ARTIGO
Boletim Técnico Cientifico do CEPNOR
TROPICAL JOURNAL
of Fisheries and Aquatic Sciences
www.periodicos.ufra.edu.br/index.php/bttc
Introdução
Os estuários são definidos como um corpo de água costeira semi-fechada que têm uma conexão livre com o mar aberto sendo, portanto, fortemente influenciado pela ação das marés. Neles a água marinha é diluída pela água doce continental, formando um ambiente salobro. São, locais de abrigo,
alimentação e reprodução de muitas espécies, os estuários são considerados verdadeiros criadouros naturais (PRITCHARD 1967).
Esses ambientes constituem um importante elo na ecologia global, uma vez que é através destes ambientes que passa a maior parte da matéria originada da decomposição intempérica dos continentes em direção aos oceanos (SCHETTINI, 2002).
Influência do Ciclo de Maré na Variação dos Parâmetros Físico- Químicos no Estuário do Rio Curuçá, Nordeste Paraense
Mauricio Willians de Lima1, Marcelo Augusto Moreno da Silva Alves1, Maria de Lourdes Souza Santos1, Adriana Melo Ribeiro1, Erika Teixeira Santos1 & Danielle Moura Nunes1
1Universidade Federal Rural da Amazônia - UFRA, Avenida Presidente Tancredo Neves, nº 2501, Bairro: Terra Firme Cep: 66.077-530, Belém-Pará-Brasil.
E-mail: mauricio_willians@hotmail.com
Recebido em: 23/06/2014 - Aceito em 14/01/2015 - Distribuido em: 30/01/2015
RESUMO: A variação dos parâmetros físicos e químicos no ambiente estuarino pode ser atribuído em maior escala a influencia de processos geoquímicos, hidrodinâmicos e principalmente dos sistemas de marés. O presente trabalho objetivou avaliar a influência das marés de quadratura e sizígia na distribuição dos parâmetros físicos e químicos, em períodos sazonais diferentes no estuário do rio Curuçá, nordeste paraense. As variáveis investigadas foram: variação da maré, velocidade das correntes, pH, oxigênio dissolvido, sólidos totais dissolvidos, condutividade elétrica e salinidade. As analises foram feitas na maré de quadratura (período menos chuvoso) e na maré de sizígia (período chuvoso). Os dados de maré foram coletados mediante ao uso de uma régua de nível com 5 m de comprimento, a velocidade das correntes superficiais com auxílio de um Molinete Fluviométrico Weather Metrics (Modelo 2030R) e os parâmetros físico-químicos com uma sonda multiparamétrica marca Hanna (modelo 9828). As maiores amplitudes e velocidade das correntes na maré de sizígia. Os sólidos totais dissolvidos, a condutividade elétrica e a salinidade apresentaram maiores valores na maré de quadratura, enquanto que, o pH e oxigênio dissolvido foram mais elevados na maré de sizígia. O estuário do rio Curuçá demonstrou ser influenciado pelo tipo de maré e estações sazonais com reflexo direto na distribuição dos parâmetros físicos e químicos.
Palavras-chave: Velocidade das correntes, pH, oxigênio dissolvido
Influence of Tidal Cycle Variation in the Physical-Chemical Parameters in Curuçá River Estuary, Pará Northeast
ABSTRACT: The variation of physical and chemical parameters in the estuarine environment can be ascribed to the influence of larger scale geochemical, hydrodynamic and mostly of systems of tidal processes. This study aimed at evaluating the influence of neap tides and spring tides in the distribution of physical and chemical parameters at different seasonal periods in the Curuçá River estuary, northeast of the Pará state. The variables investigated were: variation of tide, current velocity, pH, dissolved oxygen, total dissolved solids, conductivity and salinity. The analyses were made on the neap tide (drought season) and spring tide (rainy season). The tide data were collected through the use of a ruler level with 5 m length, speed of surface currents with the support of a windlass fluviometric Weathermetrics (Model 2030R) and physico-chemical parameters with a multiparametric probe of Hanna brand (model 9828 ). The largest amplitude and speed of currents in spring tide. The total dissolved solids, electrical conductivity and salinity values were higher neap tide, whereas the pH and dissolved oxygen were higher in spring tide. The estuary of the Curuçá river has been shown to be influenced by the tide and seasonal stations with direct impact on the distribution of physical and chemical parameters.
