VARIAÇÃO SAZONAL E ESPACIAL DOS PARÂMETROS ESTUDADOS NA ÁGUA DOCE

diferentes situações hídricas e geoquímicas da bacia de drenagem. Uma quinta coleta das 16 estações foi realizada durante um evento de chuva ocasionada por uma frente fria com a ocorrência de precipitação de aproximadamente 17mm, 24horas antes da coleta, perfazendo um total de 30mm após o termino da coleta (em 48 horas). Todas as coletas foram realizadas da montante a jusante e em situação de maré vazante

A partir desta abordagem, a variação espacial e sazonal dos parâmetros físico- químicos na água caracterizaram as estações localizadas nos rios Jacuecanga e Caputera ricas em oxigênio dissolvido (OD) durante todo o ciclo anual e temperaturas levemente mais elevadas (≈ 3o

C) nas coletas 3 e 4. A concentração de OD revelou uma correlação negativa com a temperatura (p<0,05; r= -0,63), demonstrando que a concentração de OD diminui com a elevação da temperatura, justamente pela influência que a temperatura exerce sobre a solubilidade dos gases. O pH e o oxigênio apresentaram uma correlação positiva (p<0,05; r= 0,59), pois segundo Baird (2002) o O2 é o agente oxidante mais importante em águas naturais,

cada um dos seus átomos é reduzido do estado de oxidação zero até -2, quando forma H2O ou

OH-, influenciando assim no aumento do pH.

Os valores de condutividade foram abaixo de 60µs.cm-1, típico de águas naturais (ESTEVES, 1998). Porém, algumas exceções foram observadas, como por exemplo, durante a segunda coleta, em período seco e de menor vazão onde o RJ5 apresentou elevada condutividade. O elevado valor deste parâmetro provavelmente foi influenciado pelas águas pluviais proveniente da drenagem do pátio da Transpetro, estação AP, localizada a montante do RJ5. Por outro lado, durante a quinta coleta, sob um evento de chuva, a condutividade destas águas pluviais atingiu seu valor máximo, sendo, no entanto diluído pela maior vazão no RJ5. Dessa forma, não foi observado elevação deste parâmetro nesta estação, o que demonstrou o poder de depuração do rio durante um período de maior vazão.

Nas estações de água salobra (a partir de RJ6) foi observado um aumento na salinidade em direção a última estação RJ9. As maiores salinidades nas campanhas 2 (valor médio igual a 22,7) e 3 (valor médio igual a 23,75) foram relacionadas a maior amplitude da maré destas datas.

A avaliação dos parâmetros físico-químicos propiciou a observação de aspectos que diferenciou espacialmente o rio Vermelho dos rios Jacuecanga (trecho de água doce) e Caputera. A montante da estação RV1, o rio Vermelho forma uma região pantanosa, apresentando características que são típicas desse ambiente, como por exemplo, abundância de material orgânico, material particulado, zona fótica reduzida e redução do oxigênio

Vermelho apresentou as menores concentrações de oxigênio mensuradas, demonstrando elevação dessa concentração, seguindo para a estação RV2, próximo da sua desembocadura no rio Jacuecanga (entre as estações RJ5 e RJ6), sendo este último trecho canalizado em concreto sem a interferência de sedimentos de fundo. Durante a quinta coleta, foi observada uma exceção neste comportamento, quando a concentração de OD decresceu ainda mais em RV2. Esta exceção pode ser relacionada ao fato desta coleta ter sido realizada em momento de chuvas durante todo o dia, saturando hidricamente a região da estação RV2 e levando a resuspensão do material de fundo, aumentando o teor de matéria orgânica na coluna d’água, com isto, elevando a demanda biológica por oxigênio. A elevada concentração da matéria orgânica nesse sistema tipicamente lêntico, com baixa aeração, facilita uma acelerada decomposição por microrganismos desse material, o que contribui significativamente para a redução de oxigênio dissolvido nesse rio e elevação do carbono orgânico dissolvido (COD) (Figura 6.1).

A concentração de COD mostrou-se alta também nos rios Jacuecanga e Caputera em diferentes momentos, sendo relevante à variação sazonal da quinta coleta em relação à primeira e a segunda. Esta coleta foi realizada durante um evento de chuva (chuva moderada e intermitente), e a alta concentração de COD nessa campanha pode demonstrar que a principal fonte de carbono alóctone ocorre após saturação do solo e subseqüente escoamento superficial do mesmo (fontes difusas) (BALESTER et al, 1999). A existência de fontes pontuais, como por exemplo, lançamento de esgoto (com fluxos significativos), manteria as concentrações de COD altas, ou mais elevadas no período de seca, como na segunda campanha, o que não ocorreu. Daniel et al. (2002) citam que em rios poluídos por efluentes domésticos a redução no volume de água aumenta a concentração do material dissolvido, relacionando elevados valores de COD com baixos teores de OD. Mesmo com a elevação na concentração de COD, durante a quinta coleta, o rio Jacuecanga e Caputera não apresentou relevante redução na concentração de oxigênio. Sabendo da existência de comunidades localizadas nas sub-bacias das estações RJ2 e RC2 que não dispõe do serviço de coleta e tratamento de efluentes domésticos, o sistema lótico parece suportar a influência da emissão de efluentes lançados por estas comunidades, não sendo ainda caracterizada uma contaminação fecal na coluna d’água pelos parâmetros avaliados. Por outro lado os maiores valores médios de MPS e DBO no RC2 e RJ2 podem ser relacionados ao maior escoamento superficial ocasionado pelo maior índice de manchas de desmatamento nestas sub-bacias. Ometto et al. (2002) relacionam o maior impacto devido ao uso do solo com alterações na qualidade das águas, aonde a classe de solo exposto e campos abandonados aumentam o escoamento superficial e as áreas urbanas

