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BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO CAÍ/RS: ÍNDICES PODEMMASCARAR A AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA?

Maria Lúcia Ribeiro(1)

Msc - Enga Química, Professora Assistente na UFMS - Aluna deDoutorado no CPG - Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental -Instituto de Pesquisas Hidráulicas - UFRGSAna Beatris Souza de DeusMsc - Engo Civil - Aluna de Doutorado no CPG - Recursos Hídricos eSaneamento Ambiental - Instituto de Pesquisas Hidráulicas - UFRGS.Sérgio João de LucaPhD - Professor Titular, Pesquisador CNPq IA - Orientador deMestrado e Doutorado IPH e CE / UFRGS.

Endereço(1): UFRGS/IPH - Av. Bento Gonçalves, 9500 - Agronomia - Porto Alegre - RS - CEP:91501-970 - Brasil - Tel.: (051) 316-6680 - Fax: (051) 316-6565 - e-mail: [email protected]

RESUMO

Este trabalho tem por objetivo avaliar o grau de relevância das características estéticas, doconteúdo orgânico, da força iônica, da agressividade natural, do conteúdo de nutrientes eda produtividade em termos de clorofila α, do conteúdo bacteriano sanitário, da presençade metais traços, de compostos orgânicos industriais e de defensivos agrícolas nacontaminação dos cursos d’água existentes na Bacia Hidrográfica do Rio Caí no estadodo RS. Para condensar as informações de modo a facilitar a visualização e a interpretaçãodas alterações dos recursos hídricos foram empregados índices da qualidade da água osquais fornecem uma visão mais integrada da qualidade das águas nesta Bacia.

PALAVRAS-CHAVE: IQA, Horton, NSF-WQI, Prati, Rio Caí.

INTRODUÇÃO

A Bacia Hidrográfica do rio Caí possui uma área de 5048,32 km2, composta por 40municípios, no estado do RS, Brasil. Alguns destes municípios estão totalmente nelainseridos, abrangendo uma população total de 433.534 habitantes (IBGE, 1996), sendo oRio Caí o principal curso d’água. O Rio Caí é um importante afluente do Rio Jacuí. É umrio de planalto, estando as nascentes na Serra do Mar, no município de São Francisco dePaula, a 1000m de altitude tendo como denominação Rio Santa Cruz. Possui umaextensão de 270 km. A sua foz está localizada no distrito municipal de Morretes. Este riopercorre zonas de Planalto, de Encosta da Serra, de Coxilha e de Várzeas, recebendo pelamargem direita os Arroios Pinhal, Cará, Muniz, Juá, Macaco, Piaí, Belo, Forromeco,Cria, Amoras, Maratá e rio Forqueta, entre outros; na margem esquerda, os ArroiosCaracol, Guaçú, Mineira, o Rio Cadeia e outros de menor porte.

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A qualidade das águas do Rio Caí é afetada, principalmente, por dois de seus formadores:o Rio Cadeia e o Arroio Feitoria. Na altura do Município de São Sebastião do Caí, o RioCadeia deságua no Rio Caí, possuindo águas com características físico-químicas ebiológicas inferiores ao seu receptor. No trecho inferior, a deterioração da qualidade,provavelmente, é devida ao Arroio Feitoria, o qual antes de desaguar nas águas do RioCadeia, percorre uma zona industrial de alto potencial poluidor.