Keywords: Current velocity, pH, dissolved oxygen
Esses compartimentos possuem diversas feições fisiográficas sobre influência diária de processos hidrodinâmicos, geoquímicos e padrões de mistura, associados aos regimes de marés e principalmente às descargas dos rios.
Nos ambientes estuarinos a associação dos efeitos da maré e correntes sobrepõe-se aos movimentos gerados pela descarga fluvial e pelo componente baroclínico da força de gradiente de pressão, fazendo com que os processos de escoamento assumam características bastante complexas. A oscilação natural do nível do mar e as correntes de enchente e vazante são as características mais notáveis dos movimentos da água nestas regiões (MIRANDA et al., 2002), sendo que, alterações dos condicionantes da circulação estuarina podem acarretar mudanças no comportamento de um determinado estuário em relação ao balanço de massa de quantidades escalares (SCHETTINI; PEREIRA; SPILLERE, 2000).
Do ponto de vista químico e biológico os estuários são considerados de extrema importância na produtividade primária, devido às altas concentrações de nutrientes, além de constituírem o habitat natural de aves, mamíferos e peixes, sendo ambientes de desova de muitas espécies de peixes (PEREIRA et al., 2010). Tais fatores refletem a necessidade de estudos relacionados a fatores bióticos e abióticos nesses ambientes para compreensão da dinâmica e identificação de possíveis riscos relacionados à qualidade da água.
O estuário do rio Curuçá é um dos mais importantes do município de Curuçá, formado pelo furo do Muriá e outras microbacias na margem direita e esquerda. Possui grande extensão e fluxo diário de embarcações, com águas banhando o povoado de Curuperé, Vila Ramos, Pacamorema, além de outros na parte mais interna.
Esse estuário é considerado de extrema importância ecológica, além de ser utilizados para diversos outros fins, como: lazer, recreação, circulação e atividades pesqueiras, sendo esta importante atividade de subsistência das comunidades ribeirinhas que se distribuem nesse estuário.
Os poucos estudos relacionados na atuação da marés sobre os parâmetros físico-químicos são ainda mais evidentes, quando comparados com os conhecimentos já existentes para os ecossistemas similares de outras regiões como sul e sudeste do Brasil.
Desta forma o presente estudo objetivou avaliar a influência das marés de quadratura e sizígia na distribuição de parâmetros físicos e químicos, em períodos sazonais diferentes no estuário do rio Curuçá, nordeste do Pará.
Material e Métodos
O município de Curuçá encontra-se nas coordenadas geográficas, 00º 43’ 48” de latitude Sul
e 47º 51’ 06” de longitude a Oeste de Greenwich.
Os limites de Curuçá são: ao Norte com o Oceano Atlântico; a Leste, o município de Marapanim; ao Sul o município de Terra Alta; e a Oeste, o município de São Caetano de Odivelas e São João da Ponta (FIGUEIREDO; FURTADO; CASTRO, 2009).
As características do solo do município de Curuçá são predominantemente de solo latossolo amarelo, textura média, Concrecionário Laterítico 5 e solos indiscriminados de mangue (FURTADO et al., 2003). A cobertura florestal do Município é formado por florestas secundárias, são aquelas resultantes de um processo natural de regeneração da vegetação (FIGUEIREDO; FURTADO; CASTRO, 2009). Seu núcleo urbano tem sua orla voltada para o rio Curuçá, criando um espaço geográfico típico das localidades ribeirinhas da Amazônia, enriquecido por porções litorâneas ocupadas por manguezais (SOUZA, 2010).
O estuário do rio Curuçá é um ambiente dinamizado pelo regime hidrodinâmico da baía de Curuçá e Furo do Muriá, além de microbacias na margem direita e esquerda. Suas águas sofrem também influencia do oceano atlântico, principalmente nos períodos de menor pluviosidade na região.
A coleta dos dados foi realizada no dia 30 de agosto de 2009, na maré de quadratura (período menos chuvoso) e 27 de fevereiro de 2010, na maré de sizígia (período chuvoso). Foram feitas coletas e análises da variação da maré, velocidade das correntes superficiais e parâmetros físico-químicos com auxílio de uma embarcação em um ponto (0º41’44’’S e 47º50’15’’W) do estuário do rio Curuçá (Figura 1).
Figura 1. Mapa de localização do município de Curuçá e do ponto de coleta.
As análises na água foram do tipo sub-superficiais.
