Monitorização da Qualidade da Água do Rio Antuã
Mário A. CERQUEIRA
Prof. Auxiliar, Departamento de Ambiente e Ordenamento, Universidade de Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal, +351234370200, cerqueira@dao.ua.pt
Filipa P. MAGALHÃES
Bolseira de Investigação, Departamento de Ambiente e Ordenamento, Universidade de Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal, +351234370200, fmagalhaes@dao.ua.pt
José F. SILVA
Prof. Auxiliar, Departamento de Ambiente e Ordenamento, Universidade de Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal, +351234370200, tel:+351234370200, jfs@dao.ua.pt
RESUMO
O presente estudo teve como finalidade a avaliação da qualidade da água superficial da bacia hidrográfica do rio Antuã. Nesse sentido, seleccionaram-se 11 estações de colheita, que foram visitadas em Junho e Julho de 2005, para a determinação de parâmetros físicos e químicos, nomeadamente: temperatura, condutividade, pH, sólidos suspensos totais, oxigénio dissolvido, carência bioquímica de oxigénio, azoto amoniacal, azoto de Kjeldahl, nitrato e fósforo total. Os resultados obtidos mostraram uma degradação expressiva da qualidade da água numa secção do Rio Antuã situada a jusante de São João da Madeira e numa ribeira que atravessa o mesmo município, tendo-se registado teores máximos de 36 mg.dm-3 para o CBO5, 19 mg.dm-3 para o azoto amoniacal, 29 mg.dm-3 para o azoto Kjeldahl e 3.7 mg.dm-3 para o fósforo total. Estes máximos, que não respeitaram os requisitos de qualidade mínima para águas superficiais impostos pela legislação nacional, foram associados a descargas de efluentes não tratados com origem doméstica, industrial e pecuária. Em ambas as campanhas foi possível notar uma melhoria sensível da qualidade da água na secção de jusante do rio, o que parece demonstrar a sua elevada capacidade auto-depuradora.
1 - INTRODUÇÃO
Na Europa, a percentagem da população com acesso a sistemas de saneamento básico tem registado um aumento regular desde meados dos anos 80. Nos países do centro e norte do continente praticamente toda a população se encontra já servida por tratamento de águas residuais – na sua grande maioria a um nível terciário –, o que contribuiu para um decréscimo da pressão humana sobre os recursos hídricos e se traduziu numa diminuição das cargas de matéria orgânica e de nutrientes transportadas pelos rios (Andersen, 2005; Nixon et al., 2003). Nos países do sul da Europa, entre os quais Portugal, o quadro é bem menos favorável. Duas décadas depois da entrada do nosso país na então designada Comunidade Económica Europeia, e não obstante as generosas transferências de fundos destinados a investimentos na área do saneamento básico que desde então ocorreram, a percentagem da população residente servida por sistemas de tratamento de águas residuais é ainda da ordem de 60% (INE, 2005). Este dado impede-nos de cumprir os prazos estabelecidos pela directiva europeia sobre o tratamento das águas residuais urbanas (91/271/EEC), transpostos para a ordem jurídica interna através do Decreto-Lei nº152/97 de 19 de Junho, e deixa-nos entre os estados membros da União Europeia a 15 com mais baixos níveis de atendimento à população (EEA, 2005). A gravidade da situação é acrescida pelo facto de uma parte significativa dos sistemas de tratamento construídos nas últimas décadas apresentar sérias deficiências de funcionamento, devido, entre outros aspectos, a erros de concepção, à falta de pessoal qualificado para os manter, e à escassez de verbas destinadas a acções de manutenção. Perante estas fragilidades dos sistemas de saneamento, não surpreende que os recursos hídricos em Portugal continuem a revelar sinais de degradação, como o demonstram alguns estudos recentes sobre a qualidade de águas interiores (Cerqueira et al., 2005; Ferreira et al., 2004; Silva et al., 2002).
