FORTALEZA-CE 2006
P697c Pimenta, Maria Gardenny Ribeiro Coliformes termotolerantes, fosfato e metais-traço
(Cu,Pb e Hg ) em água e sedimento das galerias pluviais de Fortaleza (CE) / Maria Gardenny Ribeiro
Pimenta.
70f.: il. enc.
Dissertação (Mestrado em Ciências Marinhas Tropicais) – Universidade Federal do Ceará,
Laboratório de Ciências do Mar, Fortaleza, 2006 Orientadora: Profa. Dra. Rozane Valente Marins
1. Contaminação 2. Galerias pluviais
3. Balneabilidade 4. Fosfato I. Marins, Rozane Valente II. Universidade Federal do Ceara III. Titulo
CDD 639.2
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ INSTITUTO DE CIÊNCIAS DO MAR
PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS MARINHAS TROPICAIS
COLIFORMES TERMOTOLERANTES, FÓSFATO E METAIS-TRAÇO (Cu, Pb e Hg) EM ÁGUA E SEDIMENTO DAS GALERIAS PLUVIAIS DE FORTALEZA (CE)
MARIA GARDENNY RIBEIRO PIMENTA
Aprovada em 20/06/2006
BANCA EXAMINADORA
________________________________________________________ Dr. Olaf Malm
Instituto de Biofísica – Universidade Federal do Rio de Janeiro
________________________________________________________ Dr. Marcelo Dominguez de Almeida
Instituto de Ciências do Mar – Universidade Federal do Ceará
________________________________________________________ Profa. Dra. Regine Helena Silva dos Fernandes Vieira
Instituto de Ciências do Mar – Universidade Federal do Ceará
________________________________________________________ Profa. Dra. Rozane Valente Marins (Orientadora)
Aos meus pais, pelo incentivo e amor, minha eterna gratidão e amor.
À Profa. Dra. Rozane Valente Marins, um exemplo de dedicação e competência. Muito obrigada por sua paciência, carinho e atenção dispensadas a mim durante o trabalho.
À Profa. Dra. Regine Helena S. F. Vieira, por ceder as instalações do Laboratório de Microbiologia Ambiental e do Pescado e sempre está disposta a ajudar-me. Meu muito obrigada sempre!
Aos meus professores do curso, por todos os ensinamentos passados, em especial, à Profa. Dra. Regine Helena Vieira, Prof. Dr. Luis Drude de Lacerda, Profa. Dra. Letícia Lotufo e Profa. Dra. Tereza Cristina Gesteiro.
Á Dra. Heloísa Helena M. Paraquetti, pelas análises de Hg em água realizadas no Laboratório de Geoquímica da Universidade Federal Fluminense (RJ).
Ao Dr. Stéphane Mounier, pelas análises de Cu e Pb em água realizadas no Laboratório PROTEE da Universidade de Toulon (França).
Ao Dr. Marcelo Dominguez de Almeida, pelo tratamento estatístico dos dados apresentados nessa dissertação.
A Leonardo Hislei, José Luiz Bezerra e Eduardo Gentil pela confecção do mapa. Obrigada!
Ao oficial da 1ª Cia da Polícia Militar do Ceará, José Gilton Marques, que acompanhou as amostragens.
Aos meus colegas de curso, em especial, Danielle Lopes, Cristiane Teles, Janisi Aragão, Renata Stock, Renata Albuquerque e Rossana Cristina. Obrigada pelo companheirismo e incentivo durante os dois anos de mestrado.
Ao coração do Laboratório de Microbiologia Ambiental e do Pescado representado por: Anahy Lima, Camila Silva, Caroline Nunes, Cláudia Brandão,
Aragão, Norma Barreto, Oscarina Viana, Rakel Hina, Rosa Rebouças e Susy Margela. Gostaria que soubessem que são pessoas iluminadas. Muito obrigada pelo carinho e ajuda durante todos os períodos de minha vida. Minha eterna gratidão a todas!
Aos antigos alunos do Laboratório Biogeoquímica Costeira: Francisco de Paula Filho, Ilene Matanó, Janaína Andrade e Saulo Maia. E, aos meus contemporâneos: Breno Bezerra, Danielle Lopes, Edilza Monteiro, Edvar Aguiar, Francisco José Dias, Dr. Maurício Molisani, Raquel, Roseline Torres, Samara Eschrique e Telma Maria Braga. Gostaria de agradecê-los por todo carinho, atenção e ajuda nos campos e análises. Vocês foram muito importantes durante a realização desse trabalho. Minha eterna gratidão e carinho a todos!
