Universidade Federal de Ouro Preto
Programa de Pós-Graduação Engenharia Ambiental Mestrado em Engenharia Ambiental
FREDERICO MELO LACERDA
“CONTRIBUIÇÃO PARA O DIAGNÓSTICO AMBIENTAL
DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO ORATÓRIOS - MG”
Orientador: Prof. Dr. Hubert Mathias Peter Roeser Co-Orientadora: Dra. Sueli Moura Bertolino
Universidade Federal de Ouro Preto
Programa de Pós-Graduação Engenharia Ambiental Mestrado em Engenharia Ambiental
FREDERICO MELO LACERDA
“CONTRIBUIÇÃO PARA O DIAGNÓSTICO AMBIENTAL
DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO ORATÓRIOS - MG”
Dissertação apresentada ao Programa de Pós Graduação em Engenharia Ambiental, Universidade Federal de Ouro Preto, como parte dos requisitos necessários para a obtenção do título: “Mestre em Engenharia Ambiental – Área de Concentração: Recursos Hídricos”.
Trabalho realizado com o apoio do CNPq e da FAPEMIG.
Orientador: Prof. Dr. Hubert Mathias Peter Roeser Co- Orientadora: Dra. Sueli Moura Bertolino
L131c Lacerda, Frederico Melo.
Contribuição para o diagnóstico ambiental da bacia hidrográfica do Rio Oratórios - MG [manuscrito] / Frederico Melo Lacerda. - 2013.
174 f. : il.; color.; graf.; tabs.; mapas.
Orientador: Prof. Dr. Hubert Mathias Peter Roeser. Co-orientadora: Profa. Dra. Sueli Moura Bertolino.
Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Ouro Preto. Instituto de Ciências Exatas e Biológicas. Mestrado em Engenharia Ambiental.
Área de concentração: Recursos Hídricos.
1. Rio Oratórios (MG) - Teses. 2. Recursos hídricos – Desenvolvimento - Teses. 3. Geoquímica ambiental - Teses. I. Roeser , Hubert Mathias Peter. II. Bertolino, Sueli Moura III. Universidade Federal de Ouro Preto. IV. Título.
CDU: 628.515
AGRADECIMENTOS
A Deus, por iluminar os meus caminhos e dar força para realizar os meus sonhos.
Aos meus pais, Grácia e Luiz, e meu irmão, Júnior, pelo apoio, incentivo, amor, ensinamentos e dedicação. E por jamais medirem esforços para me ajudarem a chegar até aqui e conquistar meus objetivos.
A Rosiane, que através da sua companhia, amor, incentivo, ajuda e revisões auxiliaram no desenvolvimento dessa pesquisa.
A todos os meus familiares, que perto ou longe, sempre me incentivaram, apoiando e torcendo pelo meu sucesso.
Ao Professor Hubert por toda a amizade, dedicação, disponibilidade e orientação, fundamentais na realização desta dissertação.
A Sueli, pela co-orientação, ajuda na análise de DQO, além de todo apoio e incentivo.
Aos amigos do mestrado, Erik, Clarissa, Hernani, Cibele, Barbara, Wellington, Nilda e todos os outros, pelas enriquecedoras conversas e amizade.
A rep K-zona e Saudosa Maloca, por todo apoio e amizade, sendo minha segunda casa em Ouro Preto, e uma família que levarei para sempre.
A bolsista, Andreia, pelo auxilio na coleta e análise de todo o material. Aos laboratórios, LGqA do DEGEO e LaQua da Escola de Farmácia por todo apoio nas análises.
A Profa. Dra. Vera Lucia, por todo apoio e ajuda nas análises microbiológicas.
Ao PROAMB e a UFOP, por proporciona toda essa experiência.
A CNPq, CAPES e FAPEMIG, pelo apoio financeiro essencial para realização dessa pesquisa.
Sumário
AGRADECIMENTOS ...iv
LISTAS TABELAS E GRÁFICOS ... ix
LISTAS DE FIGURAS ... x
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ... xiii
RESUMO ... xv
ABSTRACT ... xvi
1. INTRODUÇÃO ... 17
1.1. LEGISLAÇÂO ... 19
1.1.1. Decisão de Diretoria Nº 195-2005-E, de 23 de novembro de 2005 / Resolução CONAMA 420/2009 ... 19
1.1.2. Resolução CONAMA 357/05 ... 21
1.1.3. Resolução CONAMA 430/11 ... 23
1.2. QUALIDADE DA ÁGUA ... 24
1.2.1. Parâmetros de qualidade da água ... 24
1.2.2. Padrões de qualidade da água... 25
1.2.3. Índices de qualidade das águas ... 25
1.2.4. Análise química dos sedimentos ... 30
1.2.5. A classificação das águas segundo Berner & Berner ... 31
2. OBJETIVOS ... 34
3. ÁREA DE ESTUDO... 36
3.1. LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ... 36
3.2. CARACTERÍSTICAS ... 39
3.2.1. Clima ... 39
3.2.2. Relevo ... 40
3.2.3. Solos ... 40
3.2.4. Meio biótico... 41
3.2.5. Economia ... 41
3.2.6. População ... 42
3.2.7. Saneamento ... 42
4. BASES CONCEITUAIS ... 44
4.1. Temperatura ... 44
4.2. Turbidez ... 44
4.4. Sólidos totais dissolvidos: STD ... 45
4.5. Alcalinidade ... 45
4.6. Sulfatos ... 46
4.7. Cloretos ... 46
4.8. Parâmetro biológico: coliformes termotolerantes ... 47
4.9. Potencial Hidrogeniônico (pH) ... 48
4.10. Oxigênio Dissolvido (OD) ... 48
4.11. Potencial de Oxidação-Redução – POR ... 49
4.12. Demanda Química do Oxigênio (DQO) ... 50
4.13. Elementos químicos ... 50
5. METODOLOGIA ... 53
5.1. AMOSTRAGENS DAS ÁGUAS ... 53
5.2. AMOSTRAGENS DOS SEDIMENTOS... 55
5.3. ANÁLISES IN SITU ... 56
5.4. PREPARAÇÕES E ANÁLISES DAS AMOSTRAS NO LABORATÓRIO ... 57
5.4.1. Análises das amostras de água ... 57
5.4.2. Análise química ... 58
5.4.3. Análise microbiológica ... 58
5.4.4. Demanda química de oxigênio ... 60
5.4.5. Preparação das amostras de sedimento ... 61
5.4.6. Análises químicas das amostras de sedimento ... 62
6. RESULTADOS ... 65
6.1. RESULTADOS DE CAMPO ... 66
6.2. ANÁLISES DE ÁGUA EM LABORATÓRIO ... 68
6.3. ELEMENTOS QUÍMICOS NA ÁGUA ... 71
6.4. ELEMENTOS QUÍMICOS NOS SEDIMENTOS ... 76
6.5. CORRELAÇÕES ... 82
6.5.1. Cálcio e Magnésio ... 82
6.5.2. Ferro e Manganês ... 84
6.6. A CLASSIFICAÇÃO DO RIO ORATÓRIOS SEGUNDO BERNER & BERNER 86 6.7. CARACTERISTICAS DA BACIA ... 87
7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ... 89
LISTAS TABELAS E GRÁFICOS
Tabela 1: Coordenadas dos Pontos de Amostragem ... 39 Tabela 2: Tabela com os limites permitidos pela Resolução CONAMA 357/430,
relacionada às análises que foram realizadas nas amostras de água. ... 65 Tabela 3: Tabela com os limites permitidos pela Resolução CONAMA 420/09 e
LISTAS DE FIGURAS
Figura 1: Caracterização dos rios baseado no diagrama de BERNER & BERNER (1996), com destaque para os rios estudados na Bacia do Rio Doce. 1 = Barragem de Peti; 2 = Rio Conceição; 3 = Rio Caraça; 4 = Rio Piracicaba; 5 = Rio Piranga; 6 = Rio
Oratórios ... 32
Figura 2: Localização da Bacia do Rio Oratórios, em relação a bacia do Rio Doce. Modificado ANA (Mapa sem escala). ... 36
Figura 3: Localização da área de estudo, em relação ao Estado de Minas Gerais. Modificado IBGE (Mapa sem escala). ... 37
Figura 4: Pontos de coletas de amostras no Rio Oratórios e seus tributários, com destaque para a sede dos municípios que fazem parte dessa bacia. ... 38
Figura 5: Relevo da área de estudo. ... 40
Figura 6: Mapa de Solos da área de estudo ... 41
Figura 7: Coleta de água em acesso suspenso (presença de ponte), utilizando balde amarrado a uma corda. ... 54
Figura 8: Coleta com utilização de concha de aço inoxidável, fixado na ponta de um bastão. ... 56
Figura 9: Coleta com utilização de uma draga tipo Birge-Ekman ... 56
Figura 10: Análises in situ – Multiparâmetro. ... 57
Figura 11: Análises in situ – Turbidímetro. ... 57
Figura 12: Análises biológicas - contagem de cavidades positivas para E. coli. ... 59
Figura 13: Análises de sedimentos - secagem ao natural. ... 61
Figura 14: Análises de sedimentos - secagem da fração utilizada para digestão parcial. ... 62
Figura 15: Análises de sedimentos - adição de ácido na preparação das amostras, para posterior leitura no ICP. ... 63
Figura 16: Análises de sedimentos – preparação das amostras com o aquecimento delas sobre placa aquecedora, para posterior análise no ICP. ... 63
Figura 17: Análises de sedimentos – Preparação das amostras com filtragem, para posterior análise no ICP. ... 64
Figura 18: Resultado das temperaturas medidas nos trabalhos de campo. Obs.: por problemas no equipamento, durante o 3º campo, não foi feito leituras em todos os pontos amostrais. ... 67