A bacia hidrográfica do rio Antuã situa-se no Centro-Norte de Portugal Continental, numa região de grande densidade populacional e de forte dinamismo económico e empresarial, factores que por estarem associados a diversas carências ao nível do saneamento de águas residuais domésticas, industriais e pecuárias, concorrem para uma elevada pressão sobre os recursos hídricos daquela bacia. É neste quadro que se insere o presente estudo, o qual teve como principal objectivo identificar as causas de degradação da qualidade da água superficial do rio Antuã através da monitorização de parâmetros físico-químicos num conjunto de locais representativos da rede hidrográfica deste rio. 2 - PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
2.1 Área de estudo e locais de amostragem
O rio Antuã nasce a uma altitude aproximada de 400 m, no Monte Alto, localidade de Romariz, concelho de Santa Maria da Feira, estende-se por cerca de 38 km e desagua no centro da Ria de Aveiro, na zona do Largo do Laranjo, concelho de Estarreja. A bacia hidrográfica correspondente, uma das sub-bacias do rio Vouga, com uma área de cerca de 149 km2, apresenta uma orientação dominante no sentido N-S desde a nascente até ao lugar da Minhoteira, a partir de onde inflecte para W-SW em direcção a Estarreja. Para além dos municípios citados, a bacia abrange ainda, em extensão variável, os concelhos de Albergaria-a-Velha, Arouca, São João da Madeira, Oliveira de Azeméis e Vale de Cambra. O concelho de Oliveira de Azeméis, com cerca de 61% da sua área dentro da bacia, ocupa uma posição central de destaque enquanto os restantes se dispõem perifericamente em relação àquele; o concelho de São João da Madeira, com apenas 8 km2 de área, insere-se quase integralmente na bacia; enquanto os restantes fazem-se representar por lugares de um número reduzido de freguesias.
O rio Antuã tem como principais afluentes da margem esquerda, de montante para jusante, a ribeira do Pintor (que desagua a sul de São João da Madeira), a ribeira do Cercal (que desagua próximo de Cucujães) e o rio Ínsua (que desagua nas imediações de Ul). Na margem direita tem como
principal afluente a ribeira de Arrifana, que drena São João da Madeira e que também conflui com o Antuã na localidade de Cucujães.
O regime do rio Antuã reflecte o ritmo anual do clima, caracterizado pela alternância entre um estio ‘mediterrâneo’, quente e seco, e um Inverno ‘atlântico’, fresco e chuvoso. Segundo os registos hidrométricos efectuados na ponte da Minhoteira, entre 1977 e 1989 (SNIRH, 2005), o caudal médio do rio neste local é de 4 m3.s-1, variando a média mensal entre um mínimo de 0.6 m3.s-1 em Agosto e um máximo de 10 m3.s-1 em Fevereiro.
Geologicamente, na bacia do rio Antuã é possível distinguir uma vasta zona interior, que se estende da nascente até Beduído, formada maioritariamente por xistos e granitos, e uma estreita zona litoral, desde aquela localidade até à foz, onde predominam os aluviões modernos. Segundo o levantamento efectuado por Moreno (2000), a utilização dos solos na bacia do Antuã é a seguinte: 46% da área total é ocupada por terrenos agrícolas, a maior parte dos quais de dimensões reduzidas, onde dominam as culturas do milho, feijão, batata e forrageiras; as áreas florestais correspondem a 45% do total, sendo dominadas pelo pinheiro-bravo (Pinus pinaster) e o eucalipto (Eucalyptus globulus); a área restante é ocupada maioritariamente por zonas urbanas e industriais que se distribuem no espaço de um modo desordenado, fruto de um crescimento económico acelerado e de um planeamento territorial insuficiente.
A população residente no interior da bacia do Antuã é cerca de 105000 habitantes – o que corresponde a uma densidade populacional de 705 habitantes.km-2 –, grande parte dos quais se concentra nos núcleos urbanos de São João da Madeira e Oliveira de Azeméis (INE, 2002). No conjunto dos concelhos representados nesta bacia a população servida por sistemas de drenagem de águas residuais é inferior a 40%, enquanto os níveis de atendimento da população com sistemas de tratamento de águas residuais variam entre 22% em Oliveira de Azeméis e 100% em São João da Madeira (INE, 2003a,b). Em toda a bacia existe uma única ETAR em funcionamento, a do Salgueiro, situada na freguesia de Santiago de Riba-Ul, cujos efluentes têm como destino final as águas do Antuã. A ETAR de Estarreja foi recentemente desactivada, passando as águas residuais drenadas neste concelho a ser encaminhadas para o sistema multimunicipal de saneamento da ria de Aveiro.
A actividade industrial dentro dos limites da bacia é densa e diversificada, predominando as unidades de pequena e média dimensão, pertencentes maioritariamente aos sectores do calçado, metalúrgico, metalomecânico, têxtil e agroalimentar. Não obstante a escassez de informação, os dados disponíveis sugerem que a situação do saneamento ao nível industrial é ainda mais precária do que a descrita para o sector doméstico (Moreno, 2000).
