010; ANDRADE et al, 2011; SILVA et al, 2012) e do estado da Bahia (SOUZA,

2009; SOUZA, 2012).

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2. OBJETIVOS

Objetivo Geral

Avaliar a concentração espaço-temporal e o aporte fluvial dos nutrientes inorgânicos

e íons maiores na bacia hidrográfica do rio Tijuípe (Itacaré, Uruçuca/Bahia).

Objetivos Específicos

Verificar o papel tampão da floresta sobre a descarga de nutrientes e íons maiores da

bacia hidrográfica do rio Tijuipe;

Determinar o fluxo de nutrientes inorgânicos e íons maiores que esta bacia

hidrográfica está lançando para o mar.

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3. REVISÃO DE LITERATURA

O estabelecimento de áreas protegidas tem sido uma das mais importantes ferramentas

para a conservação de alguns componentes da biodiversidade e o número de áreas protegidas

criadas na Mata Atlântica aumentou nos últimos 40 anos (AGUIAR, 2005). Um exemplo

destas áreas no Bioma Mata Atlântica é Corredor Central e o Corredor da Serra do Mar.

O Corredor Central da Mata Atlântica cobre aproximadamente 86,000Km, o que

representa cerca de 75% da biorregião da Bahia (AGUIAR et al., 2005). Nos corredores

existem diversas áreas de preservação como é o caso do Parque Estadual Serra do Conduru,

que apresenta uma grande relevância para a fauna e a flora dessa unidade de conservação,

sendo que estudos realizados registraram o maior número de espécies arbóreas já detectadas

em uma área (BRASIL, 2006). Além de proteger a fauna e a flora, as áreas de preservação

também protegem as pequenas bacias hidrográficas, que são importantes para a manutenção

das características naturais do ambiente (AGUIAR et al., 2005).

Entre os recursos naturais que o homem dispõe, a água aparece como um dos mais

importantes, sendo indispensável para a sua sobrevivência. A água é um elemento essencial à

vida (TUNDISI, 2008), tanto como constituinte biológico dos seres vivos como ambiente de

vida de várias espécies vegetais e animais (COIMBRA et al., 1999). Além disso, trata-se de

um recurso fundamental no desenvolvimento das atividades econômicas.

Dentre as fontes de água, os rios são considerados de grande relevância, uma vez que

constituem os agentes mais importantes no transporte dos materiais intemperizados das áreas

elevadas para as mais baixas e dos continentes para o mar, ou seja, os rios funcionam como

canais de escoamento, dentro dos processos aluviais, como: erosão; transporte; e

sedimentação (CHRISTOFOLETTI, 1980). Segundo Sopper (1975), as bacias hidrográficas

florestadas não perturbadas geralmente são consideradas como mananciais com elevada

qualidade de água. A cobertura florestal promove a proteção contra erosão, sedimentação e

lixiviação de nutrientes, além da regularização do regime de vazão. Para Lowe-McConnell

(1987) as bacias hidrográficas livres de maiores intervenções humanas contribuem para a

compreensão dos processos naturais antes que as ações antrópicas interfiram na sua

complexidade. E a partir dos estudos em bacias de micro escala é possível verificar as

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alterações no seu entorno, pois estas refletem rapidamente em seus corpos d’água as

alterações sofridas (LIKENS & BORMANM, 1995; CAMPBELL et al., 2004).

A composição dos rios é função de processos que ocorrem ao longo de seu trajeto da

atmosfera até o canal fluvial, sendo que em rios que drenam bacias sem a interferência

humana a composição das partículas e dos solutos contidos na água é consequência do tipo de

clima (temperatura, umidade, ventos, precipitação), da vegetação, dos solos e das rochas

presentes em sua bacia de drenagem (SALOMÃO, 2004), além da solubilidade de cada

elemento químico, que é função de seu potencial iônico (MARMOS, 2007), com o K+ e o Fe,

sob quaisquer condições de pH e Eh, possuindo uma mobilidade geoquímica menor do que

Ca2+

, Mg2+

e Na+ (ROSE et al., 1979). A concentração dos elementos presentes na água dos

rios é amplamente determinada pela interação entre o escoamento e o solo (LIKENS, 2010).

A temperatura e os ventos contribuem para a química da água, uma vez que influenciam no

processo de decomposição das rochas e na erosão do solo determinando parte dos elementos

que compõem a água (MARQUES & SOUZA, 2005). Em ambientes preservados, estudos

têm mostrado a relação direta entre o ambiente e a composição química das águas (GIBBS,

1970; HREN et al., 2007).

Nestes rios a vazão é mantida quase que exclusivamente pelo lençol freático durante o

período de baixa precipitação pluviométrica, aumentando na estação chuvosa, devido ao

aporte de água via escoamento superficial e sub-superficial, ocasionando uma variação

sazonal nos elementos presentes no rio (SALOMÃO, 2004). Para Gibbs (1970) o

intemperismo das rochas, juntamente com a pluviosidade e evaporação dão ao rio a

contribuição lateral das margens, lixiviando matéria para as águas. E segundo Junk et. al.

(1989), as conexões laterais com o rio formam um fluxo dinâmico de nutrientes e matéria

orgânica, viva e morta, determinando características de fatores físicos, químicos e biológicos

diferenciados para períodos de cheia e seca.

Durante o período chuvoso, à água das chuvas carrega substâncias dissolvidas e

particuladas para os rios (NETO et al., 1993), dentre estes íons maiores tais como cálcio,

potássio, bicarbonato e compostos orgânicos oriundos da decomposição da matéria orgânica

vegetal e animal, e resíduos de áreas urbanas e agrícolas. Além destes, os rios também

transportam nutrientes essenciais à vida, como carbono (C), nitrogênio (N), fósforo (P) e

enxofre (S), do continente para os oceanos (DEPETRIS et al. 2005).

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Para Maier et al. (1996) e Vieira e Esteves (2002) os mecanismos básicos que

regulam a concentração dos íons em água são a mineralização das rochas, a precipitação

atmosférica e os processos de evapotranspiração. Já para Campbell e Claridge (1987) a fonte

dos sais pode ocorrer, além destas, por origem marinha (spray salino). A composição iônica

das águas doces é dominada por soluções diluídas de sais, principalmente os bicarbonatos,

carbonatos, sulfatos e cloretos, e os cátions são constituídos basicamente por cálcio,

magnésio, sódio e potássio (PAYNE, 1986; SPERLING, 2001).

A precipitação influencia principalmente na variação temporal dos íons dissolvidos,

sendo que altas descargas são frequentemente caracterizadas por baixas concentrações de

substancias dissolvidas devido à rápida distribuição da água via escoamento superficial

(LIKENS, 2010). Além disso, variações na composição química da água da chuva podem

ocorrer no decorrer de um evento de precipitação, a depender da intensidade e quantidade de

chuva e se esta ocorre após um período de estiagem ou entre eventos chuvosos (DE MELLO,

1988).

Para Stallard e Edmond (1983) diferentes geologias entre bacias hidrográficas

influenciarão tanto a quantidade total de íons presentes quanto suas relativas proporções.

Desse modo, alguns elementos podem ser relacionados diretamente com os tipos de rochas,

por exemplo, Mg2+

, Ca2+

, Sr, HCO3-

e SO42-

têm relação com carbonatos e gipsita; K+, B e

Na+ com illita; Si com bentonita e fontes termais; Na

+ e Cl

- com evaporitos; Fe e B com

glauconita. Outros como U, PO43-

, F-, NO

3- Ni, Cu e Zn não mostram essa mesma relação.

Sendo que umas das maiores fontes de cátions para os corpos de água é o imtemperismo

mineral de solo, os depósitos superficiais, e leitos de rochas na bacia hidrográfica. Íons

adsorvido em argilas e coloides orgânicos são a terceira fonte importante de Ca2+

, Mg+, Na

+,

K+ e Al

3+ solúvel para as águas superficiais. Além disso, há a contribuição via mineralização

microbiana que representa uma fonte potencial de Ca2+

, Mg+ e K

+ (LIKENS, 2010).

O spray marinho oriundo do mar pela ação dos ventos; as partículas do solo e a

poeira mineral; os aerossóis biogênicos; e os produtos da queima da biomassa são as

principais fontes e processos de transferência de gases, líquidos e sólidos na interface ar-água

e ar-terra, a partir de fontes naturais ou antropicas (BERNER & BERNER, 1987). Sendo que

muitos desses materiais presentes na atmosfera são retirados dela pela ação da chuva

(deposição úmida) ou re-depositados pela gravidade nas formas secas (deposição seca),

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chegando eventualmente aos rios, lagos e demais ecossistemas aquáticos (ANDERSON &

DOWNING, 2006).

A influência dos fatores antrópicos nos ambientes torna-se cada vez mais frequente e

determinante sobre as características da qualidade da água. Segundo Minella (2005) a

qualidade de um recurso hídrico é diretamente proporcional à ocupação populacional da bacia

hidrográfica a que pertence e às atividades nela desenvolvidas e esta pode ser avaliada através

de sua caracterização física, química ou biológica. Para Rebouças et al. (2006) esta influência

tem crescente importância devido às formas de uso e ocupação do meio físico e das atividades

socioeconômicas desenvolvidas ao longo da bacia, que impactam diretamente nos rios. Pode-

se dizer que a qualidade da água está intimamente relacionada com o uso que se faz do solo

em seu redor (MOTA, 1995).

Além dos íons, outros compostos também estão presentes nos rios, sendo por estes

carregados, como os nutrientes. Eles apresentam grande importância para a produtividade

primária, uma vez que são utilizados na síntese de matéria orgânica. Dentre estes nutrientes,

destacam-se como principais o nitrogênio e o fósforo, muitas vezes funcionando como

nutriente limitante para a produção desses ecossistemas (LAMPARELLI, 2004), além do

silicato. O nitrogênio inorgânico dissolvido (NID) consiste no somatório dos íons amônio

(NH4+), nitrato (NO3

-) e nitrito (NO2

-) (LEWIS et al., 1999). A sua entrada em bacias

hidrográficas relativamente intocadas está relacionada ao nitrogênio orgânico terrestre na

forma de matéria orgânica dissolvida, que é lixiviada (LEWIS 2002; PERAKIS & HEDIN,

2002).

