PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO
RAFAEL REIS ALENCAR OLIVEIRA
ESTUDO DA QUALIDADE AMBIENTAL DO RESERVATÓRIO PENTECOSTE POR MEIO DO ÍNDICE DE ESTADO TRÓFICO MODIFICADO
ESTUDO DA QUALIDADE AMBIENTAL DO RESERVATÓRIO PENTECOSTE POR MEIO DO ÍNDICE DE ESTADO TRÓFICO MODIFICADO
Dissertação submetida à Coordenação do Curso de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Desenvolvimento e Meio Ambiente.
Área de concentração: Proteção Ambiental e Gestão dos Recursos Naturais
Orientador: Prof. Dr. George Satander Sá Freire
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação Universidade Federal do Ceará
Biblioteca de Ciências e Tecnologia
O51e Oliveira, Rafael Reis Alencar.
Estudo da qualidade ambiental do reservatório pentecoste por meio do índice de estado trófico modificado / Rafael Reis Alencar Oliveira. – 2009.
124 f. : il. color., enc. ; 30 cm.
Dissertação (mestrado) – Universidade Federal do Ceará, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente, Fortaleza, 2012.
Área de Concentração: Proteção Ambiental e Gestão dos Recursos Naturais. Orientação: Prof. Dr. George Satander Sá Freire.
1. Reservatórios. 2. Água – Qualidade - Indicadores. I. Título.
Esta dissertação submetida à Coordenação do Curso de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial para a obtenção do grau de Mestre em Desenvolvimento e Meio Ambiente, outorgado pela Universidade Federal do Ceará.
______________________________________________
Rafael Reis Alencar Oliveira
DISSERTAÇÃO APROVADA EM ___/___/______.
______________________________________________
Prof. Dr. George Satander Sá Freire
Orientador
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Profª. Drª. Diolande Ferreira Gomes
Membro da Banca
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Profª. Drª. Marta Celina Linhares Sales
À Kika e Nick, meus eternos e grandes amores.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus por se manifestar cada vez mais em minha vida, estando presente tanto nas horas difíceis, como, mais importante ainda, nas horas felizes, me encorajando a enfrentar e transpor barreiras e possibilitando, por fim, alcançar grandes vitórias, como esta.
Agradeço também aos meus pais e familiares por tornarem minha trajetória possível, especialmente a minha mãe, Stela, e meu pai, Luiz, que não medem esforços para nos ajudar a ser vitoriosos. Aos meus irmãos Breno, Patrícia e Luiza, obrigado por tornarem minha vida mais complicada e, assim, mais prazerosa.
Agradeço particularmente a Heloisa que, durante nossos anos juntos, se tornou minha referência e meu porto seguro, demonstrando que o amor é possível e vale à pena. Também agradeço por colaborar diretamente com meu trabalho de pesquisa, estando desde horas intermináveis em cima de um barco percorrendo e melhor conhecendo o açude em estudo, até mesmo verificando as referências citadas no trabalho escrito. Gostaria também de agradecer à sua família, particularmente ao Luis e Lucinéa, por acompanharem minhas conquistas e estarem sempre dispostos a me ajudar.
Agradeço ao meu Orientador George Satander que mais uma vez me apoiou em minha formação como profissional e como pessoa, demonstrando que, acima de tudo, a confiança e a ética são características muito importantes na formação do caráter de uma pessoa.
Agradeço também a Profª. Diolande Gomes por sempre colaborar com meus trabalhos de pesquisa, emprestando seus conhecimentos e sua experiência, participando inclusive da banca examinadora, assim como a Profª. Marta Celina.
Agradeço ao apoio institucional e financeiro do DAAD – Deutscher Akademischer Autsausch Dienst / Serviço de Intercâmbio Alemão, que possibilitou a realização desta pesquisa e do meu objetivo de vida.
realização desta pesquisa, contribuindo, inclusive, com a formação do entendimento das nuances entre eutrofização de reservatórios e monitoramento limnológico.
Agradeço aos meus amigos Ana Angélica, Ronaldo Gomes, Sávio, Samuel, Mariana, Thiago,..., e professores, também amigos, Rogério César, Vládia Pinto, Marcos Nogueira, Kelma Socorro, José Levi e Marta Celina, que me ajudaram diretamente durante o mestrado, tornando essa trajetória menos árdua e mais próspera em conhecimentos e amizades.
“Havia tanto pra lhe contar; A natureza.
Mudava a forma o estado e o lugar; Era absurdo.
Havia tanto pra lhe mostrar; Era tão belo.
Mas olhe agora o estrago em que está...
Tapetes fartos de folhas e flores; O chão do mundo se varre aqui.
Essa idéia do natural ser sujo; Do inorgânico não se faz.
Destruição é reflexo do humano; Se a ambição desumana o Ser.
Essa imagem infértil do deserto; Nunca pensei que chegasse aqui.
Auto-destrutivos,
Falsas vítimas nocivas?
Havia tanto pra aproveitar; Sem poderio.
Tantas histórias, tantos sabores; Capins dourados.
Havia tanto pra respirar; Era tão fino.
Naqueles rios a gente banhava.
Desmatam tudo e reclamam do tempo; Que ironia conflitante ser.
Desequilíbrio que alimenta as pragas; Alterado grão, alterado pão.
Sujamos rios, dependemos das águas; Tanto faz os meios violentos.
Luxúria é ética do perverso vivo; Morto por dinheiro.
Cores, tantas cores.
Tais belezas; Foram-se.
Versos e estrelas; Tantas fadas que eu não vi.
Falsos bens, progresso?
Com a mãe, ingratidão.
Deram o galinheiro; Pra raposa vigiar”
ABSURDO
RESUMO
A crescente preocupação com a manutenção da qualidade ambiental das fontes hídricas no Ceará remete à intensa degradação dos reservatórios pelo fenômeno da eutrofização, que resulta do enriquecimento acelerado de nutrientes, provenientes, particularmente, dos lançamentos de efluentes de zonas rurais, urbanas e industriais. O fato da água se apresentar como principal fator limitante do desenvolvimento e melhoria do bem-estar das populações do Semi-Árido, naturalmente insuficientes em suas disponibilidades hídricas, marca a importância de se melhor compreender esse fenômeno, a fim de se manter os possíveis usos dessas fontes hídricas, já que para todo e qualquer uso existe um padrão de qualidade que deve ser respeitado. Este trabalho pretendeu estudar o comportamento dos indicadores da qualidade da água do reservatório Pentecoste, Estado do Ceará, buscando identificar as principais transformações nos seus níveis tróficos por meio do método de cálculo do Índice de Estado Trófico Modificado. Como perspectiva de análise se utilizou a variabilidade temporal e espacial das informações limnológicas disponíveis para os anos de 2001 a 2008. O resultado desta análise demonstrou que os teores de fósforo total, ortofosfato solúvel e clorofila a se mantiveram bem elevados, indicando até mesmo a tendência do açude Pentecoste ao alto grau de eutrofização. O comportamento desses indicadores foi bem relacionado aos processos hidrológicos do reservatório, particularmente ao regime pluviométrico, que determinou fortemente a variabilidade da qualidade da água durante o período estudado, apontando, inclusive, os anos de 2004 e 2006 como críticos. Para classificação do estado trófico, o uso dos indicadores se mostrou bem adequado, devido à boa relação de causa e efeito entre estes, e a relação nitrogênio e fósforo total indicou o fósforo como elemento limitante do desenvolvimento fitoplanctônico neste reservatório. A caracterização do açude Pentecoste em relação ao IETM determinou a predominância do estado eutrófico, com leve tendência a hipertrofização, principalmente nos períodos de maior pluviometria. A relação da distribuição temporal e espacial do regime pluviométrico com a tendência do estado trófico evidenciou o impacto das águas drenadas das chuvas como catalisador do processo de eutrofização, ressaltando, nesse sentido, que as formas de uso e ocupação das áreas de entorno desse reservatório podem interferir diretamente na qualidade do mesmo.Quanto à dispersão espacial do IETM conclui-se que há certa tendência de agravamento da qualidade das águas com a proximidade da barragem do açude e do município de Pentecoste, padrão que muda consideravelmente para os períodos chuvosos. Por fim, o estudo apontou que tanto a regularidade e intensidade amostral como a distribuição espacial das coletas podem influenciar diretamente na classificação do estado trófico de um corpo hídrico e no entendimento dos processos hidrológicos deste reservatório.