Na bacia do Antuã tem grande expressão a actividade pecuária, em especial no que se refere à criação de bovinos para fins leiteiros. A maioria das explorações possui um número reduzido de cabeças de gado, pelo que a criação é feita em regime não intensivo.
As onze estações de amostragem escolhidas para a realização deste estudo encontram-se assinaladas na figura 1. A sua selecção pretendeu, por um lado, identificar situações críticas de degradação da qualidade da água em resultado das actividades poluentes desenvolvidas na bacia, e, por outro lado, avaliar a capacidade de recuperação do rio Antuã antes de desaguar na ria de Aveiro. A escolha dos locais de colheita 1 e 7 teve ainda como finalidade a caracterização das condições de base dos dois principais cursos de água da bacia do Antuã.
A designação de cada uma das estações e a sua localização exacta na bacia é a seguinte: 1 - Milheirós de Poiares: na ponte sobre o rio Antuã, a uma pequena distância da nascente;
2 - São João da Madeira: na ponte sobre o rio Antuã, a sudoeste do núcleo urbano e a jusante da zona industrial nascente da cidade;
3 - Samil: na ponte sobre a ribeira do Pintor, antes da confluência com o rio Antuã;
4 - Faria de Cima: no pontão sobre a ribeira de Arrifana, a jusante do núcleo urbano e da zona industrial sul de São João da Madeira;
5 - Ferral: na ponte da EN 327-1 sobre o rio Antuã, a montante da ETAR do Salgueiro; 6 - Aguincheira: na ponte sobre o rio Antuã, a jusante da ETAR do Salgueiro;
7 - Vilar: na ponte sobre o rio Ínsua;
8 - Salgueirinha: na ponte da EN 224 sobre o rio Antuã;
9 - Ul: na Ponte do Crasto, sobre o rio Ínsua, antes da confluência com o rio Antuã; 10 - Minhoteira: na ponte sobre o rio Antuã;
11 - Estarreja: na Ponte Velha, sobre o rio Antuã. 2.2 Colheita e análise de amostras
As campanhas de amostragem decorreram nos dias 26 de Junho e 23 de Julho de 2005. Em cada um dos locais seleccionados efectuou-se a colheita de uma amostra dos primeiros 20 cm da coluna de água com o auxílio de um frasco de polietileno previamente enxaguado com a água desse local. A temperatura e o teor de oxigénio dissolvido foram quantificados de imediato com um medidor portátil de oxigénio dissolvido equipado com um sensor de temperatura e um eléctrodo de membrana. A condutividade foi medida por electrometria com um condutivímetro dotado de uma célula de grafite com uma constante de 0.475 cm-1. As amostras colhidas nos diferentes locais foram transferidas para frascos de polietileno com 2.5 dm3 de capacidade, anteriormente lavados com uma solução ácida, a que se seguiu o transporte para o laboratório, dando-se início, num prazo de 6h após a colheita, ao processamento para as determinações de pH, sólidos suspensos totais e carência bioquímica de oxigénio. Procedeu-se ainda à conservação de alíquotas das amostras iniciais para a determinação posterior dos teores de azoto amoniacal, azoto de Kjeldhal, nitrato e fósforo total.
O pH foi determinado por electrometria através de um medidor de pH dispondo de um eléctrodo combinado e um sensor de temperatura. Os sólidos suspensos totais foram quantificados por gravimetria após filtração de um volume adequado de amostra através de um filtro de fibra-de-vidro e secagem a 105 ºC. O CBO5 foi determinado por quantificação do oxigénio dissolvido antes e após cinco dias de incubação a 20 ºC e ao abrigo da luz. O azoto amoniacal foi estimado por destilação seguida da medição do ião amónio pelo método colorimétrico do azul de indofenol. Para o azoto de
Kjeldhal foi usado o mesmo procedimento, mas antecedido de uma digestão segundo o método de Kjeldhal. O nitrato foi quantificado por cromatografia iónica com supressão. Por sua vez, o fósforo total foi determinado por digestão ácida (H2SO4 + HNO3) e subsequente medição do ortofosfato pelo método colorimétrico do ácido ascórbico. A descrição pormenorizada dos procedimentos empregues na análise das amostras encontra-se em APHA (1995).