METODOLOGIA

Objetivando-se a caracterização qualitativa da bacia hidrográfica do rio Caí foram realizadascampanhas de medição de vazão e de amostragem de qualidade da água nos meses de fevereiroe maio de 1997, em 17 pontos de controle distribuídos no rio Caí, rio Cadeia e seus afluentes,principalmente nos corpos receptores de efluentes industriais e de despejos domésticos urbanose rurais. Os pontos de controle monitorados na Bacia Hidrográfica do Rio Caí são:

• CA 001 - foz do rio Caí, localidade de Morretes em Canoas;

• CA 10.4 - rio Caí, a jusante do Pólo Petroquímico em Triunfo;

• CA 13.3 - rio Caí, em frente ao Pólo Petroquímico em Triunfo;

• CA 24.1 - rio Caí, montante do Pólo Petroquímico em Triunfo;

• CA 050 - rio Caí, jusante de Montenegro;

• CA 075 - rio Caí, jusante de São Sebastião do Caí;

• CA 136 - rio Caí, foz do Arroio Pinhal em Caxias do Sul/Feliz;

• CA 210 - rio Caí, localidade de Passo do Inferno em Canela;

• CF1 - rio Cadeia, na RS-122, antes de São Sebastião do Caí;

• CF2 - rio Cadeia, em uma ponte na estrada vicinal próximo ao Clube Campestre;

• CF3 - rio Cadeia, próximo a Joaneta;

• CF4 - arroio Tapera, próximo a Tapera;

• CF5 - rio Cadeia, na barragem do Herval,

• CF6 - arroio Feitoria, próximo ao sertão das Capivaras;

• CF7 - arroio Feitoria, no Balneário junto à BR 116;

• PG l66- Rio Caí, a jusante da foz do arroio Guaçu; e

• SG254 - Rio Caí, a montante da Barragem do Blang, em São Francisco de Paula.

A partir dos resultados das análises dos parâmetros da Bacia Hidrográfica do Rio Caí, foramaplicados os principais índices de qualidade da literatura, os quais identificam mudançasespaciais e temporais na qualidade da água do rio. Neste trabalho foram utilizados trêsíndices de qualidade geral (índices de Horton, NSF-WQI e Prati), baseados na suposição deque a qualidade das águas é um atributo geral das águas superficiais, independente do usopara o qual a água é posta. O índice de qualidade da água tem como objetivo resumir ogrande número de dados existentes, numa forma que possibilite a pronta interpretação ereconhecimento das tendências da qualidade da água, ao longo do tempo e do espaço.

O índice de Horton tem uma estrutura linear escalonada, o NSF-WQI uma funçãoimplícita baseada na opinião de especialistas e o de Prati uma função implícita, porémbaseada em padrões de vários países.

Horton desenvolveu o primeiro Índice de Qualidade da Água (IQA) de uso geral,selecionando 8 parâmetros e atribuindo a cada um deles uma escala de classificação e um

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peso de acordo com a sua significância relativa, numa qualidade geral do corpo d’água.Este índice tem uma estrutura linear escalonada. A escala adotada por Horton é de 0 (piorqualidade) a 100 (melhor qualidade) (OTT, 1978).

O WQI-NSF foi desenvolvido pela National Sanitation Foundation (NSF), com base nométodo DELPHI (da Rand Corporation), uma técnica de pesquisa de opinião que pode serutilizada para extrair informações de um grupo de profissionais, buscando uma maiorconvergência nos dados dos parâmetros. Inicialmente, a NSF propôs uma formulaçãoaritmética do WQI (BROW et al., 1970), ou seja, um somatório linear ponderado desubíndices. Entretanto, amostras com alguns parâmetros desfavoráveis apresentarampouca sensibilidade nessa formulação. Com isso foram elaborados estudos para seisformulações diferenciadas. Após o questionamento de vários profissionais e umacomparação das fórmulas, apresentou-se a formulação multiplicativa como a de melhorconcordância (DEVELOPMENT, 1976). Esta última formulação apresenta uma maiorsensibilidade em refletir situações globais de baixa qualidade da água, assim como osefeitos decorrentes de um ou dois parâmetros de qualidade da água mais pobres.

