ICTR 2004 – CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM RESÍDUOS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
Costão do Santinho – Florianópolis – Santa Catarina
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PRÓXIMA
ESTUDO PRELIMINAR DO QQA DO RIO CEARÁ MIRIM EM CEARÁ MIRIM - RN Ada Cristina Scudelari Luana Carolina da Silva Freire
ESTUDO PRELIMINAR DO QQA DO RIO CEARÁ MIRIM EM
CEARÁ MIRIM – RN
Ada Cristina Scudelari Luana Carolina da Silva Freire(2)
Resumo
Este trabalho objetiva o estudo preliminar do comportamento do Quociente de Qualidade Ambiental (QQA) de cenários propostos no trecho do Rio Ceará Mirim no município de Ceará Mirim – RN. Fazendo uso do método Battelle-Columbus através da utilização do Programa SAIA – Sistema de Avaliação de Impactos ambientais, foi possível a quantificação dos impactos ambientais, numa escala de 0 a 1, definindo assim a sensibilidade da área ao projeto proposto. Após a análise de parâmetros de qualidade de água como pH, Condutividade Elétrica, Oxigênio Dissolvido, Temperatura, Turbidez, Nitrogênio Inorgânico, Fosfato Inorgânico, Coliformes Totais e Escherichia Coli permitiu-se à composição dos cenários. O cenário base foi construído a partir de coletas realizadas em 2000 por BRITO et al. (2002). Após a análise dos parâmetros, determinaram-se os Índices de Qualidade Ambiental (IQA`s) e as Unidades de Impacto Ambiental (UIA`s) de cada parâmetro, além do Quociente de Qualidade Ambiental (QQA) do ponto considerado, permitindo assim a geração do perfil ambiental do rio correspondente ao cenário base. A proposição de ações economicamente viáveis, socialmente justas e ambientalmente sustentáveis na construção de novos cenários, bem como a avaliação das variações nos Quocientes de Qualidade Ambiental (QQA), asseguram a sustentabilidade da área em questão.
Palavras-chave: Quociente de Qualidade Ambiental, Rio Ceará Mirim,
Battelle-Columbus, Qualidade ambiental.
Professora do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Sanitária da Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN
UFRN – Campus Universitário s/n, Lagoa Nova Tel/Fax: +55 (84) 215-3766
CEP: 59072-390 – Natal, RN - Brasil e-mail: ada@ct.ufrn.br
(2) Bolsista de Iniciação Cientifica PIBIC/CNPq
Introdução
A preocupação mundial com a conscientização ambiental tem gerado discussões no âmbito do planejamento urbano, gestão e educação ambiental por parte da população. Interessados no problema promovem uma integração entre o governo, pesquisadores e população de forma a viabilizar uma política ambiental mais eficiente e racional. O meio ambiente é um conjunto de variáveis frágeis tão bem integradas que qualquer alteração se transmite ao sistema. Comumente a população tem grande influência nestas conseqüências, por desconhecimento ou porventura desleixo em relação às ações antrópicas inerentes ao seu crescimento desordenado. Com base em uma análise objetiva, multidisciplinar e interativa, pode-se determinar o nível de relação existente entre os elementos ecológicos, econômicos e políticos, visando à minimização dos impactos adversos e a potencialização dos impactos positivos. Neste trabalho estudou-se, ainda que preliminarmente, o comportamento do Quociente de Qualidade Ambiental (QQA) de cenários propostos no trecho do Rio Ceará Mirim em Ceará Mirim (Figura 01).