ABSTRACT
The growing concern with the maintenance of the environmental quality of water sources in Ceará refers to the intense degradation of reservoir through the eutrophication phenomenon, which results in an accelerated enrichment of nutrients from, particularly, the release of effluents from rural, urban and industrial zones. The fact of water presents as the main factor limiting of development and improvement of welfare of people in Semi- Arid, naturally insufficient in their water availability, marks the importance of the better understanding of this phenomenon in order to keep the possible uses of these water sources, as for any kind of use, there is a standard which should be respect. This study intended to examine the behavior of the indicators of water quality at Pentecoste reservoir, Ceará State, seeking to identify the main changes in their trophic levels using the method of calculating the Trophic State Index Modified. As a perspective of analysis, is used the spatial and temporal variability of limnological information available for the years 2001 to 2008. The result of this analysis showed that the levels of total phosphorus, soluble orthophosphate and chlorophyll a remained high, indicating even the tendency of the weir Pentecoste high eutrophication. The behavior of these indicators was related to hydrological processes of the reservoir, particularly the rainfall regime, with strongly determinate the variability of water quality during the study period, indicating even the years 2004 and 2006 as critical. For the classification of the trophic estate, the use of indicators was well suited because of the good relationship of cause and effect between them, and the nitrogen and phosphorus indicated the total phosphorus as a limiting phytoplankton development in the reservoir. The characterization of the dam on Pentecoste IETM determined the predominance of eutrophic state, with a slight tendency of hypereutrophic, especially in periods of higher rainfall. The relationship of temporal and spatial distribution of rainfall regime with the trend of trophic state showed the impact of the rain water drainage systems as a catalyst in the process of eutrophication, emphasizing, in this sense, that the forms of use and occupancy of the areas surrounding the reservoir may interfere directly in the quality of it. As the spatial dispersion of IETM concludes that there is a trend of deterioration of water quality in the vicinity of dam and the dam and the city of Pentecoste, that pattern changed considerably for the rainy periods. Finally, the study showed that both the frequency and intensity as the sample distribution of collections can directly influence the classification of the trophic state of a water body and the understanding of hydrological processes in this reservoir.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
FIGURA 01 Ilustração da dinâmica de um corpo hídrico sem a interferência humana... 17
FIGURA 02 Ilustração da dinâmica de um corpo hídrico com interferência humana pela substituição da vegetação natural para ocupação da agricultura. ... 18
FIGURA 03 Ilustração da dinâmica de um corpo hídrico com interferência humana pela substituição da vegetação natural e área agricultável para ocupação urbana. ... 19
FIGURA 04 Mapa de localização da área de estudo, município de Pentecoste (CE). Fonte: OLIVEIRA (2006). ... 30
FIGURA 05 Mapa da bacia hidrográfica do Curu com drenagens e reservatórios superficiais... 32
FIGURA 06 Vista para a área de lazer às margens do açude Pentecoste, município de Pentecoste, Estado do Ceará... 33
FIGURA 07 Mapa Geológico do Município de Pentecoste. Fonte: CPRM (2003). ... 34
FIGURA 08 Índices pluviométricos para o município de Pentecoste, Ceará, durante os anos de 2001 a 2008. Fonte: FUNCEME (2009). ... 37
FIGURA 09 Volume hídrico e tempo de residência das águas do açude Pentecoste, de 01/01/2001 a 01/12/2008. ... 38
FIGURA 10 Esboço e vista lateral de uma barragem de açude. Fonte: MORAES (2005)... 41
FIGURA 11 Demonstração dos múltiplos usos do açude Pereira de Miranda, Pentecoste (CE). A se notar, embarcações pesqueiras e de transporte dividindo espaço com área de lazer. ... 44
FIGURA 12 Reservatório Pentecoste e a difundida cultura de vazante em suas margens. ... 45
FIGURA 13 Piscicultura em tanques-rede operando no reservatório Pentecoste. ... 45
FIGURA 14 Mapa municipal de Pentecoste, Estado do Ceará. Fonte: IPECE (2007). ... 48
FIGURA 15 Localização dos pontos de coleta do reservatório Pentecoste. ... 58
FIGURA 16 Concentração de Fósforo total do Ponto 01 no período de 2001 a 2008. ... 63
FIGURA 17 Concentração de Fósforo total do Ponto 03 no período de 2001 a 2008. ... 64
FIGURA 18 Concentração de Fósforo total do Ponto 04 no período de 2001 a 2008. ... 64
FIGURA 19 Concentração de Fósforo total do Ponto 05 no período de 2001 a 2008. ... 65
FIGURA 20 Concentração de Fósforo total do Ponto 06 no período de 2004 a 2008. ... 66
FIGURA 21 Concentração de Ortofosfato solúvel do Ponto 01 no período de 2001 a 2008. ... 68
FIGURA 23 Concentração de Ortofosfato solúvel do Ponto 04 no período de 2001 a
2008. ... 70
FIGURA 24 Concentração de Ortofosfato solúvel do Ponto 05 no período de 2001 a 2006. ... 71
FIGURA 25 Concentração de Ortofosfato solúvel do Ponto 06 no período de 2004 a 2008. ... 72
FIGURA 26 Concentração de Clorofila do Ponto 01 no período de 2001 a 2008. ... 74
FIGURA 27 Concentração de Clorofila do Ponto 03 no período de 2001 a 2008. ... 74
FIGURA 28 Concentração de Clorofila do Ponto 04 no período de 2001 a 2008. ... 75
FIGURA 29 Concentração de Clorofila do Ponto 05 no período de 2001 a 2008. ... 76
FIGURA 30 Concentração de Clorofila do Ponto 06 no período de 2004 a 2008. ... 76
FIGURA 31 Correlação entre clorofila a e índices pluviométricos durante os anos de 2004 a 2008. ... 79
FIGURA 32 Comportamento entre concentração de clorofila e índice pluviométricos para os pontos que apresentaram correlação durante os anos de 2001 a 2008... 80
FIGURA 33 Correlação entre Fósforo total e ortofosfato solúvel para os anos de 2001 a 2008. ... 81
FIGURA 34 Comportamento das concentrações disponíveis de Fósforo total e ortofosfato solúvel para os Pontos 05 e 06 durante os anos de 2001 a 2008. ... 82
FIGURA 35.a Comportamento das concentrações disponíveis de Fósforo total, Ortofosfato solúvel e Clorofila para os Pontos 01 a 04, durante os anos de 2001 a 2008. ... 83
FIGURA 35.b Comportamento das concentrações disponíveis de Fósforo total, Ortofosfato solúvel e Clorofila para os Pontos 05 e 06, durante os anos de 2001 a 2008. ... 84
FIGURA 36 Diagrama de dispersão indicativo do grau de aderência existente entre fósforo total e clorofila para o Ponto 05, durante os anos de 2001 a 2008. ... 86
FIGURA 37 Diagrama indicativo da dispersão da razão entre nitrogênio total e fósforo total, durante os anos de 2001 a 2008. ... 88
FIGURA 38 Índice de Estado Trófico Modificado para fósforo total, ortofosfato solúvel, clorofila e médio durante os anos de 2001 a 2008 no ponto P – 01. ... 90
