Índice de Qualidade de Água do Reservatório (IQAR)

Com o objetivo de estabelecer diferentes classes dos reservatórios em relação ao grau de degradação da qualidade de suas águas, uma matriz contendo os intervalos de classe dos parâmetros mais relevantes foi desenvolvida pelo IAP (Instituto Ambiental do Paraná). Um estudo realizado nos reservatórios do Estado do Paraná com diferentes características tróficas, morfológicas e hidrodinâmicas propiciou a geração de informações que foram armazenadas em um banco de dados. Todas as variáveis foram submetidas à análise estatística multivariada para selecionar aquelas mais relevantes para uma clara caracterização da qualidade da água.

A metodologia utilizada neste estudo faz uso de sete parâmetros: déficit de oxigênio, fósforo total, nitrogênio inorgânico total, clorofila a, transparência (disco de Secchi), DQO (demanda química de oxigênio), diversidade e quantificação de espécies fitoplanctônicas e ocorrências de florações. Utiliza

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ainda as seguintes características morfométricas do reservatório: tempo de residência hidráulica e profundidade média, selecionados através de análise estatística multivariada, formando assim uma matriz de classificação da qualidade de água que varia de 1 a 6. A matriz desenvolvida apresenta seis classes de qualidade de água que foram estabelecidas a partir de percentuais de 10, 25, 50, 75 e 90% de cada uma das variáveis mais relevantes.

As seis classes de qualidade da água definidas em função do nível de comprometimento são identificadas através do cálculo do IQAR (Índice de Qualidade da Água de Reservatórios) a partir da equação abaixo:

QAR: ∑ (wi.qi)/ ∑ wi Onde:

wi = peso da variável i;

qi = classe de qualidade em relação a variável i (pode variar de 1 a 6). Na Tabela 13 e Tabela 14 são apresentadas as variáveis selecionadas e seus pesos, bem como, as classificações estabelecidas através dos estudos realizados nos reservatórios no estado do Paraná entre 2005 e 2008 (IAP, 2009).

Tabela 13: Variáveis selecionadas e seus respectivos pesos “wi” para o cálculo do IQAR.

VARIÁVEIS “i” PESOS “wi”

Déficit de oxigênio dissolvido (%) * 17

Fósforo Total (PO2mg/L) ** 12

Nitrogênio Inorgânico Total (N-mg/L) ** 08

Clorofila a (μg/L) *** 15

Profundidade de Secchi (metros) 12

Demanda Química de Oxigênio (O2 - mg/L) ** 12

Cianobactérias (células/ml) *** 08

Tempo de Residência (dias) 10

Profundidade média (metros) 06

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Tabela 14: Determinação das classes de qualidade (qi = 1 a 6) com relação a concentração da variável “i”, segundo IAP (2009).

Variável “i” Classe I (qi=1) Classe II (qi=2) Classe III (qi=3) Classe IV (qi=4) Classe V (qi=5) Classe VI (qi=6) Déficit de Oxigênio (%) ≤ 5 6-20 21-35 36-50 51-70 > 70 Fósforo Total (PO2mg/L) ≤ 0,010 0,011- 0,025 0,026- 0,040 0,041- 0,085 0,086- 0,210 > 0,210 Nitrogênio Inorgânico Total (N-mg/L) ≤ 0,15 0,16-0,25 0,26-0,60 0,61-2,00 2,00- 5,00 > 5,00 Clorofila a (μg/L) ≤ 1,5 1,5-3,0 3,1-5,0 5,1-10,0 11,0- 32,0 > 32,0 Disco de Secchi (m) ≥ 3,0 3,0-2,3 2,2-1,2 1,1-0,6 0,6-0,3 < 0,3 Demanda Química de Oxigênio (O2 - mg/L) ≤ 3 3-5 6-8 9-14 15-30 > 30 Tempo de Residência (dias) ≤ 10 11-40 41-120 121-365 366-550 > 550 Profundidade Média (m) ≥ 35 34-15 14-7 6-3,1 3-1,1 < 1 Cianobactérias (células/ml) (1) <1.000 1.001-5000 5.001- 20.000 20.001- 50.000 50.001- 100.000 >100.000 (1)Modificado em 2008.

As classes são definidas e descritas abaixo, conforme variáveis “i” e os pesos “wi” (Classes I a IV) e interpretação do IQAR (IAP, 2009):

Classe I: Não Impactado a Muito Pouco Degradado

Apresenta corpos d’água saturados de oxigênio, baixa concentração de nutrientes, concentração de matéria orgânica muito baixa, alta transparência das águas, densidade de algas muito baixa, normalmente com pequeno tempo de residência das águas e/ou grande profundidade média. A qualidade de água é excelente/ótima.

Classe II: Pouco Degradado

Apresenta corpos de água com pequeno aporte de nutrientes orgânicos/inorgânicos e matéria orgânica, pequena depleção de oxigênio dissolvido, transparência das águas relativamente alta, baixa densidade de algas, normalmente com pequeno tempo de residência das águas e/ou grande profundidade média. A qualidade de água é muito boa/boa.

Classe III: Moderadamente Degradado

Contém corpos de água com déficit considerável de oxigênio dissolvido na coluna de água, podendo ocorrer anoxia na camada de água próxima ao fundo, em determinados períodos. Apresenta médio aporte de nutrientes e matéria orgânica, grande variedade e/ou densidade de algas (sendo que algumas espécies podem ser predominantes), tendência moderada a eutrofização, tempo de residência das águas considerável. A qualidade de água é regular/aceitável.

