22º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 14 a 19 de Setembro 2003 - Joinville - Santa Catarina
VI-045- RIO CAÍ – RS. QUALIDADE DAS ÁGUAS SUPERFICIAIS
Enio Henriques Leite (1)
Engº Químico, formado pela UERJ em 1979, com especializações em Engenharia de Saúde Pública (Fiocruz, 1980), Ecologia Humana (Unisinos, 1981) e Planejamento e
Administração de Recursos Naturais (UFBA, 1986). Exerce atividades profissionais na FEPAM – Fundação Estadual de Proteção Ambiental, órgão estadual de meio ambiente do Rio Grande do Sul, esde 1981.
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Maria Salete Cobalchini (2)
Engª Civil, formada pela UFSM em 1978, com especialização em Engenharia Sanitária (USP, 1979), Ecologia Humana (Unisinos, 1981). Exerce atividades profissionais na FEPAM – Fundação Estadual de Proteção Ambiental, órgão estadual de meio ambiente do Rio Grande do Sul, desde 1981.
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Ingrid Adegas Roese (3)
Acadêmica de Engenharia da PUC / RS, estagiária da FEPAM – Fundação Estadual de Proteção Ambiental do Estado do Rio Grande do Sul, desde 1999.
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RESUMO
O trabalho tem como objetivo avaliar a qualidade das águas superficiais da bacia
hidrográfica do rio Caí, Estado do Rio Grande do Sul, indicando áreas críticas de poluição de origem cloacal e industrial, identificando os parâmetros mais comprometidos, e as possíveis fontes de degradação ambiental.
PALAVRAS-CHAVE: IQA, Qualidade da Água, Rio Caí, Enquadramento, Monitoramento.
INTRODUÇÃO
Os dados de qualidade das águas utilizados neste trabalho foram gerados pela Rede de Monitoramento da Fepam, em operação trimestral desde 1992.
Posteriormente, em 2000, teve início a Rede Integrada do Pró-Guaíba, também com a participação da Fepam, Corsan e Dmae, mas neste trabalho são utilizados apenas os dados gerados pela Fepam na Rede Pró-Guaíba
As coletas e análises são realizadas pelo Departamento de Laboratório da FEPAM, e os dados são armazenados e interpretados pelo Departamento de Qualidade da FEPAM. Para interpretação dos dados foram utilizadas duas metodologias:
comparação com a Resolução nº 20/86 do CONAMA; I Q A – Índice de Qualidade da Água.
Para interpretação dos dados comparando com a Resolução nº 20/86 do CONAMA, foram utilizados os parâmetros oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e coliformes fecais, com representações gráficas das concentrações médias e gráficos das freqüências das Classes do Conama, para estes parâmetros em cada local de amostragem ao longo do período monitorado.
Serão utilizados também gráficos dos metais pesados as respectivas freqüências das Classes do Conama.
Descrição da área
A bacia hidrográfica do rio Caí possui uma área de cerca de 5.057,25 km2, correspondendo a 1,79 % do Estado, localizada ao norte de Porto Alegre, entre o planalto brasileiro e a depressão central. Seu curso d’água tem uma extensão de 285 km. Ao todo 41 municípios, com toda ou com parte de sua área, compõem a bacia. A população total da bacia é de 383.929 habitantes, sendo em torno de 25 % moradores da área rural e 75 % da área urbana (FEPAM/GTZ - 1997 ).
A atividade econômica predominante da bacia é a agricultura, embora a indústria e o comércio sejam as atividades que geram mais divisas. O maior centro urbano é Caxias do Sul, localizada no divisor de águas entre as bacias dos rios Caí e Taquari-Antas. Destacam-se também as áreas urbanas de Montenegro, Feliz e São Sebastião do Caí, localizadas às margens do rio principal.
A bacia hidrográfica do rio Caí é uma região que possui municípios com atividade industrial bastante desenvolvida. Destacam-se os municípios de Caxias do Sul e
Farroupilha, localizados na Serra, com indústrias de alto potencial poluidor, principalmente do ramo de metalurgia e metal - mecânica. Na região mais plana da bacia, principalmente na sub-bacia do arroio Cadeia, os Curtumes são as indústrias de maior potencial poluidor hídrico.