Prati et al. em 1971 com base nos sistemas de classificação da qualidade da água adotados naInglaterra, Alemanha, União Soviética, Tchecoslováquia, Nova Zelândia, Polônia e, em algunsestados dos EUA, desenvolveram seu próprio sistema de classificação o qual envolvia 13poluentes com faixas de variações em 5 classes. Os limites superiores das quatro primeirasclasses são 1, 2, 4 e 8, os quais correspondem a uma progressão geométrica. Funçõesmatemáticas explícitas foram desenvolvidas para cada poluente, formando os sub-índices,consistentes com a faixa de classificação. As funções foram baseadas nos julgamentos dosautores quanto à severidade dos efeitos da poluição dentro de cada faixa (OTT, 1978).

A Tabela 1 apresenta os pesos adotados para o cálculo dos índices de Horton e NSF-WQIe as equações dos sub-índices para o cálculo do índice de Prati.

Tabela 1: Parâmetros, pesos (índices de Horton e NSF-WQI) e equações dos sub-índices (índice dePrati) utilizados na avaliação da qualidade de água para o Rio Caí e seus afluentes.

PARÂMETROS HORTON NSF-WQI EQUAÇÕES SUB-ÍNDICES PRATIOD 4 0,17 i= -0,08 x + 8pH 4 0,12 i= - 2x + 14 p/ 5≤ x <7

i= x2-14x+49 p/ 7≤ x <9Coliforme Fecal 2 0,15Condutividade 1 0,06Alcalinidade 1Cloreto 1 i= 0,000228x2+0,0314x p/ 0≤ x <50

i= 0,000132x2+0,0074x+0,6 p/ 50≤ x <300DBO 0,10 i= 0,666667 xAmônia 0,12 i= 2[2,1 log (10x)]

Nitrato 0,10 i= 2[2,1 log (0,25x)]

Fosfato Total 0,10Sólidos Suspensos 0,07 i= 2[2,1 log (0,1x-1)]

Temperatura (água) 1DQO i=0,1xFerro Total i= 2[2,1 log (10x)]

Manganês i= 2,5 + 3,9 x p/ 0≤ x <0,5Surfactantes i= 1,2 x + 3,2 x p/ 0≤ x <1Turbidez 0,08FONTE: OTT, 1978 (Adaptado).

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RESULTADOS E DISCUSSÕES

a) Análise da Qualidade das Águas do Rio Caí e seus afluentes

O rio Caí foi enquadrado pelo CEEIG (Comitê Executivo de Estudos Integrados da BaciaHidrográfica do Guaiba) em 1980, como rio de classe 2, das nascentes até a foz. Com apromulgação da Resolução No 20/86 do Conselho Nacional do Meio Ambiente -CONAMA, o rio foi, novamente classificado em classe 2, aguardando umareclassificação oficial até os dias de hoje.

Verifica-se, entretanto, que pelos valores médios de fevereiro e maio de 1997, os trechos do rioCaí e seus afluentes atendem somente à classe 4. Os parâmetros que causam problemas à suaclassificação e à eventual recuperação dos cursos d’água à classe 2 são a turbidez (devido aerosão), o teor de fosfato (por efluentes domésticos, industriais e atividades agropecuárias) ecoliformes fecais (presença de lixívias, efluentes domésticos e drenagens não tratadas). Noentanto, é necessário um número significativo e histórico de dados para uma avaliação conclusiva.

Neste item serão comentados os resultados das análises de metais pesados, defensivosagrícolas e compostos orgânicos industriais.

a1) Avaliação da Contaminação por Metais Pesados

a1.1) Valores médios de Fevereiro de 1997

• Os teores de chumbo variam de ND a 0,071 mg/L, classificando alguns trechos, comoos CF6 e CF7 em classe 4. Os trechos CF5, CF4 e CF2 podem ser classificados emclasse 3. Os demais trechos ficaram em classe 2.

• Em termos de cromo total, todos os trechos estão dentro da classe 1, exceto o pontoCA210 (classe 4), estando os teores entre 0,01 e 0,083 mg/L. Para a preservação davida aquática aconselha-se não mais que 0,05 mg/L de cromo total.