Figura 19: Resultado da turbidez analisada durante o trabalho de campo nos pontos amostrais. ... 67
Figura 20: Resultado da condutividade elétrica analisada nos trabalhos de campo, nos pontos amostrados. Obs.: por problemas no equipamento, durante o 3º campo, não foi feito leituras em todos os pontos amostrais. ... 68
Figura 21: Resultado da análise de DQO nos pontos amostrados. ... 69
Figura 22: Resultado dos parâmetros biológicos, realizados em maio/2011 ... 70
Figura 23: Resultado dos parâmetros biológicos, realizados em setembro/2011. ... 71
Figura 24: Resultado dos parâmetros biológicos, realizados em fevereiro/2012. ... 71
Figura 25: Resultado da análise de Cálcio - nas águas. ... 72
Figura 26: Resultado das análises de Sódio – nas águas. ... 73
Figura 27: Resultado das análises de Potássio – nas águas. ... 73
Figura 29: Resultado das análises de Ferro - nas águas. ... 75
Figura 30: Resultado das análises de Manganês - nas águas. ... 75
Figura 31: Resultado das análises de Bário - nos sedimentos. ... 78
Figura 32: Resultado das análises de Chumbo – nos sedimentos. ... 78
Figura 33: Resultado das análises de Cobre – nos sedimentos. ... 79
Figura 34: Resultado das análises de Cobalto – nos sedimentos. ... 80
Figura 35: Resultado das análises de Cromo - nos sedimentos. ... 81
Figura 36: Resultado das análises de Níquel - nos sedimentos. ... 81
Figura 37: Resultado das análises de Zinco – nos sedimentos. ... 82
Figura 38: Resultado da correlação de concentração entre o Cálcio - Magnésio 1º campo. ... 83
Figura 39: Resultado da correlação de concentração entre o Cálcio - Magnésio 2º campo. ... 83
Figura 40: Resultado da correlação de concentração entre o Cálcio - Magnésio 3º campo. ... 84
Figura 41: Resultado da correlação de concentração entre o Cálcio - Magnésio 4º campo. ... 84
Figura 42: Resultado da correlação de concentração entre o Manganês - Ferro 1º campo. ... 85
Figura 43: Resultado da correlação de concentração entre o Manganês - Ferro 2º campo. ... 85
Figura 44: Resultado da correlação de concentração entre o Manganês - Ferro 3º campo. ... 86
Figura 45: Resultado da correlação de concentração entre o Manganês - Ferro 4º campo. ... 86
Figura 46: Diagrama Bumerang com a classificação de alguns principais rios do mundo em comparação com o Rio Oratórios, que está em destaque, em verde. ... 87
Figura 47: Foz do Rio Oratórios, quando encontra com o Rio Piranga. (Período Seco) ... 168
Figura 48: Foz do Rio Oratórios, quando encontra com o Rio Piranga (Período Chuvoso). Já apresentando perturbações hidráulicas nas águas dos dois rios. ... 168
Figura 49: Indústria de Laticínios a margem do Rio Oratórios. ... 169
Figura 50: Indústria de Laticínios presente a margem do Rio Oratórios. ... 169
Figura 51: Canalização de trecho de um tributário, para passagem abaixo da estrada. ... 170
Figura 52: Erosão a margem do Rio Oratórios. ... 170
Figura 53: Banco de areia, durante período seco, no Rio Oratórios. ... 171
Figura 54: Presença de lixo doméstico, nas margens do rio. ... 171
Figura 55: Presença de lixo doméstico, fralda descartável, dentro do rio (tributário). 172 Figura 56: Canalizações de água, utilizada por comunidades ribeirinhas. ... 172
Figura 57: Esgotos domésticos jogados direto nas águas do rio. ... 173
Figura 58: Animais, aves e porcos, próximos ao corpo hídrico, de tributário do Rio Oratórios. ... 173
Figura 59: Animais atravessando o Rio Oratórios e tributário. ... 174
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
Al – Alumínio;
AMM – Associação Mineira de Municípios; ANA – Agência Nacional de Águas;
As – Arsênio; Ba – Bário; Be – Berílio; Bi – Bismuto; Ca – Cálcio; Cd – Cádmio;
CETESB – Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental; Cm – centímetro;
Co – Cobalto;
CO2 – Dióxido de Carbono;
CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente; Cr – Cromo;
Cu – Cobre;
DBO – Demanda bioquímica de oxigênio; DEGEO – Departamento de Geologia;
DNAEE- Departamento Nacional de Água e Energia Elétrica; DQO – Demanda química de oxigênio;
Fe – Ferro;
FLRO – Frederico Lacerda Rio Oratórios; GPS – Sistema de posicionamento global; H – Hidrogênio;
Hg – Mercúrio;
IAP – Índice de Qualidade das Águas Brutas para Fins de Abastecimento Público;
IB – Índice de Balneabilidade;
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística; ICF – Índice de Comunidade Fitoplanctônica;
ICP-OES – Espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado;
IET – Índice do Estado Trófico;
IGAM – Instituto Mineiro de Gestão das Águas; IQA – Índice de Qualidade das Águas;
ISTO – Índice de Substância Toxicas e Organolépticas;
IVA – Índices de Qualidade das Águas para Proteção da Vida Aquática e de Comunidades Aquáticas;
K – Potássio; Kg – Quilograma; Km – Quilômetros; L – Litro;
LaQua – Laboratório de Qualidade de Águas; LGqA – Laboratório de Geoquímica Ambiental; Li – Lítio;
MG – Minas Gerais; mg – miligrama; mL – mililitro; Mm – milímetros;
MMA – Ministério do Meio Ambiente; Mn – Manganês;
Mo – Molibdênio; Na – Sódio; Ni – Níquel;
NMP – Número mais provável; OD – Oxigênio dissolvido; OH – Hidróxido;
P – Fósforo; Pb – Chumbo;
PFTHM – Potencial de Formação de Trihalometanos; pH – Potencial hidrogeniônico;
PIB – Produto Interno Bruto;
POR – Potencial de oxidação e redução; Ppm – Partes por milhão;
S – Enxofre; Sb – Antimônio; Sc – Escândio; Si – Silício; Sr – Estrôncio;
STD – Sólidos totais dissolvidos; Ti – Tálio;
Th – Tório; V – Vanádio;
UFOP – Universidade Federal de Ouro Preto; VI – Valor de Intervenção;
VP – Valor de Prevenção;
VRQ – Valor de Referência de Qualidade; Y – Ítrio;
Zn – Zinco; Zr – Zircônio;
RESUMO
O Brasil precisa cada vez mais de experiências e metodologias que auxiliem o diagnóstico de bacias hidrográficas. Ter exemplos de estudos e diagnósticos cria um leque de conhecimento que pode ser usada como guia para as demais regiões do Brasil. No presente estudo foi feito um diagnóstico da microbacia do Rio Oratórios que está inserida na Bacia do Rio Doce, atendendo as cidades de Amparo do Serra, Oratórios e Ponte Nova, do estado de Minas Gerais. A metodologia aplicada durante a realização deste projeto pode ser separada em três grupos de trabalhos: (i) realizados em campo; (ii) realizados nos laboratórios; (iii) os de pesquisas bibliográficas. Foram realizadas quatro campanhas de amostragem de água, distribuídas nas estações chuvosas e secas, ao longo do Rio Oratórios, e alguns dos seus tributários. Ao empregar a classificação segundo BERNER & BERNER pode-se constatar que o Rio Oratórios é controlado principalmente pelo seu ambiente litológico. A classificação da bacia analisada foi realizada seguindo os valores de referência da resolução CONAMA 357/2005 e 430/2011. Pelos valores medidos, que possibilitaram discussões, constataram-se algumas irregularidades, tornando o Rio Oratórios, impróprio para os usos diretos, sem um tratamento adequado. Sendo os focos dessa contaminação principalmente despejos de efluentes sanitários, valores de contaminação microbiológica mais de 2,5 vezes superior ao permitido nas legislações, e usos de produtos agrícolas indevidamente próximos aos recursos hídricos, uma vez que, durante os trabalhos de campo verificou-se a aplicação dos mesmos sem os devidos cuidados, além disso, os resultados elevados obtidos para elementos como o cromo, o cobre, o cobalto e o zinco apontam para possível presença de tais utilizações. Assim, torna-se necessária a implementação de um plano de uso dos recursos hídricos para melhor aproveitamento da bacia, situação semelhante a diversas bacias hidrográficas brasileiras.
