ESTUDO COMPARATIVO DE ÍNDICES DE QUALIDADE DE ÁGUA : APLICAÇÃO NO RIO PARAÍBA/PE-AL INTRODUÇÃO

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1 ESTUDO COMPARATIVO DE ÍNDICES DE QUALIDADE DE ÁGUA : APLICAÇÃO NO RIO PARAÍBA/PE-AL Fernando Fernandes da SILVA 1, Bernardete Fetosa CAVALCANTI 2, Alexandre Malta SILVA 3, Fabana Carnaúba Mederos 4 e Xaver Fernandez ESPINEL 5 RESUMO O armazenamento do grande volume de dados resultantes de montoramentos ambentas, tende a ser publcado de forma complexa dfcultando sua assmlação e nterpretação. Índces de qualdade da água têm sdo propostos vsando resumr as varáves analsadas em um únco número, mostrando a evolução da qualdade da água no tempo e no espaço. Apresenta-se, neste trabalho, a aplcação e a comparação de índces de qualdade da água baseados na opnão de especalstas para avalar a qualdade da água do ro Paraíba. O ro Paraíba nasce no Estado de Pernambuco e deságua no Complexo Estuarano Lagunar de Mundaú-Manguaba no ltoral de Alagoas. Váras cdades stuadas às margens do ro lançam em suas águas efluentes santáros e ndustras, sem nenhum tratamento, e as utlzam para fns dversfcados, com ênfase para a rrgação de cana-de-açúcar, comprometendo as suas característcas físcoquímcas. Os estudos realzados demonstraram a coerênca dos índces utlzados que retrataram, de forma concreta, a qualdade da água do ro em questão. INTRODUÇÃO No estudo da qualdade da água do ro Paraíba, foram realzadas análses de 5 parâmetros físcoquímcos de amostras coletadas ao longo de sua calha, durante um ano de montoramento (novembro/1981 a outubro/1982), e de 27 parâmetros físcos, químcos e bacterológcos de amostras coletadas nos mesmos pontos, durante outra campanha realzada em 1998 (agosto a novembro). Com um grande número de dados o processo de análse torna-se demorado e confuso. Índces de qualdade da água têm sdo propostos vsando resumr as varáves analsadas em um só 1 Engenhero Cvl, MSc Recursos Hídrcos - Núcleo de Meteorologa e Recursos Hídrcos de Alagoas. Tel. (082) Fax (082) , Emal: fernando@cdct.al.gov.br 2 Professora da UFPB, Consultora da AERH, CCT/UFPB-Campus II, Campna Grande-PB, Tel. (083) Graduando de Eng. Cvl da UFAL, Estagáro do NMRH-AL, Emal: amalta@cdct.al.gov.br 4 Engenhera Agrônoma, NMRH-AL, Emal: fabana@cdct.al.gov.br 5 Graduando de Eng. Cvl da UPC-Espanha, Estagáro do NMRH-AL, Emal: xav@cdct.al.gov.br

2 número, que mostra a evolução da qualdade da água no tempo e no espaço. Testou-se 2 índces de qualdade geral, ou seja, foram usados os índces de Horton e o NSF-WQI. Têm sdo dentfcados na lteratura alguns papés báscos dos índces ambentas : nstrumento acessóro na nterpretação de dados, ajudando na avalação prelmnar dos resultados; representação da qualdade da água numa escala numérca, fornecendo um meo de julgar a efetvdade de programa de controle ambental ; meo de comparar condções da água ao longo do tempo e em váras localzações geográfcas; comuncação explícta entre profssonas e o públco, onde a nformação é passada em termos smples e compreensíves da quantdade e localzação da polução. Como fo vsto, o índce não é muto aplcado para decsões que requeram um conhecmento mas detalhado e precso do corpo d água. Este trabalho objetva a aplcação e comparação do índce de qualdade da água IQA e do índce de Horton nos anos de montoramento da água do ro Paraíba de 1981 a 1982 e em MATERIAIS E MÉTODOS Área de Estudo A baca hdrográfca do ro Paraíba está localzada nos Estados de Pernambuco e Alagoas. Stuase aproxmadamente entre os paralelos 08º42 42 e 09º40 49 de lattude Sul e entre os merdanos 35º14 08 e 36º22 15 de longtude Oeste de Greenwch. A fgura 1 lustra esquematcamente a posção geográfca da baca. A baca do ro Paraíba possu uma área total de 3.127,83 km 2, sendo 1.175,33 km 2 (37,6% da baca) localzada no Estado de Pernambuco e 1.952,5 km 2 (62,4% do total) pertencente ao terrtóro alagoano. O ro Paraíba nasce no Estado de Pernambuco e deságua no Complexo Estuarano Lagunar de Mundaú-Manguaba no ltoral de Alagoas.