• Não foi detectado mercúrio em nenhuma das dezessete amostras coletadas. Os teoresde níquel variaram entre ND e 0,014 mg/L, classificando o rio em classe 1.

• Há contaminação por cobre nos pontos CA75 e CA050, os quais recebem ascontribuições dos municípios de Caxias do Sul e Farroupilha. Nestes trechos o riopode ser classificado em classe 4.

a1.2) Valores médios de Maio de 1997

• Não foi detectado níquel em nenhuma das 17 amostras analisadas.

• Nenhuma das amostras excedeu o valor de cromo total de 0,055 mg/L, classificando orio em classe 1. O mesmo ocorreu para chumbo.

• Todas as amostras tem teores de mercúrio maiores que 0,0002 mg/L, classificando orio em classe 4. Não há explicações para tão altos teores de mercúrio, exceto o efeitoda concentração pela vazão e da desorção de sólidos pela alta força iônica das águasem algumas seções.

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a2) Avaliação de Defensivos Agrícolas

a2.1) Valores médios de Fevereiro de 1997

• Não foi encontrada contaminação por Propanil no rio Caí e seus formadores.

• Para 2,4-D, no entanto, os trechos CA210 e CA 24.1 apresentaram valores de 0,009mg/L, acima dos limites de classe 2 e 3. É importante lembrar que a CORSAN/RSnão tem detectado este herbicida. O limite de detecção do método analítico era de0,004 mg/L, por cromatografia gasosa.

a2.2) Valores médios de Maio de 1997

• Nesta amostragem, ampliou-se o número de defensivos agrícolas de dois para quatro,acrescentado-se Pirimor e Paraquat, muito utilizados na cultura da batata naquelaregião.

• Foi detectado 2,4-D, acima do limite de classe 1 na seção Ca 24.1, a montante do PóloPetroquímico.

• Propanil foi encontrado acima do limite de detecção, nas seções CF2,CF3,CF4 e CA24.1, mostrando que vários trechos do rio Caí ou de seus formadores estão recebendoaltas cargas de agrotóxicos, esporádica ou continuamente, uma vez que a seção CA24.1 já apresentava, em fevereiro/97, altos teores de 2,4-D.

• Paraquat não foi detectado em nenhuma das seções. Pirimor, um piretróide, foi novamentedetectado acima dos limites aconselháveis, nas seções CA 075 e CA 24.1. A detecçãodestes compostos é preocupante, devendo as futuras coletas serem realizadas após a adiçãodos defensivos às culturas e após a primeira lavagem pelas chuvas.

a3) Avaliação de Compostos Orgânicos Industriais

a3.1) Valores médios de Fevereiro de 1997

• Foram realizadas 19 análises de Benzeno e Naftaleno nas amostras do rio Caí. O nívelde detecção do método era de 0,010 mg/L. O Naftaleno é uma substância mutagênicapresente em óleos e graxas minerais, de veículos e de complexos petroquímicos. OBenzeno é um insumo químico importante na indústria química, sendoreconhecidamente carcinogênico a baixas concentrações. Não foram detectados essescompostos na bacia do rio Caí, nesta amostragem.

a3.2) Valores médios de Maio de 1997

• A análise das amostras apresentou teores altamente preocupantes de Benzeno (ummutagênico/carcinogênico a níveis de 100 µg/L na água) na seção CF1. Este insumoquímico é bastante utilizado na produção de tintas e solventes orgânicos utilizadospelos curtumes, apesar da propaganda de que usam apenas solventes e tintas à base deágua. No CF3, o valor encontrado também coloca o rio Cadeia em classe 4. Nasdemais seções, o teor de Benzeno ficou abaixo do limite de classe 1 e de detecção de0,1 mg/L. Na seção CF1, também era intensa a poluição por tolueno e xileno,podendo ser de algum vazamento acidental.

