Anais do I CoBICET - Trabalho completo
Congresso Brasileiro Interdisciplinar em Ciência e Tecnologia Evento online – 31 de agosto a 04 de setembro de 2020
BREVE ANÁLISE DAS PUBLICAÇÕES SOBRE APLICAÇÃO DOS
ÍNDICES DE QUALIDADE DE ÁGUA: WQI NSF E WQI CCME
Rosa Alencar Santana de Almeida
11Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, Cruz das Almas, Brasil (rosaalencar@ufrb.edu.br)
Resumo: Os índices de qualidade de água são mecanismos que, ao atribuir um valor único
à qualidade da água, reduzem as informações de grande quantidade de parâmetros em uma expressão mais simples e facilitam a interpretação dos dados de monitoramento. Existem vários índices (WQI) usados para avaliar a qualidade da água, dois deles muito utilizados mundialmente (WQI NSF e WQI CCME). O presente trabalho apresenta um breve recorte sobre a demografia de trabalhos publicados e o mérito dos índices citados.
Palavras-chave: Qualidade de água; índice; revisão; bibliometria.
INTRODUÇÃO
Dar conhecimento sobre a qualidade da água ao público em geral, e em particular aos tomadores de decisão, é uma necessidade premente diante dos desafios relacionados aos eventos extremos de indisponibilidade de água. Uma forma de manter este público informado é por meio dos índices de qualidade de água.
Os índices de qualidade de água (IQA) desempenham importante papel na divulgação de informações sobre a disponibilidade de água de qualidade adequada aos diversos usos. Ao longo dos anos inúmeras formulações foram propostas.
Duas delas são largamente utilizadas mundialmente para caracterizar as águas naturais. A primeira é o índice de qualidade de água (Water Quality Index) proposto pela National Sanitation Foundation (WQI NSF) em 1970. A outra é o índice de qualidade de água descrito pelo Canadian Council of Ministers of the Environmentn (WQI CCME).
WQI NSF (ou Índice de Brown)
O índice WQI NSF (ou Índice de Brown) foi estabelecido por um grupo de pesquisadores coordenados por Robert M. Brown. Ele tanto pode ser usado para monitorar mudanças temporais da qualidade de água em um manancial, como pode ajudar na confrontação da qualidade de um manancial com outras fontes de água na região ou de qualquer outro local, como também para determinar se um trecho em particular pode ser considerado "saudável." (BROWN ET AL, 1970).
Os parâmetros, curvas de qualidade e pesos que compõem o WQI NSF foram definidos por meio da
técnica Delphi de consulta a especialistas. A técnica consiste na consulta e consenso de respostas de um grupo de especialistas da área de interesse.
A determinação é feita com nove parâmetros fixos (Oxigênio dissolvido, Coliformes fecais, pH, DBO (5-dias), Nitrato, Fosfato, Temperatura, Turbidez e Sólidos Totais) e a equação de agregação é um produtório, com pesos definidos a cada um dos parâmetros.
(1) Onde:
W = peso do parâmetro i Q = qualidade do parâmetro i
O cálculo do WQI NSF utiliza uma escala de 0 a 100 para avaliar a qualidade da água, sendo 100 a maior pontuação. O Quadro 1 mostra a escala completa.
Quadro 1 - Escala de qualidade do WQI NSF
ESCALA QUALIDADE DA ÁGUA 91-100 Água Excelente 71-90 Boa 51-70 Média ou mediana 26-50 Razoável 0-25 Ruim Fonte: NSF, 2004 WQI CCME
O índice estabelecido pelo conselho de ministros do meio ambiente do Canadá (do inglês, Canadian
Council of Ministers of the Environment (CCME)) é
baseado em uma combinação de três fatores, cada um dos quais variando na escala entre zero e 100. Os
fatores representam: a abrangência das não conformidades, dada pela porcentagem das variáveis que estiveram não conformes em relação aos teores exigidos (Alcance), a frequência com a qual ocorreu a não conformidade (Frequência) e a amplitude da não conformidade, ou seja, desvio entre valor não conforme e o valor esperado (meta) (CCME, 2017). Com os fatores obtidos, o índice em si pode ser calculado pela soma dos três fatores, como se fossem vetores, ou seja, como mostrado na equação:
(2) Onde:
F1- Alcance = número de variáveis que falharam F2 - Frequência = número de testes que falharam F3 – Amplitude = somatório dos desvios
O divisor 1,732 normaliza os valores resultantes de um intervalo entre 0 e 100, onde 0 representa a "Pior" qualidade da água e 100 representa "a melhor qualidade da água. O fator 1,732 é utilizado porque cada um dos três fatores individuais do índice pode variar no máximo até 100.