3 - RESULTADOS E DISCUSSÃO
Na figura 2 mostra-se a distribuição dos parâmetros monitorizados em cada um dos locais seleccionados para a caracterização da qualidade da água da bacia do rio Antuã.
Figura 2 - Variação espacial dos parâmetros de qualidade da água monitorizados na bacia hidrográfica do rio Antuã. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 T emper atur a ( ºC ) 0 5 10 15 20 25 30 35 Junho Julho 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 C ondu ti v idade ( μS. c m -1) 0 200 400 600 800 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 pH 0 2 4 6 8 10 12 14 Local de amostragem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 O x igéni o di s s ol v ido ( % ) 0 20 40 60 80 100 120 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 CB O5 ( m g.dm -3 ) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Junho Julho 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 S S T ( m g.dm -3 ) 0 5 10 15 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 N K jel dahl ( m g.dm -3) 0 10 20 30 40 Local de amostragem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 F ó s for o total ( m g.dm -3 ) 0 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 N itr ato ( m g.dm -3 ) 0 10 20 30 40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 N a m oni ac al ( m g.dm -3) 0 5 10 15 20
Os registos da temperatura da água superficial reflectem maioritariamente as variações da altitude dos locais e a época do ano em que foram feitas as medições. Efectivamente, a temperatura variou entre 15.8 ºC e 20.9 ºC na campanha de Junho e entre 16.6 ºC e 21.9 ºC na campanha de Julho, verificando-se que em qualquer dos períodos de amostragem os valores mínimos ocorreram nos locais mais próximos da nascente dos rios Antuã e Ínsua enquanto os máximos ocorreram em Estarreja, já nas proximidades da foz do rio Antuã.
A condutividade aumentou de Junho para Julho em todas as estações de amostragem, facto que traduz um aumento do teor de sólidos solúveis em resultado da menor quantidade de água escoada pelo sistema hídrico. Os mínimos de condutividade foram observados em Milheirós de Poiares e em Vilar (estações 1 e 7), traduzindo a proximidade dos locais à nascente dos rios Antuã e Ínsua, respectivamente, e o impacto ainda reduzido de fontes poluentes. Quanto aos valores máximos de condutividade, ocorreram nas duas estações do rio Antuã situadas imediatamente a jusante da ETAR do Salgueiro (estações 6 e 8) e na estação de amostragem da ribeira de Arrifana (estação 4). Na estação 10, após a junção do rio Ínsua, observou-se uma condutividade inferior à da estação 8, reflectindo a diluição correspondente ao caudal do rio Ínsua, que assim se revela ser de magnitude igual ao do rio Antuã.
As medições de pH não indiciaram qualquer situação anómala. Os valores obtidos mostraram uma reduzida variabilidade espacial e temporal, com a grande maioria das amostras a apresentar valores próximos da neutralidade.
No que se refere aos SST, os níveis mais baixos foram registados nas estações 1 e 7, situadas nas secções de montante dos Rios Antuã e Ínsua, e ainda na estação 5. Do conjunto das medições destacaram-se os teores registados nas estações 6 e 8, em Junho, com níveis de SST cerca de 15 vezes superiores aos observados na estação situada imediatamente a montante da ETAR do Salgueiro.
Da análise da figura 2, verifica-se que, na maior parte dos locais de amostragem, as águas superficiais da bacia hidrográfica do Rio Antuã se encontravam bem oxigenadas. As excepções corresponderam às estações de amostragem 4, na ribeira de Arrifana, e 6 e 8, no Rio Antuã, onde se registaram percentagens de saturação de oxigénio quase sempre inferiores a 50%, não respeitando os objectivos de qualidade mínima para as águas superficiais estabelecidos pela legislação nacional (Decreto-Lei nº 236/98). Os registos destas estações traduzem a ocorrência de concentrações elevadas de matéria orgânica na água, conforme se comprova pelas medições de CBO5, que mostraram para o conjunto dos três locais níveis compreendidos entre 17 e 36 mg.dm-3, muito acima dos 5 mg.dm-3 impostos pelo mesmo diploma legal. No caso da ribeira de Arrifana, a presença de matéria orgânica poderá estar associada a descargas de águas residuais domésticas com origem no núcleo urbano de São João da Madeira ou a descargas de efluentes provenientes da zona industrial sul do mesmo município. Já no que se refere ao rio Antuã, os níveis elevados de matéria orgânica estão, muito provavelmente, associados a deficientes condições de funcionamento da ETAR do Salgueiro. Todavia, sabe-se que são feitas outras descargas de águas residuais, provavelmente de origem pecuária, num troço do rio compreendido entre as freguesias de Santiago de Riba-Ul e Ul, e por isso não foram evidentes tendências para um decréscimo de CBO5 quando se transitou da estação de amostragem 6 para a 8. A qualidade da água melhorou consideravelmente nas duas últimas estações (10 e 11), o que em parte se explica pelo efeito de diluição provocado pela confluência das águas do rio Ínsua, caracterizadas por uma carga orgânica mais baixa (CBO5 < 5 mg.dm-3), com as águas do rio Antuã.