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b) Índice de Qualidade de Água

• O índice que melhor descreve a qualidade das águas do rio Caí e seus afluentes é oNSF-WQI, sendo o mais adequado as condições estudadas. Nele é considerado umnúmero maior de parâmetros que realmente demonstram o estado deste curso d’água.

• Observa-se que o NSF-WQ enquadra os cursos d’água como de péssima qualidade, issopode ser explicado em função dos elementos tóxicos presentes neste ambiente aquático.

• O ponto de controle SG254, segundo o NSF-WQI e Horton, apresenta a piorqualidade de água, confirmando o enquadramento em classe 4. Verifica-se nesteponto que o teor de sólidos suspensos e turbidez é bastante significativo.

• Os valores mais significativos do índice NSF-WQI são encontrados no rio Caí(CA050), no rio Cadeia (CF2) e no rio Feitoria (CF6).

• O rio Caí e seus afluentes apresentam problemas com coliformes fecais, fosfato total eturbidez, estes parâmetros possuem os maiores pesos no índice NSF-WQI, sendo osresponsáveis pela diminuição do índice nos pontos de controle.

• O índice de Prati não traduz a realidade do rio Caí e seus afluentes, já que de acordocom este índice a qualidade das águas é boa, porém conforme o enquadramento doscursos d’água (Resolução CONAMA no.20/86) verifica-se o contrário.

• Conforme o índice de Horton no rio Caí, a qualidade da água pode variar entre 19,90(SG254) a 84,42 (CA136), sendo que na foz (CA001) é de 45,50.

A Figura 1 possue a representação gráfica dos índices de Horton, NFS-WQI e Prati, parauma melhor visualização da qualidade da água no rio Caí e seus formadores. Figura 1: Índices de Horton, NSF-WQI e Prati aplicados a Bacia Hidrográfica do rio Caí.

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

CA

001

CA

10.

6

CA

13.

3

CA

24.

1

CA

050

CF

1

CF

2

CF

3

CF

4

CF

5

CF

6

CF

7

CA

075

CA

136

PG

166

CA

210

SG

254

HORTON

NSF-WQI

PRATI

CONCLUSÕES

• Em termos de qualidade das águas, os parâmetros físico-químicos e biológicosanalisados indicam que o rio Caí e seus afluentes atendem a padrões de qualidadecorrespondente à classe 4 da Resolução CONAMA n°20/86, incompatíveis, com osusos atuais dos recursos hídricos (abastecimento doméstico e industrial, irrigação deculturas, dessedentação de animais, recreação de contato primário e preservação decomunidades aquáticas.)

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• Os índices testados atestam, que a qualidade das águas do rio Caí e seus afluentes paradiversos usos estão prejudicados.

• Os parâmetros que histórica e atualmente causam problemas à classificação do rio Caísão a turbidez, fosfato total e coliformes fecais.

• Alguns índices podem mascarar a avaliação da qualidade da água, como exemplo,pode ser citado o índice de Prati e Horton, quando da sua aplicação aos parâmetrosanalisados no rio Caí e seus formadores nenhum dos índices considera a presença dacontaminação por metais pesados, compostos orgânicos (benzeno e naftaleno) edefensivos agrícolas.

• Desta maneira, índices mais atuais e eficientes tem que ser desenvolvidos

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. OTT, W. R., 1978. Environmental Indices: Theory and Practice. Ann Arbor Science, Ann Arbor,Michigan.

2. BROW, R. M. et al. 1970. A water quality index - do we dare? Wat. Sewage Wks., p. 339-343.3. EDINBURGH: Scotish Development Department. 1976. Development of a water4. DEUS, AB.S. et al. 1998. Diagnóstico da utilização dos recursos hídricos na Bacia Hidrográfica do

Rio Caí/RS. Simpósio Luso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental João Pessoa. 13p.5. DEUS, AB.S. et al. 1998. Relações entre a contaminação real e a potencial na Bacia Hidrográfica

do Rio Caí/RS. Simpósio Luso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental João Pessoa. 11p.