O município de Ceará Mirim tem uma área de 726,3 km2, encontra-se localizado a 28 km de Natal e limita-se ao Norte com Maxaranguape, ao Sul com São Gonçalo do Amarante, Extremoz e Ielmo Marinho, ao Leste com Extremoz, Maxaranguape e Oceano Atlântico e ao Oeste com Taipu (IDEMA, 2003). Tem aproximadamente 35% do seu território inserido na Bacia Hidrográfica do rio Ceará Mirim (IDEMA, 2003). O clima é tropical chuvoso, a precipitação pluviométrica média é de 1535,2 mm, a temperatura média anual é de 25,3 ºC e a umidade relativa média anual é de 79% (IDEMA, 2003). Na cobertura vegetal destaca-se a presença de Manguezal e Campos de Várzea (IDEMA, 2003). Dos 13339 domicílios, 57% são em áreas urbanas e 43% em áreas rurais (IDEMA, 2003). Com relação ao abastecimento de água dos domicílios, 79,5% são abastecidos por rede geral e 7,8% por poço ou nascente (IDEMA, 2003). Quanto ao tipo de esgotamento dos domicílios, 0,27% é por rede geral, 92,6% por fossa, 1% por vala e 6,1% tem ausência de banheiros e sanitários (IDEMA, 2003). A coleta convencional e hospitalar dos resíduos sólidos é realizada diariamente. O transporte é feito por caminhões ou tratores e a destinação final é o aterro sanitário (IDEMA, 2003).
Para estudar o comportamento do Quociente de Qualidade Ambiental (QQA) dos cenários propostos no Rio Ceará Mirim em Ceará Mirim, aplicou-se o método Battelle-Columbus com a utilização do Programa SAIA – Sistema de Avaliação de Impactos Ambientais. Foram analisados parâmetros como pH, Condutividade Elétrica, Oxigênio Dissolvido, Temperatura, Turbidez, Nitrogênio Inorgânico, Fosfato Inorgânico, Coliformes Totais e Escherichia Coli para a composição dos cenários. O cenário base foi construído a partir de coletas realizadas em 2000 por BRITO et al. (2002). Analisados os parâmetros, determinou-se o Quociente de Qualidade Ambiental (QQA) do ponto considerado, permitindo a geração do perfil ambiental do rio Ceará Mirim correspondente ao cenário base. A proposição de algumas ações é necessária por parte do governo, pesquisadores e comunidade para garantir a gestão dos recursos ambientais disponíveis na área em estudo. Neste trabalho, ações ambientalmente sustentáveis foram propostas na construção de novos cenários e as variações nos Quocientes de Qualidade Ambiental (QQA) foram avaliadas.
Metodologia
A metodologia Battelle-Columbus consiste em uma avaliação quantitativa de impactos ambientais, estimados por um valor adimensional, numa escala de 0 a 1, identificando o grau de sensibilidade de uma área ao projeto proposto. Os parâmetros ambientais são divididos em quatro categorias ambientais e em dezoito componentes ambientais. Para cada um desses parâmetros é atribuído um peso relativo, que seria uma Unidade de Importância do Parâmetro avaliado (UIP) expresso em Unidades de Impacto Ambiental (UIA). Com a utilização de curvas, onde a qualidade ambiental relaciona-se com os diferentes parâmetros ambientais, determina-se os Índices de Qualidade Ambiental (IQA’s) de cada parâmetro, numa escala de 0 a 1. O Quociente de Qualidade Ambiental (QQA) é obtido dividindo-se a soma das Unidades de Impacto Ambiental (UIA) pela soma das Unidades de Importância dos Parâmetros (UIP). Este é um numero adimensional que varia de 0 a 1, sendo o zero correspondente a uma situação de extrema degradação ambiental e o valor um a uma situação sem nenhuma alteração. Os valores limites do QQA estão mostrados na Tabela 01 (BRITO et al., 2002).
Tabela 01 – Valores limites do QQA correspondentes a uma situação ambiental.