Segundo FEPAM/GTZ (1997), o rio Caí pode ser dividido em três trechos com características distintas ( Figura 1 ):
Curso Superior : das nascentes até a foz do rio Piaí. É o trecho com maior declividade (entre 0,15 e 3,5 %). É a porção nordeste da bacia - região de planalto e encosta de planalto. O leito do rio Caí neste trecho é confinado numa calha estreita, com margens íngremes. Os afluentes tem suas nascentes em cotas que podem ultrapassar 800 m , ocorrendo formação de cachoeiras.
Curso Médio : da foz do rio Piaí até São Sebastião do Caí. É a zona central e nordeste da bacia. Há alternância de trechos com escoamento lento e trechos com corredeiras.
Curso Inferior : de São Sebastião do Caí até a foz. É parte mais plana do rio e da bacia. O rio possui maior vazão mas, como percorre área plana, numa menor velocidade, pode haver refluxo principalmente em épocas de estiagem.
A precipitação média anual nesta bacia é variável, atingindo 1.400 mm nas nascentes e 900 mm a jusante de São Sebastião do Caí até a foz, sendo este o menor índice pluviométrico da bacia dos formadores do Guaíba.
Os principais afluentes do rio caí são:
Margem direita: Divisa, Muniz, Macaco, Piaí, Pinhal, Belo, Ouro, Mauá, Maratá e outros. A vazão média do rio, segundo dados fornecidos pelo DNAEE/RS :
ESTAÇÃO Vazão Média (m3/s ) Período de Medição Nova Palmira 40,68 1940/96 Barca do Caí 89,76 1978/96 Passo Montenegro 96,04 1940/96
Passo do Caí (Triunfo) 112,66
1971/96
A descarga das águas do rio Caí no delta do Jacuí corresponde a 2,6 % do total das águas que este sistema recebe.
Usos do solo
O uso do solo na bacia hidrográfica do rio Caí é bem diferenciado em função das características geomorfológicas da bacia ( FEPAM/GTZ - 1997):
Região de Planalto e Encosta de Planalto (curso superior do rio) - caracteriza-se pela criação extensiva de gado bovino, seguido pela produção de maçãs e atividade madeireira. Os centros urbanos encontram-se, principalmente, nos divisores das bacias. Destaca-se
nesta região, segundo SEPLAN/IBGE (1986), a ocorrência do pinheiro Araucária angustifolia.
Zona de Encostas e Coxilhas (curso médio do rio) - zona central e nordeste da bacia, apresentando pequenas propriedades agrícolas com cultivos diversificados. Os maio res centros urbanos estão localizados também às margens do rio e Caxias do Sul no divisor de águas da bacia.
Zona de Várzea (curso inferior) - as terras planas são usadas principalmente para plantação de arroz e para pecuária. O maior número de aglomerados urbanos estão localizados próximos ao rio principal.
Usos das águas
Segundo FEPAM/GTZ (1997), as águas do rio Caí e seus afluentes tem usos bastante diversificados.
Usos encontrados em todo o rio:
proteção das comunidades aquáticas; harmonia paisagística.
Usos da água que podem ser destacados em cada trecho do rio: Curso Superior
Energia elétrica : localiza-se neste trecho o sistema Salto, com potência instalada em torno de 58 MW. O sistema é constituído por 4 UHE - PCHs, estando duas em funcionamento e duas desativadas, e 3 barragens de acumulação para transposição de água para o rio dos Sinos (transposição mínima de 2,1 m3/s). Estas obras modificaram as características hidrológicas do rio, principalmente em épocas de estiagem.
Recreação : há neste trecho locais de banho e pesca artesanal, destacando-se o lago da barragem do Salto, no município de São Francisco de Paula.
Abastecimento público : neste trecho há captação em recurso hídrico superficial no rio Santa Cruz, que abastece os municípios de Canela (516,66 m3/h) e Gramado (435,60 m3/h). São Francisco de Paula capta água para abastecimento público numa barragem situada no Arroio Querência (180 m3/h).
