Qualidade da água e dinâmica de nutrientes harry Alberto Bollmann Charles Carneiro Eduardo Pegorini


Figura 7.7 – Variação Mensal dos Sólidos Dissolvidos Totais nos Pontos Amostrais do Reservatório do Iraí



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Figura 7.7 – Variação Mensal dos Sólidos Dissolvidos Totais nos Pontos Amostrais do Reservatório do Iraí.





Figura 7.8 – Variação Mensal da Condutividade Elétrica da Água nos Pontos Amostrais do Reservatório do Iraí.



7.5. TURBIDEZ
A Turbidez é dada pela presença de partículas em suspensão, que podem ou não apresentar cor própria. Nos reservatórios, em geral provém da carga de sólidos erodida na área de drenagem dos tributários do reservatório, bem como pela erosão laminar observada na bacia hidrográfica como um todo. As algas, comportando-se na água como partículas em suspensão, também influenciam no parâmetro da Turbidez. Nos eventos de floração, este parâmetro pode atingir valores elevados.
Os dados da Figura 7.9 mostram maior significância e variabilidade da Turbidez nos pontos de superfície em relação ao fundo do reservatório do Irai. Entretanto, por não diferenciar o efeito produzido pela presença maciça de algas daquele proveniente da carga de sólidos, não foi observado um padrão nítido de variação espacial. O que se pode dizer é que, para os pontos amostrais monitorados, a concentração de fundo foi significativamente maior que a de superfície em todos os pontos. Esta diferença se magnífica nos pontos RE1 e
RE2 (mais próximos aos tributários) nos meses frios, talvez pela carga alóctona afluente no rservatório, e nos pontos RE2 e RE3 nos meses quentes, talvez pela ocorrência das florações de cianobactérias.


Figura 7.9 – Variação Mensal da Turbidez nos Pontos Amostrais do Reservatório do Iraí.



7.6. DEMANDA BIOLÓGICA DE OXIGÊNIO
Para Saron (2000), a presença de matéria orgânica em reservatórios pode revelar uma origem alóctone (formada pelos esgotos domésticos, industriais e águas pluviais oriundas da bacia hidrográfica contribuinte) ou autóctone (formada pela atividade sintetizante de organismos autótrofos). A Demanda Biológica de Oxigênio (DBO) é um indicador indireto da quantidade de matéria orgânica presente em solução, que é degradável por ação bacteriana. As frações refratárias, não facilmente degradáveis através da atividade microbiológica, não são incluídas nesta análise. A presença de matéria orgânica biodegradável constitui fonte de Carbono, Nitrogênio, Fósforo e outros elementos que, através da oxidação biológica, são estabilizados produzindo Gás Carbônico, Nitratos, Fosfatos etc. indispensáveis na síntese orgânica. As águas naturais, entretanto, contém suficiente CO2 proveniente da alcalinidade de Bicarbonatos para fornecer o Carbono em excesso para o crescimento algal. Por esta razão, a matéria orgânica presente não se constitui um limitante para o desenvolvimento do fitoplancton.
No Reservatório do Irai, para a DBO, não houve a preponderância dos pontos amostrais situados próximos ao fundo em relação aos de superfície, indicando uma distribuição espacial deste elemento, inclusive ao longo da coluna d´água..


Figura 7.10 – Variação Mensal da Demanda Biológica de Oxigênio (DBO) nos Pontos Amostrais do Reservatório do Iraí.