Situação Ambiental QQA Muito Ruim Ruim Regular Bom Excelente 0,0 - 0,2 0,3 - 0,4 0,5 - 0,6 0,7 - 0,8 0,9 - 1,0
(Fonte: BRITO et al., 2002)
Por ser um método onde 78 parâmetros são ponderados a fim de se estabelecer o Quociente de Qualidade Ambiental (QQA), o procedimento manual de ponderação de tais parâmetros é repetitivo e lento, tendo em vista a grande quantidade de parâmetros e o tempo necessário para a obtenção dos valores dos Índices de Qualidade Ambiental (IQA). De forma a agilizar e precisar o processo de
avaliação foi desenvolvido uma versão computacional do Battelle-Columbus, denominado SAIA - Sistema de Avaliação de Impacto Ambiental (SCUDELARI et al., 2001), para automatizar os cálculos e fazer as interpolações necessárias para a determinação do QQA. No programa, as curvas para a determinação do Índice de Qualidade Ambiental (IQA) foram aproximadas por funções lineares, definidas por trechos de curva, com o objetivo de representar a função original com erro inferior a 1%. A partir do trabalho de BRITO et al. (2002), foi escolhido o trecho do Rio Ceará Mirim no município de Ceará Mirim como ponto de coleta de amostras para as análises dos parâmetros de qualidade da água. Este ponto de coleta está destacado na Figura 01. Analisaram-se parâmetros como pH, Condutividade Elétrica, Oxigênio Dissolvido, Temperatura, Turbidez, Nitrogênio Inorgânico, Fosfato Inorgânico, Coliformes Totais e Escherichia Coli, para a composição dos cenários. O cenário base foi construído a partir de coletas realizadas em 2000 por BRITO et al. (2002). Após a análise dos parâmetros, determinaram-se os Índices de Qualidade Ambiental (IQA`s) e as Unidades de Impacto Ambiental (UIA`s) de cada parâmetro, bem como o Quociente de Qualidade Ambiental (QQA) do ponto considerado, permitindo assim a geração do perfil ambiental do rio correspondente ao cenário base. Com base nos usos preponderantes das águas (CONAMA,1986), foi possível classificar o cenário base e determinar os limites necessários à qualidade da água para uma posterior comparação com os cenários gerados. Para a composição destes cenários, propôs-se que fospropôs-sem reduzidos em porcentagem os valores de Coliformes Totais do ponto de coleta, mantendo inalterados os demais parâmetros (Cenário 01). O segundo cenário consiste em a partir de Quocientes de Qualidade ambiental (QQA’s) pré-determinados, verificar as variações percentuais nos valores dos parâmetros analisados. Para tanto, propôs-se que fossem alterados os valores de Coliformes totais, Escherichia Coli, Fosfato Inorgânico, Turbidez e Oxigênio Dissolvido do cenário base, mantendo inalterados os demais parâmetros. Os parâmetros que foram mantidos inalterados são aqueles onde não se tem controle sobre eles ou que possuem um QQA aceitável. Com base nos resultados obtidos para tais cenários, determina-se o comprometimento dos parâmetros avaliados referente a cada cenário de modo a permitir a proposição de ações ambientalmente sustentáveis para a área estudada.
Resultados
O Rio Ceará Mirim classifica-se como um rio de água doce pertencente à classe nº 2 (CONAMA,1986). Recebe essa classificação por ser um rio com águas destinadas ao abastecimento doméstico após tratamento convencional, à proteção das comunidades aquáticas, à recreação de contato primário, à irrigação de hortaliças e plantas frutíferas e à criação natural e/ou intensiva de espécies destinadas à alimentação humana. De acordo com esta Resolução, os limites para os parâmetros avaliados neste trabalho seriam: pH-6,0 a 9,0; Oxigênio Dissolvido superior a 5 mg/l O2; Turbidez até 100 NTU; Fosfato Total – 0,025 mg/l P; Coliformes - no caso de não haver meios disponíveis na região para o exame de Coliformes Fecais, o índice limite será de até 5.000 Coliformes Totais por 100 mililitros para as amostras mensais colhidas em qualquer mês. A Tabela 02 representa o perfil ambiental do ponto de coleta referente ao cenário base. Dois cenários foram propostos para estudar o comportamento do Quociente de Qualidade Ambiental (QQA) do Rio Ceará Mirim no município de Ceará Mirim. O Rio na área estudada se configura com
pequena profundidade e fraca correnteza. O ponto de coleta localiza-se 2 km à jusante do ponto de lançamento de esgoto da cidade de Ceará Mirim. Desta forma esse cenário representa um problema ambiental grave, pois o rio sofre interferências conseqüentes de uma utilização predatória das suas águas no que compete às ações antrópicas sobre o ecossistema em questão.