Diluição de esgoto : Canela é o único município que trata 40 % dos esgotos domésticos ali gerados. Gramado está construindo seu sistema de tratamento dos esgotos domésticos. Curso Médio
Irrigação : destacando-se a retirada de água para a plantação de morangos, hortaliças, viveiros de mudas de citros e produção de flores.
Recreação : este trecho do rio é o que apresenta maior concentração de balneários, estando localizados, principalmente, nos afluentes do rio Caí.
Diluição de despejos domésticos e industriais : a maioria dos despejos domésticos dos municípios são lançados em esgotos pluviais e depois nos recursos hídricos, sem tratamento.
Localizam-se neste trecho, grande quantidade de indústrias, principalmente nos municípios da Serra, destacando-se as metalúrgicas de Caxias do Sul e Farroupilha. Segundo
FEPAM/Pró-Guaíba (1997) a carga orgânica de DBO remanescente (considerando a operação dos sistemas de tratamento dos efluentes líquidos industriais) gerada pelas industrias localizadas nos municípios de Caxias do Sul e Farroupilha é de 1.009 ton/ano. Considerando a existência de um divisor de á guas nas sede destes municípios, estimamos que a carga remanescente de DBO industrial gerada pela parte sul de Caxias do Sul e drenada para a bacia do rio Caí é de 4.600 ton/ano, enquanto a DBO industrial gerada na parte sul de Farroupilha e drenada para a bacia do Caí é de 40 ton/ano. Com base nestes mesmos estudos, estimamos uma carga de DBO cloacal em torno de 3.730 ton/ano drenada para a bacia do Caí, e a carga metálica (cromo, ferro e níquel) remanescente gerada na parte sul de Caxias do Sul e Farroupilha de 17,7 ton/ano.
Abastecimento doméstico :
Existem quatro principais captações superficiais nesta área:
represa de Galópolis (36 m3/h) em Caxias do Sul, que abastece aquele Bairro; arroio Feitoria (151,20 m3/h) que abastece o município de Dois Irmãos;
arroio Santa Isabel e arroio Ackermann que abastecem Nova Petrópolis com uma vazão total de 82,80 m3/h .
Abastecimento industrial : Existem várias indústrias de porte que captam água no rio Caí, destacando-se neste trecho a Antarctica-Polar (17.000 m3/mês) no município de Feliz. Mineração : Os minerais explorados na bacia do rio Caí são, principalmente, argila, areia, cascalho, arenito e basalto. Neste trecho do rio destaca-se a mineração de argila no Vale Real e de cascalho em Feliz.
Curso Inferior
Navegação: este uso, embora não muito intenso, restringe-se ao curso inferior do rio. Atualmente é mais usado pelos mineradores e moradores ribeirinhos.
Recreação: os balneários deste trecho do rio são os que recebem um maior número de usuários, em relação aos balneários localizados nos trechos anteriores. Ao longo do arroio Feitoria localizam-se oito balneários, destacando-se o Recanto Verde com visitação de até 1.500 pessoas nos fins de semana.
Abastecimento público e industrial : os municípios de Montenegro, com uma vazão de 540 m3/h, e São Sebastião do Caí, com 151,20 m3/h, captam água para abastecimento público no próprio rio Caí. Em Triunfo, o Pólo Petroquímico também capta água no rio Caí (12,36 m3/h). Destacamos também as captações para indústrias de bebidas e frigoríficos.
Mineração: neste trecho do rio a mineração mais intensa é a extração de argila, areia e cascalho, principalmente nos municípios de Montenegro e Triunfo.
Diluição de despejos domésticos e industriais : em função da proximidade entre as áreas urbana e o rio, há maior quantidade de esgotos domésticos chegando no rio principal, sem nenhuma redução da carga. Nenhum município, neste trecho, trata seus esgotos cloacais. Quanto às indústrias, destacam-se os curtumes localizados ao longo do rio Cadeia/Feitoria e o Pólo Petroquímico. A carga orgânica industrial (DBO5) drenada pelo rio Cadeia/Feitoria é aproximadamente de 794 ton/ano, e a carga inorgânica de 2.509 ton/ano de DQO. O Pólo Petroquímico gera uma carga de DQO de 800 kg/dia.