Uma característica significativa do CCME WQI é que o índice não estabelece o tipo e número de variáveis de qualidade da água a serem testadas, e também não fixa o tipo de corpo d'água testado (fluxo, trecho do rio, lago, etc.).
Têm-se apenas as recomendações de que no mínimo quatro parâmetros sejam amostrados pelo menos quatro vezes para utilização no cálculo dos valores do índice. No entanto, um número máximo de variáveis ou amostras não é especificado. Este aspecto é interessante, pois proporciona a aplicação do índice em variados cenários.
Os valores calculados são desmembrados em cinco categorias descritivas, como mostrado no Quadro 2. Quadro 2 - Esquema de categorias do WQI CCME
Categoria Faixas Descrição
Excelente 95-100
A qualidade da água está protegida, com ausência de ameaça ou virtual impacto; condições muito próximas níveis naturais.
Bom 80-94
A qualidade da água está protegida, tem apenas um pequeno grau de ameaça ou impacto; as condições raramente divergem dos níveis naturais ou desejáveis.
Categoria Faixas Descrição
Mediana 65-79
A qualidade da água normalmente é protegida, mas ocasionalmente ameaçada ou danificada; as condições às vezes afastam-se dos níveis naturais ou desejáveis. Marginal 45-64 A qualidade da água é frequentemente ameaçada ou prejudicada; as condições frequentemente afastam-se dos níveis naturais ou desejáveis.
Ruim 0-44
A qualidade da água é quase sempre ameaçada ou prejudicada; as condições geralmente afastam-se dos níveis naturais ou desejáveis.
Fonte: CCME, 2017
MATERIAL E MÉTODOS
A montagem do painel foi feita em duas etapas. Na primeira delas foi realizada uma busca no Portal de Periódicos da Capes (CAPES/MEC, 2020) para determinar o total de resultados para buscas de documentos publicados nos últimos 10 anos que atendessem ao critério de conter o texto “Water
Quality Index” ou “WQI” em qualquer dos itens
(título, autor ou assunto).
A partir daí foi realizada uma segunda busca, refinando acesso aos artigos de interesse direto deste trabalho, ou seja, os documentos que além de atender ao requisito de conter o texto básico (Water Quality
Index ou WQI), também contivessem os termos NSF
ou CCME. A pesquisa foi realizada no dia 03 de Julho de 2020.
De posse dos quantitativos, realizou-se uma breve incursão aos artigos, de modo a compor uma relação de trabalhos que podem ser usados como referência para aplicação dos índices de qualidade de água WQI NSF e WQI CCME.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Constatou-se que nos últimos dez anos foram publicados 556 documentos com referência no título ao termo “Water Quality Index”. Destes 55 se referem, no título ou no assunto, ao termo “CCME” e 40 contêm o termo “NSF”.
Quando o argumento utilizado é a inclusão do termo “WQI” no título do documento são encontrados 133 publicações, sendo que com referências a CCME tem-se 20 itens e a NSF são 21 ocorrências. A Tabela 1 mostra estes resultados com os percentuais correspondentes, observando-se que a as referências
ao CCME e ao NSF podem se repetir no mesmo documento.
Tabela 1 – Artigos publicados sobre WQI NSF e WQI CCME nos últimos dez anos (2010 a 2020)
Argumento de pesquisa Total NSF CCME Water Quality Index 556 40 7,2% 53 9,5% WQI 133 21 15,8% 20 15,0% Fonte: CAPES/MEC, 2020
O expressivo percentual de artigos que citam os dois índices relatados neste estudo evidencia a importância destas formulações enquanto ferramentas de caracterização da qualidade água. A segunda parte do levantamento, ou seja, as investigações sobre o conteúdo dos artigos publicados mostraram a diversidades de condições e regiões onde os índices foram aplicados. A tabela 2 mostra alguns dos resultados encontrados para estudos com WQI NSF.