Palavras-Chave – Rio Oratórios, recursos hídricos, saneamento ambiental,
ABSTRACT
Brazil needs increasingly of experiences and methodologies that help the diagnostic of watersheds. Examples of studies and diagnostics creates a variety of experiences that can be used how guides to another places of Brazil. In this study was done a diagnostic of watershed of Oratórios river which is on Doce river’s watershed, serving the cities of Amparo do Serra, Oratórios and Ponte Nova, the state of Minas Gerais. The methodology applied during this work can be divided in three groups: (i) field works; (ii) laboratories; (iii) literature search. Were made four campaign of water sampling, distributed in rain season and dry season throughout of Oratório river, and some of his tributaries. By employing the classification of accord BERNER & BERNER can note that the Oratórios river is controlled by his lithological environmental. The classification of the basin analyzed was performed following the reference values of CONAMA Resolution 357/2005 and 430/2011. For the measured values, which enabled discussions, some irregularities was evidenced, making the Rio Oratorios, inappropriate for direct uses, without adequate treatment. Being the focus of such contamination mainly dumps sanitary effluents, values of microbiological contamination more than 2.5 times higher than permitted in the legislation and usages of agricultural products unduly near to water resources, since, during the fieldwork it was found the application of these without the proper care, furthermore, the results obtained for elevated elements such as chromium, copper, cobalt and zinc indicate the possible presence of such uses. Therefore is necessary the implementation of a using plan of water resources to better use of watershed, similar situation in several brazilian´s watersheds.
Keywords - River Oratorios, environmental sanitation, geochemistry, water
1. INTRODUÇÃO
Sabe-se que o planeta em que habitamos possui, aproximadamente, 70% de sua superfície coberta por água. Entretanto, desse largo potencial hídrico, apenas 3% é doce, e, por conseguinte, para o consumo humano, potável e disponível, estão apenas 0,03% desse total (SANASA, 2013). Analisando esse cenário, ainda assim pode-se considerar o Brasil como um país privilegiado, uma vez que, em seu território, há cerca de 14% de toda a água potável disponível do mundo, embora esta distribuição não ocorra de forma homogênea, já que 73% dessa água disponível para o consumo encontra-se na região norte, zona menos industrializada e povoada da nação. Aos demais centros sobram apenas 27% da capacidade hídrica do país (BENEVIDES e BEEKMAN, 1995; SETTI e LIMA, 2001; BRASIL, 2006).
A água é um elemento imprescindível à vida. A natureza, é um meio vivente, portador de substâncias benéficas que contribuem para a sua manutenção. As águas, tanto as superficiais quanto as subterrâneas, devem ser preservadas da contaminação, portanto qualquer diminuição importante do nível de qualidade e/ou da quantidade de uma água corrente ou represada acomete o risco de torná-la nociva para todo e qualquer ser vivo (DERÍSIO, 2000). Em linhas gerais, importa dizer que o descaso com a qualidade da água significa também descaso com o ser humano e com os demais seres vivos que dela dependem para sobreviver.
desempenhando considerável função em quase todas as atividades humanas, econômicas, sociais, culturais e até religiosas (FELDMANN, 1992).
O gerenciamento dos recursos hídricos realiza o desafio de minimizar os impactos negativos causados pelas ações antropogênicas e natural, a fim de equacionar os problemas existentes e gerar melhores situações de uso. Para isso são necessários trabalhos de sensibilização e conscientização acerca da necessidade de se preservar este bem, que é vital à sobrevivência de diversos seres vivos (SETTI e LIMA, 2001).
Segundo ALMEIDA (2000), até o ano 2000, existia uma quantidade reduzida de pesquisas sobre os recursos hídricos e o seu gerenciamento que levavam em consideração a participação popular. As decisões que validavam a gestão dos recursos hídricos eram, portanto, excludentes, uma vez que não inseria a maior parte da população. Mas essa situação tem sido mudada. Com o passar dos anos, a preocupação com as questões ambientais aumentou demasiadamente, tornando-se assunto comum em diversos meios.
Dentro dessa nova perspectiva, inserir-se o interesse em caracterizar a bacia do Rio Oratórios, em seus aspectos demográficos, geográficos, econômicos, políticos, sociais e ambientais, pois acredita-se que, através deste estudo, será possível obter uma melhor compreensão da situação atual dessa Bacia, uma vez que busca-se distinguir se os dados encontrados são de origens antrópicas ou não. Além disso, para a elaboração desse diagnóstico ambiental, utilizou-se a caracterização e análise do uso e ocupação do solo já realizada por outros estudiosos (LOUGON, 2009; SOARES, 2011; ROMÂO, 2011).
Neste contexto, a análise da bacia hidrográfica do Rio Oratórios é relevante, porque este rio, um dos tributários do Rio Piranga, afluente do Rio Doce, ainda é pouco estudado. Ao propor a caracterização e o diagnóstico ambiental desse rio, acredita-se que irá alcançar uma visão pró-ativa para a região, afinal, tendo em mãos um conhecimento mais pormenorizado do local será possível realizar ações ambientais com finalidades preventivas, ao invés de buscar-se apenas medidas corretivas.
Em suma, esse trabalho procura caracterizar e diagnosticar a bacia hidrográfica do Rio Oratórios visando conhecer o nível da qualidade de seus recursos hídricos, ao mesmo tempo em que permite questionar a origem dos problemas ambientais, a influência dos mesmos no meio ambiente, bem como propor alternativas viáveis de solução para os prováveis problemas a serem encontrados.
1.1. LEGISLAÇÂO
A preocupação com a qualidade das águas ganhou força principalmente a partir da lei que instituiu a Política Nacional dos Recursos Hídricos, Lei Federal nº 9433, de 8 de janeiro de 1997. Após essa iniciativa, surgiram diversas outras diretrizes as quais vêm tratando a respeito da gestão e qualidade dos recursos hídricos. Acompanhando a evolução das análises ambientais, as leis que regulamentam a gestão hídrica também têm sofrido importantes avanços, servindo de base para estudos de avaliação da qualidade das águas e de determinação dos seus usos.
Algumas dessas legislações, as quais serviram de base para a discussão do diagnóstico ambiental da bacia do Rio Oratórios, são apresentadas a seguir.