Segundo trabalho desenvolvido pela FEPAM para o Plano Diretor do Pró-Guaíba (FEPAM/Pró-Guaíba 1997), as cargas orgânicas (industriais e domésticas) e metálicas geradas nos municípios pertencentes à bacia hidrográfica do rio Caí estão representadas na tabela abaixo: Parâmetros Carga bruta Carga remanescente % redução DBO industrial 10.469 3.335 68 DBO doméstica
13.274 - - DQO industrial 25.014 8.228 67 DQO doméstica 39.823 - - Carga metálica 176,08 49,76 72 Cromo 109,8769 21,9627 80 Unidade: ton/ano
Ressaltamos que na metodologia adotada no trabalho acima citado para levantamento das cargas poluidoras, não foi considerada a existência de divisores de águas dentro de áreas municipais. Portanto, pela metodologia adotada no citado trabalho considerou-se que os municípios de Caxias do Sul, Farroupilha e Carlos Barbosa estão inteiramente na bacia
hidrográfica do Caí quando na realidade grande parte destes municípios drenam para a bacia hidrográfica do Taquari- Antas. Também considerou os municípios de Gramado, Canela e São Francisco de Paula como inteiramente na bacia hidrográfica do Caí, quando em grande parte estes municípios drenam para a bacia do rio dos Sinos. Portanto, as cargas poluidoras acima citadas estão superestimadas para a bacia hidrográfica do rio Caí.
Encontram-se em anexo os mapas que mostram respectivamente, as cargas remanescentes de DBO5, DQO e metálica, dos municípios que compõem a bacia, sem considerar os divisores de água.
METODOLOGIA
Os dados de qualidade das águas utilizados neste trabalho foram gerados pela Rede de Monitoramento da Fepam, em operação trimestral desde 1992.
Posteriormente, em 2000, teve início a Rede Integrada do Pró-Guaíba, também com a participação da Fepam, Corsan e Dmae, mas neste trabalho são utilizados apenas os dados gerados pela Fepam na Rede Pró-Guaíba
As coletas e análises são realizadas pelo Departamento de Laboratório da FEPAM, e os dados são armazenados e interpretados pelo Departamento de Qualidade da FEPAM. Para interpretação dos dados foram utilizadas duas metodologias:
comparação com a Resolução nº 20/86 do CONAMA; I Q A – Índice de Qualidade da Água.
R I O C A Í CÓDIGO COORDENADAS LOCALIZAÇÃO CA 001 S 29° 55’ 51" W 51° 17’ 05"
Foz do Caí, Morretes. CA 10.6
S: 29° 53’ 34" W 51° 21’ 43"
Jusante do Pólo Petroquímico CA 13.3
S 29° 52’ 19" W 51° 21’ 47"
Captação CORSAN-Pólo, próximo a FEPAM CA 24.1
S 29° 48’ 23" W 51° 21’ 14"
Montante do Pólo Petroquímico. CA 018 BJ 000
S 29° 50’ 06" W 51° 21’ 58,8"
Foz do arroio Bom Jardim. CA 050 S 29° 42’ 55" W 51° 27’ 13" Jusante de Montenegro CA 070 S 29° 37’ 48,6" W 51° 22’ 45,5" Foz do arroio Cadeia
CA 075 S 29° 35’ 37" W 51° 22’ 56"
São Sebastião do Caí. CA 092
S 29° 30’ 18,8" W 51° 21’ 36,4"
Jusante da ponte da RS-122, Bom Princípio. CA 136
S 29° 19’ 31" W 51° 10’ 50" Foz do arroio Pinhal. CA 210
S 29° 16’ 29" W 50° 44’ 17,7"
Passo do Infe rno, Canela. CA 245
S 29° 21’ 46,5" W 50° 31’ 16,8"
Rio Santa Cruz, montante das barragens, estrada para Bom Jesus
Quadro 1 – Rede de Monitoramento da Qualidade das Águas do Rio Caí – RS. Foram adotados estes três parâmetros com base nos respectivos argumentos: Oxigênio dissolvido : fundamental para a preservação da vida aquática;
Coliformes fecais : indicador da presença de esgotos cloacais.