FIGURA 39 Índice de Estado Trófico Modificado para fósforo total, ortofosfato solúvel, clorofila e médio durante os anos de 2001 a 2008 no ponto P – 03. ... 91
FIGURA 40 Índice de Estado Trófico Modificado para fósforo total, ortofosfato solúvel, clorofila e médio durante os anos de 2001 a 2008 no ponto P – 04. ... 92
FIGURA 41 Índice de Estado Trófico Modificado para fósforo total, ortofosfato solúvel, clorofila e médio durante os anos de 2001 a 2008 no ponto P – 05. ... 93
FIGURA 43 Índice de Estado Trófico Modificado Médio – IETM geral durante os anos de
2001 a 2008. ... 94
FIGURA 44 Dispersão do Índice de Estado Trófico Modificado médio – IETM ao longo do
reservatório Pentecoste para o ano de 2001. ... 98
FIGURA 45 Dispersão do Índice de Estado Trófico Modificado médio – IETM ao longo do
reservatório Pentecoste para o ano de 2002. ... 99
FIGURA 46 Dispersão do Índice de Estado Trófico Modificado médio – IETM ao longo do
reservatório Pentecoste para o ano de 2004. ... 101
FIGURA 47 Dispersão do Índice de Estado Trófico Modificado médio – IETM ao longo do
reservatório Pentecoste para o ano de 2005. ... 103
FIGURA 48 Dispersão do Índice de Estado Trófico Modificado médio – IETM ao longo do
reservatório Pentecoste para o ano de 2006. ... 105
FIGURA 49 Dispersão do Índice de Estado Trófico Modificado médio – IETM ao longo do
LISTA DE TABELAS
TABELA 01 Usos múltiplos da água. ... 09
TABELA 02 Interação entre os diversos usos possíveis do açude e o tipo de
abastecimento humano na localidade. ... 11
TABELA 03 As várias atividades humanas e acúmulo de usos múltiplos produzem
diferentes ameaças e problemas para a disponibilidade de água. ... 13
TABELA 04 Características de lagos e reservatórios para diferentes níveis de trofia. ... 28
TABELA 05 Dados técnicos referentes à barragem Pereira de Miranda, Pentecoste,
CE. ... 42
TABELA 06 Critérios para classificação do nutriente limitante. ... 52
TABELA 07 Limites para os diferentes níveis de estado trófico segundo o sistema de
classificação proposto por Toledo (1983). ... 55
TABELA 08 Localização dos pontos de coleta no reservatório Pentecoste no
município de Pentecoste. ... 58
TABELA 09 Resultados da análise estatística das correlações R de Pearson existentes entre os parâmetros estudados e a pluviometria em cada
ponto de coleta, de 2001 a 2008. ... 78
TABELA 10 Resultados da análise estatística das correlações R de Pearson existentes entre os parâmetros estudados em cada ponto de coleta,
durante 2001 a 2008. ... 86
TABELA 11 Limites para os diferentes níveis de estado trófico segundo o sistema de
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ANA Agência Nacional de Águas
CETESB Companhias de Tecnologia de Saneamento Ambiental
COGERH Companhia de Gerenciamento de Recursos Hídricos
CPRM Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais
DNAEE Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica
DNOCS Departamento Nacional de Obras Contra as Secas
FUNCEME Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
IDR Instituto de Doenças Renais
IET Índice do Estado Trófico Modificado
IETCl a Índice de Estado Trófico Modificado para Clorofila a
IETM Índice de Estado Trófico Modificado Médio
IETOS Índice de Estado Trófico Modificado para Ortofosfato Solúvel
IETP Índice de Estado Trófico Modificado para Fósforo
IETPT Índice de Estado Trófico Modificado para Fósforo total IETS Índice de Estado Trófico Modificado para Transparência
IFOCS Inspetoria Federal de Obras Contras as Secas
IPECE Instituto de Pesquisa e Estratégia Econômica do Ceará
N:P Relação Nitrogênio total : Fósforo total
OS Ortofosfato Solúvel
P – Total Fósforo total
PNUD Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento
RMQA Rede de Monitoramento da Qualidade da Água
SRH/CE Secretaria dos Recursos Hídricos do Ceará
SUMÁRIO
LISTA DE ILUSTRAÇÕES ... ix
LISTA DE TABELAS ... xii
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ... xiii
1 INTRODUÇÃO ... 1
1.1 Objetivos Específicos ... 4
1.2 Organização do trabalho ... 5
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 6
2.1 Água no Semi-Árido... 6
2.2 Múltiplos usos da água ... 9
2.3 O despertar de uma crise ... 11
2.4 Eutrofização: um problema de qualidade ambiental ... 15
2.4.1 Efeitos ambientais e sócio-econômicos da Eutrofização ... 20
2.4.2 Aspectos políticos e institucionais do processo de Eutrofização em reservatórios ... 22
2.5 Classificação do Grau de Eutrofização de reservatórios ... 25
3 CARACTERIZAÇÃO DO AÇUDE PENTECOSTE ... 30
3.1 Localização ... 30
3.2 Aspectos Geoambientais ... 33
3.2.1 Condições Geológicas e Geomorfológicas ... 33
3.2.2 Condições Climáticas e Hidrológicas... 35
3.2.2.1 Índices Pluviométricos ... 36
3.2.3Solos e Cobertura Vegetal ... 39
3.3 Contexto Histórico do Açude ... 41
3.4 Aspectos demográficos do município de Pentecoste ... 47
4 METODOLOGIA ... 51
4.1 Relação Nitrogênio total e Fósforo total (N:P) ... 51
4.2 Índice do Estado Trófico Modificado (IET) ... 52
4.2.1 Cálculo do IET ... 52
4.4 Fonte de Dados ... 56
4.5 Os Dados ... 57
4.6 Tratamento estatístico dos dados ... 59
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 61
5.1 Estudo do Comportamento ... 62
5.1.1Fósforo Total ... 62
5.1.2 Ortofosfato Solúvel ... 67
5.1.3 Clorofila a ... 73
5.2 Estudo das Relações e Correlações ... 77
5.2.1Fósforo Total, Ortofosfato Solúvel e Clorofila a x Pluviometria ... 78
5.2.2 Fósforo Total x Ortofosfato Solúvel ... 80
5.2.3 Fósforo Total e Ortofosfato x Clorofila a ... 82
5.3 Razão N/P ... 87
5.4 IET – Índice de Estado Trófico Modificado ... 89
5.5 Estudo da dispersão espacial do IETM – Índice de Estado Trófico Modificado Médio ... 96
6 CONCLUSÃO ... 109
6.1 Sugestões ... 111
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 113
1 INTRODUÇÃO
O Brasil se caracteriza por um quadro hídrico bastante heterogêneo. De acordo com os dados do Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica (DNAEE), do Ministério das Minas e Energia, 72% do potencial hídrico nacional se concentra na bacia amazônica e os 28% restantes, nas demais regiões. Não obstante, nas regiões com baixa disponibilidade natural de água associam-se densidades populacionais mais elevadas, gerando pressão pelas demandas locais de água e, por conseqüência, conflitos pelo uso deste recurso (BEZERRA, 2004; BORSOI; TORRES, 1997).
No Nordeste brasileiro, por exemplo, 47 milhões de habitantes ou 28,1% da população do País estão sujeitos a precipitações médias anuais normalmente baixas e irregulares, assim como elevadas taxas de evaporação e evapotranspiração. Esse cenário crítico influencia ainda mais a disputa pela água e os problemas sociais. No entanto, é no Semi-Árido dessa região que o fenômeno da seca tem repercussões mais graves e a água passa a ser fator de sobrevivência (ANA, 2002).
Os terrenos praticamente impermeáveis do embasamento cristalino no Semi-Árido brasileiro, associados às condições hidrológicas da região, proporcionam déficits hídricos que condicionam o contingente populacional (36% da população nordestina) dos Sertões – denominação comum ao Semi-Árido nordestino – a graves problemas sociais (BEZERRA, 2002; REBOUÇAS, 1999).