3 Fgura 1 : Localzação da baca do ro Paraíba. Índces de Qualdade da Água Exstem dferentes usos da água, como por exemplo, abastecmento públco, rrgação, recreação e manutenção da vda aquátca. Exgêncas da qualdade de água dependem da pretensão do uso. Alguns índces, porém, são baseados na suposção que qualdade de água é um atrbuto geral de águas superfcas. É mostrado a segur um resumo dos índces utlzados neste estudo que mensura a qualdade da água de um modo geral. Índce da NSF-WQI (IQA) Trata-se de um modelo multplcatvo que tem vasta aplcação para a avalação e nterpretação da qualdade de águas de ros, praas, reservatóros de acumulação, etc. Fo desenvolvdo pela Natonal Santaton Fundaton - EUA - e tem sdo bastante utlzado nesse país. No Brasl, é usado tanto na Companha Tecnológca de Saneamento Básco (CETESB) para águas nteroranas de São Paulo, como pelo Departamento de Águas e Energa de São Paulo (DAE), SP. O modelo utlza nove parâmetros físco-químcos e bacterológcos para a nterpretação da qualdade da água (Tabela 1). A análse é feta através de curvas de varação da qualdade sendo traçadas curvas médas para cada parâmetro. Tabela 1: Parâmetros e pesos escolhdos ParâmetroUndadePeso (w) Oxgêno Dssolvdo %0.17 Colforme FecalNMP/100 ml0.15 PH-0.12 DBO 5 mg / L0.10 Ntrogêno Totalmg / L0.10 Fósforo Totalmg / L0.10 Temperatura o C0.10 TurbdezUFT0.08 Sóldos Totas Dssolvdosmg / L0.08 O cálculo do IQA é feto através do produto dos subíndces dos parâmetros (q), que são obtdos por curvas, elevados aos seus respectvos pesos (w). IQA = 9 w q = 1

4 Com a determnação deste valor, é feta a análse comparatva da amostra de água com os parâmetros de qualfcação da tabela 2. Tabela 2 : Desgnação qualtatva da água para abastecmento públco Valor do IQADagnóstco entre 80 e 100A água é ótma entre 52 e 80A água é boa entre 32 e 52A água é acetável entre 20 e 32A água é mprópra para tratamento convenconal entre 0 e 20A água é mprópra Índce de Horton Horton seleconou 8 parâmetros (Oxgêno Dssolvdo, ph, Colformes Fecas, Condutvdade Elétrca, Alcalndade, Cloreto, Carbono Orgânco Total e Tratamento de Esgoto), atrbundo a cada deles uma escala de qualfcação e um peso de acordo com sua sgnfcânca relatva. O índce é dado pela expressão : QI n = = 1 n = 1 I w w M M 1 2 Onde : W = peso do parâmetro ; I = sub-índce do parâmetro ; M1 = 1,0 se temperatura abaxo de 34 o C; ou 0,5 caso contráro ; M2 = 1,0 se ausênca de polução óbva ; ou 0,5 caso contráro. Trata-se de um índce que vara de 0 a 100, e que quanto maor seu valor, melhor a qualdade da água. Assm, percebemos uma semelhança com o Índce de Qualdade da Água (IQA), ctado anterormente, e resolvemos adotar a mesma desgnação qualtatva para abastecmento públco (vde tabela 2). RESULTADOS E DISCUSSÕES Os pontos de coleta (10 em número comuns aos dos montoramentos), foram estrategcamente dstrbuídos a montante e jusante de cada cdade por onde o ro passa e estão lnearmente ndcados na fgura 2. As amostras foram coletadas a 0,30 m de profunddade em cada ponto. QUEBRANGULO PAULO JACINTO VIÇOSA CACHOEIRA GAMELEIRA CALUEIRO CAPELA ATALAIA PILAR km 10 km 11 km 22 km 8 km 4 km 1 km 3 km 3 km 16 km 14 km Fgura 2: Seções escolhdas ao longo do Ro Paraíba para análse de qualdade de água.