Tabela 2 – Estudos sobre WQI NSF
Nome do Artigo Pesquisadores Ano País Adaptação do índice de qualidade de água da National Sanitation Foundation ao semiárido brasileiro FERREIRA ET AL, 2015 2015 BRA SIL Índice de qualidade de água modificado pela análise multivariada: Estudo de caso do arroio pelotas, RS, Brasil. CECCONELLO, S. T.; CENTENO, L. N.; GUEDES, 2018 2018 BRA SIL Calibração do índice de qualidade da água (IQA) com base na Resolução no 357/2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) MORETTO ET AL, 2012 2012 BRA SIL Application of Water Quality Index for Assessment Water Quality in Some Bottled Water Erbil City, Kurdistan Region, Iraq TOMA, 2103 2013 IRA QUE Evaluation of the groundwater quality with WQI (Water
VAROL, DAVRAZ, 2014
2014 TUR QUIA
Nome do Artigo Pesquisadores Ano País
Quality Index) and multivariate analysis: a case study of the Tefenni plain (Burdur/Turkey).
A tabela 3 apresenta algumas publicações voltadas à aplicação do WQI CCME, em sua fórmula original ou adaptações.
Tabela 3 – Estudos sobre WQI CCME
Nome do Artigo Pesquisadores Ano País Assessment of water quality in groundwater resources of Iran using a modified
drinking water quality index (DWQI). MOHEBBI ET AL, 2013 2013 IRÃ Evaluation
of Water Quality Index for Drinking Water
DAMO, ICKA,2013 2013 ALBÂ NIA Application of multivariate statistical methods and water-quality index to evaluation
of water quality in the Kashkan River MOSTAFAEI, 2014 2014 IRÃ Heavy metals distribution, risk assessment
and water quality chara cterization
by water quality index of the River Soan, Pakistan. NAZEER ET AL, 2014 2014 PAQUI STÃO GIS-based Evaluation of Water Quality Index of groundwater resources around Tuticorin coastal city, South India. SELVAM ET AL, 2014 2014 ÍNDIA Aplicación de índices integradores de calidad hídrica al piedemonte andino argentino. LAVIE, MORABITO, SALATINO, 2014. 20014 ARGEN TINA
Nome do Artigo Pesquisadores Ano País
Development,
application, and sensitivity analysis of a water quality index f or
drinking water manage ment in small systems.
SCHEILI, RODRIGUEZ, SADIQ, 2015 2015 CANA DÁ
Water quality assessm ent of Kavvayi Lake of northern Kerala, India using
CCME water quality in dex and
biological water qualit y criteria
SHIJI ET AL, 2016
2016 ÍNDIA
Using The Canadian Method to Classify Irrigation Water Qualit y Index for Shatt Al- Kufa River Section (Al–Zerkh to Al– Qadisiya)
KIZAR,2017 2017
IRAQUE
Evaluation of raw water quality in Wassit governorate by Canadian water quality index MAHMOOD, 2018 2018 CANA DÁ Evaluation of
surface water quality b y using Canadian Council of Ministers of the
Environment Water Q uality Index (CCME-WQI) method and discriminant analysis method: a case study Coruh River Basin.
BILGIN,2018 2018
TURQU IA
A Comparative Study of USA and Canadian Water Quality Index Models LUMB ET AL, 2011 2011 CANA DÁ
O último dos artigos citados na Tabela 3 é um estudo comparativo onde foram aplicados quatro índices de qualidade de água, incluindo-se os dois modelos repercutidos neste artigo. Os resultados da aplicação dos modelos são diferentes, ou seja, a caracterização da qualidade da água difere a depender do índice aplicado. Nesta experimentação, os autores concluem que o WQI CCME é o mais rigoroso entre os quatro índices aplicados (LUMB et al, 2011). Entretanto, lembrando que o WQI CCME é flexível quanto à escolha das variáveis, vale destacar que esta
conclusão pode ser considerada definitiva apenas se forem usadas as mesmas variáveis.
CONCLUSÃO
Este trabalho produziu respostas acerca das pesquisas relacionadas à aplicação dos índices WQI NSF e WQI CCME na caracterização da qualidade da água, em várias regiões geográficas.
Observa-se pelo percentual de trabalhos encontrados, que estes dois mecanismos são recursos importantes na qualificação da água. Também ficou evidente que a escolha dos parâmetros adequados é muito importante para caracterização correta da água. Como também, é obrigatório afirmar que estes mecanismos são complementares, e que, para avaliação completa da água, outras ferramentas devem estar associadas.
Pesquisas complementares são bem vindas para aprofundamento das consultas às bases de dados, ampliando o olhar na plataforma de periódicos da CAPES, mas também se estendendo a outras bases. Também são importantes incursões detalhadas ao conteúdo dos artigos, avaliando os métodos, o desenvolvimento, a aplicação, os resultados e as conclusões obtidas.
Com estas iniciativas, amplia-se o conhecimento; são testadas novas aplicações dos índices conhecidos e são formulados novos índices.
REFERÊNCIAS
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