Serpa (1999) relata, por exemplo, que a indisponibilidade hídrica gera grandes migrações aos centros urbanos e, junto com isso, fortes pressões sociais, que podem ser associadas aos elevados índices de pobreza, desemprego e, até mesmo, violência nessas grandes cidades.
reservatórios artificiais, disponibilizando água às comunidades circunvizinhas de forma imediata, proporcionando qualidade de vida e garantindo o desenvolvimento regional pelos seus múltiplos usos – perenização de cursos hídricos, abastecimento humano, irrigação, controle de inundação, aqüicultura, recreação, transporte, (...) (MAGALHÃES; GLANTZ, 1992).
No Estado do Ceará, o período da Solução Hidráulica caracteriza-se pela construção de grandes obras com investimentos do Governo Federal, representado pelos açudes Orós, Banabuiú, Araras, Pedras Brancas e Pentecoste. Importante também foi o incremento do Programa de Açudagem em Cooperação, no qual o DNOCS e proprietários de terra assumiam em parceria a construção de pequenos e médios açudes, aumentando ainda mais a potencialidade hídrica no Nordeste (SRH/CE, 2008).
A quantidade e a distribuição dos açudes existentes na região semi-árida nordestina permitem que as comunidades locais tenham alternativas de produção de alimentos através, por exemplo, da pesca e agricultura irrigada, reduzindo, desse modo, a dependência das chuvas, o risco da fome e os fluxos migratórios.
Neste contexto, os primeiros programas de gestão dos recursos hídricos do estado do Ceará se concentraram no campo do gerenciamento quantitativo, buscando, através da construção de novos mananciais, armazenar grandes volumes de água. Este é o caso das construções de grandes reservatórios, estabelecimentos de programas de transposição de bacias e construção de grandes canais artificiais que permitirão uma melhor distribuição deste recurso natural no tempo e no espaço (RIBEIRO, 2007; COGERH, 2008).
Contudo, atualmente, os programas do Estado focalizam na gestão qualitativa dos corpos hídricos, visando estabelecer um padrão mínimo de qualidade de água para esses corpos d’água através de planos de conservação e preservação dos grandes açudes. Este é o caso, por exemplo, do programa de monitoramento que está sendo desenvolvido pela Companhia de Gestão de Recursos Hídricos – COGERH desde 2004 (RIBEIRO, 2007).
águas pelo fenômeno que resulta de um incremento da produção biológica devido ao aumento dos níveis de nutrientes, com especial relevância para o nitrogênio e fósforo.
Esse processo conhecido como Eutrofização pode ser considerado como uma reação em cadeia de causas e efeitos, cuja característica principal é a quebra da estabilidade do ecossistema e comprometimento da qualidade da água. Para Silva (2006) e Tundisi (2005), a deterioração dos recursos hídricos superficiais pela eutrofização artificial representa, para muitos países e praticamente em todo o planeta, um grave problema ambiental.
No estado do Ceará, particularmente na bacia hidrográfica do Curu, de acordo com Gorayeb (2007), o contínuo lançamento de descargas excessivas de nutrientes por fontes pontuais e não-pontuais, tais como esgotos domésticos e drenagens agrícolas, favorece a proliferação de grandes quantidades de diferentes espécies de algas e plantas aquáticas, as quais tornam suas águas com baixo padrão de qualidade.
Esse cenário, fruto do desordenado processo de uso e ocupação dos solos e da inadequada utilização dos mananciais hídricos da bacia, podem determinar, ou mesmo limitar, o uso dessas fontes hídricas, já que para todo e qualquer uso existe um padrão de qualidade que deve ser respeitado (COGERH, 2009b).
Assim, este trabalho pretendeu estudar os principais parâmetros determinantes da qualidade da água do Reservatório Pentecoste, pertencente à bacia do Curu, buscando identificar as tendências de estado trófico do reservatório durante os anos de 2001 a 2008, por meio do método de cálculo do índice de estado trófico de Carlson (1977) modificado por Toledo em 1983.
O ato de diagnosticar a tendência da qualidade da água do mais importante reservatório da bacia, bem como de identificar a influência das principais fontes de poluentes existentes no corpo hídrico, representa uma importante contribuição para a viabilização do desenvolvimento econômico e social da região, haja vista que a sociedade é parte integrante do meio em que vive.
O conhecimento do comportamento dos principais elementos que governam o processo de eutrofização nas regiões semi-áridas também poderá subsidiar a identificação de medidas de controle que poderão ser adotadas visando a preservação dos recursos hídricos e a reversão das pressões ambientais nas áreas de influência dos principais mananciais de abastecimento humano. Neste sentido, a seguir são apresentados os objetivos específicos desta pesquisa.
1.1 Objetivos Específicos
Caracterizar o comportamento dos indicadores de eutrofização do reservatório estudado quanto à variabilidade temporal das suas concentrações;
Estudar o comportamento das relações e correlações entre esses indicadores dentro da série temporal;
Calcular o Índice do Estado Trófico Modificado e classificar o estado trófico para o reservatório de acordo com a metodologia proposta;
Identificar a tendência de evolução temporal da qualidade da água do reservatório, segundo grau de trofia; e
1.2 Organização do trabalho
Este trabalho de pesquisa está organizado em sete capítulos, iniciando pelo presente capítulo de introdução, onde são apresentados os objetivos e motivações do estudo, assim como a maneira organizacional deste documento.
O segundo capítulo se distingue como revisão bibliográfica da pesquisa, onde, a partir da discussão da escassez quantitativa e qualitativa de recursos hídricos no Semi-Árido nordestino, é apresentado o fenômeno de eutrofização, particularmente nos reservatórios artificiais, como a problemática da pesquisa, não deixando de evidenciar, por conseguinte, as causas e os efeitos dessa forma de poluição.
O terceiro capítulo é a caracterização do Reservatório Pentecoste. As informações evidenciam o açude como objeto de estudo em seu contexto ambiental, mediante diagnóstico de sua bacia hidrográfica e município constituinte.
O quarto capítulo descreve os procedimentos metodológicos utilizados na pesquisa, abordando também a elaboração da fonte de dados.
O quinto capítulo apresenta a análise dos resultados da pesquisa, estabelecendo uma sistemática de apresentação que se inicia na exposição da evolução das concentrações dos nutrientes relacionados ao processo de eutrofização no reservatório, passando para os resultados provenientes do cálculo dos índices que caracterizarão o estado trófico do reservatório, discutindo a tendência dos comportamentos desses resultados em uma análise temporal e espacial.
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
O presente capítulo aborda inicialmente a dinâmica interação entre ambiente e sociedade sob a perspectiva dos usos múltiplos dos recursos hídricos no Semi-Árido brasileiro.
Contextualizando as nuances dessa interação, entre causa e efeitos, se pretendeu discorrer sobre o evoluir do fenômeno da eutrofização como um problema de qualidade ambiental, discutindo, principalmente, as conseqüências ambientais, sociais, econômicas e político-institucionais para essas regiões, e chegando, por fim, no desafio da classificação dos níveis desse processo como método que contribua para a conservação desses recursos.
2.1 Água no Semi-Árido
O Semi-Árido brasileiro é uma região fortemente embasada em terrenos cristalinos e naturalmente insuficiente na distribuição e na regularidade dos baixos índices pluviométricos, inferiores a 800 mm anuais.
Associada às elevadas temperaturas, entre 23 e 27°C, a impermeabilidade desses terrenos determina, na região semi-árida, um cenário condicionado a déficits hídricos capazes de submeter o contingente populacional dos Sertões, 36% da população nordestina, a graves problemas de abastecimento humano e de indisponibilidade de água em quantidades suficientes para os possíveis usos nas atividades econômicas (BEZERRA, 2002).
Entre os impactos deste fenômeno no Semi-Árido, Bezerra (2002) destaca o adensamento de situações de extrema pobreza das comunidades dispersas ao longo do sertão nordestino, que, sem excedente econômico e alternativa de renda, estão vulneráveis às instabilidades climáticas e à extrema falta de água.