Os dados de maré foram coletados mediante ao uso de uma régua de nível com 5 m de comprimento, fixada próximo ao ponto de coleta, realizando-se medições de amplitude da maré em intervalo de 15 minutos, durante um ciclo de maré de 13 horas tanto para maré de quadratura quanto para a sizígia.
Para se verificar o comportamento da velocidade das correntes superficiais foi utilizado um Molinete Fluviométrico Weathermetrics (Modelo 2030R),
que consiste de uma hélice presa a uma haste e um
“conta-giros”, realizando medições em m/s a cada 5 segundos, no intervalo de 1 minuto. Em relação aos parâmetros físico-químicos foram feto análise de pH, oxigênio dissolvido (mg.L-1), sólidos totais dissolvidos (mg.L-1), condutividade elétrica (µs/cm) e salinidade mediante ao uso de uma sonda multiparamétrica marca Hanna (modelo 9828). As análises das correntes e dos parâmetros físico-químicos durante a maré de quadratura forram realizados a cada 3 horas e na maré de sizígia a cada 1 hora, completando um ciclo de 13 horas.
Resultados e Discussões
Baseado na classificação de Davies (1964), o estuário do rio Curuçá possui marés do tipo semidirna, dominada por um regime de meso a macromarés, com amplitude de 2,72 m (variação de 1,98 a 4,70 m), e picos de 0,11 m na enchente e 0,15 m (em 15 min) na vazante na maré de quadratura. Na maré de sizígia a amplitude foi de 4,8 m (variação de 0,76 a 5, 56 m), com picos de 0,42 m na maré enchente e 0,49 m (em 15 min) para maré vazante.
Em relação à velocidade das correntes superficiais, na maré de quadratura (Figura 2a), foi verificada a menor velocidade no estofo da preamar (0,12 m/s) e maior para a maré enchente (0,42 m/s), enquanto que, na sizígia (Figura 2b) foi menor no
estofo da preamar (0,05 m/s) e maior durante a maré vazante (0,74 m/s).
Os valores mais elevados da velocidade da corrente na enchente e vazante para a maré de quadratura e sizígia demonstram que houve uma dominância dessas correntes (vazante e enchente) área estudada, sendo que estas são fortemente influenciadas pelas correntes de marés.
Schettini e Miranda (2010) também relataram a dominância das correntes de vazante em condições de maré de sizígia. Geralmente os estuários dominados pela maré vazante atuam principalmente como exportadores de sedimento para o ambiente costeiro (DYER, 1995; FRENCH, 1997).
O sistema de circulação e mistura nos estuários são geralmente originados por três forçantes: a descarga de água doce continental, as correntes de marés e a transferência de momentum. Essas correntes atuam durante todo o ano, sendo sua indução pelo fluxos dos rios são restritas às regiões estuarinas, com fatores climáticos afetando a quantidade e a sazonalidade da descarga (INGMANSON; WALLACE, 1995).
Com relação aos parâmetros físico-químicos, na maré de quadratura (Figura 3a) foram verificados maiores valores de pH na vazante e menores na enchente, com variação entre 7,84 e 8,03, entretanto constatou-se que os valores mais elevados ocorreram na maré de sizígia (Figura 3b), com oscilações de 8,37 a 9,16, com maiores valores na enchente, próximo ao estofo da preamar e menores próximos a baixa-mar.
Figura 2. Variação das correntes superficiais durante (A) a maré de quadratura e (B) maré de sizígia no estuário do rio Curuçá.
Figura 3. Variação de pH durante (A) a maré de quadratura e (B) maré de sizígia no estuário do rio Curuçá.
De acordo com Esteves (1988), o pH pode ser considerado uma das variáveis ambientais mais importantes e complexas de se interpretar, devido ao grande número de fatores que podem influenciá-lo.
Em geral, nas águas naturais, o pH é alterado pelas concentrações de íons H+ originados da dissociação do ácido carbônico, que gera valores baixos de pH e das reações de íons de carbonato e bicarbonato com a molécula de água, que elevam os valores de pH para a faixa alcalina.
Os valores de pH são influenciados pelos ciclos de marés e taxas de fotossíntese e/ou respiração, entretanto a capacidade de neutralização existente no ecossistema aquático devido ao efeito buffer (tampão) impede que ocorram amplas variações do pH, e os valores máximos são obtidos nas áreas de maior influência salina (MACÊDO; FLORES-MONTES;
LINS, 2000).
