AvaliaçÃo da carga poluente no reservatório do rio iraí – região metropolitana de curitiba – pr instituição



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AVALIAÇÃO DA CARGA POLUENTE NO RESERVATÓRIO DO RIO IRAÍ – REGIÃO METROPOLITANA DE CURITIBA – PR
Instituição: Pontifícia Universidade Católica do Paraná – PUCPR Tel: (41) 330-1647

Equipe Técnica: 1. Harry A. Bollmann – Coordenador bollmann@rla01.pucpr.br

2. Edna B. S. Toledo – Química edna@rla1e.pucpr.br

3. Jefferson P. Cunha – Téc. Laboratório csnych@rla13.pucpr.br

4. Adenilson de Ornellas – Téc. Laboratório adenilson@hotmail.com

5. Viviane Fogaça – Bolsista DTI/RHAE vifog@ig.com.br

6. Guilherme Samways – Estagiário PUCPR guisamways@hotmail.com

7. Soraya M. Freire – Estagiária PUCPR soraiamarcela@hotmail.com

8. Fabiano K. Ozório – Estagiário PUCPR kiyoxhisan@brturbo.com.br
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  1. Engenheiro Civil formado pela PUCPR em 1984, Mestre em Engenharia (Hidráulica e Saneamento) pela Escola de Engenharia de São Carlos da USP em 1987, Doutorando em Engenharia de Recursos hídricos e Saneamento Ambiental pelo Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Professor dos Cursos de Engenharia Civil e Engenharia Ambiental da Pontifícia Universidade Católica do Paraná;




  1. Graduada em Química pela Faculdade de Ciências e Letras de São Bernardo do Campo em 1986, Especialista em MBA – Sistemas de Gestão Ambiental pela Pontifícia Universidade Católica do Paraná em 2002. Professora do Curso de Engenharia Ambiental da Pontifícia Universidade Católica do Paraná;




  1. Técnico em Saneamento pelo CETSAN/SENAI em 1993, Graduado em Química Industrial pela PUCPR em 2002. Técnico do Laboratório de Análises Ambientais do Curso de Engenharia Ambiental da Pontifícia Universidade Católica do Paraná;




  1. Técnico em Saneamento pelo CETSAN/SENAI em 1993, Acadêmico do Terceiro Ano do Curso de Engenharia Ambiental da PUCPR. Técnico do Laboratório de Análises Ambientais do Curso de Engenharia Ambiental da Pontifícia Universidade Católica do Paraná;




  1. Engenheira Química pela PUCPR em, Especialista em Engenharia e Gestão Ambiental;




  1. Acadêmico do Terceiro Ano do Curso de Engenharia Ambiental da PUCPR;




  1. Acadêmica do Terceiro Ano do Curso de Engenharia Ambiental da PUCPR;




  1. Acadêmico do Primeiro Ano do Curso de Engenharia Ambiental da PUCPR;
  1. Objetivos


O objetivo geral do projeto é o levantamento do aporte de macro-nutrientes (Demanda Biológica de Oxigênio, Demanda Química de Oxigênio, Nitrogênio e Fósforo) afluentes ao reservatório do Irai, a partir dos seus tributários principais (Rio Canguiri, Rio Timbu, Rio Cerrado e Rio Curralinho).

Como objetivos específicos, podem ser ainda relacionados:



  • Levantamento de parâmetros que permitam estimar a carga de nutrientes de cada um dos tributários ao reservatório;

  • Estimativa do balanço de macro-nutrientes com as informações de carga aportada ao reservatório, carga efluente e concentração média no reservatório;

  • Estimativa do percentual das contribuições pontuais e não pontuais (difusas) da carga de macro-nutrientes total.
  1. Justificativa


A justificativa para a execução deste estudo baseia-se na observação de que o processo de eutrofização em reservatórios, com o aparecimento de intensas florações de algas é conseqüência da relação entre vários fatores de natureza antrópica, climatológica, hidrológica, morfológica, físico-química e biológica que ocorrem não só no reservatório mas também no âmbito da bacia hidrográfica. Dentre estes fatores, a disponibilidade de macro-nutrientes tem sido apontada como chave para deflagrar este processo.

Nos reservatórios do Altíssimo Iguaçú (Região Metropolitana de Curitiba), apresentam-se condições favoráveis à ocorrência de florações de algas com a conseqüente degradação da qualidade das sua águas, quer pela conjunção de fatores naturais, quer pelo enriquecimento das águas através da contribuição de macro-nutrientes essenciais pelos rios tributários. Do ponto de vista da disponibilidade destes elementos, a estimativa da carga de nutrientes aportado nos reservatórios permite o gerenciamento de ações prioritárias para o controle do Fósforo, que é o macro-nutriente limitante ao crescimento das algas.





Figura 1 – Vista da Ocupação Urbana Próxima ao Reservatório do Irai

  1. Material e Métodos

As atividades relacionadas à coleta das amostras de água nos rios tributários e no reservatório do Irai envolvem os seguintes materiais e equipamentos:



  • Coleta, preservação, transporte e determinação laboratorial de amostras de água dos rios e reservatório usando equipamentos, reagentes e vidrarias adequados aos procedimentos estabelecidos no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 19 Edição American Public Health Association, Washington D.C. USA, 1995;

  • Bases de dados IBGE com a contagem populacional, compreendendo os Setores censitários do Ano de 2000 associados à Bacia Hidrográfica do Rio Irai dentro dos municípios de Piraquara, Pinhais, Quatro Barras e Colombo;

  • Mapa plani-altimétrico da área da Bacia Hidrográfica do Iraí;