Para Fernandes (2002), uma vez que a água se apresentada como principal fator limitante do desenvolvimento e as conseqüências do fenômeno das secas se tornam um obstáculo ao crescimento e à melhoria do bem-estar das populações do Semi-Árido, as disponibilidades hídricas são, portanto, o grande desafio para qualquer implementador de políticas públicas.
Dessa forma, afirma Fernandes (2002), podemos facilmente evidenciar, em uma analise histórica das políticas públicas voltadas para as estratégias de convivência com o semi-árido brasileiro, a predominância do pensamento: “...Se o problema era disponibilidade de água, a solução estaria na acumulação de água”.
O direcionamento de obras públicas para captação e armazenamento de água no Semi-Árido como resistência à estação seca, transpondo água de um ano para outro, logo passou a ser prioridade para os gestores brasileiros, e teve seu início na época do segundo império através da construção do açude do Cedro, no município de Quixadá, Estado do Ceará.
Essa experiência, trazida pela Comissão da Seca – equipe internacional e multidisciplinar criada pelo então Imperador Dom Pedro II após época de grande seca (1886 a 1889) – se mostrou bastante capaz de suprir regionalmente as demandas de água, caracterizando, por conseguinte, a política brasileira de combate à seca durante um longo período, o período da Solução Hidráulica (COGERH, 2008).
A importação desse pacote tecnológico está implícita na própria palavra açude, que do árabe “as-sudd” significa represar água, atestando a influência mourisca da colonização portuguesa no semi-árido do Nordeste do Brasil (REBOUÇAS, 2006).
Inspetoria de Obras Contra as Secas (IFOCS) foi o marco dessa política hídrica posta em prática no Nordeste, sendo a infra-estrutura implantada daquela data até a metade do século XX, responsável pelo potencial hídrico da região. No Estado do Ceará, por exemplo, a construção dos açudes Orós, Banabuiú, Araras, Pedras Brancas e Pentecoste se destacam nessa política, que foi impulsionada principalmente pelo governo expansionista de Juscelino Kubistchek (COGERH, 2008; VIEIRA; FILHO, 2006).
O desenvolvimento dessa infra-estrutura hídrica teve como principal preocupação a diminuição das vulnerabilidades das secas no Semi-Árido, que debilitavam os sertanejos a constantes perdas de safras agrícolas, de rebanhos da pecuária e o exaurimento de suas reservas de água, obrigando-os a depender de ajuda emergencial para sobreviver, ou tendo de emigrar para as áreas urbanas do Nordeste ou para outras regiões do país (FERNANDES, 2002).
Neste sentido, naturalmente as comunidades ao longo do Semi-Árido buscaram nos reservatórios artificiais, o suprimento de suas carências hídricas, moldando suas atividades de acordo com a dinâmica desses ambientes e, sobretudo, anunciando a enorme importância sócio-econômica dos mesmos.
Por exemplo, Telles; Domingues (2006) ressaltam que é inquestionável a necessidade da água na agricultura e na pecuária do país, mas que no Nordeste, onde estas representam atividades preponderantes, a sua expansão está totalmente sujeita às grandes obras hidráulicas públicas.
A cultura de vazante1, fortemente difundida pelas margens dos açudes nordestinos, é uma clara evidência da importância sócio-econômica desses corpos hídricos. As culturas desenvolvidas nessas áreas, além de possibilitarem a geração de trabalho e renda, permitem a produção de alimentos para as comunidades e de forragem para o gado na entressafra, isto é, no período seco (SILANS, 2002).
1
2.2 Múltiplos usos da água
Historicamente a água sempre foi um recurso estratégico para a sociedade, haja vista seus múltiplos usos darem suporte às permanentes necessidades de água para fazer frente ao crescimento populacional e suprir constantemente as demandas agrícolas e industriais.
Esteves (1988), quando denominou reservatórios hídricos como sendo ecossistemas artificiais formados em sua grande maioria pelo represamento de rios, salientou que, muito embora recebam outras denominações como represa e mais comumente açude, esses são construídos com as mesmas finalidades, podendo, principalmente no cenário atual, atender aos mais diversos usos.
A tabela 01 apresenta as tendências de uso mundial da água, mas que se aplicam muito bem aos fins dos reservatórios hídricos brasileiros.
Tabela 01 – Usos múltiplos da água.
Atividade Aplicação
Agricultura Irrigação e outras atividades relacionadas.
Indústria Usos diversificados (Matéria-prima, reagente, solvente, fonte de
energia, etc.).
Hidroelétrica Geração de energia.
Abastecimento humano Usos domésticos (Água para beber, higiene pessoal e das habitações, combate a incêndios, etc.).
Pesca Produção pesqueira comercial ou esportiva.
Aqüicultura Cultivo de peixes, moluscos, crustáceos de água doce.
Transporte e Navegação Sistema hidroviário.
Mineração Insumo ou produto da indústria mineral.
Usos estéticos Recreação, turismo e paisagem.
Fonte: Modificado de TUNDISI (2005).
ocorrem mundialmente na agricultura e pecuária, cerca de 65% do total consumido, destacando-se, principalmente, a irrigação de cultura e, complementarmente, a utilização na dessedentação e ambiência nos sistemas de exploração de animais.
Outro importante uso da água está junto ao segmento industrial, que, em razão de suas diferentes e anômalas propriedades, utiliza a água como matéria-prima e reagente, como veículo de suspensão de materiais em fase sólida e, entre outras aplicações, até mesmo como fonte de energia, por meio da geração de vapor d’água (SILVA & KULAY, 2006).
Entre os usos múltiplos da água também podemos incluir a recreação, a navegação, o turismo, a geração de energia elétrica, a aqüicultura e a utilização no abastecimento humano, que se manifesta em praticamente todas as atividades do homem: manutenção da vida (água para beber), higiene pessoal e das habitações, combate a incêndios, entre outras.
A sociedade moderna ampliou consideravelmente não somente a quantidade de água demandada, mas como sua diversidade de usos, estabelecendo, assim, um complexo e conflituoso cenário entre os usuários de água, principalmente onde a escassez hídrica é fator limitante do desenvolvimento regional (LANNA, 1997).
A tabela 02, elaborada por Silans (2002), demonstra, por exemplo, os conflitos gerados da interação entre diversos usos da água de um açude de médio porte com o abastecimento humano para uma região localizada no Semi-Árido. Desta tabela, percebe-se, que, quando o açude é utilizado para o abastecimento humano, sérias limitações aos outros usos são encontradas, que, caso não sejam respeitadas, podem trazer grandes prejuízos à saúde.
Tabela 02 – Interação entre os diversos usos possíveis do açude e o tipo de abastecimento humano na localidade.
Interações entre os
diversos
usos da água
Tipo de Abastecimento humano
Abastecimento
humano pelo açude
Abastecimento
humano
temporariamente pelo
açude
Abastecimento
humano por outras
fontes
Abastecimento animal Não aconselhado por razões sanitárias Possível
Cultivo de vazante Aconselhado, se tecnicamente possível
Piscicultura Aconselhado, porém sem adubação Possível
Criação (patos,
marrecas) Não aconselhado por razões sanitárias Possível
Irrigação
Totalmente
desaconselhado para
pequenos açudes
Possível sob condições Possível
Recreação e lazer Desaconselhado Possível com cuidados Possível
Fonte: SILANS (2002).
2.3 O despertar de uma crise
As mudanças nas políticas públicas no Brasil apontam um avanço considerável no setor de recursos hídricos ao longo dos últimos vinte anos, principalmente, caminhando de forma solidária às novas concepções de desenvolvimento, chamado de desenvolvimento sustentável.