O nitrato, juntamente com o íon amônio, representam as principais fontes de

nitrogênio para os produtores primários (ESTEVES, 2011), e suas principais fontes naturais

estão na deposição seca e úmida, no material de origem alóctone e na fixação biológica

(BOYER et al., 2002). As concentrações de NH4+ nos corpos d’água são geralmente inferiores

às de NO3- devido aos maiores aportes de NO3

- e à maior rapidez de remoção do NH4

+

(PETERSON et al., 2001). Isto também é abordado por Likens (2010) segundo o qual, o

nitrato é a principal forma transportada pelos rios, por ser facilmente carregado através do

solo representando a forma predominante nesses ecossistemas.

Nas águas de rios de primeira e segunda ordem, as concentrações de nitrato e amônio

tendem a ser baixas, exceto se as águas que drenam estes rios derivem de ecossistemas

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terrestres saturados de nitrogênio (GALLOWAY et al., 2003). Para Esteves (2011), a

formação de compostos nitrogenados reduzidos, como a amônia ou o íon amônio, ocorre

como resultado da decomposição aeróbia e anaeróbia da matéria orgânica, num processo

denominado de amonização. Já Likens (2010) relata que elevadas concentrações de N-

amoniacal podem ocorrer próximos aos pontos de descargas de águas residuais.

O nitrito (NO2-) é um composto resultante da redução do nitrato, mediante a

atividade respiratória das bactérias, ou da oxidação do íon amônio através do processo de

nitrificação, que forma o nitrito (SILVA, 2004). A concentração do nitrito em ambientes

oxigenados ocorre em baixas concentrações, sendo praticamente insignificante sua

contribuição para o NID (LEWIS et al., 1999; HORBE et al., 2005; ESTEVES, 2011),

raramente sendo superior a 0,1 mg L-1

em águas naturais (RAMOS et. al., 2006). Entretanto,

este íon pode ocorrer em águas originárias de esgotos domésticos e industriais ou da

drenagem de áreas fertilizadas, agindo como um indicador cronológico da carga poluidora

(esgoto), dependendo do estágio em que se encontra (CERETTA, 2004).

O fósforo, assim como outros nutrientes, pode ocorrer em diferentes formas:

orgânica, inorgânica e como espécies dissolvidas ou particuladas. É um nutriente essencial às

plantas, atuando como um fator limitante do seu crescimento quando se encontram em

quantidades insuficientes. O fósforo é raramente encontrado em concentrações significativas

na água, pois é ativamente utilizado pelas plantas (CERRETA, 2004).

Este nutriente pode ser introduzido no meio ambiente por fontes naturais ou artificiais,

tanto pontuais quanto difusas. As fontes naturais de fósforo são as rochas e outros depósitos

formados em idades geológicas passadas (ODUM, 1988). O fosfato liberado pela rocha sob a

ação de intemperismo é carreado pelas águas de escoamento superficial e atinge os diferentes

ecossistemas aquáticos. Entre as principais fontes artificiais destacam-se as descargas de

águas residuárias domésticas e/ou industriais, lixiviação de áreas agrícolas e o fosfato

resultante da decomposição de organismos de origem alóctone (BEM, 2009). O fósforo é

principalmente transportado em fração particulada, junto com as partículas do solo e matéria

orgânica no escoamento superficial após as precipitações, onde as áreas ripárias são

importantes para sua remoção (SIMÕES & CARDOSO, 2003).

Além do nitrogênio e fósforo, a sílica é outro composto de fundamental importância

no metabolismo aquático, a qual é utilizada pelas diatomáceas (elaboração de sua carapaça) e

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outros produtores primários. A presença desse composto no ambiente aquático é proveniente

principalmente da decomposição de minerais de silicato de alumínio. A sílica sob a forma

solúvel é a principal forma utilizada pelo fitoplâncton (ESTEVES, 2011). A sílica é removida

principalmente por assimilação do fitoplâncton e sedimentação. As diatomáceas são

responsáveis por remover aproximadamente 20 a 25% do total de Si dissolvida carregada

pelos rios (BERNER & BERNER, 1987).

A quantidade de fitoplâncton nos ambientes aquáticos é fortemente influenciada pela

concentração dos macro-nutrientes nestes ambientes, dentre estes, o nitrogênio, o fósforo e o

silicato são os mais importantes. Os silicatos são limitantes apenas para as diatomáceas,

enquanto o N é considerado limitante no ambiente por ser naturalmente fixado por algumas

plantas e cianobactérias (ESTEVES, 2011), especialmente em corpos de água com extensa

área superficial (VON SPERLING, 1996). O P pode ser considerado o nutriente limitante da

produtividade primária na maioria dos ecossistemas aquáticos continentais, não somente por

ser menos abundante, mas pelo fato de sua carga ser facilmente consumida pelos organismos

(MARGALEF, 1983) com a elevação da temperatura da água (HU et al., 2001).

A razão estequiométrica entre os nutrientes N, P e Si podem fornecer informações

sobre qual nutriente estaria limitando a produtividade do fitoplâncton. A razão Redfield-

Brzezinski estabelece que as concentrações ideais de Si:N:P para o fitoplâncton é 16:16:1,

respectivamente (BRZEZINSKI, 1985). Ambientes onde N:P > 16 apresentam maior

proporção de nitrogênio em relação ao fósforo, indicando uma limitação da produção deste

ambiente pelo fósforo. A razão N:P < 16, demonstra, em termos proporcionais, menor

concentração de nitrogênio em relação ao fósforo (SPERLING, 2001). No entanto, em

concentrações mis elevadas de nitrogênio e fósforo, valores maiores ou menores de 16 para a

razão N:P, que apontem para limitação de qualquer dos dois nutrientes, pode indicar um erro,

haja vista que a limitação à produção pode vir de algum outro nutriente (TUNDISI, 2008).

Para o silicato, a diminuição da razão Si:N pode reduzir o crescimento potencial das

diatomáceas favorecendo os flagelados nos rios. Já a diminuição da razão Si:P, a longo prazo,

pode favorecer blooms de algas não silicosas.

A ciclagem dos nutrientes constitui-se numa das funções mais importantes para a

regulação do funcionamento e do desenvolvimento dos ecossistemas (CHARLEY &

RICHARDS, 1983). No Brasil a maioria dos estudos sobre a ciclagem nos rios é realizado em

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rios de grande porte como Amazonas (DEVOL et al., 1995; BALLESTER et al., 2003;

KRUSCHE et al., 2005), São Francisco, Tiete, Piracicaba e em demais rios do estado de São

Paulo (BALLESTER et al., 1999; DANIEL et al., 2002; SALOMÃO, 2004; TUNDISI, 2008).

Estudos dessa natureza são escassos em rios no estado da Bahia. Alguns trabalhos têm sido

desenvolvidos em regiões estuarinas (SOUZA, 2005; SILVA, 2007; SANTOS, 2007) ou em

bacias hidrográficas alteradas como o Rio Cachoeira, Rio Salgado, Rio de Contas (SANTOS,

2007; TEIXEIRA, 2009; LUCIO, 2010). Entretanto, existe uma carência de estudos

realizados em áreas preservadas, que poderiam apontar valores padrões para este ambiente.

Um importante processo que ocorre nos rios é o transporte de massa do fluxo de

água, que é medido como massa por unidade de tempo numa dada secção transversal do canal

(LIKENS, 2010). Estimativas dos fluxos fluviais de água estão na ordem de 35.000 Km3 e

englobam em sua maior parte, extrapolações das descargas especificas de água e sedimentos

dos grandes rios mundiais (SOUZA & KNOPPERS, 2003). Nestas estimativas, cerca de

20.000 rios de pequeno e médio porte tem a sua contribuição negligenciada (MILLIMAN,

1991), sendo que a magnitude da contribuição deste transporte global é matéria controversa,

devido à falta de estudos de monitoramento locais e regionais mais consistentes

(VOROSMARTY et al., 1997; MEYBECK, 2003).

Os milhares de rios de pequeno porte drenam aproximadamente 20% da superfície

continental, e o somatório de seus aportes contribuem de forma muito mais significativa aos

fluxos de materiais para o mar do que o anteriormente esperado (SOUZA & KNOPPERS,

2003). Entretanto segundo Milliman e Meade (1983) e Milliman (2001), na America do Sul a

representatividade dos rios de menor porte é extremamente baixa e as estimativas dos fluxos

de materiais são baseadas primordialmente nos aportes das duas maiores bacias hidrográficas

Amazônicas (Amazonas e Orinoco) e da bacia hidrográfica do Paraná que em conjunto

drenam 57% dos 17 x 106 Km

2 do continente.

O calculo do fluxo de água permite a comparação de rios de tamanho muito

diferentes em uma base que não é diretamente influenciada pelo tamanho da bacia

hidrográfica, em função do rendimento específico ou concentração média das descarga

(LIKENS, 2010). Trabalhos sobre esse assunto foram desenvolvidos no Brasil nas regioes da

Amazonia, Rio Grande do Sul, e em diversos localidades do estado de São Paulo, (ARCOVA

& CICCO, 1985; DANELON & MOREIRA-NORDEMANN, 1991; LEMOS, 2003; SILVA

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et al., 2007; ANDRADE, 2008; GERMER et al, 2009). No estado da Bahia estes trabalhos

têm sido realizados no estuário em Ilhéus, no rio Cachoeira em Itabuna, no Parque Estadual

da Serra do Conduru em Itacaré (SILVA, 2007; ARAUJO, 2011; SOUZA, 2012). Vale

resaltar que estudos em áreas preservadas são importantes pois podem informar as

concentrações e os fluxos naturais dos íons e nutrientes, podendo ser comparados a estudos

em locais que sofreram algum tipo de alteração.