Foram utilizados 3 tipos de gráficos: Freqüência de Classes, Médias Anuais e Metais Pesados.
Gráficos das Freqüências de Classes : representam o universo das análises realizadas em cada local de amostragem, comparando cada valor encontrado com a Classe correspondente da Resolução Nº 20/86-CONAMA. A contabilização dos resultados é representada em blocos superpostos onde consta o percentual de cada Classe encontrada em relação ao universo das análises realizadas.
Médias Anuais: demonstra o comportamento médio anual de cada um dos 3 parâmetros (oxigênio dissolvido, DBO e coliformes fecais) ao longo do período monitorado
Gráfico dos Metais Pesados: Indica a freqüência das análises de metais pesados que ultrapassaram os respectivos limites da Classe 1 da Resolução Nº 20/86-CONAMA. A freqüência das análises acima do limite é expressa na forma percentual em relação ao universo das análises para cada metal em cada um dos locais de amostragem. Os metais considerados são: cádmio, chumbo, cobre, cromo total, mercúrio, níquel e zinco.
TEXTO
A avaliação será feita utilizando a metodologia de Índice de Qualidade das Águas – IQA. O IQA adotado é o da NSF – National Sanitation Foundation, adaptado com a retirada do parâmetro temperatura, e utilizando o nitrogênio total em lugar do nitr ato. No seu cálculo são considerados os seguintes parâmetros : oxigênio dissolvido, coliformes fecais, DBO, pH, nitrogênio total, fosfato total, turbidez, sólidos totais. A adaptação do IQA foi feita por técnicos da Fepam, Corsan e Dmae quando da criação da Rede Integrada do Rio dos Sinos, em 1990. Os Índices de Qualidade serão anuais, tendo por base as médias anuais de cada um dos parâmetros utilizados no cálculo do IQA.
Foram utilizados dados históricos gerados pela Rede de Monitoramento da Fepam (anteriores ao Pró-Guaíba), e dados gerados pela Fepam para a Rede de Monitoramento Ambiental do Pró-Guaíba.
Neste trabalho não estão incluídos os dados gerados pela Corsan e Dmae para a Rede Pró-Guaíba, pois ainda não foi assinado um Protocolo para troca de dados entre as Entidades que participam da Rede Pró-Guaíba.
O cálculo dos Índices de Qualidade será anual, tendo por base as médias anuais de cada um dos parâmetros utilizados no cálculo do IQA.
NOTA CONCEITO 0 À 25 Muito Ruim 26 À 50 Ruim 51 À 70 Regular 71 À 90 Boa 91 À 100 Excelente
Tabela 1 – Faixas do Índice de Qualidade das Águas – IQA, adotado pelo NSF-National Sanitation Foundation.
O trecho superior do rio Caí, em São Francisco de Paula e Canela, apresentam notas na faixa "Boa" (acima de 70).
O ano de 1997 apresentou as notas mais baixas em todos os locais de amostragem. O parâmetro Profundidade, medido em campo pelas Equipes de amostragem mostra que este ano foi muito chuvoso, acarretando maior arraste de esgotos cloacais e conseqüentemente diminuindo a qualidade quanto ao parâmetro coliformes fecais. Neste ano de 1997, também em decorrência das chuvas, houve aumento da turbidez e da concentração de sólidos totais. O trecho médio apresenta predominância de qualidade na faixa "Regular" (entre 50 e 70), não indicando tendências, apenas com a queda já citada em 1997.O trecho inferior também apresenta qualidade na faixa "Regular" , com a queda de qualidade em 1997.
Figura 1 – Índices de Qualidade das Águas- IQA, valores anuais do monitoramento do Rio Caí - RS.
Concentrações de Oxigênio Dissolvido
O rio Caí, em geral apresenta boas condições de oxigenação, predominando a Classe 1, onde as concentrações são superiores a 6,0 mg/L. Portanto, não é comum a ocorrência de mortandades de peixes por asfixia no rio Caí. Algumas mortandades ocorreram em alguns afluentes, como arroio Cadeia e arroio Pinhal e os peixes eram então carreados para o rio Caí.
As concentrações de oxigênio dissolvido decaem no sentido das nascentes para a foz, mas as médias anuais estão em torno de 6,0 mg/L.