Universalizado pelo Relatório de Brundtland – Nosso Futuro Comum2, nessa nova visão moderna, o desenvolvimento sustentável é construído coletivamente, estabelecendo um contínuo melhoramento da qualidade de vida das comunidades, combatendo a degradação ambiental e as desigualdades econômicas e sociais, de forma que as necessidades básicas atuais sejam providas, sem prejuízo para as futuras.
Dessa forma, não poderia deixar de apresentar a escassez hídrica como um enorme desafio na mudança desse paradigma. Dias (1995 apud MOTA, 2002) comenta, em análise ao documento elaborado pelo Banco Mundial – intitulado “Em direção ao Uso Sustentável dos Recursos Hídricos”, que “enquanto o século XX viu
guerras causadas por diferenças ideológicas, religiosas e políticas, ou pelo controle de reserva de petróleo, o século XXI poderá ser dominado por conflitos provocados pela escassez de outro líquido: a água”.
Esta crise tem grande relevância uma vez que a falta de água, além de colocar em perigo a sobrevivência do componente biológico, incluindo o Homo sapiens, impõe dificuldades ao desenvolvimento, aumentando a tendência a
doenças de veiculação hídrica, produzindo estresses econômicos e sociais e aumentando a desigualdade entre regiões e países (TUNDISI, 2005).
Entretanto, os problemas de abastecimento hídrico no Brasil decorrem, fundamentalmente, da combinação do crescimento exagerado das demandas localizadas e da degradação da qualidade das águas, em níveis nunca imaginados. Esse quadro, completa Rebouças (2006), é conseqüência da expansão desordenada dos processos de urbanização e industrialização, verificada a partir da década de 1950.
No que diz respeito à deterioração dos recursos hídricos, Mota (2003) comenta que quanto mais se retira água dos mananciais, quer seja para suprir as demandas do aumento populacional, desenvolvimento industrial ou outra atividade do homem, mais estamos alterando a qualidade dos mesmos, visto que os resíduos gerados dessas atividades retornam, em grande parte, para os próprios recursos hídricos.
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Essa vulnerabilidade remete ao fato de que nas atividades do homem sempre há geração de resíduos, e a utilização da água nesse processo se não for para o transporte desses resíduos, ocorre na diluição ou depuração dos mesmos (LANNA, 1997). Podemos citar, nesse sentido, a contaminação dos corpos d’água por substâncias orgânicas ou inorgânicas, naturais ou sintéticas, e ainda por agentes biológicos utilizados na agricultura.
A tabela 03 expõe algumas das ameaças, riscos e efeitos da intervenção humana nos recursos hídricos.
Tabela 03 – As várias atividades humanas e acúmulo de usos múltiplos produzem diferentes ameaças e problemas para a disponibilidade de água.
Atividade Humana Impacto nos ecossistemas aquáticos
Crescimento da população
e padrões gerais de
consumo
Aumenta a pressão para construção de hidroelétricas e aumenta a
poluição da água e acidificação de rios e lagos. Altera ciclos hidrológicos.
Construção de Represas Altera o fluxo dos rios e o transporte de nutrientes e sedimento e interfere na migração e reprodução de peixes
Desmatamento/uso do solo Altera padrões de drenagem, inibe a recarga natural dos aqüíferos.
Poluentes do ar (chuva
ácida) e metais pesados Altera a composição química dos rios e lagos.
Mineração Altera as propriedades físicas e composição química dos mananciais.
Despejo de material
residual Poluição e contaminação das águas.
Mudanças globais no clima Afeta drasticamente o volume dos recursos hídricos. Altera padrões de distribuição de precipitação e evaporação.
Fonte: TUNDISI (2005); TUNDISI et al. (2006).
Já para o Nordeste do Brasil, Vieira & Filho (2006) citam que os principais problemas relacionados à qualidade da água são: salinização dos corpos hídricos, notadamente de alguns açudes; elevados níveis de turbidez e assoreamento em importantes bacias, tais como São Francisco e Parnaíba; e processo crescente de poluição dos recursos hídricos, causados principalmente por esgotos domésticos, indústrias, matadouros, lixo, fertilizantes químicos e agrotóxicos.
Como visto, a contínua interferência antrópica nos sistemas aquáticos continentais do Brasil produz inúmeros impactos diretos ou indiretos, mas a dimensão das conseqüências dessas alterações é que é o grande desafio tanto para os estudos e pesquisas, como para as ações estratégicas de planejamento ambiental.
Segundo Tundisi et al. (2006), podemos citar, como resultado desses impactos, a eutrofização, o aumento do material em suspensão e assoreamento, a perda da diversidade biológica, a perda da qualidade da água, alterações no nível da água e no ciclo hidrológico, perda da capacidade tampão do sistema, expansão geográfica de doenças tropicais de veiculação hídrica, toxidade e danos ao funcionamento de lagos, rios e represas.
No Semi-Árido nordestino, entre as conseqüências da poluição hídrica e degradação ambiental conduzidas pelo homem, Campos (2002) destaca a eutrofização dos reservatórios como sendo um problema que merece tratamento especial devido a seu avanço e sua gravidade, já que o número de pequenos açudes eutrofizados é bastante elevado e que, entre outras coisas, interfere no abastecimento de água das populações rurais dispersas.
O reconhecimento dos aspectos qualitativos da água como uma condição si ne qua non à disponibilidade hídrica é muito importante, particularmente nas
regiões onde os problemas de escassez são tradicionalmente de ordem quantitativa, seja por fato natural ou engendrada pelo crescimento desordenado das demandas locais.
nordestino, concluem, estamos tratando das vazões regularizadas pelos açudes, visto que pelos rios intermitentes e poços artesianos, esta é bastante irregular e escassa.
Com base nestes aspectos é que Nascimento (2007) e Ceballos (1995), destacam o grande número de açudes no Nordeste do Brasil como uma das maiores riquezas do Semi-Árido e alertam, portanto, para a necessidade de políticas públicas sustentáveis para o uso e gestão desses recursos, a fim de se manter a qualidade ambiental dessas fontes.
Assim, pode-se considerar a inadequada utilização dos recursos hídricos, principalmente nessas regiões, um problema de interesse comum, uma vez que são gerados níveis cada vez maiores de poluição e as crescentes demandas localizadas agravam ainda mais os constantes conflitos pelo uso da água.
2.4 Eutrofização: um problema de qualidade ambiental
A eutrofização é um dos problemas ambientais de águas continentais mais difundidos na atualidade, principalmente nos ambientes tropicais, onde a radiação solar e as temperaturas mais altas aceleram os mecanismos metabólicos e aumentam a absorção de nutrientes pelas plantas (ESTEVES, 1988).
O termo eutrofização vem do grego, onde "eu" significa bom e "trophein", nutrir. Assim, eutrófico no sentido literal significa "bem nutrido", sendo, então, a eutrofização denominada como o processo que consiste no enriquecimento da concentração de nutrientes dos ecossistemas aquáticos, especialmente nitrogênio e fósforo, e que tem como conseqüência principal o aumento excessivo de sua produtividade primária, em níveis que podem interferir nos usos desejáveis da água (TOLEDO et al.,1983).
Esse crescimento é uma resposta do processo de fotossíntese, por intermédio do qual as plantas produzem matéria orgânica e biomassa utilizando os nutrientes do solo e da água. Nesse processo, a luz atua como fonte de energia e o dióxido de carbono dissolvido na água, como fonte de carbono, sendo o oxigênio produto dessa reação (TUNDISI; MATSUMURA-TUNDISI, 2002).
Geralmente os ecossistemas hídricos começam na condição de baixa produtividade e, ao longo do tempo, passam a outros estados, criando-se, assim, a idéia da eutrofização como um processo natural de envelhecimento dos mesmos.
Contudo, a eutrofização cultural ou artificial é um fenômeno conduzido pela atividade humana, o qual se torna responsável pelo envelhecimento precoce do reservatório ou lago, diminuindo a vida útil da qualidade das águas desse manancial (CHAPRA, 1997).