Nestes ambientes naturais os fluxos continentais de água e sedimentos em suspensão

são controlados por diversos fatores climáticos, hidrológicos, morfológicos e geológicos, tais

como: precipitação, temperatura do ar, altura, relevo, inclinação, forma das bacias

hidrográficas, formações geológicas, características mineralógicas (SOUZA & KNOPPERS,

2003). Segundo Clair et al. (1994) o fluxo desses elementos sofre variação em escala temporal

segundo as estações do ano, em associação com o clima da região. Está variação é mais

perceptível durante o período de chuva, quando ocorre a entrada máxima de material alóctone

através do escoamento superficial e subsuperficial. Ainda segundo esse autor, durante o

período seco ocorre intensificação da produtividade biológica das águas, modificando as

formas e taxas de migração dos elementos, principalmente dos nutrientes.

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4. METODOLOGIA

4.1 Área de estudo

A Bacia Hidrográfica do Rio Tijuipe situa-se no sul da Bahia, dentro da Bacia Leste e

abrange os municípios de Uruçuca e Itacaré, possuindo uma área de 102, 34 Km2. Esta bacia

hidrográfica está inserida dentro da área de APA Itacaré-Serra Grande e do Parque Estadual

Serra do Conduru (PESC).

A APA Itacaré-Serra Grande foi criada em 1993 pelo Governo do Estado da Bahia,

a partir do decreto nº 2186 de 7 de junho de 1993 (BRASIL, 1993) e está localizada entre as

coordenadas 14º16’2’’S e 39º5’18’’W e 14º30’3’’S 38º58’38’’W (ALVES, 2007).

O Parque Estadual da Serra do Conduru (PESC) foi criado em 1997, através do

Decreto Estadual nº 6.227 de 21 de fevereiro de 1997 e possui uma área de aproximadamente

9.275 ha e está localizado nos municípios de Ilhéus, Uruçuca e Itacaré (PESC, 2012a). Todo

entorno do PESC é englobado por Áreas de Proteção Ambiental (APA), sendo ao Leste, Norte

e Oeste pela APA da Costa de Itacaré/Serra Grande e ao Sul pela APA da Lagoa Encantada e

Rio Almada.

Clima

O clima da região é do tipo Af, conforme o sistema de classificação de Köppen. É um

clima quente e úmido, sem estação seca definida. A temperatura média mensal está entre 20 e

26ºC, com média anual em torno de 24ºC. Os meses mais quentes vão de novembro até

março, alcançando os maiores valores no mês de fevereiro onde a temperatura chega a 30,3ºC.

Os meses mais frios são julho e agosto, quando as temperaturas oscilam em torno de 17ºC. A

umidade relativa do ar está frequentemente acima de 80% (PESC, 2012b).

A precipitação pluviométrica é de 1.300 mm anuais bem distribuídos; as máximas

pluviométricas ocorrem, de modo geral, no período de fevereiro a julho, havendo reduções da

precipitação no mês de maio (ASMAR & ANDRADE, 1977).

Geologia

A região da bacia hidrográfica do rio Tijuipe pertence ao Complexo Jequié, formado

por rochas metamórficas que afloram no leito dos rios e riachos. Os afloramentos compõem-

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se de rochas com predominância de cores cinza claro, escuro ou esverdeado, estrutura

bandada e textura foliada na orientação geral N-NE que, por vezes, são cortadas ou cortam,

corpos máficos (minerais escuros) de diferentes tamanhos (PESC, 2012b).

Solos

Os solos na área da bacia hidrográfica variam, da nascente até a foz, do Latossolo

vermelho-amarelo Distrófico típico, passando pelo Latossolo vermelho-amarelo distroférrico

típico petroplíntico, o Cambiossolo Háplico distrófico+Latossolo vermelho-amarelo distrófico

típico e neossolo.

Segundo Souza (2012), em seu trabalho realizado na área da bacia hidrográfica do

rio Tijuipe, encontrou que os solos do rio Tijuipe e do rio Tijuipinho, correspondente ao

Latossolo vermelho-amarelo distrófico e ao Latossolo vermelho-amarelo distroférrico,

respectivamente, apresentam características granulométricas similares com a predominância

da areia na sua composição (aproximadamente 50%) seguida por silte e argila. Com relação às

características químicas do solo na profundidade 0-10 cm, no Latossolo vermelho-amarelo

distrófico as concentrações de Nitrogênio (N), Carbono (C), Fósforo (P) Alumínio (Al) e

Potássio (K) foram superiores ao Latossolo vermelho-amarelo distroférrico. A exceção a isso

foram as concentrações de Cálcio (Ca) e Magnésio (Mg), que foram superiores no Latossolo

vermelho-amarelo distroférrico.

Segundo Melo e Silva (1971), os solos da região de Itacaré – BA são ácidos (pH 4,3 –

6,5), com baixa capacidade de troca de cátions (valor T), baixa saturação por bases (valor V),

acidez potencial e saturação por alumínio de média a alta. Estes valores de pH são o resultado

da situação climática da região onde a pluviosidade sempre é superior a uma média anual de

1.300 mm bem distribuídos, favorecendo a lixivação destes solos (MOREAU, 2003).

Hidrografia

A bacia hidrográfica do rio Tijuipe é composta por três rios, sendo o curso principal o

rio Tijuipe que recebe afluentes dos rios Tijuipinho e Pancadinha, e deságua diretamente no

mar. Tanto o rio Tijuipe quanto o Tijuipinho possuem suas nascentes dentro da área do

Parque. Já o rio Pancadinha possui sua nascente dentro da área da APA.

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Estes rios correm no sentido Norte-Sul, tendo um controle estrutural devido às falhas

tectônicas de mesma direção (PESC, 2012b).

Vegetação

A única formação vegetal encontrada na área do PESC é a Floresta Ombrófila Densa

Submontana (IBGE, 1993). No entanto, devido as constantes modificações na área, essa

floresta é dividida em vários estágios sucessionais, e seus fragmentos de floresta sofrem um

forte efeito de borda, pois se observa que na sua vizinhança predominam pastagens, rodovias,

estradas e cultivos agrícolas (SOUZA, 2012).

Dentro do PESC, a maior porcentagem da área (56,5%) está representada por

Vegetação Secundária, em estágio “Avançado” de regeneração (de acordo com CONAMA

05/94), que sofreram extração seletiva de madeira, estando às áreas de cabruca inseridas nesta

categoria. Uma grande porcentagem da área do PESC também se encontra em áreas

perturbadas, em função de atividades agropecuárias no passado, correspondendo a 18,8% e

representando as áreas de Vegetação Secundária nos estágios “Inicial” e “Médio”, segundo

CONAMA 05/94.

Atividades recentes, como áreas de pastos e agricultura, realizadas pelos atuais

moradores do parque representam um total de 18,4%. Apenas uma pequena parte (6,3%)

encontra-se sob Vegetação Primária, que é definida pela Resolução CONAMA 05/94 como “a

vegetação de máxima expressão local, com grande diversidade biológica, sendo os efeitos das

ações antrópicas mínimos, a ponto de não afetar significativamente suas características

originais de estrutura e espécies”.

4.2 Locais de Coleta

As coletas foram realizadas ao longo da bacia hidrográfica do rio Tijuipe,

mensalmente, no período de Agosto de 2010 a Julho de 2011. Para a obtenção das amostras

de água, foram selecionados 11 pontos ao longo da bacia hidrográfica, com os pontos T1-T7

localizados no rio Tijuipe, o maior rio da bacia hidrográfica, J1-J3 no rio Tijuipinho e P1 no

rio Pancadinha (Figura 1 e Tabela 1).

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Figura 1: Mapa da área da bacia hidrográfica do rio Tijuipe, com os pontos de coleta de cada rio (pontos de T1 a

T7 no rio Tijuipe; J1 a J3 no rio Tijuipinho; P1 no rio Pancadinha) em Uruçuca, Bahia.

Tabela 1: Pontos amostrados ao longo da bacia hidrográfica do rio Tijuipe e suas coordenadas geográficas.

Pontos de Coleta Coordenadas Geográfica (UTM)

T1 484948 8397781

T2 485128 8398129

T3 485731 8397529

T4 488371 8399179

T5 492831 8408071

T6 493781 8406961

T7 495469 8408301

J1 492439 8400907

J2 493531 8401880

J3 494387 8403156

P1 495983 8400731

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As nascentes do rio Tijuipe, representados pelos pontos T1, T2 e T3 (Figura 3),

encontram-se dentro da área do parque, e corresponde a uma área de vegetação de mata

secundária em estágio avançado de regeneração, sendo caracterizada por um dossel fechado e

relativamente uniforme no porte, e com altura média superior a 12 metros (BRASIL, 1994).

Já os pontos a jusante dos rios, representados pelos pontos T6 e T7 para o rio Tijuipe e

J3 para o rio Tijuipinho (Figura 3 e Figura 4), apresentam uma maior largura e uma maior

vazão. Além disso, muitos locais são utilizados para banho, lavagem de roupa ou para

recreação. Nem todos os pontos se encontram dentro da área do parque, no entanto todos

estão dentro da área da APA.

T1 T2

T3 T4

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Figura 2: Pontos de coleta do rio Tijuipe (pontos de T1 a T7), localizado na bacia hidrográfica do rio Tijuipe

(Uruçuca, Bahia).

T5 T6

T7

J2 J1

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Figura 3: Pontos de coleta no rio Tijuipinho (pontos J1 a J3), localizado na bacia hidrográfica do rio Tijuipe

(Uruçuca, Bahia).

O Rio Pancadinha se situa fora da área do parque, porém dentro da área da APA. Em

suas margens existe a presença de residências, que fazem o lançamento dos seus resíduos,

sólidos e líquidos, diretamente neste rio, sem nenhum tratamento prévio (Figura 5A e 5B).