Figura 2 – Pontos Amostrais






Figura 3 – Coleta de Amostras no

Reservatório do Iraí


  • Imagem de Satélite SPOT com resolução 10 x 10 metros da Região Metropolitana de Curitiba;

Os pontos amostrais selecionados para estimar a carga afluente de macro-nutrientes nos principais tributários do reservatório do Irai (Rio Canguiri, Rio Timbu, Rio Cercado e Rio Curralinho) situam-se próximos às nascentes e próximos aos pontos de descarga dos rios no reservatório do Irai. Um ponto adicional foi previsto no Rio Irai, após o reservatório, para a estimativa da carga de nutrientes efluente ao sistema. Nestes pontos, as variáveis da qualidade das águas monitoradas através de coletas mensais são:

  • Vazão, Cor, DQO, DBO, Materiais Flutuantes (presença e origem), pH, Oxigênio Dissolvido, Nitrogênio Total Kjehldhal, Nitrogênio Orgânico, Nitrogênio Amoniacal, Nitritos, Nitratos, Fósforo Total, Fósforo Dissolvido Total, Turbidez, Condutividade Elétrica, Sólidos Dissolvidos Totais, Sólidos Suspensos Totais e Metais Pesados.

Para os macro-nutrientes, serão elaboradas curvas de variação temporal dos macro-nutrientes (DQO, Nitrogênio Total Kjehldhal e Fósforo Total) em pelo menos 3 eventos de precipitação intensa para a avaliação das cargas pontuais e difusas em cada um dos tributários citados bem como no Rio Iraí após o reservatório.

Complementarmente, serão efetuadas leituras da:



  • Intensidade de precipitação, duração da precipitação, número de dias secos antes da precipitação.

Dentro do lago, foram previstos 3 pontos de coleta, situados na porção superior, intermediária e inferior (junto à saída) do reservatório. Os pontos escolhidos são coincidentes com as coletas de amostras para a determinação de Clorofila, contagem e especiação de Fito e Zooplancton, sendo programadas para possibilitar a correlação estatística entre estes parâmetros. Em cada ponto de monitoramento são coletadas amostras mensais em três diferentes profundidades: superfície, profundidade de compensação fótica e fundo. As determinações laboratoriais previstas para estas amostras são:

  • Perfil de Temperatura, Perfil de Oxigênio Dissolvido, Profundidade de Secchi, Sílica, DBO, Nitrogênio Total (Amoniacal, Orgânico, Nitritos e Nitratos) , Fósforo (Total e Dissolvido), Turbidez, Sólidos Dissolvidos Totais e Metais Pesados.

A análise de cargas poluentes em qualquer reservatório em geral apresenta um significativo grau de incertezas geradas tanto pela dificuldade de fazê-lo através de medições contínuas de vazão e concentração, quanto pela impossibilidade de medir-se com relativo grau de certeza as contribuições não pontuais (difusas). Além disso, os fatores climáticos incontroláveis e as atividades antrópicas na área de contribuição do reservatório resultam em dinâmicas complexas dificilmente modeláveis de maneira adequada. Nestes termos, alguns elementos do processo podem apenas ser estimados, consistindo em fontes de erro para os propósitos deste estudo.

Em relação às fontes difusas de macro-nutrientes, sugere-se a construção de diagramas temporais de carga para os tributários, procedendo a separação entre a contribuição difusa e pontual (não afetada pela precipitação pluviométrica) através da coleta de amostras em eventos de chuvas intensas. Observa-se que as amostras coletadas no princípio da precipitação são as que representam a maior carga porque incluem a contaminação acumulada sobre as superfícies impermeáveis da área de drenagem contribuinte.



a) b)

Figura 3 – Vista da Foz dos Rios: a) Curralinho

b) Cercado
  1. Resultados Esperados


Espera-se, com a conclusão das atividades previstas neste projeto, os resultados apontados a seguir:
4.1. Para os Tributários Principais

  • Determinar a média e variabilidade da concentração das variáveis físico-químicas indicadas para avaliar a qualidade das águas nos pontos de nascente e foz;

  • Determinar o histograma de freqüência de ocorrência de cada variável através dos seguintes quantis: valor mínimo, P5%, P25%, mediana, P75%, p95% e valor máximo das séries históricas;

  • Cálculo das cargas (kg/dia) dos principais macro-nutrientes especificados e seus respectivos histogramas de freqüência de ocorrência;

  • Avaliar o efeito da ocupação antrópica pela comparação da qualidade das águas dos rios entre suas nascentes e foz, e correlacionando estes resultados com os dados censitários da população residente nas áreas de drenagem influentes aos pontos amostrais (condição da moradia, renda, educação e infra-estrutura sanitária de água, esgotos e lixo);

  • Estimar para cada rio, a porcentagem da carga de macro-nutrientes total de origem pontual ou difusa.




    1. Para o Reservatório

  • Estimativa do balanço de entrada e saída (kg/dia) de macro-nutrientes (DBO, DQO, Nitrogênio e Fósforo);

  • Correlação da qualidade das águas nos vários pontos amostrais com a presença do Fitoplancton e Zooplancton



a) b)

Figura 4 – Foz dos Rios: a) Timbu; b) Canguiri
  1. Perspectivas


Foram executadas 10 das 15 campanhas mensais previstas. Espera-se encerrar a etapa de coleta de amostras no mês de Junho de 2003, reservando-se o segundo semestre para a análise, interpretação e correlação dos dados obtidos.

Os relatórios contendo os resultados físico-químicos das variáveis programadas são mensalmente disponibilizados para as outras equipes de trabalho. Espera-se, com a conclusão das atividades previstas para as outras equipes, a avaliação conjunta dos dados.


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