A eutrofização artificial das águas continentais está relacionada com o aumento da população, de áreas urbanas, da industrialização, do uso de fertilizantes químicos na agricultura e com a produção, desde 1945, de produtos de limpeza contendo compostos polifosfatados.
Todos estes fatores resultam na liberação de nutrientes, como fosfato e nitrogênio, que são compostos estimuladores da eutrofização. A importância destes elementos como desencadeadores do processo de eutrofização, como visto, deriva de sua atuação como fatores limitantes na produção primária de ecossistemas, por estarem relacionados com o processo fotossintético (ESTEVES, 1988).
No que concerne às causas desse processo, Von Sperling (1996) considera que o nível de eutrofização de um corpo hídrico está comumente associado ao uso e ocupação do solo predominante na bacia hidrográfica. As ilustrações a seguir demonstram uma possível seqüência da evolução do processo de eutrofização em um reservatório sujeito às influências antrópicas.
e responsável pela progressiva elevação na população de plantas e outros organismos situados em níveis superiores na cadeia alimentar ou cadeia trófica.
Figura 01 – Ilustração da dinâmica de um corpo hídrico sem a interferência humana.
Fonte: VON SPERLING (1996).
Na figura 02 já pode-se observar que pela retirada da vegetação natural da bacia para ocupação por agricultura, que utiliza fertilizantes para compensar a saída de nutrientes nos vegetais cultivados e consumidos pelo homem, ocorre uma alteração no ciclo interno do ambiente, representada principalmente pelo maior aporte de nitrogênio e fósforo para dentro desse sistema.
O aumento do teor de nitrogênio e fósforo pelos fertilizantes, freqüentemente superiores à própria capacidade de assimilação dos vegetais, e à menor capacidade de infiltração do solo da água drenada dessas áreas agrícolas, provoca a elevação relativa da produtividade do reservatório e, conseqüentemente, do estado trófico do mesmo. A relatividade está intrínseca à própria capacidade do corpo d’água em diluir ou assimilar os nutrientes disponíveis na água.
Figura 02 – Ilustração da dinâmica de um corpo hídrico com interferência humana pela substituição da vegetação natural para ocupação da agricultura.
Fonte: VON SPERLING (1996).
A substituição da vegetação natural e das áreas agrícolas da bacia hidrográfica para ocupação de zonas urbanas, como ilustrado na figura 03, acelera ainda mais o fenômeno de eutrofização no reservatório hídrico constituinte.
O mecanismo de transporte de nutrientes fica mais acentuado dentro das zonas urbanas, principalmente devido à impermeabilização do solo e o direcionamento da drenagem pluvial urbana para dentro do corpo hídrico. A princípio essa drenagem carregaria as águas da chuva repletas de partículas de solo provenientes das construções urbanas, contudo, nesta também se concentram quantidades incalculáveis de lixo e resíduos líquidos ricos em compostos nitrogenados e fosfatados, oriundos dos esgotos domésticos e atividades humanas.
Figura 03 – Ilustração da dinâmica de um corpo hídrico com interferência humana pela substituição da vegetação natural e área agricultável para ocupação urbana.
Fonte: VON SPERLING (1996).
A interação dos fatores que podem causar a evolução do fenômeno de eutrofização em um corpo hídrico, ainda que visto de forma simplificada nas ilustrações acima, não ocorrem de forma segmentada e determinista como nas etapas descritas, mas na verdade acontecem de forma bem mais complexa e dinâmica, como qualquer processo na natureza.
No entanto, a formulação de um modelo pode ser considerada como uma representação simplificada da realidade, que auxilia no entendimento dos processos envolvidos nesta complexidade (RENNÓ; SOARES, 2003). E no que se refere à eutrofização em reservatórios hídricos, a proposta de modelo empírico3 de Von Sperling (1996) é uma contribuição muito significativa no entendimento desta problemática.
3
2.4.1 Efeitos ambientais e sócio-econômicos da Eutrofização
A eutrofização é um problema mundial que afeta rios, lagos, represas e tanques de abastecimento nas águas superficiais, subterrâneas e costeiras. Este fenômeno representa um importante agente da degradação da qualidade das águas com sérios impactos ecológicos, econômicos e sociais, particularmente, ainda mais graves, quando associados à natural indisponibilidade hídrica de algumas regiões, como no semi-árido brasileiro.
Nessas regiões, o processo de eutrofização está intimamente ligado ao uso intensivo de fertilizantes em plantações cultivadas em terras culturalmente erodidas pelo desmatamento e onde o acelerado transporte das águas drenadas das terras agrícolas e urbanas corre para dentro dos reservatórios sem nenhum ou quase nenhum tratamento sanitário (VIEIRA et al. ,1998; TUNDISI, 2005).
A seguir são apresentados de forma geral quais os principais efeitos ao ambiente, sociedade e economia que estão sujeitos a esta forma de poluição e que se aplicam perfeitamente aos reservatórios do Semi-Árido (MOTA, 2003; TUNDISI; MATSUMURA-TUNDISI, 2002; TUNDISI, 2005; e TUNDISI et al., 2006):
Florescimento de algas e crescimento incontrolável de outras plantas aquáticas;
Redução do teor de oxigênio na água e anoxia (ausência de oxigênio dissolvido) nas camadas mais profundas;
Contaminação da água por substâncias tóxicas produzidas por algumas espécies de cianofíceas, com efeitos crônicos e agudos na saúde humana;
Aumento das concentrações de matéria orgânica, as quais, se tratadas com cloro, podem criar compostos carcinogênicos;
Aumento da decomposição em geral do sistema, liberando gases tóxicos com odores desagradáveis (H2S e CH4);
Aumento de bactérias patogênicas de vida livre ou agregadas ao material em suspensão;
Diminuição da transparência da água, causando a deterioração do valor recreativo de um lago ou de um reservatório;
Diminuição da biodiversidade natural (menor número de espécies e diversidade de plantas e animais);
Alteração nas cadeias alimentares;
Alterações na composição de espécies nos estoques pesqueiros, daquelas mais importantes para as menos importantes em termos econômicos e valor protéico;
Mortandade massiva de peixes, causada por depleção significativa de oxigênio na coluna de água e de substâncias tóxicas;
Aumento dos custos de tratamento de água;
Diminuição da capacidade de fornecer usos múltiplos pelo sistema aquático;
Redução do valor econômico de propriedades próximas a reservatórios eutrofizados; e
Em muitas regiões, o processo de eutrofização vem acompanhado do aumento, em geral, das doenças de veiculação hídrica.
Vale ressaltar que a gravidade dessas alterações repercute de diferentes formas tanto nos ambientes eutrofizados como na sociedade civil.
Em fevereiro de 1996, por exemplo, a morte de 66 pacientes do Instituto de Doenças Renais (IDR) em Caruaru, PE, comoveu o país e chamou a atenção para um problema que, até então, se dava pouca importância, a eutrofização. Neste episódio, as vítimas foram contaminadas durante o procedimento de hemodiálise por toxinas que são produzidas por cianobactérias presentes em lagos eutrofizados, caracterizando esta fatalidade como as primeiras mortes comprovadas por intoxicação de algas oriundas dessa poluição.
É o caso da atual epidemia de dengue enfrentado pelo Brasil, que só no Ceará foram confirmadas 36.372 casos da doença e notificados 18 óbitos durante o ano de 2008. Nesta crise, o crescimento de plantas aquáticas, como o aguapé (Eschhornia crassipes) ou alface d’água (Pistia stratiotes), que podem servir de reservatórios para o desenvolvimento do mosquito Aedes aegypti, dificultaria o combate e ainda atuaria como vetor de proliferação da doença, aumentando o quadro crítico da epidemia (NOGUEIRA, 2009).
Entre os impactos no setor econômico, vale destacar que a eutrofização aumenta consideravelmente os custos de tratamento da água, diminui o valor estético do reservatório e impede a navegação e recreação, onerando o valor turístico e os investimentos nas bacias hidrográficas.