Figura 4: Rio Pancadinha (ponto P1), evidenciando as margens do rio (A) e a presença de residências em suas

margens (B), localizada na bacia hidrográfica do rio Tijuipe, (Uruçuca, Bahia).

4.3 Procedimentos analíticos

Para as análises, foi coletado de 1 a 2L de água em frascos de polietileno de alta

densidade, previamente lavados com HCl 1:1 e água destilada. No campo foram realizadas as

A B

J3

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medidas dos parâmetros abióticos temperatura, oxigênio dissolvido, pH e condutividade

elétrica através de um medidor automático portátil (modelo WTW 340i).

No laboratório, as amostras foram filtradas, no mesmo dia, utilizando-se filtros de

fibra de vidro tipo GF/F de 47 µm previamente calcinados a 450ºC, para posterior análise do

material filtrado.

A análise das formas inorgânicas dissolvidas foi realizada através da cromatografia

iônica (DIONEX ICS1000), separando os cátions (Na+, NH4

+, K

+, Mg

2+ e Ca

2+) e os anions

(Cl-, NO2

-, NO3

- e SO4

-3). Este método consiste na injeção da amostra através de uma fase

móvel, passando por uma coluna de troca de íons, com sua detecção obtida por condutividade

elétrica. O fosfato (PO43+

) foi determinado através da espectrofotometria no comprimento de

onda de 880nm (GRASSHOFF et al., 1983). O silicato (Si2O4) foi determinado através da

espectrofotometria no comprimento de onda de 820nm (CARMOUZE, 1994).

O limite de quantificação utilizado para cada íon foi: NH4+

(0,012 µM), NO3- (0,053

µM), NO2- (0,102 µM), Na

+ (0,084 µM), K

+ (0,039 µM), Ca

2+ (0,260 µM), Mg

2+ (0,043 µM),

SO42-

(0,047 µM), Cl- (0,087 µM).

O material para a analise de alcalinidade foi coletado em seringas previamente tratadas

com cloreto de mercúrio (HgCl2), sendo a alcalinidade analisada por titulação com HCl 0,01N

e a alcalinidade total calculada pelo programa Alcagran.Bas (CARMOUZE, 1994). A

concentração do íon bicarbonato (HCO3-) foi calculada por um modelo de associações iônicas

utilizando-se o fósforo, silicato, temperatura, alcalinidade e pH com o auxílio do programa

CO2SYS.EXE (LEWIS & WALLACE, 1998).

Para a determinação da concentração de clorofila-a as amostras foram filtradas em

filtros de 24 mm e a determinação desse valor foi feito segundo o método tricromático em

extrato de acetona (STRICKLAND & PARSONS, 1965), de acordo com a fórmula de Jeffrey

e Humphrey.

O calculo de fluxos nos rios da bacia hidrográfica do rio Tijuipe foram realizados

utilizando o modelo de LOICZ de Schreiber modificada (SCHREIBER, 1904), que permite

estimar a vazão do rio a partir dos dados mensais de temperatura, precipitação e área da bacia.

A partir dos cálculos de vazão os fluxos foram calculados pela fórmula:

F= fluxo (kg.ha-1

.ano-1

); V= vazão (L.s-1

); I= íon (Kg); A= área da bacia (há).

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Uma vez que o ultimo ponto amostrado de cada rio representa a quantidade de material

transportado por esse rio para o estuário, para o cálculo dos fluxos foram utilizadas as áreas

dos pontos a jusante de cada rio, sendo que o ponto T7 representa o Rio Tijuipe, o ponto J3 o

Rio Tijuipinho e o ponto P1 o Rio Pancadinha.

4.4 Análises Estatísticas

Todas as variáveis foram submetidas ao teste de normalidade Kolmogorov-Smirnov

(p<0,05). Como os resultados não apresentaram distribuição normal foi aplicado o teste não

paramétrico de Kruskal-Wallis para verificar as diferenças entre os pontos de coleta

amostrados.

Também foi realizada uma Análise de Componente Principal (PCA), para verificar a

distribuição dos pontos e empregado o teste U de Mann-Whitney para determinar as possíveis

diferenças entre os períodos seco e chuvoso nos pontos amostrados.

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5. RESULTADOS

5.1 Precipitação e Vazão

Os dados de precipitação acumulada de 30 dias antes de cada coleta, no município de

Itacaré, foram obtidos através do site do Programa de Monitoramento Climático em Tempo

Real da Região Nordeste – Proclima (Figura 6). Para a determinação dos meses secos e

chuvosos, utilizou-se como parâmetro valores de chuva superiores a 90 mm para meses

chuvosos (agosto, fevereiro, março, abril, maio e julho) e abaixo deste, para os meses secos

(setembro, outubro, novembro, dezembro, janeiro e junho).

Figura 5: Precipitação acumulada de 30 dias antes de cada coleta nos meses de agosto/2010 a julho/2011 no

município de Itacaré/Ba.

Fonte: PROCLIMA

A vazão dos 3 rios da bacia hidrográfica do rio Tijuipe, para o período de coleta, está

representada na figura 6. Como já era esperado pelo tamanho da área de cada rio, o rio Tijuipe

apresenta a maior vazão entre os 3 rios, durante todo o período de coleta, e a menor vazão foi

obtida para o rio Pancadinha.

Já com relação à vazão durante os meses de coleta, foi observado que os meses de

setembro e outubro apresentaram as menores vazões, e os meses de março e abril as maiores,

sendo que foram observadas diferenças com os meses de maior e menor precipitação (Figura

5).

0

50

100

150

200

250

300

Pre

cip

itac

ação

(mm

)

Meses de Coleta

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22

Figura 6: Vazão dos rios Tijuipe, Tijuipinho e Pancadinha ao longo do período de coleta (agosto de 2010 a julho

de 2011).

5.2 Variáveis Abióticas

Os resultados das variáveis abióticas para a bacia hidrográfica do rio Tijuipe estão

apresentados na Tabela 2.

Conforme podem ser observados, os valores médios de condutividade apresentaram

valores mínimos e máximos variando entre 34,7 (± 3,3) a 41,2 (±3,7) μS.cm-1

, nos pontos T3

e J1, respectivamente. A exceção foi o Rio Pancadinha (ponto P1) que apresentou os maiores

valores com média de 51,5 μS.cm-1

, com este ponto sendo estatisticamente maior que os do

rio Tijuipe (p<0,05) e o T3 menor que os do rio Tijuipinho. Pode ser observado que a maioria

dos valores do rio Tijuipe e todos do rio Tijuipinho e Pancadinha apresentaram supersaturação

de porcentagem de oxigênio dissolvido não sendo observadas diferenças significativas. Em

relação ao Total de Sólidos em Suspensão (TSS) apesar de não terem sido encontradas

diferenças significativas os valores variaram de 0,99 a 4,86 mg L-1

para os pontos T2 e T3

respectivamente.

0

500

1000

1500

2000

2500

Vaz

ão (

L/s)

Meses de coleta

Tijuipe Tijuipinho Pancadinha

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23

Tabela 2: Valores de condutividade (Cond.), pH, saturação de oxigênio (OD %) e Total de sólidos e suspensão

(TSS) nos pontos na bacia hidrográfica do rio Tijuípe (Média, ±Desvio Padrão, Min-Máx).

Pontos Cond. (µS/cm-1

) pH OD (%) TSS (mg L-1

)

T1 36,7 (±3,3)a

28-42

5,6 (±0,3)

5,06-6,26

80,1 (±9,0)a

66,0-93,0

1,78 (±2,3)

n.d.-7,20

T2 37,1 (±3,0) a

30-40

6,3 (±0,5)

5,39-7,14

85,3 (±9,7)

73,0-103,2

0,99 (±0,4)

n.d.-1,33

T3 34,7 (±3,3) a,c

26-38

5,7 (±0,4)

5,02-6,26

78,3 (±10,9)a,c

64,1-96,8

1,28 (±0,7)

n.d.-2,44

T4 38,2 (±4,2) a

26-42

6,1 (±0,5)

5,38-6,66

91,4 (±10,4)

74,3-108,0

1,83 (±1,8)

0,22-6,80

T5 36,3 (±3,6) a

28-42

6,0 (±0,4)

5,54-6,68

96,1 (±9,6)d

78,9-108,1

1,08 (±0,5)

n.d.-1,44

T6 38,4 (±3,9) a

31-45

6,0 (±0,5)

5,55-6,84

95,4 (±9,8)

78,6-110,0

1,80 (±0,9)

n.d.-3,47

T7 37,5 (±3,7)a

28-43

6,0 (±0,5)

5,38-6,90

97,1 (±10,2)b

78,6-111,6

1,32 (±0,7)

0,34-2,40

J1 41,2 (±3,7) d

33-47

5,9 (±0,4)

5,30-6,53

84,5 (±14,9)

57,7-105,1

1,31 (±2,0)

n.d.-7,28

J2 39,9 (±4,7) d

27-45

6,0 (±0,4)

5,27-6,52

91,5 (±11,7)

72,0-108,0

1,85 (±1,2)

n.d.-4,83

J3 40,4 (±3,8) d

33-47

6,1 (±0,4)

5,48-6,78

91,3 (±9,3)

76,4-103,1

2,67 (±2,0)

n.d.-8,00

P1 51,5 (±7,2)b

44-66

6,0 (±0,4)

5,30-6,55

90,7 (±12,3)

66,2-107,4

3,92 (±1,7)

n.d.-6,00

*Letras diferentes representam diferenças significativas (p<0,05)

5.3 Distribuição espacial dos nutrientes inorgânicos (NO3-, NH4

+, NO2

-, PO4

3- e Si2O4)

Em relação ao nitrogênio inorgânico dissolvido (NID) pode-se observar que o nitrato

foi à forma predominante em relação ao amônio e ao nitrito em toda a bacia hidrográfica.