1.1.1. Decisão de Diretoria Nº 195-2005-E, de 23 de novembro de 2005 / Resolução CONAMA 420/2009
orientadores para solos e água subterrânea no Estado de São Paulo, quanto a Resolução do Conama 420/2009, que baseado na norma do Estado de São Paulo, também estabelece valores orientadores para solos.
A criação dos valores orientadores para o solo visa estabelecer um critério numérico que sirva para orientar e avaliar a qualidade do solo e, assim, classificá-lo. Com a classificação dos solos é possível orientar o procedimento de prevenção e controle da qualidade dos mesmos.
Segundo a CETESB, o critério numérico apresenta como vantagens: (a) possibilidade de utilização como indicador do grau de poluição; (b) rapidez e facilidade de implantação; (c) utilização como fonte de informação, facilitando o planejamento das ações; (d) coerência com a política de controle de poluição, através de padrões ambientais; (e) utilização para avaliação da eficiência do tratamento de solos; (f) capacidade de reduzir influências políticas locais. Porém, um problema frequentemente encontrado, quando do uso de valores numéricos pré-estabelecidos, é saber como lidar com as condições específicas de cada local, que é único em suas características devido ao tipo de contaminante, propriedades e uso do solo e situação hidrogeológica. Consequentemente, as contaminações similares não resultam necessariamente em riscos similares, uma vez que o risco varia com a exposição para a qual a disponibilidade do poluente é um fator importante. Então, a aplicação de valores orientadores não poderá fornecer respostas universais às questões de riscos associados à poluição de solo.
Os valores orientadores, ainda segundo a CETESB, podem ser definidos e tem sua utilização como:
• Valor de Referência de Qualidade – VRQ
É a concentração de determinada substância no solo que o define como um solo limpo, sendo determinado com base em interpretação estatística de análises físico-químicas de amostras de diversos tipos de solos. Deve ser utilizado como referência nas ações de prevenção da poluição e de controle de áreas contaminadas.
• Valor de Prevenção – VP
ecológicos. Foi determinado para o solo, com base em ensaios com receptores ecológicos. Deve ser utilizado para limitar a introdução de substâncias no solo e, quando ultrapassado, a continuidade da atividade será submetida a nova avaliação, cabendo aos responsáveis legais pela introdução das cargas poluentes proceder o monitoramento dos impactos decorrentes.
• Valor de Intervenção – VI
É a concentração de determinada substância no solo, acima da qual existem riscos potenciais, diretos ou indiretos, à saúde humana, considerando um cenário de exposição genérico. Para o solo, foi calculado utilizando procedimento de avaliação de risco à saúde humana para cenários de exposição Agrícola-Área de Proteção Máxima – APMax, Residencial e Industrial. A área será classificada como área contaminada sob investigação quando houver constatação da presença de contaminantes no solo ou na água subterrânea em concentrações acima dos valores de intervenção, indicando a necessidade de ações para resguardar os receptores de risco.
1.1.2. Resolução CONAMA 357/05
A Resolução CONAMA 357/05 de 17 de março de 2005 dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento e também estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes.
Dessa maneira, as águas doces, salobras e salinas do território nacional são classificadas, segundo a qualidade requerida para os seus usos preponderantes.
As águas doces são classificadas em: I - Classe especial: águas destinadas:
a) ao abastecimento para consumo humano, com desinfecção; b) à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas;
c) à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral.
II - Classe 1: águas que podem ser destinadas:
b) à proteção das comunidades aquáticas;
c) à recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA nº 274, de 2000;
d) à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película;
e) à proteção das comunidades aquáticas em terras indígenas. III - Classe 2: águas que podem ser destinadas:
a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional; b) à proteção das comunidades aquáticas;
c) à recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA nº 274, de 2000;
d) à irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os quais o público possa vir a ter contato direto;
e) à aquicultura e à atividade de pesca.
IV - Classe 3: águas que podem ser destinadas:
a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional ou avançado;
b) à irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras; c) à pesca amadora;
d) à recreação de contato secundário; e) à dessedentação de animais.
V - Classe 4: águas que podem ser destinadas: a) à navegação; e
b) à harmonia paisagística.
A Resolução do CONAMA 357/2005, art. 42, dispõe, ainda, que enquanto não aprovados os respectivos enquadramentos, as águas doces serão consideradas classe 2, exceto se as condições de qualidade atuais forem melhores, o que determinará a aplicação da classe mais rigorosa correspondente.
Os padrões de qualidade das águas determinados nesta Resolução estabelecem limites individuais para cada substância em cada classe. Eventuais interações entre substâncias, especificadas ou não nesta Resolução, não poderão conferir às águas características capazes de causar efeitos letais ou alteração de comportamento, reprodução ou fisiologia da vida, bem como de restringir os usos preponderantes previstos, ressalvado o disposto no § 3o do art. 34, desta Resolução.
As possíveis interações entre as substâncias e a presença de contaminantes não listados nesta Resolução, passiveis de causar danos aos seres vivos, deverão ser investigadas utilizando ensaios ecotoxicológicos, toxicológicos, ou outros métodos cientificamente reconhecidos.
O poder público poderá, a qualquer momento, acrescentar outras condições e padrões de qualidade para um determinado corpo d’água, ou torná-los mais restritivos, tendo em vista as condições locais, mediante fundamentação técnica. O poder público poderá estabelecer restrições e medidas adicionais, de caráter excepcional e temporário, quando a vazão do corpo de água estiver abaixo da vazão de referência.
1.1.3. Resolução CONAMA 430/11
Esta Resolução dispõe sobre condições, parâmetros, padrões e diretrizes para gestão do lançamento de efluentes em corpos de água receptores, alterando parcialmente e complementando a Resolução nº 357, de 17 de março de 2005, do Conselho Nacional do Meio Ambiente-CONAMA.
Esta Resolução adota diversas definições, em complementação àquelas contidas no art. 2o da Resolução CONAMA no 357, de 2005. Além de
estabelecer novas condições e padrões de lançamentos de efluentes.
1.2. QUALIDADE DA ÁGUA
A análise da qualidade da água depende muito do método utilizado, uma vez que existem diversos parâmetros que precisam ser utilizados em conjuntos. Além disso, precisa-se determinar qual será o uso prioritário dessa água, pois é a partir desse dado que saberemos quais padrões deverão ser seguidos ou não.
Atualmente já existem diversos índices de qualidade da água, sendo alguns de características gerais e outros específicos para determinadas situações. No entanto, não existe nenhum que possa ser considerado ideal para todos os casos, porquanto cada um deles apresenta suas peculiaridades.
1.2.1. Parâmetros de qualidade da água
Para analisar-se a água tem-se à disposição diversos parâmetros que sofrem influências humanas e/ou do próprio ambiente natural. Portanto, para caracterizar-se a água são necessários diversos fatores que representam as suas propriedades físicas, químicas e biológicas que servirão de indicativos da qualidade da água.
Os indicadores de qualidade da água podem ser inicialmente separados em aspectos físicos, químicos e biológicos, sendo os principais:
Parâmetros Físicos a) Temperatura; b) Sabor e odor; c) Cor;
d) Turbidez;
e) Sólidos: Sólidos em suspensão/ Sólidos dissolvidos; f) Condutividade Elétrica.
Parâmetros Químicos
c) Dureza; d) Cloretos;
e) Ferro e manganês; f) Nitrogênio;
g) Fósforo; h) Fluoretos;
i) Oxigênio Dissolvido (OD); j) Matéria Orgânica;
l) Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO); m) Demanda Química de Oxigênio (DQO); n) Componentes Inorgânicos;
o) Componentes Orgânicos.
Parâmetros Biológicos a) Coliformes;
b) Algas.
1.2.2. Padrões de qualidade da água
Os padrões máximos/mínimos dos parâmetros permitidos na água são estabelecidos em função de seus usos. Esses valores formam os padrões de qualidade, os quais são estabelecidos por órgãos públicos com a finalidade de garantir que a água a ser utilizada para um determinado meio não contenha impurezas e/ou características que venham a prejudicá-lo.
