VARIABILIDADE TEMPORAL DAS ÁGUAS SUPERFICIAIS EM ÁREA URBANA

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I Simpósio Internacional de Águas, Solos e Geotecnologias - SASGEO - 2015

VARIABILIDADE TEMPORAL DAS ÁGUAS SUPERFICIAIS EM ÁREA

URBANA

TEMPORAL VARIABILITY OF SURFACE WATER WATERS IN URBAN AREA Renata Cristina Araújo Costa1*

Teresa Cristina TarléPissarra2, Michele Cláudia da Silva3 RESUMO:

As áreas urbanas interferem na qualidade da bacia hidrográfica. A avaliação e o monitoramento dos impactos antrópicos nas variáveis físicas e químicas da água contribuem para gestão das águas nas cidades. O objetivo é investigar a variabilidade temporal das variáveis químicas e físicas água em três sistemas de armazenamento de água(córrego, rio e nascente) da bacia hidrográfica do Córrego do Jaboticabal sobre influência da zona urbana do Município de Jaboticabal. Foram analisados parâmetros físico-químicos da água durante sete dias consecutivos no período de estiagem, os dados foram análise estatística, teste de médias Tukey eboxplot. Nos parâmetros pH, temperatura, oxigênio dissolvido, turbidez, nitrato foram encontradas diferenças significativas entre os locais amostrados, indicando mostrando comportamentos diferenciados.

Palavras chave: bacia hidrográfica, tukey, qualidade da água

ABSTRACT: Urban areas affect the quality of the watershed. Evaluation and monitoring of human impacts on the physical and chemical parameters contribute to water management in cities. The objective is to investigate the temporal variability of chemical and physical variables water on three water storage systems (stream, river and headwaters) the basin of Jaboticabal Stream influence on the urban area of the city of Jaboticabal. Were analyzed physicochemical parameters of the water for seven consecutive days in the dry season, the data were statistical analysis, Tukey test and boxplot. The parameters pH, temperature, dissolved oxygen, turbidity, nitrate significant differences were found between the sites sampled, indicating showing different behaviors.

Key words: watershed, tukey, water quality

1

Ms. Bióloga; Departamento de Engenharia Rural e do Programa de Pós-Graduação em Agronomia (Ciência do Solo) da Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias - FCAV; Via de Acesso Prof. Paulo Donato Castellane, s/n, CEP:14884-900, Jaboticabal, São Paulo, Brasil;

E-mail: renata.criscosta@gmail.com

2

Dra. Enga Agrônoma, Prof. Ass. Doutor, Departamento de Engenharia Rural, Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, Universidade Estadual

Paulista, Jaboticabal, SP, Via de Acesso Prof. Paulo D. Castellane, s/n, Jaboticabal - SP, teresap@fcav.unesp.br

3Dra. Enga Agrônoma. Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, Universidade Estadual Paulista, Jaboticabal, SP, Via de Acesso Prof. Paulo D.

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INTRODUÇÃO

As bacias hidrográficas recebem alterações de origem antrópica e natural. Os córregos urbanos são facilmente deteriorados pelas atividades humanas da bacia circundante (XUE; YIN; XIE, 2015).Os rios são caracterizados como escoadouros naturais que compõem as áreas de drenagens (TOLEDO; NICOLELLA, 2002), sobre influências das condições físico/química da água, as estruturas geológicas, as condições topográficas e o uso e ocupação do solo (ALBERTI; PEREIRA FILHO, 2014, AZEVEDO; CAMPOS; BOAVENTURA, 2014).

A gestão das águas nas cidades e de sua bacia hidrográfica deve ocorrer visto que com o tempo, os locais que possuem abastecimento tendem a reduzir a quantidade de sua água ou exigir maior tratamento químico (TUCCI, 2008).

No meio urbano é observado vários conflitos de uso e ocupação do solo, um dos casos mais comum e a moradia irregular. A avaliação de impactos urbanos e ambientais contribui indicando prioridades estratégicas que visem uma gestão integrada das variáveis ambientais, sociais e econômicas (STIPP et al. 2014).