Tabela 02 – Cenário base do Rio Ceará Mirim (Ceará Mirim).
2,585 QQA 0,549 Somatório 204,000 112,547 Escherichia Coli 11300,000 18,000 0,144 0,000 Coliformes Totais 16000,000 18,000 0,126 2,259 Fosfato Inorgânico 0,910 28,000 0,000 7,541 Nitrogênio Inorgânico 1,170 25,000 1,000 25,000 Turbidez 50,490 20,000 0,377 21,948 Temperatura 28,780 28,000 0,960 26,880 Oxigênio dissolvido 6,080 31,000 0,708 17,334 Condutividade elétrica 1,910 18,000 0,500 9,000 pH 7,430 18,000 0,963 CENÁRIO BASE
PARÂMETROS MÉDIAS UIP IQA UIA
(Fonte: SCUDELARI et al., 2001) Cenário 01
No primeiro cenário (Tabela 03) reduziu-se percentualmente o parâmetro de Coliformes Totais e verificou-se as variações no comportamento do Quociente de Qualidade Ambiental (QQA) para essas reduções. Os organismos do grupo Coliformes são responsáveis pela determinação da potencialidade de um corpo d'água ser portador de agentes patogênicos. Essa determinação é feita de forma indireta, com base na presença de organismos indicadores de contaminação fecal, já que a detecção dos agentes patogênicos em uma amostra de água é dificultada em razão de suas baixas concentrações. Após serem feitas reduções percentuais nos valores de Coliformes Totais, concluiu-se que esse parâmetro não se constitui num fator incisivo no cálculo do Quociente de Qualidade Ambiental (QQA) do ponto de coleta, uma vez que as variações nos quocientes foram pequenas.
Tabela 03 – Cenário 1 do Rio Ceará Mirim (Ceará Mirim). 30% 60% 90% 0,549 0,551 0,555 0,568 CENÁRIO 1 QQA novo QQA
(Fonte: SCUDELARI et al., 2001)
Cenário 02
No segundo cenário pré-determinou-se Quocientes de Qualidade Ambiental (QQA’s) e analisaram-se as variações nos valores dos parâmetros. Para auxiliar na composição desse cenário, algumas considerações sobre os parâmetros foram feitas de forma a assegurar a sustentabilidade da área no que se refere às ações propostas. O Fosfato Inorgânico juntamente com o Nitrogênio é um importante
nutriente para os microorganismos que promovem a estabilização da matéria orgânica presente nas águas. Concentrações elevadas de Fosfato na água provocam a proliferação excessiva de algas, seguidas de uma eutrofização dos corpos d’água. Desta forma, optou-se por considerar o limite previsto para tal parâmetro de 0,025 mg/l P (CONAMA, 1986). O Oxigênio Dissolvido varia em função da temperatura e pressão atmosférica e é fundamental para a manutenção das comunidades aquáticas aeróbicas. Um consumo exagerado de Oxigênio Dissolvido gera um desequilíbrio no ecossistema aquático, sendo o despejo de resíduos de origem orgânica o principal fator de tal situação. A Turbidez decorre da presença de material em suspensão, afetando esteticamente os corpos d’água e resultando em distúrbios nos ecossistemas aquáticos devido à redução da penetração da luz. Esse material pode advir de desmatamentos, processos erosivos e do lançamento de efluentes que contenham materiais finos. Os parâmetros de Coliformes Totais e Escherichia