À secretaria do Mestrado em Ciências Marinhas Tropicais, pela atenção durante o curso. Obrigada!
Ao Instituto de Ciências do Mar, por disponibilizar suas instalações. E, aos funcionários Jaqueline Gomes e Francisco Eudes por sempre estarem dispostos a ajudar.
À Fundação de Amparo a Pesquisa (FUNCAP), pela concessão da bolsa.
Ao Sr. Edson Martins e Sra. Luciene Gomes Martins, pelo carinho e dedicação sempre dispensados a mim.
Ao Marlos Gomes Martins, um grande companheiro e dom de Deus na minha vida. Obrigada pelo carinho, paciência e dedicação.
Aos meus irmãos, Francisco Pimenta Neto e Weslley Pimenta, que apesar da distância, são tão importantes e presentes na minha vida.
Aos meus pais, Francisco Pimenta Filho e Maria Esperança Pimenta, que sempre estiveram ao meu lado e são os grandes responsáveis por minhas conquistas. Amo vocês! E, a Deus, por ter colocado todos vocês na minha vida.
“Mudar sempre, sempre. Tentar ser maior e melhor. É destino em nossas vidas, viver, desfazendo nós.”
LISTA DE TABELAS vi
LISTA DE FIGURAS viii
RESUMO 1
ABSTRACT 2
1. INTRODUÇÃO 3
1.1 Região Metropolitana de Fortaleza (RMF) 3
1.2 Águas Pluviais 5
1.3 Contaminação: Química e Biológica 6
1.3.1 Química 6
1.3.2 Biológica 9
1.4 Compartimentos Ambientais: Água e Sedimento 11
2. OBJETIVOS 14 2.1 Objetivo Geral 14 2.2 Objetivos Específicos 14 3. ÁREA DE ESTUDO 15 3.1 Localização 15 3.2 Características Abióticas 19 4. MATERIAIS E MÉTODOS 21 4.1 Amostragem 21 4.2 Caracterização Hidroquímica 21 4.3 Análise Bacteriológica 22
4.3.1 Coliformes Termotolerantes e Escherichia coli em Água 22 4.3.2 Coliformes Termotolerantes e Escherichia coli em Sedimento 22 4.3.3 Provas Bioquímicas (Completa) - Isolamento de Escherichia coli 23
4.3.3.1 Teste da Produção de Indol 23
4.3.3.2 Teste do Citrato de Simmons 23
4.3.3.3 Teste do Vermelho de Metila 24
4.3.3.4 Teste de Voges Proskauer 24
4.4 Determinação de Fósforo Total 24
4.4.1 Fosfato em Água 24
4.4.2 Fósforo Total em Sedimento 25
4.5.2 Metais-traço (Cu, Hg e Pb) em Sedimento 26
4.6 Análise Estatística 28
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 29
5.1 Análises Microbiológicas 29
5.1.1 Cálculo do número mais provável (NMP) de coliformes termotolerantes em água e sedimento
29 5.1.2 Cálculo do número mais provável (NMP) de Escherichia coli em água e
sedimento
33 5.1.3 Efeito da sazonalidade climática sobre a emissão de coliformes
termotolerantes e E. coli para água e sedimento.
37
5.2 Parâmetros Hidroquímicos 39
5.2.1 Medidas in situ dos parâmetros hidroquímicos: pH, temperatura, oxigênio dissolvido e salinidade
39 5.3 Análises de Metais-traço Cobre (Cu), Chumbo (Pb) e Mercúrio (Hg) 43 5.3.1 Validação da metodologia utilizada para a determinação dos teores de
metais-traço em sedimento
43 5.3.2 Distribuição de cobre (Cu) no sedimento e água das galerias da Leste-
Oeste, Náutico e Riacho Maceió
44 5.3.3 Distribuição de chumbo (Pb) no sedimento e água das galerias da Leste-
Oeste, Náutico e Riacho Maceió
46 5.3.4 Distribuição de mercúrio (Hg) no sedimento e água das galerias da Leste-
Oeste, Náutico e Riacho Maceió
47
5.4 Análises de Fosfato (P-PO4) 49
5.4.1 Validação da metodologia utilizada para a determinação dos teores de fósforo em sedimento
49 5.4.2 Distribuição do fosfato (P-PO4-3) na água e sedimento das galerias Leste-
Oeste, Náutico e Riacho Maceió
49 5.5 Avaliação dos parâmetros abióticos e bióticos para a qualidade da
balneabilidade das águas pluviais que são drenadas para orla de Fortaleza 51
6. CONCLUSÕES 53
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 55
ANEXO A. Determinação de coliformes termotolerantes e E. coli em água 64
ANEXO B. Tabela do NMP para amostras de água 65
ANEXO C. Determinação de coliformes termotolerantes e E. coli em sedimento 66 ANEXO D. Tabela do NMP para amostras de sedimento 67
ANEXO E. Análise de fosfato em água 68
ANEXO F. Análise de fósforo em sedimento 69
TABELA 1 - Porcentagem dos domicílios servidos por água, saneamento básico e coleta de lixo em Fortaleza.