A área urbana interfere diretamente na qualidade de água, como: aumento da produção de sedimentos pela falta de proteção das superfícies e pela produção de resíduos sólidos, lavagem das ruas, o transporte de material sólido e ligações clandestinas de esgoto cloacal e pluvial contribuem para a deterioração da qualidade de água superficial e subterrânea. (TUCCI, 2008).Devido esta complexidade das áreas urbanas, as variáveis alteradas são difíceis de identificar (XUE; YIN; XIE, 2015).

O estudo buscou verificar a variabilidade temporal das variáveis física e química da água superficial da zona urbana em três sistemas de armazenamento de água da bacia hidrográfica sobre influência da zona urbana

MATERIAL E MÉTODOS Área de estudo e pontos de coleta

As coleta de água foi realizada em 5 pontos de amostragem em um período de 7 dias consecutivos, durante a primeira semana de setembro de 2012. Estes pontos foram selecionados na

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(Jab), Foz Cerradinho/Jabuticabal (Foz), Lagoa Artificial (Lago) e Nascente Canalizada (Nasc), localizados naFigura 1 e 2.

Figura 1. Mapa Localização dos pontos de coleta e localização da Microbacia do Jaboticabal na área do Município.

a) b) c)

d) e)

Figura 2. Imagens dos pontos de coleta: a) Córrego Cerradinho; b) Córrego Jabuticabal; c) Foz Cerradinho/Jabuticabal; d)Lagoa Artificial; e) Nascente Canalizada.

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Coletas e Análise de dados in loco.

Para a análise das variáveis pH, Temperatura e Oxigênio Dissolvidos obtidas em loco, foram utilizadas os seguintes equipamentos: multisensor, marca Hanna para medir seguintes pH, temperatura e oxímetro portátil da marca Hanna para avaliar o oxigênio dissolvido (OD), ambos com leitura direta no campo.

Análise da água em Laboratório

As análises foram realizadas no Laboratório de Análise de Água, alocado ao junto ao Laboratório de Biomassa I e II do Departamento de Engenharia Rural da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinária, UNESP, campus de Jaboticabal. As amostras foram coletadas em frascos de polietileno devidamente higienizados e armazenados logo em seguida, para posterior análise em laboratório utilizando das seguinte metodologia:nitrato (NO3): as determinações foram realizadas por

meio do aparelho fotocolorímetro digital, marca Alfakit. Método N-(1-naftil)-etilenodiamina. A Turbidez foi aferida pelo Turbidímetro Portátil. Modelo 2100P,Hach.

Análise de Dados

A variabilidade temporal dos dados foi estudada utilizando a ferramenta estatística boxplot, na qual foi possível verificar a variabilidade temporal do ponto de coleta com os outros locais. As médias de cada local foram comparadas pelo teste de Tukey, No teste Tukey, médias seguidas pelas mesmas letras não diferem entre si no nível de 5 % de probabilidade.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O estudo foi realizado no período de seco, sem ocorrência de precipitação, com o objetivo de avaliar as interações das águas superficiais com o uso e ocupação do solo da área urbana e rural, na qual os córregos estão conectados. Foi verificado que os corpos de água analisados possuem variação da qualidade ao longo do tempo e são diferentes estatisticamente mediante sua fonte de captação.

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a) b)

Figura 3. Box plot e comparação entre médias (Teste de Tukey) do pH

No estudo da variabilidade temporal da área de estudo, o pH apresentou coeficiente de variação de 4,94%. Podemos observar no boxplot (Figura 1a) a água da nascente obteve menor mediana 6,5 e menor variabilidade temporal (Figura 1b). A faixa para proteção da vida aquática fica entre 6 a 9 (CETESB, 2008). O maior contraste foi encontrado ente às médias da nascente com o lago, as outras comparações de médias dos locais não foram significativas. As análises feitas por Albert e Pereira Filho (2014) em pontos antes e depois da cidade, o pH variou de 6,08 a 7,50, no estudo valor mínimo foi encontrado na nascente 6,2 e o valor máximo de 8,65 no Lago.

a)

b)

Figura 4. a)Box plot e b)comparação entre médias (Teste de Tukey) da Temperatura.