O teor de azoto amoniacal assumiu os valores mais elevados nas estações de amostragem 4, 6 e 8, em ambas as campanhas, tendo-se situado entre 7 e 18 mg.dm-3, ou seja, bem acima do valor máximo admissível de 1 mg.dm-3 fixado pelo Decreto-Lei nº 236/98. Nestas estações também se registaram os máximos de azoto Kjeldhal, variando entre 10 e 29 mg.dm-3 (máximo legal de 2 mg.dm-3).
Por outro lado, ambos os parâmetros apresentaram teores mínimos em Milheirós de Poiares, na ribeira do Pintor e nas duas estações do rio Ínsua. Tendo em linha de conta a distribuição espacial destas duas formas de azoto e as indicações de qualidade sanitária de uma água que lhes estão associadas, parece confirmar-se a ocorrência de uma contaminação recente das águas da ribeira de Arrifana e do rio Antuã com efluentes de origem doméstica.
Por sua vez, o nitrato apresenta um padrão de variação espacial muito diferente do exibido pelos demais parâmetros azotados. Neste caso, as estações 4, 6 e 8 fazem agora parte do conjunto de locais onde os níveis medidos foram mais baixos. Estes resultados, associados à ocorrência de máximos de nitrato nas estações 10 e 11, locais onde se verificou um decréscimo acentuado do amoniacal e N-Kjeldhal, mostram que as formas de azoto reduzido sofrem uma oxidação gradual à medida que as águas do Antuã se dirigem para a foz. Contudo, verifica-se que só parte do N-Kjeldhal se vai acumular na forma de nitrato. Cerca de 2/3 do azoto reduzido é removido da água, indicando a importância da volatilização de NH3 e da desnitrificação.
No que se refere ao fósforo total, constatou-se que as águas da ribeira de Arrifana e do troço do rio Antuã situado a jusante de Santiago de Riba-Ul apresentaram concentrações próximas ou superiores a 1 mg.dm-3 (o valor máximo admissível estabelecido como objectivo de qualidade mínima pelo Decreto-Lei nº 236/98), estando muito provavelmente associadas às já referidas descargas de águas residuais a sul de São João da Madeira. Quanto às concentrações mínimas, ocorreram em Milheirós de Poiares e nos cursos de água da margem esquerda do Antuã (ribeira do Pintor e rio Ínsua).
4 - CONCLUSÕES
As campanhas de monitorização realizadas no âmbito do presente estudo mostraram problemas sérios de poluição hídrica na bacia do rio Antuã. As situações mais críticas foram identificadas na ribeira de Arrifana e num troço do rio Antuã compreendido entre Santiago de Riba-Ul e Ul, onde se registaram valores de oxigénio dissolvido, CBO5, N-amoniacal, N-Kjeldhal e fósforo total que não respeitaram os objectivos de qualidade mínima para as águas superficiais estabelecidos pela legislação nacional. A primeira situação admite-se que esteja relacionada com descargas de águas residuais não tratadas provenientes de áreas urbanas e industriais de São João da Madeira. A segunda situação terá resultado de um funcionamento inadequado da ETAR do Salgueiro, dado que se observaram diferenças significativas das características da água entre os locais de amostragem situados imediatamente a montante e a jusante daquela infraestrutura, e também de descargas não controladas de águas residuais, possivelmente de origem pecuária. Não obstante a dimensão dos problemas de poluição detectados em alguns trechos da rede hidrográfica, foi possível notar uma melhoria significativa da qualidade da água no percurso final do rio Antuã, com a generalidade dos parâmetros, à excepção do nitrato, a evoluirem no sentido de uma aproximação a valores normais, o que parece demonstrar que este rio apresenta uma elevada capacidade auto-depuradora.
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