7.7. NITROGÊNIO
O Nitrogênio é um elemento de importância fundamental à vida dos organismos, uma vez que faz parte integrante da molécula de proteína, e conseqüentemente, do protoplasma. Ao lado do Fósforo, é considerado um dos mais importantes fatores limitantes à vida dos microrganismos de água doce. Hamer (1979), indica que os macronutrientes necessários ao desenvolvimento das algas são o CO2, o Nitrogênio Inorgânico e os Fosfatos. Traços de uma variedade de elementos (como o Ferro) são também necessários. Na maioria dos lagos nos Estados Unidos da América, as limitações ao crescimento algal se davam por carência de Nitrogênio ou Fósforo. Embora não seja universalmente aceito, grande número de pesquisadores acredita que, à medida em que um lago se torne mais eutrofizado, o elemento limitante tende a ser o Fósforo. Esse conceito é reforçado pelo fato de que as algas cianofíceas são capazes de fixar o Nitrogênio da atmosfera. Por isso, o controle da fertilização pela limitação do fornecimento do Nitrogênio é questionável. Do ponto de vista da Engenharia Sanitária, a conseqüência mais importante do fato de ser o Nitrogênio um fator limitante, é a de que o seu incremento, em qualquer manancial, induz o aumento da proliferação de microrganismos.
Para Branco (1978), as águas naturais em geral contém Nitratos em solução. Adicionalmente, as águas que recebem esgotos podem conter quantidades variáveis de compostos mais complexos, ou menos oxidados, tais como: compostos orgânicos quaternários, Amônia e Nitritos. Em geral, a presença destes denuncia a existência de poluição recente, uma vez que essas substâncias são oxidadas rapidamente na água graças, principalmente, à presença de bactérias nitrificantes. Por essa razão, constituem um importante índice da presença de despejos orgânicos recentes. Não são estas, entretanto, as únicas fontes de compostos nitrogenados. A própria água da chuva traz, em solução, pequenas quantidades de Amônia ou de Ácido Nítrico provenientes de descargas elétricas, ou da fumaça de indústrias que poluem a atmosfera. As águas de chuva são enriquecidas por estes compostos ao atravessar o solo onde proliferam bactérias nitrificantes, que transformam Amônia em Nitritos e Nitratos. Finalmente, a fixação do Nitrogênio na própria massa d’água, realiza-se graças à atividade bacteriana e à ação de alguns gêneros de algas cianofíceas.
A Tabela 7.2 mostra a distribuição percentual mediana das formas de Nitrogênio nos pontos amostrais monitorados. Observa-se pela tabela que as formas predominantes são, por ordem de significância, o Nitrogênio Orgânico, Nitratos, Nitrogênio Amoniacal e os Nitritos. É também possível verificar que, em relação às formas orgânicas (Nitrogênio Orgânico e Amoniacal), há uma tendência de aumento da concentração nos pontos amostrais de fundo em relação aos de superfície. A concentração de Nitrogênio Total aqui referenciada compõe-se da agregação das formas oxidadas (Nitrito e Nitrato) ao Nitrogênio Total Kjeldhal, que por sua vez agrega as formas Orgânica e Amoniacal (NH3 e NH4+).

Tabela 7.2 – Concentração Mediana e Distribuição Percentual da Formas de Nitrogênio no Reservatório do Iraí


Pontos

Amostrais

Concentração (mg/l)

Distribuição Percentual (%)

AMO

ORG

NITO

NATO

NT

ORG

NATO

AMO

NITO

RE1S

0,147

0,868

0,035

0,850

1,900

45,7

44,7

7,7

1,8

RE1F

0,155

0,927

0,040

0,505

1,627

57,0

31,0

9,5

2,5

RE2S

0,099

0,953

0,053

0,650

1,755

54,3

37,0

5,6

3,0

RE2F

0,165

0,986

0,020

0,900

2,071

47,6

43,5

8,0

1,0

RE3S

0,099

0,953

0,053

0,650

1,755

54,3

37,0

5,6

3,0

RE3F

0,424

0,857

0,030

0,630

1,941

44,1

32,5

21,9

1,5

ordem de parâmetros

Hammer (1979), cita que a quantidade de Nitrogênio Inorgânico necessária para produzir abundância de algas e plantas aquáticas é relativamente pequena. A concentração limitante normalmente aceita para lagos onde não ocorrem florações constantes de algas, situa-se próxima a 0,3 mg/l de Nitrogênio Amoniacal + Nitratos. Pelo observado na Tabela 7.2 a concentração destes elementos é maior que o teor limitante em todos os pontos amostrais, caracterizando sua abundância.


A Figura 7.6 apresenta a variação temporal das séries de dados do Nitrogênio Total. Os valores anormalmente altos observados nas duas coletas iniciais (meses 4 e 5) provavelmente devem sua condição aos acertos metodológicos de coleta, armazenamento e transporte das amostras ao laboratório. Na medida em que estas atividades foram se tornando rotineiras, com graus de controle mais aprimorados, os resultados mostraram sua verdadeira magnitude e tendência.
As diferenças entre a concentração de superfície e fundo apresentaram-se menos importante que a variabilidade observada nas séries históricas de dados em cada ponto amostras, indicando que a estratificação deste nutriente na coluna d’água assume um papel de menor importância em relação à sua distribuição temporal. Apesar disso, observa-se novamente que no mês de fevereiro, a concentração de Nitrogênio Total nos pontos amostrais de fundo apresentou-se consistentemente maior que na superfície do reservatório..




Figura 7.6 – Variação Mensal da Concentração de Nitrogênio Total nos Pontos Amostrais do Reservatório do Iraí.


nomes dos meses

O Nitrogênio Amoniacal (NH3 + NH4+) tem significância ambiental na medida em que a forma molecular (NH3) apresenta efeitos toxicológicos importantes aos peixes, enquanto que a forma iônica (NH4+), não. Pádua (1997) indica valores inferiores a 0,5 mg NH3/l como recomendados para a manutenção de organismos dulcícolas. O elemento regulador do equilíbrio entre estas formas é o pH conforme mostra a Equação 7.1.