Coli, são avaliados pela mesma curva e sendo assim, optou-se por alterar no parâmetro de Escherichia Coli a mesma porcentagem alterada no parâmetro de Coliformes totais. Os parâmetros de Turbidez, Coliformes Totais e Oxigênio Dissolvido apresentam um intervalo crítico dentro do qual tecemos algumas considerações (DEE, N. et al. 1972). Para o Oxigênio Dissolvido o intervalo crítico seria de 3 a 6 mg/l O2, para os Coliformes Totais seria de 102 a 104 MNP/100 ml e para a Turbidez os valores utilizados estariam entre 18 a 5 JTU. De posse dos gráficos dos parâmetros (DEE, N. et al, 1972), avaliou-se qual seria a relação entre os parâmetros e os Índices de Qualidade Ambiental (IQA’s), possibilitando desta forma, a determinação do Quociente de Qualidade Ambiental (QQA) referente ao cenário 2 (Tabela 04). Analisando a Tabela 04, observa-se que para se obter uma melhoria no QQA do cenário base do Rio Ceará Mirim no trecho do município de Ceará Mirim faz-se necessário haver uma redução nos parâmetros de Coliformes Totais, Escherichia Coli e Turbidez, mantendo as taxas de Fosfato Inorgânico iguais 0,025 mg/l P e as taxas de Oxigênio Dissolvido iguais a 6,080 mg/l O2 para todos os QQA`s avaliados. Tais alterações foram baseadas nos limites críticos considerados (DEE, N. et al., 1972).
Tabela 04 – Cenário 2 do Rio Ceará Mirim (Ceará Mirim).
1,170 0,910 16000,000 11300,000 1,910 6,080 28,780 50,490
PARÂMETROS UIP QQA 0,693
pH 18,000 QQA 0,549 7,430 Condutividade elétrica Oxigênio dissolvido Temperatura Turbidez Nitrogênio inorgânico Fosfato inorgânico Coliformes Totais Escherichia Coli 25,000 28,000 18,000 18,000 18,000 31,000 28,000 20,000 QQA 0,834 28,780 18,000 28,780 12,000 7,430 1,910 6,080 28,780 1,910 7,430 6,080 QQA 0,749 0,025 10000,000 7062,500 7,430 1,910 6,080 1,170 70,620 CENÁRIO 2 5,000 1,170 0,025 100,000 1,170 0,025 1000,000 706,250 (Fonte: SCUDELARI, 2001) Discussão
Por ser a metodologia Battelle-Columbus um processo manual onde muitos parâmetros são ponderados para o estabelecimento do Quociente de Qualidade Ambiental (QQA), a de ponderação desses parâmetros é repetitiva e lenta e exige
tempo para a obtenção dos valores dos Índices de Qualidade Ambiental (IQA) a partir de curvas. Com o intuito de agilizar e precisar o processo de avaliação utilizou-se a versão computacional da metodologia Battelle-Columbus, o programa SAIA - Sistema de Avaliação de Impacto Ambiental (SCUDELARI et al., 2001). A partir dos dados coletados por BRITO et al. (2002) e fazendo uso do programa SAIA, verificou-se uma grande rapidez nos cálculos de ponderação dos parâmetros considerados e nas interpolações necessárias para a determinação do QQA. Os resultados gerados mostram uma maior precisão do QQA calculados pelo programa quando comparado com os valores obtidos por BRITO et al. (2002), uma vez que as curvas para a determinação do Índice de Qualidade Ambiental (IQA) foram aproximadas por funções lineares definidas por trechos de curva.