Figura 6.1 – Correlação entre a concentração de OD e MPS (a) e OD e COD (b) nos rios Jacuecanga, Caputera e Vermelho, durante as cinco campanhas realizadas. Os resultados do rio Vermelho estão destacados pela elipse.

interferem no aumento da condutividade e COD.

Já no rio Vermelho, a concentração de MPS normalmente é maior do que nos rios Jacuecanga e Caputera devido às características desse ambiente, como citado anteriormente. Nesse trabalho o MPS apresentou correlação negativa com o OD (p<0,05; r = -0,55), demonstrando que maiores concentrações de MPS ocorrem juntamente com as menores concentrações de OD. Essa correlação é observada claramente no rio Vermelho. A variação sazonal de MPS nos rios Jacuecanga e Caputera foi pouco expressiva, com exceção do que ocorreu na estação RJ2 durante a primeira campanha e em RJ5 na terceira campanha. A coleta, em RJ2, ocorreu após um evento pontual de chuva forte, demonstrando a influência do escoamento superficial no aumento relevante da concentração de MPS. Mesmo durante a primeira e terceira coleta, nas quais o MPS apresentou aumento nas suas concentrações, o OD

a)

não decresceu significativamente, provavelmente pela grande capacidade de aeração desses rios, como já foi discutido anteriormente. A estação AP representa quase a totalidade da sub- bacia da margem esquerda da estação RJ5, influenciando diretamente na qualidade da água dessa estação. A drenagem pela margem esquerda da estação AP corresponde a 20% de floresta, 28% de campo e 52% do pátio da Transpetro. No entanto, observamos comportamentos inversos para os elevados valores MPS e condutividade, sugerindo processos diferenciados promovidos por diferentes fontes durante os eventos de lavagem do solo pelas chuvas e o consequente escoamento superficial. O aumento de MPS provavelmente está relacionado à fonte terrígena, natural dos solos coberto por campo e floresta, comprovada pela ocorrência concomitante de clorofila a, enquanto o aumento da condutividade se deve ao transporte de íons oriundos da lavagem do pátio impermeabilizado.

No rio Vermelho a concentração de clorofila a é maior na estação RV2 em relação à estação RV1(exceto na 3º e 5º campanha, nas quais a concentração de clorofila foi maior em RV1). A zona fótica em áreas pantanosas, como em RV1, fica restrita as camadas mais superficiais da coluna d’água, devido ao acúmulo de folhas, detritos, material particulado que aumentam muito a turbidez da água. Ainda, a grande concentração de material orgânico dissolvido contribui para uma coloração mais escura da água, reduzindo sua transparência. Essa redução da zona fótica limita a sobrevivência do fitoplâcton, apesar do ambiente ser lêntico, com alto tempo de residência, o que, segundo Hilton et al. (2006), poderia contribuir para o aumento de populações desses organismos. A estação RV2 já apresenta águas rasas e mais claras, com maior vazão e pouco acúmulo de material e detritos, apresentando, normalmente, transparência total. No rio Jacuecanga como no rio Caputera, as menores concentrações de clorofila a ocorrem nas suas cabeceiras, provavelmente pela hidrodinâmica dessa parte do rio, que diminui muito o tempo de residência necessário para a proliferação do fitoplâncton. Como os rios estudados não apresentam condições ideais para o crescimento de comunidades fitoplanctônicas, é provável que grande parte da clorofila a detectada nesse ambiente seja oriunda de detritos vegetais terrígenos (Figura 6.2).

Figura 6.2 - Correlação entre as concentrações de OD e clorofila a nos rios Jacuecanga, Caputera e Vermelho, durante as cinco campanhas realizadas. Os resultados do rio Vermelho estão destacados pela elipse.