As maiores concentrações de nitrato foram encontradas nos pontos T1 e T2 que

correspondem as nascentes do rio Tijuipe (Figura 7a) (p<0,05). Além disso, pode ser

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observado um aumento nos valores de nitrato no sentido montante-jusante para os pontos do

rio Tijuipinho (pontos J1 ao J3), com o ponto a montante deste rio (ponto J1) apresentando a

menor média para esse íon (p<0,05).

O íon amônio apresentou as maiores concentrações nos pontos T5 e P1 pertencentes

ao rio Tijuipe e ao Pancadinha, respectivamente, sendo maiores que o nitrato apenas nos

pontos J1 e P1 (Figura 7b). O nitrito foi encontrado abaixo do limite de detecção do método

em todas as campanhas (1µM).

Apesar dos valores médios de fosfato não superarem 0,3 µM em nenhum dos 3 rios

estudados, observa-se um decréscimo na quantidade deste íon, no sentido montante-jusante,

no rio Tijuipe (ponto 1 ao 7), não existindo diferença significativa entre os pontos amostrados

(Figura 7c).

A concentração de silicato foi menor nos pontos mais a montante quando comparado

com os demais trechos do rio (Figura 7d). Isso é mais evidente para o rio Tijuipinho que

possui valor médio de 6,69 µM no ponto a montante e 12,70 µM no ponto a jusante. Pode ser

observado um aumento da quantidade de silicato do ponto T2 até o T4 do rio Tijuipe, sendo

que estes dois pontos diferiram significativamente entre si (p<0,05).

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25

Média

Média±EP

Média±DP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Pontos

0

1

2

3

4

5

6

7

8

NH

4+

Média

Média±EP

Média±DP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Pontos

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

PO

43-

Média

Média±EP

Média±DP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Pontos

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

SiO

2

Média

Média±EP

Média±DP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Pontos

0

3

6

9

12

15

18

21

NO

3-

a,c

a,c

b,d

c c

c,e

A

C D

a

b

NO

3- (µ

M)

B

NH

4+ (

µM

) S

i 2O

4 (

µM

)

PO

43

- (µ

M)

b

b

b

b,f

Figura 7: Distribuição espacial dos nutrientes NO3- (A), NH4

+ (B), PO4

3- (C) e Si2O4 (D), ao longo dos pontos de

coleta na bacia hidrográfica do rio Tijuípe (Uruçuca, Bahia).

*Letras diferentes representam diferenças significativas (p<0,05)

Os dados da razão molar Si:N:P estão representados na Figura 8. De modo geral a

razão NID:PID (Figura 8a) foi superior a razão estabelecida por Redfield (16N:1P) para a

maioria dos pontos. Os pontos que mais se aproximam desta razão foi o ponto T3 do rio

Tijuipe e os pontos J1 e J2 que correspondem ao rio Tijuipinho.

A razão Si:NID (Figura 8b) apresenta a maioria dos valores acima da razão de

Redfield (16Si:16N), com exceção aos pontos T1, T2 e T5, todos do rio Tijuipe, que

estiveram abaixo desse valor.

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 J1 J2 J3 P1

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 J1 J2 J3 P1 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 J1 J2 J3 P1

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 J1 J2 J3 P1

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5.4 Distribuição espacial dos demais solutos (K+, Ca

2+, SO4

2-, HCO3

-, Mg

2+, Cl

- e Na

+)

As concentrações dos íons maiores apresentaram a seguinte ordem de grandeza Na+

< Mg2+

< K+

< Ca2+

e Cl- < SO4

2- < HCO3

-. Ambos os íons Cl

- e Na

+ apresentaram maiores

concentrações no ponto T5, e menores para os pontos no rio Tijuipinho (J3 e J2,

respectivamente) (Figura 9).

No geral, não foram encontradas diferenças significativas entre os pontos de coleta

em um mesmo rio. Exceção ao íon bicarbonato e ao cálcio que apresentaram diferença

significativa para o ponto T5 e T2, respectivamente, onde foi observado um valor médio

abaixo dos demais pontos de coleta (p<0,05) (Figura 10).

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Si

NID

0,4 1,3 2,1 0,8 4,3 2,2 2,2 5,2 3,3 1,4 66 119 34 52 107 58 110 23 22 63 55

Pontos de coleta Pontos de coleta

A B 0,7

Pontos de coleta

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 J1 J2 J3 P1 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 J1 J2 J3 P1

Figura 8: Porcentagem de NID e PID e razão molar NID:PID (A) e porcentagem de Si e NID e razão Si:NID (B) nos

pontos de coleta ao longo da bacia do Rio Tijuípe (Uruçuca, Bahia). Números acima das barras

representam a razão molar.

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27

Figura 9: Distribuição espacial dos íons maiores Cl- e Na

+ ao longo dos pontos de coleta na bacia hidrográfica do

rio Tijuípe (Uruçuca, Bahia).

Figura 10: Distribuição espacial dos íons maiores (SO42-

, K+, Mg

+, Ca

2+ e HCO3

-) ao longo dos pontos de coleta

na bacia hidrográfica do rio Tijuípe (Uruçuca, Bahia).

0

500

1000

1500

2000

2500

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 J1 J2 J3 P1

Cl Na

0

50

100

150

200

250

300

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 J1 J2 J3 P1

mM

L-1

SO4 K Mg Ca HCO3

R. Tijuípe R. Tijuípinho R. Pancadinha

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 J1 J2 J3 P1

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As razões Cl/Na variaram de 0,84 a 1,31 para os pontos J2 e T7, respectivamente, com

uma média geral de 1,09 ± 0,12, sendo que os pontos T1, T7 e P1 (1,19, 1,31 e 1,18

respectivamente) foram superiores a concentração da água do mar (1,17).

5.5 Distribuição Temporal dos Nutrientes Inorgânicos e Íons Maiores

Para análise da composição temporal da bacia hidrográfica, considerando os dados

físico-químicos, íons maiores, nutrientes e clorofila-a, foi utilizada a Análise do Componente

Principal (PCA) (Tabela 3 e Figura 11). Os dois primeiros eixos juntos explicam 59,1% da

variância total dos dados, com o eixo 1 apresentando 34,8% e possuindo correlação positiva

com as variáveis SO43-

, Na+, K

+, Mg

+ e Cl

-, e o eixo 2 apresentando 24,3% da variancia e

possuindo correlação positiva com a condutividade e o Ca2+

(Tabela 3).

Tabela 3: Valores da correlação das variáveis abióticas, nutrientes inorgânicos e íons maiores para a bacia

hidrográfica do rio Tijuipe, analisadas na PCA, para os dois primeiros componentes principais.

VARIÁVEL EIXO 1 EIXO 2

COND -0,3440 0,7519

pH -0,1258 0,6640

OD% -0,5694 0,5493

Si2O4 -0,2176 0,4431

Cloro-a 0,0974 0,7011

NO2- 0,5412 0,5079

NO3- 0,4065 -0,6707

NH4+ 0,6348 0,1424

PO43-

-0,2924 -0,1567

SO43-

0,9389 0,0059

Na+ 0,9570 0,0985

K+ 0,7832 0,5007

Mg+ 0,7115 0,1766

Ca2+

0,1619 0,8231

Cl- 0,9476 0,0010

HCO3- -0,5128 0,4040

Os pontos amostrados encontram-se divididos com a estação seca no lado direito da

ACP (quadrantes II e III) e a cheia no lado esquerdo (quadrantes I e IV) (Figura 11). De forma

geral, os pontos amostrados no período seco são influenciados pelos íons maiores, clorofila-a

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29

e pelos nutrientes nitrato e nitrito, sendo impulsionado pelos íons Na+, SO4

3- e Cl

-. Já os

pontos amostrados no período chuvoso são influenciados pelas variáveis abióticas

(condutividade, OD% e pH), pelo bicarbonato e pelos nutrientes silicato e fosfato, com maior

influencia do OD%, HCO3- (Figura 11).

Os pontos a montante de cada rio (T1, T2, T3 e J1) para ambas as estações foram

encontrados nos quadrantes inferiores (quadrantes III e IV), com o nitrato tendo maior

influência sobre estes pontos no período de seca. Cabe ressaltar que o T2 (cheia e seca) é o

ponto mais negativos para o eixo 1, sendo influenciado negativamente pelo Ca2+

,

condutividade e clorofila-a (Figura 11).

A partir do teste de Mann-Whitney realizado para os nutrientes, foi observado que

apenas o nitrato, para o ponto T4, e o fosfato, para o ponto T3, apresentaram diferença

estatística entre as estações seca e cheia (p < 0,05).

Já para os íons maiores este teste identificou diferença significativa entre as estações

para o magnésio, com diferença nos pontos T1, T2, T3, T6, J2 e P1; para o sulfato, nos pontos

T3, T4, T5, T6, e J3; para o cloreto, nos pontos T1, T4, T5, T6 e J3; e para o íon potássio,

apenas no ponto T1.

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30

Figura 11: Análise da Componente Principal para as variáveis abióticas (Condutividade, pH e OD%), nutrientes inorgânicos (nitrato, nitrito, amônio, silicato e fosfato),

clorofila-a e íons maiores (cálcio, potássio, magnésio, sódio, cloreto, sufalto e bicarbonato). As letras S e C representam as estações seca e cheia para cada ponto.

T4C J3C

J2C

J1C T7C

T6C

T2C

T5C

T1C

T3C

P1C

T5S

P1S

J2S

T4S

T7S

J1S T3S

T1S

T2S

J3S T6S

IV III

I II

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5.6 Fluxo de Nutrientes e Íons Maiores

Como pode ser observado pela Tabela 4, o rio Tijuipinho é o que apresenta o maior

fluxo para a maioria dos ions, com exceção do cloreto e do sulfato, que foram superiores no

rio Pancadinha. O fluxo de NID e PID apresentaram valores similares entre os 3 rios, no

entanto, o NID no rio Tijuipe apresentou os maiores fluxos. Entretanto não foram observadas

diferenças significativas entre os 3 rios amostrados.