A qualidade da água varia para cada finalidade. Os padrões de potabilidade são diferentes dos de balneabilidade, ao passo que as normas estabelecidas para a água de irrigação não são as mesmas que para a destinada ao uso industrial. Mesmo entre as indústrias existem requisitos variáveis de qualidade (dependendo da sua finalidade e das características de seus produtos).
Os índices e indicadores ambientais surgiram a partir da crescente preocupação com os aspectos ambientais do desenvolvimento, técnica que requer um número elevado de dados em níveis de complexidade cada vez maiores. Contudo, os indicadores tornaram-se fundamentais na tomada de decisões de políticas públicas e no acompanhamento de seus efeitos, suscitando assim um desafio permanente de gerar indicadores e índices que tratem um número cada vez maior de elementos de forma sistemática e acessível para os tomadores de decisão. Nessa linha, a ANA (Agência Nacional das Águas) e o IGAM utilizam o Índice de Qualidade das Águas – IQA, com base a servir de informação principal de qualidade de água para o público em geral, bem como para o gerenciamento ambiental dos recursos hídricos.
Segundo esses órgãos ambientais, as principais vantagens dos índices são as facilidades de comunicação com o público, mais significativo do que as variáveis isoladas e o fato de representar uma média de diversas variáveis em um único número, combinando unidades de medidas diferentes em uma única unidade. No entanto, sua principal desvantagem consiste na perda de informação das variáveis individuais e da sua interação. O índice, apesar de fornecer uma avaliação integrada, jamais substituirá uma avaliação detalhada da qualidade das águas de uma determinada bacia hidrográfica.
As variáveis de qualidade, que fazem parte do cálculo do IQA, refletem, principalmente, a contaminação dos corpos hídricos ocasionada pelo lançamento de esgotos domésticos. É importante salientar que este índice foi desenvolvido para avaliar a qualidade das águas, tendo como determinante principal a sua utilização para o abastecimento público, considerando aspectos relativos ao tratamento dessas águas.
mutagênico, substâncias que afetam as propriedades organolépticas da água e número de células de cianobactérias.
Desse modo, segundo a ANA e a CETESB, podem-se citar, além do IQA, alguns outros índices, usados principalmente no estado de São Paulo, como:
- IAP - Índice de Qualidade das Águas Brutas para Fins de Abastecimento Público;
- IET - Índice do Estado Trófico;
- IVA - Índices de Qualidade das Águas para Proteção da Vida Aquática e de Comunidades Aquáticas;
- ICF - Índice da Comunidade Fitoplanctônica; - IB - Índice de Balneabilidade.
IQA – ÍNDICE DE QUALIDADE DAS ÁGUAS
A partir de um estudo realizado em 1970 pela “National Sanitation Foundation” dos Estados Unidos adaptou-se e desenvolveu-se o IQA que incorpora nove variáveis consideradas relevantes para a avaliação da qualidade das águas, tendo como determinante principal a sua utilização para abastecimento público.
A criação do IQA baseou-se numa pesquisa de opinião junto a especialistas em qualidade de águas que indicaram as variáveis a serem avaliadas, o peso relativo e a condição com que se apresenta cada parâmetro, segundo uma escala de valores de classificação. Das 35 variáveis indicadoras de qualidade de água inicialmente propostos, somente nove foram selecionados. Para estes, a critério de cada profissional foram estabelecidas curvas de variação da qualidade das águas de acordo com o estado ou a condição de cada parâmetro. Estas curvas de variação foram sintetizadas em um conjunto de curvas médias para cada parâmetro e seu peso relativo correspondente.
IAP - ÍNDICE DE QUALIDADE DAS ÁGUAS BRUTAS PARA FINS DE ABASTECIMENTO PÚBLICO
Este índice é calculado nos pontos de amostragem dos rios e reservatórios que são utilizados para o abastecimento público.
O IAP é o produto da ponderação dos resultados atuais do IQA (Índice de Qualidade de Águas) e do ISTO (Índice de Substâncias Tóxicas e Organolépticas), que é composto pelo grupo de substâncias que afetam a qualidade organoléptica da água, bem como de substâncias tóxicas. Assim, o índice será composto por três grupos principais de variáveis:
IQA – grupo de variáveis básicas (temperatura da água, pH, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, coliformes termotolerantes, nitrogênio total, fósforo total, resíduo total e turbidez);
ISTO – Variáveis que indicam a presença de substâncias tóxicas (potencial de formação de trihalometanos - PFTHM, número de células de cianobactérias, cádmio, chumbo, cromo total, mercúrio e níquel);
Grupo de variáveis que afetam a qualidade organoléptica (ferro dissolvido, manganês, alumínio dissolvido, cobre dissolvido e zinco).
IET - ÍNDICE DO ESTADO TRÓFICO
IVA - ÍNDICES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS PARA PROTEÇÃO DA VIDA AQUÁTICA E DE COMUNIDADES AQUÁTICAS
O IVA tem o objetivo de avaliar a qualidade das águas para fins de proteção da fauna e flora em geral, diferenciando, portanto, de um índice para avaliação da água para o consumo humano e recreação de contato primário. O IVA leva em consideração a presença e concentração de contaminantes químicos tóxicos, seu efeito sobre os organismos aquáticos (toxicidade) e duas das variáveis consideradas essenciais para a biota (pH e oxigênio dissolvido), essas variáveis estão agrupadas no IPMCA – Índice de Variáveis Mínimas para a Preservação da Vida Aquática, bem como no IET – Índice do Estado Trófico de Carlson modificado por TOLEDO (1990). Desta forma, o IVA fornece informações não só sobre a qualidade da água em termos ecotoxicológicos, como também sobre o seu grau de trofia.
ICF - ÍNDICE DA COMUNIDADE FITOPLANCTÔNICA
Estes índices utilizam a dominância dos grandes grupos que compõem o fitoplâncton, a densidade dos organismos e o Índice de Estado Trófico (IET), visando separar em categorias a qualidade da água. Com base neste tipo de índice TANIGUCHI 2002, conheceu melhor a variabilidade espacial (horizontal e vertical) e temporal da comunidade fitoplanctônica, usando como área de estudo lagos existentes no Vale do Rio Doce.
IB - ÍNDICE DE BALNEABILIDADE
O Índice de Balneabilidade visa avaliar a qualidade da água para fins de recreação de contato primário, sendo aplicado em praias de águas interiores, localizadas em rios e reservatórios. Como exemplo, temos a dissertação do MAGALHÃES 2010, que estudou a saúde ambiental e as condições de balneabilidade de uma região do Médio Rio Doce – MG.
criando assim uma nova metodologia, caso que são mais usuais na academia, pois as pesquisas tendem a buscar cada vez mais alternativas de comprovar a qualidade do recurso hídrico, muitas vezes, tornando-se até especifico para a finalidade estudada.
No caso deste trabalho, utilizou-se apenas como base o IQA, (índice muito utilizado pelas agências ambientais) para avaliar a qualidade da água, mas, como não foi possível seguir toda a metodologia de análise acima apresentada, criou-se uma metodologia própria para o diagnóstico ambiental da bacia hidrográfica do Rio Oratórios com análises dos parâmetros físicos, químicos e biológicos, obtendo, dessa maneira, um resultado da situação que se encontra a região. Dessa forma, aprimorou-se também a metodologia que já era aplicada no estudo da Bacia do Rio Doce, que é realizado junto com a Universidade Federal de Ouro Preto - UFOP, uma vez que em relação a trabalhos anteriores, neste realizou-se análises microbiológicas e DQO, além das que normalmente já eram feitas.
1.2.4. Análise química dos sedimentos
Dessa forma, num diagnóstico ambiental de uma bacia hídrica, os sedimentos de fundo podem trazer diversas informações novas, ou servir de base para as análises realizadas na água. No projeto que vem estudando a Bacia Hidrográfica do Rio Doce, realizado na Universidade Federal de Ouro Preto - UFOP, a análise química dos sedimentos tem sido realizada como rotina para o estudo da qualidade das águas, como é o caso dos trabalhos da Celina Miki FUKUZAWA (2008), no Rio Piranga; da Isabella Figueiredo Lopes da SILVA (2010) e do Jéferson Garcia LIMA (2009) na bacia do rio Piracicaba; da Regina de Morais GOULART (2008) no Rio Piranga.