3
TABELA 2 - Demanda turística de Fortaleza entre 1998 a 2004. 5 TABELA 3 - Porcentagem dos domicílios servidos por água, saneamento
básico e coleta de lixo em Fortaleza. Os bairros abrangem os sistemas de drenagem da Leste-Oeste, Náutico e Riacho Maceió (setores centro e oeste da RMF).
17
TABELA 4 - Os quatro ciclos de amostragens, com início e término de cada período.
21
TABELA 5 - Número mais provável (NMP) de coliformes termotolerantes em amostras de água e sedimento coletadas nas galerias pluviais da Leste-Oeste, Náutico e Riacho Maceió (1º e 3º ciclos- período chuvoso; 2º e 4º ciclos- período seco) .
30
TABELA 6 - Análise de variância de coliformes termotolerantes em água e sedimento nas galerias pluviais da Leste-Oeste, Náutico e Riacho Maceió (p=0,05).
32
TABELA 7 - Número mais provável (NMP) de E. coli em amostras de água e sedimento coletadas nas galerias pluviais da Leste-Oeste, Náutico e Riacho Maceió (1º e 3º ciclos- período chuvoso; 2º e 4º ciclos- período seco).
34
TABELA 8 - Análise de variância de E. coli em água e sedimento nas galerias pluviais da Leste-Oeste, Náutico e Riacho Maceió para p=0,05.
36
TABELA 9 - Análise de variância para as variáveis pH e salinidade, durante o período de estudo, nas galerias pluviais da Leste-Oeste, Náutico e Riacho Maceió para p=0,05.
41
TABELA 10- Correlação da salinidade com pH, fosfato, coliformes termotolerantes e E. coli em águas nas galerias pluviais da Leste-Oeste, Náutico e Riacho Maceió para p=0,05 e n=32.
42
TABELA 11 - Correlação do pH com salinidade, fosfato, coliformes termotolerantes e E. coli em águas nas galerias pluviais da Leste-Oeste, Náutico e Riacho Maceió para p=0,05 e n=32.
traço com o valor de referência do padrão NIST 1646a.
TABELA 13 - Teores de Cu em água (µg.L-1) e sedimento (µg.g-1) das galerias pluviais da Leste-Oeste, Náutico e Riacho Maceió (1º e 3º ciclos- período chuvoso; 2º e 4º ciclos- período seco) .
45
TABELA 14 - Análise de variância para o Cu em água nas galerias pluviais da Leste-oeste, Náutico e Riacho Maceió em todo o período de estudo (p=0,05).
45
TABELA 15 - Teores de Pb em água (µg.L-1) e sedimento (µg.g-1) das galerias pluviais da Leste-Oeste, Náutico e Riacho Maceió (1º e 3º ciclos- período chuvoso; 2º e 4º ciclos- período seco) .
47
TABELA 16 - Teores de Hg em água (ng.L-1) e sedimento (ng.g-1) das galerias pluviais da Leste-Oeste, Náutico e Riacho Maceió (1º e 3º ciclos- período chuvoso; 2º e 4º ciclos- período seco) .
48
TABELA 17 - Validação da metodologia utilizada para a determinação dos teores de fósforo em sedimento.
49
TABELA 18 - Distribuição de P-PO4 na água (mg.L-1) e sedimento (µg.g-1) das galerias pluviais da Leste-Oeste, Náutico e Riacho Maceió (1º e 3º ciclos- período chuvoso; 2º e 4º ciclos- período seco).
50
TABELA 19 - Análise de variância no fosfato (P-PO4) em água nas galerias pluviais da Leste-Oeste, Náutico e Riacho Maceió para p=0,05.
51