Tundisi (2005) ainda enfatiza que além das perdas de horas de trabalho por afetar a saúde humana, a eutrofização causa, direta ou indiretamente, danos sociais, pois ao atingir a qualidade da água e as atividades econômicas relacionadas ao reservatório, reduz a capacidade de gerar emprego e renda, provocando, em muitos casos, a migração de populações afetadas para regiões com melhores oportunidades de trabalho.
Além dos problemas evidentes resultantes da eutrofização, Tundisi et al. (2006) alerta para o fato de que o aumento da carga orgânica e nitrogênio nos corpos d’água pode promover o aumento da produção de gases de efeito estufa, como os gases carbônico (CO2), metano (CH4) e óxido de nitrogênio (N20), podendo inclusive contribuir de forma significativa para a alteração da climatologia global.
2.4.2 Aspectos políticos e institucionais do processo de eutrofização em reservatórios
de políticas públicas de gestão e fiscalização, que requerem para sua proposição e efetiva implementação, via de regra, o adequado conhecimento desses ambientes aquáticos (SANTOS et al., 2001; TUNDISI, 2005).
Mas conforme Nascimento (2007), informações da quantidade e qualidade da água dificilmente estão disponíveis para a grande maioria dos corpos hídricos no Brasil, uma vez que a falta de esforços políticos é tida como ponto crítico na conservação dos recursos hídricos, como mostra o depoimento abaixo,
A quantidade e a distribuição dos açudes existentes na região semi-árida nordestina permitem que os habitantes locais tenham alternativas de produção de alimentos, hoje pouco utilizadas, capazes de reduzir a dependência das chuvas e o risco da fome, sendo um importante recurso para a política pública de gestão regional. Com base nestes aspectos, este grande número de açudes no semi-árido pode ser considerado como uma de suas grandes riquezas, porém, estas são muitas vezes desprezadas por falta de políticas públicas adequadas e de tecnologias apropriadas para a implantação de sistemas produtivos compatíveis com a disponibilidade e capacidade desses recursos (NASCIMENTO, 2007).
Para Rebouças (2006), a antiga e impregnada visão da água como um
recurso ilimitado, historicamente serviu de suporte à não realização de investimentos
necessários ao uso e proteção mais eficientes dos recursos hídricos no Brasil, que acabou por culminar na pequena valorização econômica da água, isto é, a água era compreendida como um bem livre de uso comum.
Contudo, as mudanças nas políticas públicas no Brasil ao longo dos últimos vinte anos apontam um avanço considerável no setor de recursos hídricos, principalmente, caminhando de forma solidária às novas concepções de desenvolvimento, o sustentável. Da criação do Comitê Especial de Estudos Integrados de Bacias Hidrográficas, em 1978, até hoje, o país abandonou o estágio de uma gestão institucionalmente fragmentada para atribuir ao Ministério do Meio Ambiente a função da gestão desse recurso natural, culminando no surgimento da Agência Nacional de Águas (ANA), em julho de 2000, como resultado das recomendações da reforma do próprio Estado Brasileiro para gerir os recursos hídricos da União (JACOBBI; FRACALANZA, 2005).
principais aspectos do modelo sistêmico de integração participativa, através, principalmente, do estabelecimento de comitês de bacia formados por usuários de água, que juntos promoveriam o uso racional e a proteção das águas da bacia hidrográfica.
Um dos instrumentos legais específicos para sua implementação foi a outorga do uso da água, mecanismo pelo qual os governos federal e estaduais, cujos domínios se encontram as águas, dispõem-se a cobrar pelo uso dos recursos hídricos, promovendo, assim, o uso adequado sob o ponto de vista de seus múltiplos fins (BORSOI; TORRES, 1997).
Neste seguimento, o Estado do Ceará é considerado pioneiro na gestão hídrica, além de um interessante exemplo de avanço institucional, que já em 1993 criou a Companhia de Gerenciamento de Recursos Hídricos (COGERH), responsável pela administração da oferta de água bruta do Estado e União, e que implantou no ano seguinte a cobrança pelo uso da água, limitando os usos abusivos desse recurso escasso (COGERH, 2008).
Então para o gerenciamento dos impactos das atividades humanas nos recursos hídricos, notadamente o enriquecimento de nutrientes, o planejamento e a ação estratégica das ações políticas devem buscar inicialmente a implementação de sistemas de monitoramento permanentes, a organização institucional, a participação de usuários, o desenvolvimento de novas tecnologias de gerenciamento e métodos de baixo custo, como o uso de imagens de satélite nos estudos, que, por sua vez, ampliarão o conhecimento dos principais processos e mecanismos constituintes desse fenômeno complexo e dinâmico.
Segundo Tundisi (2005), somente assim será realizada a fundamentação necessária para a recuperação dos ecossistemas e para a proteção àqueles ainda não ameaçados pela deterioração da quantidade e qualidade de suas águas.
política das águas com o conhecimento integrado da dinâmica desses ambientes, em seus recortes locais.
A base dessa visão são modelos de gestão hídrica que considerem em seu plano de ação a participação de atividades que impulsionem o crescimento econômico ao passo que respeitem a sustentabilidade do meio ambiente, resguardando aí a quantidade e qualidade do recurso.
Nesse tocante, Ono; Kubitza (2003) citam o uso dos reservatórios no Semi-Árido em projetos aqüícolas e agropecuários, que, por serem grandes contribuintes no aporte de nutrientes, possivelmente podem catalisar o processo de eutrofização. Porém, afirmam os autores, quando se trata dos problemas sociais no Nordeste, o desenvolvimento da aqüicultura é a atividade com maior potencial para geração de emprego e renda nas comunidades rurais carentes, em destaque a piscicultura em tanques-rede, que por ser de baixo investimento, pode se apresentar até como alternativa de subsistência.
O equacionamento destas relações é o grande desafio na atuação do poder público atual, principalmente nas regiões semi-áridas do país, onde o suprimento de água para as necessidades humanas transcorre a esfera social, revelando seu caráter econômico, por meio das possibilidades de geração de emprego e renda dos diversos usos dos corpos hídricos.
2.5 Classificação do Grau de Eutrofização de reservatórios
Estudar qualidade de água em reservatórios representa um grande desafio, tendo em vista a grande e complexa cadeia de processos neste sistema hídrico.
Outras duas características importantes desses reservatórios tropicais são: a menor viscosidade da água, o que leva a uma maior velocidade de sedimentação de organismos e nutrientes, aumentando a capacidade de retenção de fósforo neste ambientes; e a controlabilidade das vazões da tomada de água, que afeta o tempo de residência da água, que por sua vez afeta a reciclagem e o acúmulo de nutrientes no reservatório, fatos estes determinantes nos aspectos da qualidade da água do mesmo.
Mas, de acordo com Ribeiro (2007), em estudos que considerem a qualidade ambiental de reservatórios e lagos, a aplicação de uma classificação em níveis ou graus de estados tróficos, baseada na avaliação de indicadores relacionados com a produtividade primária, é um valioso instrumento para o gerenciamento desses ambientes, particularmente, como apoio na tomada de decisões com foco no controle da emissão de fontes de nutrientes, causadoras do processo de eutrofização.
Indicador é uma característica específica da água, podendo ser, física, química ou biológica. E na caracterização do estado trófico, estes estão diretamente relacionados com o processo de eutrofização, sendo, em geral a clorofila a - admitida como uma medida da biomassa das espécies algáceas presentes, a transparência das águas e as concentrações de nutrientes, nitrogênio e fósforo.
Em lagos e reservatórios, o monitoramento do teor de clorofila é distintamente importante uma vez que o nível de clorofila algal é um excelente indicador de condições tróficas e um indicador indireto de enriquecimento de fósforo e nitrogênio, oriundos de fertilizantes, pesticidas e herbicidas (GOODIN et al.,2003).