Cer Foz Jab Lago Nas

6 .5 7 .0 7 .5 8 .0 8 .5 pH

18 19 20 21 22 23 24 T e m p e ra tu ra ( ºC )

Local Te m pe ra tu ra - ºC (± sd ) 0 5 10 15 20 b c c c a

Local pH m éd io (± sd ) 0 2 4 6 8 a ab ab bc c

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As variações de temperatura são parte do regime climático normal dos corpos de água, estas sofrem interferência das variações sazonais e diurnas, além da estratificação vertical, sendo que a elevação da temperatura de um corpo d´água é geralmente provocada por despejos industriais (CETESB, 2009). A menor variabilidade temporal foi visualizada na nascente, esta também obteve a maior mediana 24°C entre os pontos analisados(Figura 4a). O CV da temperatura ficou em 4,38%.

O parâmetro temperatura foi mais representativo para diferenciar estatisticamente os locais de coleta da água: córrego, lago e nascente (Figura 4b). Este parâmetro é resultado de uma série de condicionantes, tais como: estação do ano, circulação do ar, hora do dia,cobertura de nuvens, profundidade do corpo d’água, vazão, latitude e altitude (ALBERTI; PEREIRA FILHO, 2014). Em estudo realizado por Pinto, Roma e Balieiro (2012) a temperatura das nascentes variou de 19 a 20ºC, a baixa temperatura foi relacionada ao sombreamento da cobertura vegetal, desta forma é possível que o processo de canalização possa contribuir para a alteração da temperatura natural da água.

a)

b)

Figura 5. a)Box plot e b)comparação entre médias (Teste de Tukey) do Oxigênio Dissolvido

Águas poluídas são aquelas que apresentam baixa concentração de OD devido ao seu consumo na decomposição de compostos orgânicos. As águas limpas a concentração de saturação de 9,2 mg/L a 20ºC(CETESB, 2009). O CV do OD ficou em 14,49%. O lago foi que apresentou maior variabilidade temporal em relação ao OD e diferenciou estatisticamente dos outros pontos de coleta. (Figura 5ab). A alta concentração de OD no Lago pode ser devido ao processo de aeração artificial, ou pelo possível processo de eutrofização (CETESB, 2009).O Jabuticabal diferenciou do Cerradinho e da nascente, caracterizado pela maior concentração de OD (Figura 5b).. Outro corpo de água que apresentou baixas

3 4 5 6 7 8 9 O xi g ê n io D isso lvi d o m g /L O 2

Local O xi gê ni o D isso lvi do m g/ L O 2 (± sd ) 0 2 4 6 8 10 a bc c b c

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concentrações foi o cerradinho com mediana 4 mg/L, sendo aceitável de 4 a 7 mg/L para peixes de águas quentes (USEPA, 1986). AResolução Federal CONAMA 357/05traz o valor mínimo permitidode 5 mg/L para corpos hídricos classe 2.

a) b)

Figura 6. a) Box plot e b) comparação entre médias (Teste de Tukey) da Turbidez.

A turbidez corresponde ao grau de atenuação da intensidade que um feixe de luz sofre ao atravessar a água (CETESB, 2009). O CV ficou em 117,54 %. O lago apresentou maior mediana 11,92 NTU e maior variabilidade temporal. (Figura 6a). Este valor pode estar relacionados à presença detritos orgânicos, algas, bactérias e plâncton em geral, visto que não ocorreu precipitação nos dias das coletas, o que descarta carreamento das partículas inorgânicas do solo(areia, silte e argila) (CETESB, 2009). Os córregos apresentaram valores baixos junto com a nascente, não diferenciando significativamente entre si (Figura 6b). Ambos os pontos ficaram abaixo do valor de turbidez até 40 unidades nefelométrica de turbidez (UNT/NTU) para a Classe 1 (CONAMA, 2005).