No entanto, no estuário do rio Curuçá houve padrão de distribuição inverso, com maiores valores de pH (9,16) ocorrendo na mare de menor salinidade (sizígia) e menores valores para a maré de maior salinidade (quadratura).
É válido ressaltar que muitas bactérias são sensíveis às variações além dos limites de 6,0 e 9,0, sendo que a fotossíntese pode ser reduzida com a acentuada elevação do pH. Logo, este influencia a vida aquática (PEREIRA, 2006). Dessa forma, os valores verificados na maré sizígia podem representar risco para algumas espécies sensíveis aos altos valores de pH, visto que esta fora da faixa de tolerância para maioria das espécies (6 a 9).
Para o oxigênio dissolvido foi encontrado concentrações de 4,04 a 4,25 mg.L-1 na maré de quadratura (Figura 4a), com maiores concentrações ocorrendo durante a vazante. Na maré de sizígia (Figura 4b), as concentrações foram de 4,41 a 4,96 mg.L-1, com maiores picos na enchente.
O oxigênio dissolvido não apresentou grandes variações, contudo, durante a enchente e a vazante das marés de quadratura e sizígia foi observado as maiores concentrações de oxigênio dissolvido, podendo ser atribuído a ação da velocidade e intensidade das correntes de maré nesse período e, sua baixa concentração pode estar relacionada
com a diminuição da velocidade das correntes na baixa mar e preamar. Schettini, Pereira e Spillere (2000) também detectaram menores concentrações de oxigênio dissolvido no período de maré baixa e maiores concentrações com o aumento do nível da maré e da salinidade.
Segundo Macêdo et al. (2000) as maiores concentrações de oxigênio dissolvido são obtidos nas áreas de maior influência salina, influenciados pelos ciclos de marés, taxas de fotossíntese e respiração. Assim como verificado para o pH, o oxigênio dissolvido apresentou padrão inverso quanto a influência da salinidade, ou seja, na maré de maior salinidade (quadratura) ocorreram as menores concentrações de oxigênio dissolvido.
As águas com baixos teores de oxigênio dissolvido indicam presença de sólidos, pois a decomposição da matéria orgânica pelas bactérias aeróbias é acompanhada pelo consumo do oxigênio dissolvido da água (VASCONCELOS; SOUZA, 2011).
Na maré de quadratura (Figura 5a) foram verificados maiores valores de sólidos totais dissolvidos na enchente e menores na vazante, com variação entre 23494 e 23151 mg.L-1, e na maré de sizígia (Figura 5b) com oscilações de 12793 a 15341 mg.L-1, com maiores valores na enchente, próximo ao estofo da preamar e menores próximos a baixa-mar.
Constatou-se que os maiores valores de sólidos totais dissolvidos ocorreram na maré de quadratura, podendo estar relacionados ao período de menor influência pluviométrica, enquanto que, na maré sizígia apresentaram os menores valores e maiores índices pluviométricos. Portanto, os valores encontrados podem estar sobre influência da sazonalidade e os efeitos de maré. Segundo Alves et al. (2012) os sólidos totais dissolvidos são influenciados pela transparência da coluna de água e sua ressuspensão esta relacionada à ação das marés.
Santos et al. (2008) e Alves et al. (2012) também verificaram maiores concentrações de sólidos totais dissolvidos nos períodos de menor pluviosidade (julho a dezembro) nas águas da baía do Marajó e, em Cachoeira do Arari (PA), respectivamente. Vasco et al. (2010) detectaram valores inferiores (927,48
Figura 4. Variação de oxigênio dissolvido durante (A) a maré de quadratura e (B) maré de sizígia no estuário do rio
mg.L-1 a 741,58 mg.L-1) na bacia do rio Vaza Barris, sendo atribuídos a processos de erosão, lixiviação e lançamento de efluentes municipais.
Para condutividade elétrica na maré de quadratura (Figura 6a) verificou-se maiores valores na vazante e menores na enchente, com variação entre 46987 e 40303, constatou-se que os valores mais elevados ocorreram na maré de quadratura.
Para a maré de sizígia (Figura 6b) encontrou-se com oscilações de 30682 a 25589, com maiores valores na enchente, próximo ao estofo da preamar e menores próximos a baixa-mar.
Os valores obtidos, tanto na maré de quadratura quanto na maré de sizígia foram mais elevados durante
a preamar. O aumento da condutividade nesse período pode ser atribuído à entrada de águas costeiras, com consideráveis quantidades de íons dissolvidos na água.