5 Para aplcação dos índces no montoramento de 1981 a 82, foram utlzados os parâmetros de Colformes Fecas, Ntrogêno, Fósforo, Turbdez e Sóldos Totas para o índce IQA e Colformes Fecas, Alcalndade, Cloreto e Carbono para o índce de Horton da campanha de 1998, haja vsta que nestes parâmetros, não foram realzadas análses. O montoramento de 1981/82 fo feto somente com os parâmetros de OD, ph, DBO, Temperatura e Resíduo Seco. As fguras 3 e 4, mostram as varações dos valores do IQA e Horton nos meses de novembro/81, junho/82 e setembro/98 nos pontos de coleta e a dstânca dos pontos até a desembocadura do ro na lagoa Manguaba em Maceó-Al (0 no exo do gráfco) valores do IQA P1 P2 P3 P5 P6 P7 P Dstânca dos pontos de montoramentos até a lagoa Manguaba (km) P10 P12 P13 Nov/81 Jun/82 Set/98 Fgura 3 : Índce IQA aplcado ao ro Paraíba 80.0 Horton) P1 P2P3 P5 P6 P7 P8 P10 P12 P13 Nov/81 Jun/82 Set/ Dstânca dos pontos de montoramentos até a lagoa Manguaba (km) Fgura 3 : Índce de Horton aplcado ao ro Paraíba A aplcação do índce IQA revelou um mínmo (pontos 5 e 7 no mês de nov/81, vde fgura 3). Isto mostra que além da contamnação por esgotos das cdades lançados no ro sem nenhum tratamento prévo, os prncpas problemas verfcados nesse ano foram os baxos valores de Oxgêno Dssolvdo e altos valores de DBO 5, estes decorrentes, provavelmente, do lançamento de

6 efluentes de algumas ndústras sucroalcooleras, haja vsta que estes pontos estão a jusante das usnas João de Deus, stuada no muncípo de Capela, e Caprcho, stuada em Cajuero, ambas usuáras e eventuas mpactantes de águas do ro Paraíba. Os demas pontos mostram uma dstrbução unforme durante todo o ano nos meses montorados. Já o uso do índce de Horton revelou um mínmo (pontos 7 no mês de nov/81 e no ponto 10 em todos os outros meses montorados, vde fgura 4). Além dos baxos valores do Oxgêno Dssolvdo encontrados nestes pontos, o parâmetro ndcador da má qualdade da água nestes pontos é o Colforme Fecal. O ponto 5 não sofreu o mesmo decréscmo equvalente ao do índce IQA pela ausênca no índce de Horton do parâmetro DBO. A tabela 3 mostra que a concentração de oxgêno dssolvdo está sempre abaxo do valor da saturação e é o parâmetro que apresenta maores desvo padrão e coefcente de varação na parte baxa do ro (P3, P2 e P1). A demanda boquímca de oxgêno é baxa, na maora dos pontos, exceção dos pontos P5 e P7, e apresenta comportamento dferente do OD. Apresenta menor desvo padrão em boa parte dos pontos (P2, P6, P7, P8 e P12). Tem, no geral, baxos valores do coefcente de varação, porém apresentando os maores valores de desvo padrão e coefcente de varação (verfcado no ponto P5), e é o responsável pela baxa qualdade da água nos pontos (P5 e P7) do ro. O ph é o parâmetro que menos afeta a qualdade da água do ro Paraíba nos pontos estudados, sempre apresentando valores que ndcam uma água nem básca e nem tão ácda. Apresenta na maora dos pontos os menores valores de desvo padrão, como também do coefcente de varação. Já a temperatura se mantém, no geral, unforme em todos os meses, apesar de ser o parâmetro da tabela 3 que apresenta, em boa parte - prncpalmente na parte mas alta do ro, P6, P7, P8, P10, P12 e P13 - os maores valores de desvo padrão e coefcente de varação. No entanto, um parâmetro responsável pela baxa qualdade da água de reservatóros e ros é a contamnação fecal (GASTALDINI, 1998 e SCOTTISH DEVELOPMENT DEPARTMENT, 1976), sendo o de maor varabldade e de elevados coefcentes de varação. Mas, nfelzmente, este parâmetro somente fo realmente avalado no montoramento de 1998 em dos meses, apenas, não sendo sufcente para representar um resultado conclusvo, prncpalmente no montoramento de 1981 a Tabela 3 : Méda, desvo padrão e coefcente de varação dos parâmetros de qualdade da água do ro Paraíba