Classe IV: Criticamente Degradado a Poluído

Apresenta corpos de água com entrada de matéria orgânica capaz de produzir uma depleção crítica nos teores de oxigênio dissolvido da coluna de água, aporte considerável de nutrientes, alta tendência a eutrofização, ocasionalmente com desenvolvimento maciço de populações de algas, ocorrência de reciclagem de nutrientes, baixa transparência das águas associada

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principalmente à alta turbidez biogênica. A partir desta classe, é possível a ocorrência de mortandade de peixes em determinados períodos de acentuado déficit de oxigênio dissolvido. A qualidade de água é crítica/ruim.

Classe V: Muito Poluído

Contém corpos de água com altas concentrações de matéria orgânica, geralmente com supersaturação de oxigênio dissolvido na camada superficial e depleção na camada de fundo. Apresenta grande aporte e alta reciclagem de nutrientes, corpos de água eutrofizados, com florações de algas que frequentemente cobrem grandes extensões da superfície da água, o que limita a sua transparência. A qualidade de água é muito ruim.

Classe VI: Extremamente Poluído

Contém corpos de água com condições bióticas seriamente restritas, resultantes de severa poluição por matéria orgânica ou outras substâncias consumidoras de oxigênio dissolvido. Ocasionalmente, ocorrem processos de anoxia em toda a coluna de água. Apresenta aporte e reciclagem de nutrientes muito alto, corpos de água hipereutróficos, com intensas florações de algas cobrindo todo o espelho d’água e eventual presença de substâncias tóxicas. A qualidade de água é péssima.

A Tabela 15 apresenta a interpretação dos cálculos do IQAR, baseado nas Classes e suas definições do IAP citado por BARZAN et. al (2007).

Tabela 15: Interpretação dos cálculos do IQAR, com base nas Classes e suas definições, com base no IAP (BARZAN et al, 2007).

CÁLCULO DO IQAR CLASSIFICAÇÃO DEFINIÇÃO

0 a 1,5 Classe I Não impactado a pouco degradado

1,6 a 2,5 Classe II Pouco degradado

2,6 a 3,5 Classe III Moderadamente degradado

3,6 a 4,5 Classe IV Criticamente degradado a poluído

4,6 a 5,5 Classe V Muito poluído

5,6 a 6,0 Classe VI Extremamente poluído

4.3.3.1 Avaliação do comportamento do indicador nos pontos de amostragem:

A partir do cálculo do IQAR constata-se que durante o período de monitoramento para o ponto PS3 a classificação obtida foi criticamente degradado a poluído (Classe IV com faixa de índice entre 3,5 e 4,5) (Tabela 16). Os ambientes hídricos de classe IV apresentam qualidade da água muito ruim, com elevadas concentrações de nutrientes provenientes da deposição de matéria orgânica, tendendo a eutrofização. O IQAR leva em consideração nove parâmetros, entre os quais o Déficit de Oxigênio, que na presente campanha apresentou valores altos para o ponto PS3, assim como a DQO, apesar de não ser considerado por essa análise, vale ressaltar que o ponto PS3 também apresentou elevada concentração de coliformes termotolerantes no período em análise. O ponto PS3 está localizado logo a jusante da foz do arroio Lajeado, que drena parte da área urbana do município de Roque Gonzales, nessa região é recorrente a criação de animais domésticos e lançamento de esgoto não tratado nos cursos d’água, o que indica a potencial fonte de poluição que contribui para a redução da

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qualidade da água nesse ponto. Por outro lado, os resultados apresentados por este relatório podem estar sofrendo influência da pluviosidade registrada para o período de amostragem, o que só poderá ser confirmado ou refutado com a continuidade do monitoramento.

Tabela 16: Índice de Qualidade da Água do Reservatório da UHE PSJ, calculado para o ponto PS3 (profundidades: I- superfície; II- meio; III- fundo) a partir dos dados obtidos durante a 30º campanha de monitoramento da qualidade das águas superficiais na UHE Passo do São João, janeiro/2016.

Parâmetros Unidade qi wi wi . qi

Déficit de oxigênio % * 93,8 6 17 17

Fósforo Total (PO2 mg/L) ** 0,1 5 12 48

Nitrogênio Inorgânico Total (N-mg/L) ** 3,51 5 8 48

Clorofila "a" (μg/L) *** 0 1 15 15

Profundidade de Secchi m 0,4 1 12 72

Demanda Química de Oxigênio (O2 - mg/L) ** 13,5 4 12 60

Tempo de residência - reservatório dias

Profundidade média m 0,82 6 6 36

Cianobactérias cel./mL*** 42,5 1 8 8

TOTAL (Σ) 90 304

Cálculo - IQAR 3,566

CLASSE - IQAR IV

OBS: (*) média da coluna da água (**) média das profundidades I e II (***) Profundidade I.

Ao longo do período monitorado (fase pós-enchimento) o IQAR do ponto PS3 oscilou entre Classe II (pouco degradado), Classe III (moderadamente degradado) e na presente campanha Classe IV (criticamente degradado a

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poluído), conferindo um gradual comprometimento da qualidade da água no reservatório ao longo do tempo (Figura 49).

Figura 49: Índice de Qualidade da Água do Reservatório (IQAR) médio registrado para o ponto PS3 nos diferentes períodos de monitoramento da qualidade das águas superficiais (fase pós- enchimento) na UHE Passo São João.