NH3 + H+  NH4+ (Eq.7.1)
Sawyer e McCarty (1978) apresentam a relação entre as formas NH3 e NH4+ em função do pH da água (Figura 7.7).



Figura 7.7 – Influência do pH nas Concentrações de NH3 e NH4+ .


Fonte: Sawyer e McCarty (1978)
Para a faixa de pH mediano observado no reservatório (pH 6,9), e considerando as concentrações medianas de Nitrogênio Amoniacal observadas nos pontos amostrais (0,1 a 0,4 mg/l), pode-se dizer que praticamente não existe a forma NH3 (tóxica) persistindo a forma iônica (NH4+). Com isso, fica preservado o critério de qualidade de águas para abastecimento público estabelecido para a Classe 2 pelo Art. 5 da Resolução CONAMA 20/86, onde se estabelece um valor máximo de 0,02 mg/l de Amônia não ionizável (NH3). Em eventos críticos, entretanto, observou-se concentrações de Nitrogênio Amoniacal de até 0,83 mg/l, e valores de pH de até 9,7 com potencial de formação de NH3 em concentrações muito próximas ao limite de toxicidade aos peixes estabelecido por Pádua (1997). Pela análise das curvas de permanência destes elementos, pode-se esperar que o limite de 0,02 mg/l de NH3 seja igualado ou ultrapassado em cerca de 15 % do tempo.

7.8. FÓSFORO
Considerando os teores de Fósforo Total como indicador do estado trófico, o Reservatório Iraí localizado em Pinhais – PR, tem se caracterizado como eutrófico durante a maior parte tempo. Tão logo ocorreu o extravazamento da represa à cota de nível máximo normal (maio de 2001) já foram evidenciados problemas de eutrofização. A partir de levantamentos da SANEPAR (2001) foram obtidas estimativas de aporte de Fósforo em torno de 110 kg dia-1. Desta forma, várias ações foram implementadas no âmbito da bacia para minimização da carga aportada. No entanto, mesmo com uma significativa redução, a carga de P diária ainda alcança níveis de 14,7 kg dia-1 (Bollmann e Freire, 2003) em uma superfície de lâmina d’água de 14 km2. Em trabalho de Carneiro et al. (2003) foi verificado que o reservatório manteve-se sob condições eutróficas ( 30 g P-total L-1) em mais de 70% das amostragens realizadas durante um período de 15 meses de monitoramento (Figura LL).



Figura 7.LL - Variação Espacial das Concentrações de P no Reservatório Iraí em Função do Tempo.

Fonte: CARNEIRO et al., 2003
Os Ortofosfatos em água tiveram um comportamento semelhante à distribuição dos teores totais de Fósforo (Figura LL e ). Os valores apresentaram-se relativamente menores nos meses de temperaturas mais baixas, que também correspondem aos meses de menor precipitação pluviométrica, evidenciando a importância da carga hidráulica via tributários.



Figura 7.12 - Variação Espacial das Concentrações de Fosfato Reativo no Reservatório Iraí em função da profundidade
Embora, a composição do sedimento de fundo apresente valores substanciais de Fósforo Total (>200 g/kg), a condição aeróbia do hipolímnio dificulta a liberação dos Ortofosfatos à coluna d’água. Isto pode também ser confirmando pelos baixos teores de P-extraível no sedimento, inferiores a 50 mg/kg (CARNEIRO et al., 2003). O gráfico da Figura 7.12, com a plotagem de 3 pontos representativos do reservatório, mostra a semelhança dos teores dos Ortofosfatos em água para superfície e fundo, evidenciado este aspecto. No entanto, mesmo não havendo uma liberação significativa do sedimento para a coluna d’água, as concentrações dos Ortofosfatos em água são consideradas altas, aproximando-se das concentrações observadas para o Fósforo Total (Figura LL).
Alguns pesquisadores têm sugerido que os procedimentos metodológicos para solubilização dos Fosfatos comumente usados podem proporcionar alguma superestimação dos teores comparativamente às liberações que ocorrem naturalmente nos ecossistemas aquáticos, porém, há ainda que se realizar estudos mais aprofundados sobre este assunto. O efeito de “bombeamento”, que consiste na liberação dos Ortofosfatos do sedimento ao meio líquido através de macrófitas aquáticas pode ser desconsiderado em razão da pouca presença destas espécies até então no reservatório. O aporte de Fósforo via tributários, deve mesmo representar a contribuição mais efetiva de Ortofosfatos neste reservatório.

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