Outro fator relevante foi a influencia da sazonalidade, refletido nos maiores valores encontrados na maré de quadratura (menos chuvoso) e menores na sizígia (mais chuvoso).
A concentração de eletrólitos determina a capacidade da água em conduzir uma corrente elétrica através de íons dissociados (SCHÄFER, 1985) e condutividade elétrica é a capacidade da solução conduzir a corrente elétrica (PEREIRA, 2006). Em regiões tropicais, os valores de condutividade nos ambientes aquáticos estão mais relacionados com
as características geoquímicas e com as condições climáticas (estação de seca e de chuva) da região onde se localizam (ESTEVES, 1998).
Portanto, os maiores valores de condutividade elétrica na área estudada são reflexo tanto das águas salinas originadas da região costeira como da sazonalidade, visivelmente notado na maré de quadratura, visto que, esse período apresentava menor influencia de chuvas (período menos chuvoso).
Melo et al. (2002) detectaram no rio formoso valores variando de 19 μS/cm na maré vazante a 4000 μS/cm na maré enchente, indicando que houve um aumento da condutividade com a aproximação das
águas do estuário, principalmente na maré enchente.
A variação da salinidade na maré de quadratura (Figura 7a) foi de 29,92 a 30,42, observando-se maiores valores na enchente e menores na vazante.
Na maré de sizígia (Figura 7b) as oscilações de salinidade foram de 15,49 a 18,94, com maiores valores na enchente, entretanto, não houve grandes variações durante o período analisado.
O comportamento da salinidade durante os períodos analisados apresentou diferenças significativas entre os tipos de marés, sendo atribuídas a variação do sistema de maré e a influência oceânica durante a enchente, justificando seus maiores Figura 5. Variação de sólidos totais dissolvidos durante (A) a maré de quadratura e (B) maré de sizígia no estuário do rio Curuçá.
Figura 6. Variação de condutividade elétrica durante (A) a maré de quadratura e (B) maré de sizígia no estuário do rio Curuçá.
valores, ou seja, os valores foram influenciados pelo deslocamento das águas costeiras rumo ao estuário durante a enchente das marés, aumentando a salinidade.
A sazonalidade também foi um fator preponderante que influenciou diretamente a salinidade tanto na maré de quadratura (menor pluviosidade) quanto na maré de sizígia (maior pluviosidade).
A influência e importância que a precipitação pluviométrica exerce sobre parâmetros físicos- químicos-biológicos no ambiente aquático, são relatados desde a década de 50 (STEEMANN- NIELSEN; AABYE, 1957). A salinidade é um importante parâmetro afetado principalmente pelos fatores climatológicos e a grande influência da maré (PHLIPS; BADYLAK; GROSSKOPF, 2002).
Sua estabilidade e variação afetam diretamente o crescimento, desenvolvimento e a fisiologia dos organismos (SMAYDA, 1983).
Em regiões estuarinas as variações sazonais de salinidade são bem evidenciadas, sendo registrados os valores mais elevados nos meses de menor pluviosidade (MACÊDO; MUNIZ; FLORES- MONTES, 2004) e com menores valores ocorrendo nos níveis de maré baixa (PEREIRA et al., 2010), conforme foi constatado no presente estudo.
Conclusões
O estuário do rio Curuçá demonstra ser influenciado pelo ciclo, tipo de maré e sazonalidade com reflexo direto na distribuição dos parâmetros físicos e químicos. As marés nesse estuário são caracterizadas como do tipo semidiurna, dominada por regime de Meso a Macromarés, com maiores amplitudes e velocidade das correntes na maré de sizígia, ocorrendo ainda, dominância das correntes de vazante e enchente para ambas as marés estudadas.
Em relação aos parâmetros físico-químicos o pH e os sólidos totais dissolvidos mostraram-se influenciados pela sazonalidade e pelo tipo de maré, enquanto que, o oxigênio dissolvido mostrou ser dinamizado pelas correntes de vazante e enchente, tanto na maré de quadratura quanto na de sizígia. A entrada das águas costeiras no estuário do rio Curuçá,
principalmente na estação de menor pluviosidade foram as responsáveis pelo aumento da condutividade elétrica e da salinidade. Desta forma, o tipo de maré e período sazonal mostram ser fatores fundamentais para compreensão da variação dos parâmetros físicos e químicos no estuário estudado.
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