Tabela 4: Valores médios e desvio padrão (±) para o fluxo dos nutrientes e íons maiores, em kg.ha-1

.ano-1

. ao

longo dos rios Tijuipe, Tijuipinho e Pancadinha e o total exportado na bacia hidrográfica.

Íons Tijuipe Tijuipinho Pancadinha Total exportado

NID 0,24 ±0,30 0,19 ±0,18 0,20 ±0,26 0,63 ±0,72

PID 0 ±0,01 0,01 ±0,02 0,01 ±0,01 0,02 ±0,04

Si2O4 2,13 ±3,16 2,54 ±3,08 0,70 ±0,66 5,14 ±5,99

HCO3- 10,75 ±14,49 20,27 ±22,54 11,70 ±16,46 17,82 ±37,38

Cl- 32,51 ±36,10 25,46 ±23,97 45,85 ±47,94 99,99 ±101,63

Na+ 21,49 ±29,44 35,62 ±60,48 32,27 ±32,09 86,70 ±113,46

SO43-

4,99 ±5,13 4,19 ±3,91 7,35 ±6,93 15,30 ±15,27

K+ 1,16 ±1,64 2,16 ±3,65 2,01 ±2,15 5,16 ±6,99

Mg+ 3,36 ±3,69 6,88 ±11,49 4,21 ±3,93 14,10 ±18,10

Ca2+

3,86 ±5,85 7,50 ±12,66 5,61 ±6,01 16,51 ±22,83

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6. DISCUSSÃO

6.1 Variação Espacial e Temporal dos Nutrientes Inorgânicos e Íons maiores

Diversos fatores são responsáveis por alterações que ocorrem ao longo de uma bacia

de drenagem entre eles estão a litologia da região, o tipo de vegetação circundante, o uso que

se faz do solo e a proximidade com áreas urbanas. No caso da bacia do Rio Tijuipe, era

esperado que o ponto P1 localizado no Rio Pancadinha apresentasse valores distintos dos

demais pontos de coleta por estar localizado em uma área urbanizada. No entanto, não foram

encontradas diferenças significativas com os demais pontos localizados em áreas preservadas,

sugerindo assim que a influencia das modificações no uso do solo neste caso não é suficiente

para alterar a biogeoquímica desse rio.

Em relação ao nitrogênio a forma predominante de NID foi o nitrato seguido pelo

amônio. Este resultado é condizente com o que é encontrado na literatura para bacias

preservadas ou pouco impactadas na região tropical, uma vez que o NO3- é a forma

predominante de perda de nitrogênio inorgânico dos sistemas terrestre para o aquático, sendo

que o NH4+ é geralmente absorvido pelas plantas e microorganismos (SILVA et al, 2012;

MARTINELLI et al., 2010; ANDRADE et al., 2011; SILVA, 2012). Silva (2012) constatou a

presença de maior quantidade do íon amônio nos solos destes ambientes comparados a nitrato.

As maiores concentrações de nitrato neste estudo podem ser devido ao fato do nitrato possuir

maior capacidade de ser lixiviado estando assim diretamente relacionado a concentração

encontrada na água do rio.

A presença de oxigênio na água do rio é outro fator que influencia a quantidade de

nitrato existente no ambiente, uma vez que o processo de nitrificação é estritamente aeróbico

e o oxigênio é um dos seus principais fatores reguladores (BOLLMANN & CONRAD, 1998).

Como a saturação de oxigênio se apresenta constante e alta ao longo de toda a bacia

hidrográfica, era esperada uma predominância de nitrato nesses corpos d’água.

Os valores de nitrato apresentam um padrão distinto entre os rios da bacia

hidrográfica do rio Tijuipe. Enquanto que o rio Tijuipe apresenta suas maiores médias nos

pontos a montante (pontos T1 e T2), no rio Tijuipinho esta se dá no ponto a jusante (ponto

J3). O que poderia justificar esse elevado valor nas nascentes do Tijuipe é a contribuição de

nitrato recebido pelas águas subterrâneas, oriundos da decomposição da matéria orgânica no

solo associados aos períodos de seca. Estas nascentes nos meses de setembro a novembro,

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33

meses mais secos, apresentaram uma redução significativa na quantidade de água e um

aumento na concentração de nitrato (chegando a 19,36 e 28,97 µM para os pontos T1 e T2,

respectivamente). Com isto a entrada de água subterrânea nestes dois pontos pode exercer

uma influencia maior do que nos demais pontos, aumentando, assim a concentração de nitrato

na água. Resultados similares foram encontrados por Andrade (2008) na região de Ubatuba-

SP e Leite (2004) nos rios da bacia hidrográfica do Ji-Paraná que também sugeriram a

contribuição da água subterrânea para o aumento dos valores de nitrato na água. Tal

comportamento pode ser observado através da análise de componentes principais onde pode

ser verificado que os pontos a montante de cada rio (T1, T2, T3 e J1), para ambas as estações,

mostraram um padrão diferenciado dos trechos médio e final dos rios, sendo encontrados nos

quadrantes inferiores (quadrantes III e IV). Este gradiente espacial está associado ao eixo 1,

tendo como forças principais as variáveis NO3- e PO4

3-.

O rio Tijuipinho, assim como o rio Tijuipe, apresentou maior concentração de mata

preservada nos pontos a montante. Estes pontos do Tijuipinho (J1 e J2), apresentaram o

mesmo comportamento verificado por Marques (2004), em estudo realizado no rio Piraquara,

segundo o qual existe uma influência da zona ripária na retenção do nitrato. Isto explicaria as

menores concentrações de nitrato nos pontos a montante, onde a mata se mantêm preservada.

O íon amônio apresentou baixos valores ao longo de todos os pontos, não

ultrapassando 5 µM. Esta baixa concentração de NH4+ é característica das microbacias com

pequeno impacto antrópico, sendo observadas em diversos trabalhos realizados em

microbacias tropicais com condições similares (NEILL et al., 2001; GROPPO, 2010; SILVA

et al. 2012). Isto pode estar relacionado à assimilação biológica e adsorção ao sedimento e em

menor proporção aos processos de nitrificação, além do fato de existir um maior aporte de

NO3- para a água do rio, em relação ao NH4

+ (PETERSON et al., 2001).

Os pontos que apresentaram os maiores valores médios do íon amônio foram os

pontos T5 e P1 (4,1 e 3,6 µM). Apesar do ponto P1 estar localizado em uma área mais

urbanizada, o que poderia explicar o aumento da quantidade deste nutriente, não é o que está

acontecendo, uma vez que ele apresenta valores muito abaixo da maioria dos pontos em

alguns meses amostrados. Este maior valor médio obtido para os pontos T5 e P1 está

relacionado com os valores obtidos nos últimos meses de coleta (junho e julho), que foram

maiores em relação aos demais pontos, como pode ser observado pelo elevado desvio padrão

encontrado nestes dois pontos. Isto possivelmente está relacionado com a precipitação

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34

ocorrida nos meses anteriores (abril e maio), as maiores precipitações do ano, que carregou

grande quantidade do íon amônio das margens para o rio, sendo que este aumento foi mais

perceptível nos meses seguintes, quando a precipitação foi menor.

Os valores de fosfato não ultrapassaram 0,25 µM estando dentro da faixa sugerida por

Allan (1995) para riachos não poluídos (0,28 μM). Segundo Siqueira e Franco (1988), nos

solos tropicais, o P retido ou fixado nas partículas do solo é distribuído para Al, Fe e em

menor quantidade Ca, antes desse ser lixiviado, influenciando na disponibilidade de fosfato

no ambiente. Para Horbe et al. (2005), além de este íon possuir baixa mobilidade facilitando

sua combinação com o alumínio e sua precipitação, outro fator que influencia sua quantidade

na água é a quantidade deste íon nas rochas.

Também pode ser observada uma redução de fosfato no sentido montante-jusante para

os pontos do rio Tijuipe. Payne (1986) argumenta que isto é devido à rápida incorporação de

fosfato pelas comunidades aquáticas. Esta mesma situação de redução dos valores de PID nos

pontos mais a jusante também foi observada por Souza (2009) sendo associada à assimilação

desse nutriente pelos organismos.

A concentração de silicato foi menor nos pontos a montante, quando comparado aos

demais trechos do rio, sendo isso mais evidente para o rio Tijuipinho. A sílica dissolvida

presente nos rios possui como principal origem o intemperismo das rochas, um processo que é

intensificado por altas temperaturas, umidade e vegetação ativa (CONLEY, 2002;

MARQUES, 2004; HUMBORG et al., 2006). Esta concentração pode estar relacionada à

vegetação nativa presente nas margens dos pontos, uma vez que os pontos a jusante de cada

rio apresentam menor quantidade de mata preservada quando comparados aos pontos à

montante, e este fator estaria influenciando no aumento da quantidade de silicato nos pontos a

jusante. Resultado semelhante também foi encontrado por Marques et al. (2003) no Rio

Piraquara, que revelou um considerável incremento nas concentrações de silicato após o rio

atravessar áreas onde a vegetação foi retirada.

A razão NID:PID se apresenta superior ao que seria esperado em todos os pontos,

sendo os pontos que mais se aproximaram desta razão, de 16:1, foram os pontos J1, J2 e o T3.

Souza (2009), em seu trabalho realizado na REBIO de Una encontrou valores da razão

NID:PID variando de 5 a 50, apresentando menores concentrações de nitrato nos pontos de

cabeceira e maiores concentrações nos trechos médio e final, justificando isto devido a um

incremento de nitrato e redução de fosfato ao longo dos pontos. Neste trabalho a relação

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35

NID:PID variou de 22 a 119, com os menores valores sendo igualmente obtidos nos pontos a

montante de cada rio, com exceção aos pontos T1 e T2 do rio Tijuipe, devido a elevada

concentração de nitrato proveniente de água subterrânea. Este alto valor obtido indica que

todos os pontos analisados na bacia hidrográfica do rio Tijuipe apresentam uma quantidade

muito inferior de fosfato em comparação com o que seria esperado para esta relação.