1.2.5. A classificação das águas segundo Berner & Berner
Em 1987, os pesquisadores BERNER & BERNER propuseram no livro The global water cycle uma metodologia de classificação dos rios apoiando-se em um diagrama em forma de bumerangue que até hoje é muito utilizado. Segundo os autores, uma das razões de se classificar um rio está na necessidade de determinar quais os fatores ambientais naturais (ou mecanismos naturais) afetam a química de suas águas. Através de estudos de rios de grande importância nacional e mundial podemos extrapolar os resultados para vários outros de menores portes e, consequentemente, menos conhecidos. Essa classificação foi baseada em GIBBS (1970). Em consonância com os estudos de GIBBS, os principais mecanismos naturais que interferem na química das águas superficiais do mundo são:
• A precipitação atmosférica, tanto na composição quanto na quantidade; • Domínio litológico, intemperismo das rochas;
• A evaporação e a cristalização fracionada.
BERNER & BERNER (1987) propuseram ainda um diagrama na forma de um bumerangue, plotando a média de dois cátions principais nas águas superficiais do mundo, Ca++ e Na+, dividido por Na/(Na+Ca) versus STD. Os rios são posicionados nos três cantos do bumerangue que representam as áreas dominadas por cada um dos três mecanismos, ou em áreas intermediárias, em que mais de um mecanismo influencia sua composição.
O canto inferior direito do diagrama bumerangue caracteriza os rios de áreas de elevada pluviometria, baixo relevo e elevada influência do intemperismo ou erosão de rochas arenosas, o que resulta no baixo aporte de sais dissolvidos. Um exemplo dessa influência é a bacia do Rio Amazonas.
Já na porção média do bumerangue, em que os valores de TDS são intermediários e os valores de Na/(Na+Ca) são baixos, é a posição que caracteriza os rios que têm sua composição influenciada pelo intemperismo. Para esses rios, o intemperismo promove o aporte de grande parte dos sais dissolvidos. Desde que as rochas sedimentares ocuparam cerca de 75% da superfície da Terra e o seu intemperismo passou a ser dominado pela dissolução de CaCO3, pode-se concluir que rios influenciados pelo
intemperismo sejam constituídos principalmente de Ca++ + HCO3- resultantes
da dissolução do carbonato, porque tais rios são plotados com valores baixos de Na/(Na+Ca).
A porção superior do bumerangue caracteriza os rios que têm sua composição influenciada pela cristalização fracionada. Esses rios possuem alta concentração de TDS e de Na se comparada a Ca++. Dois exemplos informados por Gibbs são os Rio Grande e Rio Pecos.
2.
OBJETIVOS
Objetivo Geral:
Este trabalho tem por objetivo contribuir para o diagnóstico ambiental da bacia hidrográfica do Rio Oratórios, Minas Gerais.
Objetivos Específicos:
• Determinar, in loco, os parâmetros físico-químicos: pH, temperatura, oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, resistividade, STD (sólidos totais dissolvidos), POR (potencial de oxidação e redução) e turbidez; • Determinar, no laboratório, os parâmetros químicos: alcalinidade,
sulfato, cloreto;
• Analisar, em laboratório, o número mais provável de organismos indicadores de contaminação fecal recente - Escherichia coli - das águas nos pontos monitorados;
• Analisar os seguintes elementos: Al, As, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Sc, Si, Sr, Ti, V, Y e Zn nas águas e sedimentos por Espectrofotômetro de Emissão Atômica com Fonte de Plasma;
• Monitoramento hidro-geoquímico sazonal dos parâmetros físico-químicos supracitados e da qualidade de água;
• Caracterizar a bacia hidrográfica do Rio Oratórios em seus aspectos demográficos, geográficos, econômicos, sociais e ambientais.
Assim, este trabalho buscará associar e integrar o conhecimento de diversas áreas, de forma a permitir compreender, analisar e avaliar a situação que se encontra a região a ser estudada, servindo de ponto de partida para a realização de uma melhor gestão da bacia hidrográfica do Rio Oratórios.
Gerais e Espírito Santo, para, em rede, avaliarem a presença de contaminantes relacionados, ou não, na legislação ambiental e a inter-relação entre diversidade geoquímica/geológica e qualidade das águas da bacia do Rio Doce. As instituições participantes, entre elas a Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), aportarão suas infraestruturas e competência tecnocientífica na coleta de amostras, desenvolvimento de metodologias para realização de análises, tratamento dos dados e a inter-relação entre atividades antropogênicas e diversidade geoquímica/geológica para a avaliação dos níveis e de possíveis fontes de contaminação das águas da Bacia do Rio Doce.
3.
ÁREA DE ESTUDO
3.1. LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
A bacia do Rio Oratórios está inserida na bacia hidrográfica do Rio Doce, na sub-bacia do Rio Piranga DO1. Atendendo as cidades de Amparo do Serra, Oratórios e Ponte Nova - MG, conforme figuras 2 e 3. Sendo a nascente em Amparo do Serra e a foz em Ponte Nova.
Figura 3: Localização da área de estudo, em relação ao Estado de Minas Gerais. Modificado IBGE (Mapa sem escala).
De acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) e a Associação Mineira de Municípios (AMM), a população total dessas 3 (três) cidades chega a, aproximadamente, 67,5 mil habitantes, em uma área que abrange 705,3 km².
Tabela 1: Coordenadas dos Pontos de Amostragem
Coordenadas dos Pontos de Amostragem
Ponto Coordenadas UTM
Latitude (Y) Longitude (X) Norte (Y) Este (X) FLRO 01 20º20'719'' 42º53'894'' 7748897,837890 719410,738876 FLRO 02 20º21'423'' 42º51'510'' 7747545,233340 723543,206009 FLRO 03 20º22'706'' 42º50'753'' 7745160,381550 724829,688876 FLRO 04 20º22'927'' 42º50'745'' 7744752,362680 724838,267495 FLRO 05 20º24'993'' 42º47'817'' 7740872,127000 729882,273524 FLRO 06 20º26'839'' 42º48'355'' 7737477,942170 728900,712672 FLRO 07 20º26'828'' 42º48'334'' 7737497,753320 728937,512235 FLRO 08 20º27'967'' 42º48'357'' 7735396,304190 728869,359707 FLRO 09 20º28'006'' 42º48'326'' 7735323,608630 728922,310742 FLRO 10 20º31'132'' 42º48'562'' 7729560,169530 728434,602945 FLRO 11 20º31'742'' 42º48'725'' 7728438,229370 728136,131118 FLRO 12 20º32'778'' 42º48'478'' 7726520,555810 728539,864536 FLRO 13 20º33'137'' 42º48'813'' 7725865,843380 727948,656513
3.2. CARACTERÍSTICAS
Abaixo, alguns dados do Comitê de Bacia Hidrográficas do Rio Doce, do Comitê da Bacia Hidrográfica do Rio Piranga, publicados por LACERDA, 2010.
3.2.1. Clima
temperaturas mais baixas e mais seco. Apresenta temperatura média em torno dos 20ºC. Os valores pluviométricos podem atingir a ordem de 1500mm.
3.2.2. Relevo
A altitude varia de aproximadamente 380 metros na foz em Ponte Nova, a aproximadamente 750 metros próximo a nascente, conforme dados de cartas topográficas confirmados pela leitura em GPS durante as coletas em campo.
Figura 5: Relevo da área de estudo.
3.2.3. Solos
Figura 6: Mapa de Solos da área de estudo
3.2.4. Meio biótico
A área de nosso estudo foi intensamente ocupada nos últimos anos, o que levou a perda de grande parte da sua cobertura vegetal original e consequente alteração do meio biótico, uma vez que a vegetação original tem perdido cada vez mais espaço para silvicultura com eucalipto e atividade canavieira, intensificando a perda/redução de espécies animais e vegetais.
3.2.5. Economia
agricultura de subsistência, pecuária extensiva (leite e corte) e suinocultura intensiva, pequenos garimpos e indústrias, principalmente, alimentícias.