0 5 10 15 20 25 30 T u rb id e z N T U

Local Tu rb id ez - N TU ( ±sd ) 0 5 10 15 20 25 30 35 a ab ab ab b

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a) b)

Figura 7. a)Box plot e b)comparação entre médias (Teste de Tukey) do Nitrato

O córrego do Jabuticabal é o que apresentou maior variabilidade temporal e maior mediana 3,355 mg/L (Figura 7a). A presença de nitrato no curso de água representa a presença de fontes de poluição longo do ponto de captação, esta área é classificada como zona de águas limpas, enquanto o nitrito representa a zona de recuperação (CETESB, 2009). A concentração de nitrato do Jabuticabal diferiu significativamente do lago e da nascente (Figura 7b). O CV do nitrato ficou em 91,84%, mostrando a alta variabilidade dos dados coletados.

CONCLUSÃO

Foi verificado que os corpos de água analisados possuem variação da qualidade ao longo do tempo e são diferentes estatisticamente mediante sua fonte de captação.A variável temperatura foi que estatisticamente diferenciou as fontes de coleta de água em córrego, lago e nascente. A menor variabilidade foi encontrada na nascente, e lago e o córrego do Jabuticabal foram os que tiveram maior variabilidade temporal nos dias analisados.

REFERÊNCIAS

ALBERTI, E.A.; PEREIRA FILHO, W. Influência do uso da terra em variáveis limnológicas na microbacia hidrográfica do arroio Alberti–São João doPolêsine/RS. Geoambiente On-line, n. 22, 2014.

0 2 4 6 8 N it ra to m g /L

Local N itr a to m g /L ( ± sd ) 0 2 4 6 b ab ab a b

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AZEVEDO, J. H.; CAMPOS, J. E. G.; BOAVENTURA, G. R.. Influência dos fatores geológicos e hidrogeológicos na estabilidade química das águas freáticas no sul do estado do Tocantins. Geociências, São Paulo, UNESP, v. 33, n. 1, p. 73-88, 2014.

CETESB - Companhia Ambiental do Estado de São Paulo. Significado ambiental e sanitário das variáveis de qualidade das águas e dos sedimentos e metodologias analíticas de amostragem. São Paulo, 2008. 41 p.

CONAMA. Conselho Nacional de Meio Ambiente. Resolução no. 357 de15 de março de 2005. Brasília, DF, 2005.

LUCAS, A. A. T; FOLEGATTI, M. V.; DUARTE, S. N. Qualidade da água em uma microbacia hidrográfica do Rio Piracicaba, SP. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 14, n. 9, p. 937-943, 2010.

PINTO, Lilian Vilela Andrade; ROMA, T. N.; BALIEIRO, KRC. Avaliação qualitativa da água de nascentes com diferentes usos do solo em seu entorno. Cerne, v. 18, n. 3, p. 495-505, 2012.

STIPP, N. A. F.; CORDEIRO, S. M. A.; BAPTISTA, C. M. F. S.; ZANON, E. R.. Impactos ambientais urbanos: fundos de vale e moradia de interesse social em Londrina-PR. Caminhos de Geografia, v. 14, n. 48, 2014.

TUCCI, C. E. M. Águas urbanas. Estudos Avançados. v. 22, n. 63, pp. 97-112. 2008.

USEPA.Environmental Protection Agency of United State; Ambient Water Quality Criteria for Dissolved Oxygen – EPA 440586003, Washington, DC, 1986.

XUE, C.; YIN, H.; MING, X. I. E. Development of integrated catchment and water quality model for urban rivers.Journal of Hydrodynamics, Ser. B, v. 27, n. 4, p. 593-603, 2015.

AGRADECIMENTOS