A razão Si:NID apresenta a maioria dos valores acima do que seria esperado para a

razão 16:16, provavelmente devido a uma maior disponibilidade de silicato em comparação

com o N. Padrão similar foi observado nos rios da Baía de Paranaguá e das Laranjeiras –

Paraná, que apresentou os valores variando entre 3,2 e 27,5, possivelmente por existirem

fontes significativas de silicato neste ambiente, como o intemperismo das rochas (ROSA,

2010).

A Figura 12 estabelece uma relação entre NID e clorofila-a e PID e clorofila-a para

cada um dos pontos, sendo que não foi observada uma relação positiva entre estes nutrientes.

Através da regressão polinomial para estas relações, foi observado que o nitrogênio influencia

10,5% da quantidade total de clorofila-a, e que o fosfato influencia apenas 4,1% dos valores

de clorofila-a. Isto indica que existem outros fatores atuando como limitantes nestes pontos,

como por exemplo, a temperatura, a radiação fotossinteticamente ativa, a velocidade da

corrente, a variação do nível da água e a disponibilidade de carbono inorgânico (CAMARGO

et al., 2003). Para Sperling (2001) ambas as grandezas estão diretamente relacionadas, já que

quanto maior a disponibilidade do nutriente maior será também o crescimento de algas e

plantas. No entanto em ambientes tropicais, onde a assimilação de nutrientes é bastante mais

intensa, da mesma forma que a sua perda, esta relação não é usualmente exponencial, como

reportado em climas temperados (SPERLING, 2001).

O ponto P1 possui uma característica diferente dos demais pontos, uma vez que

apresenta uma quantidade de clorofila-a superior aos demais (Figura 12). Segundo Rego e

Possamal (2006), a disponibilidade de luz constitui um dos fatores críticos para o

desenvolvimento dos organismos fotossintetizantes. Cosby et al. (1984) também aborda que a

radiação fotossintética é essencial à produção primária por controlar a fotossíntese, sendo

diretamente proporcional. Este fator pode explicar a maior quantidade de clorofila-a

encontrada no ponto P1, uma vez que neste ponto há a ausência de mata ciliar.

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36

Por outro lado, a clorofila-a apresentou uma relação diretamente proporcional com

total de sólidos em suspensão (TSS) (r2=0,80) (Figura 13). Os pontos T2 e J1 são os que

apresentam menor valor de TSS e de clorofila-a, e o maior foi obtido para o ponto P1. Isso

pode ser explicado pelo fato de que a concentração de TSS presente na água não está

interferindo na produção de clorofila-a do ambiente, e esta, por sua vez, funciona como um

incremento na quantidade final de TSS Mesmo padrão foi observado por Monteggia e Zancan

Filho (2001), que observaram que a produção de biomassa algal corresponde a acréscimos na

concentração de sólidos suspensos na lagoa da ETE Vila Esmeralda. Outros trabalhos

realizados em lagoas também mostraram este mesmo resultado como Luduvice et al. (2001) e

Nascimento (2001), sendo que trabalhos desta natureza são muito mais frequentes em lagoas,

devido à baixa concentração de clorofila-a obtida em rios de pequeno porte. Entretanto,

estudos como o de Merello et al. (2009), demonstram que o TSS influencia nas concentrações

de clorofila-a em função da redução da camada fótica no córrego do Cedro (SP).

0

4

8

12

16

0 2 4 6 8 10 12

NID

(m

M)

Clor-a (mgL-1)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0

0,1

0,2

0,3

0 2 4 6 8 10 12

PID

(m

M)

Clor-a (mgL-1)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

T1

T2

T3 T4

T5

T6

T7

J1

J2

J3

P1

T1

T2

T3 T4

T5

T6

T7

J1

J2

J3

P1

Figura 12: Relação entre os valores médios de clorofila-a e NID (a) e entre clorofila-a e fosfato (b) ao longo dos

pontos de coleta.

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37

Os íons maiores apresentaram uma concentração com a seguinte ordem de grandeza

para a bacia hidrográfica do rio Tijuipe: para os cátions = Na+ > Mg

2+ > Ca

2+ > K

+; para os

anions = Cl- > HCO3

- > SO4

2-. Para Vieira et al. (2005) a diferença na composição das águas

mundiais, com relação ao conteúdo iônico, refere-se basicamente às concentrações de Ca2+

,

HCO3- e Na

+. Na América do Sul e Austrália, por exemplo, a água é pobre nesses íons e a

ordem de dominância para os cátions geralmente é Ca2+

> Na+ > Mg

2+ > K

+, e para os ânions

Cl- > SO4

2- > HCO3

-, comuns à drenagem de rochas ígneas (GIBBS, 1970). Cole (1983) e

Wetzel (1991) mostram que a tendência mundial obedece à ordem Ca2+

> Mg2+

> Na+ > K

+.

No entanto, esta sequência pode sofrer alterações em decorrência de características da bacia

de drenagem, da composição dos sedimentos aquáticos e da climatologia local (SPERLING,

2001). Drever (1997) ainda enfatiza que a composição física e química das águas subterrâneas

reflete na mobilidade e solubilidade dos elementos envolvidos no processo de intemperismo

com o Na+, o Ca

2+ e o Mg

2+ apresentando maior mobilidade nos sistemas terrestres e liberados

rapidamente durante o processo de intemperismo.

A análise da PCA mostrou que o ponto T2 (cheia e seca) é distinto dos demais, pois

apresenta o menor valor para o eixo 1, sendo influenciado negativamente pelo Ca+,

condutividade e clorofila-a. Isto ocorreu devido a este ponto apresentar os menores valores

para estas três variáveis, em relação aos demais pontos amostrados, independente de ser na

estação seca ou chuvosa.

0

1

2

3

4

0 2 4 6 8 10 12

TSS

(mgL

-1)

Clor-a (mgL-1)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

T1

T2

T3 T4

T5

T6

T7

J1

J2

J3

P1

Figura 13: Relação entre TSS e clorofila-a ao longo dos pontos de coleta.

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As concentrações dos íons Cl- e Na

+ foram superiores aos demais íons avaliados na

bacia hidrográfica do rio Tijuipe. O íon cloreto, nas águas doces não contaminadas, pode ser

derivado da dissolução de rochas evaporíticas ou de aerossóis produzidos pela evaporação

oceânica, que é a forma mais comum, chegando às águas fluviais pela precipitação direta das

chuvas, pelo escoamento superficial ou pela lixiviação das águas de infiltração do solo

(SANTOS et al., 1984; CARVALHO, 1995; GAILLARDET et al., 1997).

A razão Na/(Na+Ca) pode ser utilizada para verificar a predominância de

mecanismos de intemperismo rochoso ou de aportes atmosférico aos corpos d’água

(DREVER, 1997). Quando a razão se aproxima de 1 a chuva é a principal fonte de sais para

as águas dos rios, e quando a razão diminui o mecanismo regulador é o intemperismo das

rochas pela água subterrânea. O maior valor observado para essa razão foi 0,95 no ponto T2 e

o menor foi 0,89 no ponto J3, tendo o rio Tijuipe uma média de 0,92, o rio Tijuipinho de 0,90,

e o rio Pancadinha o valor de 0,91. Desse modo, provavelmente, o mecanismo regulador da

composição química da bacia hidrográfica do rio Tijuipe é a água da chuva. Isto é abordado

por Lewis Jr. (1981) segundo o qual a precipitação é uma das principais fontes de nutrientes e

íons para ecossistemas aquáticos e terrestres, sendo que a natureza de seus constituintes

químicos depende da fonte, da direção dos ventos, da proximidade do mar e das atividades do

uso do solo.

A razão Cl/Na no presente trabalho apresentou um valor médio para a bacia

hidrográfica de 1,09 ± 0,12. Esta razão média quando comparada com a razão da água do mar

(1,17) indica ou um excesso de Na+, que pode ser oriundo de fontes continentais (BERNER &

BERNER, 1987) ou um déficit de Cl-. Resultados semelhantes ao encontrado neste trabalho

foram obtidos para o Rio Cachoeira, no sul da Bahia (ARAUJO, 2011), e nas regiões do

estado do Paraná (FLUES et al., 2002), para o sítio urbano na bacia hidrográfica de Guaíba

(MIGLIAVACCA et al., 2005) e para a região metropolitana do Rio de Janeiro (MELLO,

2001).

Vale ressaltar que o ponto T1 apresentou valor para esta razão de 1,19 ± 0,76. Este

elevado valor encontrado em pontos distantes da costa também foi observado por Araujo

(2011) e Andreae et al. (1990), em trabalhos realizados no sul da Bahia e na Amazônia, sendo

que isto ocorre devido a composição da deposição atmosférica poder sofrer influência de

fontes marinhas por vários quilômetros no continente, a depender do regime de ventos e do

relevo da região.

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Todos os ions maiores, com exceção do cálcio e do bicarbonato apresentaram

maiores valores nos meses de outubro e novembro, os meses de seca. Dentre estes ions, o

cloreto e o sulfato foram os que apresentaram maior variação entre os meses de cheia e seca.

Através da analise dos dados da PCA é possível perceber a existência de uma

separação temporal entre pontos, com os pontos de seca do lado direito e os de cheia no lado

esquerdo do gráfico. Este gradiente sazonal está associado ao eixo 2, e é influenciado

positivamente pelos íons maiores cloreto, sulfato e sódio e negativamente pelo bicarbonato e

pelo parâmetro abiótico OD%.

Essa correlação entre o período de seca e os íons maiores é devido aos elevados

valores encontrados para todos os íons, com exceção do cálcio e do bicarbonato, durante os

meses de outubro e novembro, os meses mais secos durante o período de coleta (Figura 10).