O Produto Interno Bruto (PIB) per capita, no ano de 2010, segundo o IBGE, foi de R$8.853,00 (abaixo da média do estado de Minas Gerais que teve o PIB per capita de R$17.932,00).
3.2.6. População
A região e ocupada por 77,5 mil habitantes, distribuídos em 3 cidades: a população de Ponte Nova é de 58 mil habitantes, sendo que, aproximadamente, 90% vivem em áreas urbanas, enquanto apenas 10% em áreas rurais. Em Amparo do Serra a população é de 5 mil habitantes, sendo que, aproximadamente, 53% vivem em áreas urbanas, enquanto 47% vivem em áreas rurais. E Oratórios possui uma população de 4,5 mil habitantes, destes, aproximadamente, 72% vivem em áreas urbanas, enquanto 28% vivem em áreas rurais.
3.2.7. Saneamento
Considerando os dados da pesquisa nacional de saneamento básico, realizada em 2008, divulgados pelo IBGE em 2010, em todos os três municípios banhados pelo Rio Oratórios (Ponte Nova, Oratórios e Amparo do Serra) existem serviços de esgotamento sanitário, entretanto, não há informação específica acerca de qual a abrangência total desse serviço, além de não existir qualquer menção sobre o tratamento e disposição final correta.
4.
BASES CONCEITUAIS
4.1. Temperatura
A temperatura é um fator que influencia a grande maioria dos processos físicos, químicos e biológicos na água como, a solubilidade dos gases dissolvidos. Uma elevada temperatura diminui a solubilidade dos gases, como do oxigênio dissolvido, além de aumentar a taxa de transferência de gases, o que pode gerar mau cheiro, no caso da liberação de compostos com odores desagradáveis. Os organismos aquáticos possuem limites de tolerância térmica superior e inferior, temperaturas ótimas para crescimento, temperatura preferencial em gradientes térmicos e limitações de temperatura para migração, desova e incubação do ovo. As variações de temperatura fazem parte do regime climático normal e corpos d’água naturais apresentam variações sazonais e diurnas, bem como estratificação vertical (IGAM, 2008).
4.2. Turbidez
A turbidez representa o grau de interferência com a passagem da luz através da água, conferindo uma aparência turva à mesma. A turbidez tem como origem natural a presença de matéria em suspensão como partículas de rocha, argila, silte, algas e outros micro-organismos e como fonte antropogênica os despejos domésticos, industriais e a erosão. A alta turbidez reduz a fotossíntese da vegetação enraizada submersa e das algas. Esse desenvolvimento reduzido de plantas pode, por sua vez, suprimir a produtividade de peixes. Logo, a turbidez pode influenciar nas comunidades biológicas aquáticas (IGAM, 2008).
4.3. Condutividade elétrica / Resistividade
entre dois eletrodos dentro da água. Quanto mais íons estão presentes na água maior é a corrente e maior a condutividade (portanto, menor a resistividade). As principais fontes dos sais são de origem antropogênica como: descargas industriais de sais, consumo de sal nas residências e no comércio, excreções de sais pelo homem e por animais. A condutância específica fornece uma boa indicação das modificações na composição de uma água, especialmente na sua concentração mineral, mas não fornece nenhuma indicação das quantidades relativas dos vários componentes. À medida que mais sólidos dissolvidos são adicionados, a condutividade específica da água aumenta. Altos valores podem indicar características corrosivas da água (IGAM, 2008).
Condutividade é expressa em microSiemens por centímetro (µS/cm) e é usada como uma das medidas da qualidade da água. Resistividade é a reciproca da condutividade e é expressa em megaohm-cm (M -cm). Esta forma é mais conveniente para se medir a qualidade da água de alta pureza.
Os valores de condutividade podem ser utilizados como um critério para caracterizar índices de poluição (BARRETO, 1999), uma vez que esses valores são influenciados pela intervenção antrópica (efluentes industriais e esgotos domésticos), as quais aumentam o conteúdo mineral (BRIGANTE et. al.,2003).
4.4. Sólidos totais dissolvidos: STD
Todas as impurezas da água, com exceção dos gases dissolvidos, contribuem para a carga de sólidos presentes nos corpos de água. Os sólidos podem ser classificados de acordo com seu tamanho e características químicas. Os sólidos em suspensão, contidos em uma amostra de água apresentam, em função do método analítico escolhido, características diferentes e, consequentemente têm designações distintas (IGAM, 2008).
4.5. Alcalinidade
hidrogênio. As origens naturais da alcalinidade na água são a dissolução de rochas, as reações do dióxido de carbono (CO2) da atmosfera e a
decomposição da matéria orgânica. Além desses, os despejos industriais são responsáveis pela alcalinidade nos corpos d’água. Esta variável deve ser avaliada por ser importante no controle do tratamento de água, estando relacionada com a coagulação, redução de dureza e prevenção da corrosão em tubulações (IGAM, 2008; von SPERLING, 2005).
4.6. Sulfatos
A distribuição do íon sulfato é fortemente influenciada pela formação geológica da bacia de drenagem do sistema. As concentrações de sulfato podem variar desde valores não detectáveis até valores de saturação (ESTEVES, 1988).
Os sais de sulfatos são moderadamente a muito solúveis em água, exceto os sulfatos de estrôncio e de bário que são insolúveis. A presença de sulfato nas águas está relacionada à oxidação de sulfetos nas rochas e à lixiviação de compostos sulfatados como gipsita e anidrita. Nas águas superficiais ocorre através das descargas de esgotos domésticos (por exemplo, por meio da degradação de proteínas) e efluentes industriais (exemplos: efluentes de indústrias de celulose e papel, química, farmacêutica, etc.). Têm interesse sanitário para águas de abastecimento público por sua ação laxativa, como sulfato de magnésio e o sulfato de sódio (IGAM, 2008).
4.7. Cloretos
Para as águas de abastecimento público, a concentração de cloreto constitui-se em padrão de potabilidade, segundo a Portaria Nº 2914/2011 de dezembro de 2011, do Ministério da Saúde. O cloreto provoca sabor "salgado" na água, sendo o cloreto de sódio o mais restritivo por provocar sabor em concentrações da ordem de 250mg/l, valor este que é tomado como padrão de potabilidade.
4.8. Parâmetro biológico: coliformes termotolerantes
A humanidade sempre esteve preocupada com a garantia de uma metodologia eficaz de análise da pureza da água, buscando compreender como ocorre a associação entre água contaminada e a transmissão de doenças infecciosas, principalmente nos seres humanos. É sabido que uma série de doenças pode ser veiculada pela água (AGUILA et al, 2000). A maioria dessas doenças são causadas por patógenos de origem fecal, conhecidos como patógenos entéricos. Para a verificação da qualidade de uma água frequentemente são utilizadas as bactérias coliformes como indicador biológico, porque a contaminação das águas por fezes humana e/ou animal pode ser detectada pela presença de bactérias desse grupo (NOGUEIRA et al., 2003, DALFIOR, 2005).
O grupo coliforme de bactérias se divide como indicador de contaminação fecal, da seguinte forma:
· Coliformes totais;
· Coliformes termotolerantes.
Assim sendo, na prática, a medição do número de coliformes fecais em um corpo d’água é um indicador não só da contaminação por fezes de origem humana e/ou animal, como também da possibilidade de coexistência de organismos patogênicos.
A contaminação fecal é geralmente medida em número mais provável de coliformes por cem mililitros de água amostrada (NMP/1OOml).
4.9. Potencial Hidrogeniônico (pH)
Como definição, o pH representa a concentração de íons hidrogênio H+
(em escala anti-logarítimica), dando uma indicação sobre a condição de acidez, neutralidade ou alcalinidade da água (von SPERLING, 2008). É a relação numérica que expressa o equilíbrio entre íons H+ e íons OH-. As maiores
alterações do ponto de vista desse indicador nas coleções de água podem ser provocadas por despejos industriais (DERÍSIO, 2000).