Conclusão
A metodologia utilizada neste trabalho fornece subsídios para uma avaliação preliminar do comportamento do Quociente de Qualidade Ambiental do Rio Ceará Mirim em Ceará Mirim-RN. O estudo feito através da composição de cenários construídos a partir de metas a serem alcançadas, possibilita a determinação de ações economicamente viáveis, socialmente justas e ambientalmente sustentáveis. A automatização da metodologia no programa SAIA permite uma análise rápida e precisa dos parâmetros envolvidos, se mostrando ferramenta apropriada nos estudos de qualidade ambiental, podendo auxiliar o Poder Público nas tomadas de decisões. Sendo assim, pode-se afirmar que para o cenário 01, uma ação eficaz seria a realização do tratamento primário e secundário de esgotos domésticos e industriais no ponto de coleta. No caso do cenário 2 ações economicamente viáveis devem ser investigadas, por se constituir num cenário imaginário de caráter amplo que envolve variáveis diretamente interligadas e de difícil análise. Tais ações devem ser pensadas de forma a garantir a sustentabilidade da área de estudo e conseqüentemente acarretar uma melhoria na qualidade de vida das pessoas que usufruem o rio como forma de sobrevivência e lazer.
Referências Bibliográficas
BRITO, Luiz Pereira; TINÔCO, Juliana D.; INGUNZA, Maria P.D. e ARAÚJO, Magnólia F.F. Determinação do Quociente de Qualidade Ambiental pelo método de Battelle – Columbus dos Rios Ceará-Mirim e Potengi/RN. In: SILUBESA – Simpósio Luso-Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, 10º, 2002, Braga, Portugal. Anais: Braga, ABES, 2002. meio magnético. p.1-15.
IDEMA RN. Informativo Municipal. Município de Poço Branco. Natal: Instituto de Desenvolvimento Econômico e de Meio Ambiente do Rio Grande do Norte, 2003. SCUDELARI, Ada Cristina; ARAÚJO, Gregório Luís Silva e FILHO, Marcelo Gomes Rios. SAIA – Sistema de Avaliação de Impacto Ambiental segundo a metodologia de Battelle-Columbus. In: ABRH – Associação Brasileira de Recursos Hídricos, 14º, 2001, Aracaju, SE. Anais: Aracaju, ABRH, 2001. meio magnético. p.1-10.
CONAMA, Resolução Nº 20. De 18 de Junho de 1986. Disponível em http://www.mma.gov.br/port/conama/res/res86/res2086.html>. acesso em: 09 janeiro 2004.
DEE, N.; BAKER, J.K.; DROBNY, N.L.; DUKE, K.M.; FAHRINGER, D.C. Environmental Evaluation System for Water Resource Planning – Final Report. Battelle-Columbus Laboratories, Ohio, E.U.A., 1972.
Abstract
This work aims at the preliminary study of the behavior of the Quotient of Environmental Quality (QQA) of sceneries proposed in the passage of Ceará Mirim River in the municipal district of Ceará Mirim - RN. Making use of the method Battelle-Columbus through the use of the Program SAIA - System of Evaluation of environmental Impacts, was possible the quantification of the environmental impacts, in a scale from 0 to 1, defining like this the sensibility of the area to the proposed project. After the analysis of parameters of quality of water as pH, Electric Conductivity, Dissolved Oxygen, Temperature, Turbidez, Inorganic Nitrogen, Inorganic Phosphate, Total Coliformes and Escherichia Coli was permitted the composition of the sceneries. The scenery base was built starting from collections accomplished in 2000 for BRITO et al. (2002). After the analysis of the parameters, they were determined the Indexes of Environmental Quality (IQA`s) and the Units of Environmental Impact (UIA`s) of each parameter, besides the Quotient of Environmental Quality (QQA) of the considered point, allowing like this the generation of the environmental profile of the river corresponding to the scenery base. The proposition of actions economically viable, socially fair and maintainable ambientalmente in the construction of new sceneries, as well as the evaluation of the variations in the Quotients of Environmental Quality (QQA), they assure the sustainability of the area in subject.
Key-words: Quotient of Enviromental Quality, Ceará Mirim River, Battelle-Columbus,