O rio Caí, especialmente no trecho superior, é um rio de corredeiras facilitando a oxigenação das águas.
Figura 2- Freqüências das Classes de Oxigênio dissolvido.
Figura 3 – Concentrações médias anuais de Oxigênio Dissolvido.
Concentrações de DBO
As concentrações de matéria orgânica no Caí estão geralmente na Classe 1 nos locais monitorados, e as concentrações médias anuais atingiram 4,0 mg/L junto aos municípios de Montenegro e São Sebastião do Caí, mas nos últimos anos estas concentrações médias retornaram a valores inferiores a 3,0 mg/L
Figura 4 – Freqüências das Classes de DBO.
Figura 5 - Concentrações médias anuais de DBO.
Concentrações de coliformes fecais
Ao contrário dos rios Gravataí e Sinos, o rio Caí não apresenta situação crítica quanto aos esgotos cloacais. As grandes cidades da bacia hidrográfica, como Caxias do Sul, Bento Gonçalves e Farroupilha localizam-se longe de suas margens, e portanto o reflexo negativo
dos esgotos cloacais é menor. Notamos os esgotos das cidades de médio porte como Montenegro e São Sebastião do Caí (localizadas nas margens) e os esgotos da parte sul de Caxias do Sul que são drenados pelo arroio Pinhal. No entanto, as concentrações médias anuais de coliformes fecais estão em torno de 10.000 nmp/100ml, valores bem inferiores aos encontrados nos rios Gravataí e Sinos, na Região Metropolitana de Porto Alegre.
Figura 6 - Freqüências das Classes de coliformes fecais.
Figura 7 - Concentrações médias anuais de coliformes fecais.
Concentrações de metais pesados
O metal cádmio apresenta concentrações fora do limite das Classes 1 e 2 estabelecido no CONAMA. Estes valores acima da Classe estão principalme nte no trecho superior, o que pode indicar uma origem agrícola ou mesmo uma característica da geologia local onde predomina o basalto.
Analisando o Gráfico 9 verificamos que as concentrações destes metais não ultrapassam o limite da Classe 3, estando compatíveis com o uso de abastecimento público após
tratamento convencional.
Figura 8 – Percentual de análises acima das Classes 1 e 2 do CONAMA.
Figura 9 - Percentual de análises acima da Classe 3 do CONAMA.
CONCLUSÕES
O rio Caí em geral apresenta boa qualidade das águas mas alguns arroios drenam áreas poluídas causando reflexos na foz destes arroios. Destacamos o arroio Cadeia, cujo afluente arroio Feitoria drena alguns curtumes dos municípios de Ivoti e Linfolfo Collor, e também o arroio Pinhal que drena a área sul de Caxias do Sul.
Alguns fatores topográficos favorecem a qualidade das águas do rio Caí, dos quais destacamos: a ausência de grandes municípios em suas margens, presença de corredeiras especialmente no trecho superior e baixas temperaturas. Os grandes municípios da bacia
hidrográfica como Caxias do Sul, Bento Gonçalves e Farroupilha estão afastados do rio Caí e o trabalho de depuração é realizado nos arroios que drenam parte destes municípios, como arroio Pinhal (área sul de Caxias do Sul), arroio Cadeia (curtumes de Ivoti e Lindolfo Collor), arroio Forromeco (área sul de Farroupilha).
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
FEPAM / DPD, 1998. Qualidade dos recursos hídricos superficiais da bacia do Guaíba - subsídio para o processo de Enquadramento. Simpósio Internacional sobre Gestão de Recursos Hídricos. Gramado.
FEPAM Fundação Estadual de Proteção Ambiental / PRÓ-GUAIBA, 1997. Diagnóstico da poluição gerada pelas indústrias localizadas na área da bacia hidrográfica do Guaíba. Porto Alegre.
FEPAM - Fundação Estadual de Proteção Ambiental/ GTZ, 1997. Levantamento dos principais usos do solo e da água na bacia hidrográfica do rio Caí. Projeto FEPAM / GTZ-Cooperação Técnica Brasil-Alemanha, Porto Alegre.