A influência do pH sobre os ecossistemas aquáticos naturais dá-se diretamente devido a seus efeitos sobre a fisiologia das diversas espécies. Também o efeito indireto é muito importante, podendo determinadas condições de pH contribuir para a precipitação de elementos químicos tóxicos como metais pesados; outras condições podem exercer efeitos sobre as solubilidades de nutrientes. (CETESB, 2007)
4.10. Oxigênio Dissolvido (OD)
O oxigênio dissolvido (OD) é geralmente medido em miligramas por litro (mg/l) da água analisada. É originário, em geral, da dissolução do oxigênio atmosférico, naturalmente ou artificialmente, e também da produção liberada por alguns micro-organismos vivos na água (algas e bactérias).
aeração natural e/ou artificial. Se o balanço do nível de OD permanece negativo por tempo prolongado, o corpo d’água pode tornar-se anaeróbio (ausência de oxigênio), causando a geração de maus odores, o crescimento de outros tipos de bactérias e morte de diversos seres aquáticos aeróbios, inclusive peixes. De um modo geral e simplificado, com base nos critérios de qualidade para oxigênio dissolvido, publicado pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA), as faixas de concentração de oxigênio dissolvido com as respectivas comunidades aquáticas que podem suportar tais níveis de oxigênio dissolvido são: de 0 a 2 mg.L-1 é insuficiente para manter a
vida aquática, de 2 a 4 mg.L-1 somente poucas espécies de peixe podem sobreviver, de 4 a 7 mg.L-1 é aceitável para peixes de águas quentes e de 7 a 11 mg.L-1 é ideal para peixes de águas frias.
Portanto, o OD é um dos principais parâmetros de caracterização dos efeitos da poluição das águas decorrentes de despejos orgânicos. A solubilidade do OD é função da altitude e da temperatura do corpo d’água.
É importante informar também que os valores de OD inferiores ao valor de saturação podem indicar a presença de matéria orgânica, enquanto que valores superiores revelaria a existência de crescimento anormal de algas, uma vez que, as algas liberam oxigênio durante o processo de fotossíntese.
Em resumo, o OD será consumido por bactérias durante o processo metabólico de conversão da matéria orgânica em compostos simples e inertes, como água e gás carbônico (CO2).
4.11. Potencial de Oxidação-Redução – POR
O potencial de oxidação-redução é a espontaneidade ou a tendência de uma espécie química adquirir eletros, ou seja, a oxidação-redução diz respeito a toda aquela reação em que existe transferência de eletros entre espécies reagentes. Esta transferência de eletros traduz-se pela variação de oxidação dos diferentes elementos participantes da reação.
concentração nesse corpo, uma vez que a biodisponibilidade de uma série de metais está associada ao seu estado de oxidação.
4.12. Demanda Química do Oxigênio (DQO)
O teste de Demanda Química de Oxigênio (DQO) baseia-se no fato de que todos os compostos orgânicos, com poucas exceções, podem ser oxidados pela ação de um agente oxidante forte em meio ácido. Entretanto, uma das limitações é o fato de que o teste não diferencia matéria orgânica biodegradável da matéria orgânica não biodegradável, sendo a primeira determinada pelo teste de DBO. A vantagem é o tempo de teste, realizado em poucas horas, enquanto o teste de DBO requer no mínimo 5 dias (período de incubação).
4.13. Elementos químicos
Atualmente, se conhece 118 elementos químicos, distribuídos na tabela periódica, desses, 94 ocorrem naturalmente no meio ambiente.
Outra classificação muito comum consiste em separá-los em elementos essenciais e elementos não essenciais. Ressalta-se, porém, que ainda existe uma infinidade de classificações, muitas delas separadas de acordo com a área de estudo e características de interesse. Porém, como as ciências ambientais abrangem uma variedade de disciplinas, todas com linguagens e definições próprias, encontra-se o problema de definição quando um mesmo termo é utilizado com significados diferentes. Na geologia/ mineralogia, o termo mineral, por exemplo, é definido como um elemento químico ou composto químico, geralmente cristalino que foi formado por processos geológicos, já para a biologia e as ciências nutricionais, a palavra mineral frequentemente é associada para micronutrientes (metais) como: Cu, Cr, Mn, Ca, Fe e Mg. Outro exemplo comum refere-se ao uso da expressão “elemento traço” que na geociência significa “um elemento químico que ocorre na composição média da crosta terrestre, em concentrações inferiores a 0,1% (1000 ppm) (Goldschmidt 1937)”, enquanto nas biociências diz respeito aos elementos traços (às vezes chamados microelementos), elementos necessários (essenciais) para os organismos e que ocorrem em proporções inferiores a 50 mg/kg no corpo humano em contraste com os elementos maiores. Elementos que ocorrem em concentrações menores de 1 micrograma/kg são ocasionalmente denominados como ultra traços.
Neste trabalho, foram analisados apenas trinta e um (31) desses elementos, seguindo metodologias adotadas para análises de água e sedimentos do laboratório de geoquímica do Departamento de Geologia da UFOP. Ainda assim, dentre as decorrências, foram discutidos posteriormente apenas aqueles elementos que apresentaram resultados significativos, de acordo com os problemas ambientais considerados. Nos anexos desta dissertação contêm mais informações a respeito dos elementos analisados (abundância, ocorrência, seus usos, seus principais problemas ambientais e os limites permitidos na legislação, quando for o caso).
determinação. Dessa maneira, também não se realizou nenhuma discussão sobre seus efeitos e suas características ambientais.
Outro importante atributo dos elementos químicos, que favoreceu a discussão dos resultados indicando a provável origem do elemento, foi o fato de que muitos minerais, mesmo tendo uma composição definida, não são compostos estequiométricos, isto é, acontecem substituições de elementos químicos nos seus retículos cristalinos. Tais substituições, favorecidas por cargas e raios iônicos similares (regras de Goldschmidt), podem atingir poucas percentagens. Fala-se, nesse caso, de diadócia. Um exemplo disso são os teores de Ag na galena (PbS). Em outros casos, a substituição pode ser completa. Fala-se, neste caso, de isomorfismo (exemplo: olivina com seus membros extremos Fayalita (Fe2SiO4) e Forsterita (Mg2SiO4)). Ocorrem, além
disso, muitos minerais contendo mais do que um cátion, numa relação quase constante, por exemplo, a Dolomita (Ca Mg (CO3)2).
5.
METODOLOGIA
A metodologia aplicada durante esta pesquisa pode ser separada em três grupos de trabalho: realizados em campo, realizados em laboratório e os trabalhos teóricos. Fizeram parte dos trabalhos de campo as amostragens e as medidas físico-químicas: pH, temperatura, oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, resistividade, STD (sólidos totais dissolvidos), POR (potencial de oxidação e redução) e turbidez. Nos laboratórios foram realizadas as preparações de todas as amostras; as análises químicas de alcalinidade, sulfato, cloretos, DQO e biológicas (determinação do número mais provável de organismos indicadores de contaminação fecal recente), além da análise dos elementos metálicos, tanto das águas como dos sedimentos. Já os trabalhos teóricos dizem respeito às pesquisas bibliográficas que utilizamos para caracterizar a bacia hidrográfica do Rio Oratórios, em alguns de seus aspectos, tais como: demográficos, geográficos, econômicos, políticos, sociais e ambientais, e a discussão dos resultados.
Quatro campanhas foram realizadas. Em todas, amostragens de água e, nas duas primeiras, também se realizou coletas de sedimentos. Essas campanhas foram distribuídas nas seguintes datas: 1º campo – 10/05/2011; 2º campo – 29/09/2011; 3º campo – 14/02/2012; 4º campo – 13/09/2012, períodos que abrangeram as estações chuvosas e secas, ao longo do Rio Oratórios e alguns de seus tributários. Ao adotar-se essa forma de distribuição das amostragens, procurou-se minimizar as interferências das diferentes épocas climáticas nos resultados. Os sítios de amostragens foram definidos através de visitas anteriores à área de estudo, de acordo com condições favoráveis à coleta, levando em consideração a distribuição geográfica dos mesmos, para que os resultados fossem representativos. Assim, foram definidos 13 (treze) sítios de amostragens (sendo 9 (nove) ao longo do Rio Oratórios e 4 (quatro) em alguns de seus tributários). Para identificação das amostras utilizou-se a sigla FLRO, que significa as iniciais de Frederico Lacerda, autor desse trabalho, e Rio Oratórios, rio que foi estudado.