7 Parâmetros P1 P2 P3 P5 P6 Méda D.Padrão C.Varação Méda D.Padrão C.Varação Méda D.Padrão C.Varação Méda D.Padrão C.Varação Méda D.Padrão C.Varação Oxgêno Dssolvdo 6,25 1,32 1,75 5,87 1,54 2,38 5,83 1,82 3,33 5,51 2,62 6,87 6,80 0,90 1,21 DBO 1,58 0,64 0,41 1,82 0,89 0,79 1,56 0,98 0,95 10,96 20,17 407,03 2,14 0,86 0,33 ph 6,97 0,55 0,30 7,16 0,30 0,09 7,32 0,14 0,02 7,00 0,61 0,38 7,23 0,58 0,17 Temperatura 26,32 1,25 1,57 26,48 1,50 2,25 26,22 1,09 1,19 25,80 2,26 5,11 26,22 1,89 5,30 P7 P8 P10 P12 P13 Méda D.Padrão C.Varação Méda D.Padrão C.Varação Méda D.Padrão C.Varação Méda D.Padrão C.Varação Méda D.Padrão C.Varação Oxgêno Dssolvdo 5,83 0,87 1,12 6,44 1,44 2,75 6,99 1,00 1,48 6,93 1,12 1,84 6,61 1,04 1,57 DBO 39,58 0,37 0,05 1,78 0,45 0,12 1,76 0,54 0,01 1,74 0,29 0,12 1,48 0,33 0,16 ph 6,95 0,76 0,13 7,31 0,46 0,10 7,39 0,35 0,05 7,52 0,54 0,17 7,44 0,29 0,04 Temperatura 27,30 1,55 3,51 25,82 1,48 3,22 26,02 1,29 2,47 25,70 1,26 2,29 25,58 1,54 3,50 CONCLUSÕES Apresenta-se, neste trabalho, a aplcação dos índces de qualdade da água IQA da Natonal Santaton Fundaton, - EUA - e de Horton para avalar a qualdade da água do ro Paraíba. No geral, pode-se perceber que a qualdade da água apresenta um comportamento unforme ao longo dos meses, (sendo verfcado uma varação nos pontos P5 e P7 no montoramento de 1981 a 1982 no índce IQA e no mesmo ponto P7 e P10 no índce de Horton), ndcado, prncpalmente, pelos parâmetros do OD e DBO 5 no IQA e OD e Colforme Fecal no índce de Horton, decorrente, provavelmente, do lançamento de efluentes, urbanos e agrondustras, que deram séra degradação ambental. São mpactantes também, os barramentos crados por usuáros ao longo do percurso do ro, formando reservatóros, e consequentemente, acelerando o processo de fotossntese (degradação de materal carbonáceo) em anos secos. Agradecmentos Os autores, como também o Núcleo de Meteorologa e Recursos Hídrcos de Alagoas (NMRH- AL) desejam expressar os seus agradecmentos ao Insttuto do Meo Ambente (IMA) e a Companha de Abastecmento D água e Saneamento de Alagoas (CASAL), pelas análses realzadas e, em especal à SUDENE, pelo apoo fnancero do convêno frmado com o NMRH-AL para custear o trabalho do Estudo das Característcas Físcas e Socoeonômcas da Baca do Ro Paraíba. BIBLIOGRAFIA CAVALCANTI, B. F. Padrão Qual para Interpretação da Qualdade de Águas Naturas para usos Muncpas e de Irrgação, Revsta Rotero, Ano I, N 3, Ed. UEPB, Junho GASTALDINI, M. C. C. Estudo comparatvo de índces de qualdade da água : Aplcação ao reservatóro do Arroo Vacacaí-Mrm, VIII Smpóso Luso-Braslero de Eng. Santára e Ambental, ABES, APRH, Vol. II, 26 a 30 abrl de OTT, W. R. Envronmental Índces: Theory and Practce, Ann Arbor Scence, Ann Arbor, Mchgan, 1978, 371 p.