A concentração de COD apresentou correlação positiva com a de NDT (p<0,05; r= 0,57), demonstrando que o aumento na concentração de COD é acompanhado pelo aumento de NDT, existindo, no entanto, comportamentos temporal distintos (Figura 6.3). Por outro lado, não se correlacionou significativamente com as concentrações de MPS e clorofila a. Altas concentrações de COD ocorreram, na quinta campanha, em associação com as baixas concentrações de MPS e clorofila a, como demonstra as figuras 6.4 e 6.5, respectivamente. A não correlação pode indicar que o carbono orgânico presente nesses sistemas fluviais é oriundo da contribuição de diferentes fontes das encontradas para o MPS e para Clorofila a. Como discutido anteriormente a fonte de COD parece mesmo ser oriunda da saturação dos solos da bacia.

Figura 6.3 - Correlação entre as concentrações de COD e NDT nos rios Jacuecanga, Caputera e Vermelho, durante as cinco campanhas realizadas.

Figura 6.4 - Correlação entre as concentrações de COD e MPS nos rios Jacuecanga, Caputera e Vermelho, durante as cinco campanhas realizadas.

Figura 6.5 - Correlação entre as concentrações de COD e clorofila a nos rios Jacuecanga, Caputera e Vermelho, durante as cinco campanhas realizadas.

A concentração de clorofila a apresentou correlação positiva com o MPS (p<0,05; r= 0,53), demonstrando a contribuição de restos de vegetais para o particulado em suspensão nesses sistemas fluviais (Figura 6.6). Segundo Guerra (2008) a correlação negativa da clorofila a com o NDT (p<0,05; r=-0,55), também observada nesse estudo, associa o aumento desse pigmento com a redução de formas nitrogenadas, indicando o consumo desses compostos por microorganismos.

Figura 6.6 - Correlação entre as concentrações de MPS e clorofila a nos rios Jacuecanga, Caputera e Vermelho, durante as cinco campanhas realizadas.

A partir das variações espaciais entre as dez estações de água doce durante as cinco campanhas, foi elaborada uma análise de componentes principais (ACP), sendo os descritores, os parâmetros avaliados, e os casos ou observações as amostras. O resultado da ACP demonstrou as principais forçantes que controlam a variabilidade dos parâmetros que determinam os processos e as fontes de elementos e materiais para a bacia do rio Jacuecanga. A componente 1 teve 32,59% da variabilidade dos dados explicadas e a componente 2, 21,33%, totalizando 54% dos dados explicados por essas duas componentes.

A projeção polar das cargas das variáveis associadas às duas primeiras componentes mostra a ordenação dos vetores das variáveis no espaço, destacando grupamentos distintos por quadrante (Figura 6.7). A projeção dos escores das componentes principais do eixo 1 mostra a ordenação dos pontos de amostragens, em dois grupos, sendo um primeiro localizado à esquerda do eixo 1, para as amostras da bacia localizadas a montante em relevo de maior declividade e um segundo, localizado a direita do eixo 1 para as amostras situadas na zona na planície em cota menor que 20m.

A projeção dos escores do eixo 2 evidenciou, entre as estações aquelas que foram coletadas em períodos sob influência da chuva (acima do eixo 2) daqueles do período seco (abaixo do eixo 2), destacando a importância de monitorar sob condições ambientais diferentes (hidrológicas e climáticas) (Figura 6.7).

Figura 6.7 - Projeção espacial da ordenação dos vetores das variáveis OD, condutividade (CD), temperatura (T), pH, MPS, DBO e clorofila a (CLA), das amostras da bacia do rio Jacuecanga de água doce nas duas componentes principais.

Projeção dos casos nos eixos (1x2)

1C1 _1C2 1C3 1J1 1J2 1J3 1J4 1J5 1V1 1V2 2C1 2C2 2C3 2J1 2J2 2J3 2J4 2J5 2V12V2 3C1 3C2 3C3 3J1 3J2 3J3 3J4 3J5 3V1 3V2 4C1 _4C2 4C3 4J1 4J2 4J3 4J4 4J5 4V1 4V2 5C15C2 5C3 5J1 5J2 5J3 5J4 5J5 _5V1 5V2 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 Fator 1: 32,59% -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 F a to r 2 : 2 1 ,3 3 %

Projeção das variáveis nos eixos (1x2)

O2 CD T pH DBO MPS CLA COD NDT -0,8 -0,4 0,0 0,4 0,8 Fator 1 : 32,59% -0,8 -0,4 0,0 0,4 0,8 F a to r 2 : 2 1 ,3 3 % Maior declive (nascentes ) Seca Menor declive (planícies ) Chuva

Para as variáveis ambientais medidas nas estações de água doce destacaram-se a projeção dos escores para as amostras da quinta coleta com maiores teores de COD e NTD, e inversamente as amostras com maiores teores de clorofila a e DBO. Da mesma forma, as amostras do rio Vermelho, com menores teores de OD se agruparam opostamente as amostras da segunda coleta com maiores teores de OD. Os teores de carbono e nitrogênio associados a medidas de produção e consumo de oxigênio evidenciaram sua importância na identificação de similaridades ou discrepâncias entre as estações.

6.2 CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DO ESTUÁRIO E SUA VARIAÇÃO