Essa relação, segundo Cameroon et al. (1995), já era esperada uma vez que as variações nas

vazões dos rios estão diretamente relacionadas as variações nas concentrações dos cátions e

ânions.

Resultados demonstrando a relação dos íons maiores com o período de seca também

foram encontrados em estudos realizados em regiões temperadas, por Markich & Brown

(1998) no rio Hawkesbury-Nepean (Austrália). Nessas bacias foi observada uma relação

inversa entre a vazão e as concentrações dos íons Cl-, Na

+, Mg

+, K

+ e SO4

-3, com o efeito

diluidor da água das chuvas, durante o período de cheia do rio. Da mesma forma, Jarvie et al.

(1997) encontraram maiores concentrações de íons dissolvidos em rios no Reino Unido

durante o período em que os mesmos se encontravam sobre o predomínio do fluxo de base. Já

em regiões tropicais, resultado semelhante ao presente estudo foi observado por Silva (2000)

que encontrou as maiores concentrações de Cl-, Na

+ e NO3

- no período de baixa vazão no rio

Paraíba do Sul, sendo esta variação temporal relacionada com a diluição do fluxo de base e

das fontes antropogênicas. Santos (2005), no Rio Salgado, encontrou o mesmo padrão sendo

as maiores concentrações de sódio, cálcio e magnésio encontradas nos meses menos

chuvosos.

Os meses de cheia, por sua vez, influenciaram fortemente a saturação de OD e o íon

bicarbonato. Resultado semelhante também foi encontrado por Oliveira et al. (2008) em seu

trabalho realizado na microbacia do Arroio Fundo – Paraná, que obteve os maiores valores de

oxigênio dissolvido nos meses de maior precipitação. Isto é corroborado por Von Sperling

(1996) e Costa (1998), que afirmam que a concentração de oxigênio dissolvido, em um curso

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d’água natural, aumenta devido à absorção física do oxigênio da atmosfera por meio da

movimentação turbulenta sofrida pela água em escoamento, que é maior durante o período de

maior precipitação.

O bicarbonato apresenta uma distribuição diferente dos demais íons maiores,

apresentando um maior valor para a estação de cheia. Isto provavelmente ocorreu devido aos

valores obtidos nos meses mais secos estarem abaixo do limite de detecção do método

utilizado (50µM).

6.2 Fluxo de Nutrientes e Íons Maiores

Os valores dos fluxos na bacia hidrográfica do rio Tijuipe apresentaram a mesma

ordem de grandeza que a observada para a concentração dos íons, com exceção aos cátions

Mg+

e Ca2+

, que possuem sua ordem invertida para o fluxo (Tabela 4).

A partir do fluxo foi observado que a bacia hidrográfica do rio Tijuipe apresenta

maior contribuição para o mar dos íons cloreto e sódio e do nutriente, silicato, sendo que estes

elementos apresentaram maiores valores ao longo de toda a bacia hidrográfica (Tabela 4).

Quanto aos nutrientes, o maior valor do fluxo de NID para a bacia hidrográfica foi

obtido para o rio Tijuipe, devido aos pontos T1 e T2 apresentarem valores mais elevados de

nitrato, o que contribuiu para o aumento no valor final do fluxo deste rio (Tabela 4). Já

quando comparados os valores dos rios desta bacia com os outros rios, foi observado um

fluxo menor de NID no presente estudo (Tabela 5). O valor de NID em áreas preservadas

apresenta baixas concentrações quando comparados a áreas que sofreram algum tipo de

impacto, uma vez que não existe nenhuma forma de incremento destes nutrientes por origem

antrópica, principalmente sob as formas do íon amônio e do nitrito.

Os valores de fluxo de PID não variaram entre os rios da bacia hidrográfica do rio

Tijuipe devido a este nutriente apresentar baixos valores em todos os pontos amostrados

(Figura 7C). Esta pequena concentração é refletida no valor do fluxo, uma vez que este

nutriente apresenta o menor valor de fluxo para todos os rios da bacia hidrográfica do Tijuipe,

além de também apresentar menor quando comparado ao rio do Marapanim (Tabela 5). Já o

valor de silicato foi maior no rio Tijuipinho, seguido do Tijuipe, sendo que o rio Pancadinha

apresentou valor inferior aos demais rios desta bacia. Isto é devido ao rio Pancadinha

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apresentar o menor valor médio entre todos os pontos amostrados para este nutriente, como

pode ser observado na Figura 7D, acarretando no menor valor de fluxo.

A principal fonte dos íons Na+

e Cl- é a deposição seca e umida através do spray

marinho. Os rios Indaía e Marapanim apresentaram, respectivamente, os maiores valores de

fluxo de Na+

e Cl-

entre todos os rios analisados (Tabela 5). Isto aconteceu, provalvemente

porque estes rios apresentam uma maior proximadade com o mar, recebendo maior

quantidade de íons. Esta contribuição do mar para a bacia hidrografica do Tijuipe é mais

perceptivel para o rio Pancadinha, que apresenta o maior do íon Cl-, uma vez que dentre os

rios analisados ele é quem mais se aproxima do mar.

Comparando os íons entre os rios da bacia hidrográfica do rio Tijuipe apenas o

sulfato foi maior no rio Pancadinha, com todos os outros íons tendo seu maior fluxo obtidos

para o rio Tijuipinho (Tabela 5). A maior concentração de sulfato ao longo de todo o periodo

de coleta foi obtido para o rio Pancadinha. Isto, associado à reduzida área deste rio comparada

com as demais, resultou no maior fluxo para este rio. Já os demais íons maiores tiveram seu

maior valor de fluxo obtidos para o rio Tijuipinho. Isto indica que, mesmo este rio tendo uma

área de drenagem 37,9 % menor que a do rio Tijupe, ele apresenta uma maior presença de

íons ao longo do seu curso.

Já quando é analisado o fluxo dos rios desta bacia hidrografica com os demais

trabalhos analisados, pode ser observado que os rios Indaía e Marapanim apresentam maior

fluxo, com exceção do magnésio, para o rio Tijuipinho (Tabela 5). Isso aconteceu em

decorrencia da diferença na composição quimica do solo nos diferentes rios analisados e

principalmente devido os rios da bacia hidrografica do Tijuipe apresentar-se dentro de uma

área de proteção ambiental, com grande quantidade de mata preservada em seu entorno, a

qual interfere na quantidade de íons que são transportados para os rios.

Tabela 5: Fluxo dos nutrientes e íons maiores, em kg.ha

-1.ano

-1, para o os rios da bacia hidrográfica do rio

Tijuipe e comparação com outros trabalhos.

USO DO SOLO NID PID Si2O4 Na

+ Cl

- HCO3

- K

+ SO4

3- Mg

+ Ca

2+

R. Tijuipe* F.ombrófila 0,24 N.D. 2,1 21,5 32,5 10,8 1,2 5,0 3,4 3,9

R. Tijuipinho* F.ombrófila 0,19 0,01 2,5 35,6 25,5 20,3 2,2 4,2 6,9 7,5

R. Pancadinha* F.ombrófila/Urbanização 0,20 0,01 0,7 32,3 45,9 11,7 2,0 7,4 4,2 5,6

R. Indaiá1 F. ombrofila densa 3,20 - - 48,9 46,3 66,0 11,0 13,1 5,7 23,0

Rio em São Paulo2 Cerrado 0,20 - - 1,7 1,4 - 1,2 - 0,2 0,4

R. do Marapanim3 F. secundária densa 6,36 0,02 - 24,2 48,0 - 3,2 34,7 3,6 3,3

*Dados obtidos neste trabalho; 1. ANDRADE (2008); 2. SILVA et al. (2007); 3. BARROSO (2011)

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7. CONCLUSÃO

O conjunto de dados levantados permite concluir que a vegetação de mata atlântica

localizada dentro da área do Parque Estadual da Serra do Conduru funciona efetivamente na

retenção dos nutrientes, impedindo que estes sejam lixiviados para os rios durante o periodo

de chuva. Além disso, os ions maiores apresentaram uma variação temporal, ao longo do

período de coleta, posuindo maior concentração nos meses mais secos, devido ao

intemperismo quimico das rochas e a entrada de água subterranea.

O rio Pancadinha, o único ponto ponto que possui a presença de residências em suas

margens onde foi detectado o lancamento direto de residuos solidos e liquidos, não

demonstrou diferença significativa com os demais pontos de coleta, para nenhuma das

variaveis analisadas, indicando que os impactos sofridos por este rio não foram suficientes

para alterar as caracteristicas bioquímicas da agua.

Os resultados da variação espacial dos nutrientes inorgânicos demonstraram que o

nitrato foi à forma predominante dentre o nitrogênio inorgânico dissolvido, com os pontos T1

e T2 apresentando os maiores valores para este nutriente. Os valores de silicato foram

menores nos pontos a montante de cada rio. Já o fosfato apresentou baixa concentração ao

longo de todos os pontos de coleta, sendo que de acordo com a razão de Redfield a bacia

hidrográfica do rio Tijuipe apresenta baixa concentração de fosfato em relação aos demais

nutrientes.

Para os íons maiores, não foi observado um padrão de aumento ou diminuição no

sentido montante-jusante, com os íons Cl- e Na

+ possuindo maior valor em todos os pontos de

coleta, e a água da chuva sendo o mecanismo regulador da composição química da bacia

hidrográfica.

Em relação à variação temporal, os pontos da bacia hidrográfica do rio Tijuipe

encontram-se divididos entre as estações, com os meses de seca sendo influenciados pelos

íons Cl-, Na

+ e SO4

3- e os meses de cheia com influencia do bicarbonato e do OD%.

A bacia hidrográfica do rio Tijuipe apresenta uma maior contribuição para o mar dos

íons Cl- e Na

+, e do nutriente Si2O4, sendo o rio Tijuipinho o rio que possui maior

contribuição de ions maiores no transporte destes elementos para o mar.

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43

8. REFERÊNCIAS

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