ANÁLISE ESPAÇO-TEMPORAL DO ÍNDICE DE CONFORMIDADE AO ENQUADRAMENTO EM TRECHO DA BACIA DO RIO DAS VELHAS NO MUNÍCIPIO DE OURO PRETO - MG

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1 ANÁLISE ESPAÇO-TEMPORAL DO ÍNDICE DE CONFORMIDADE AO ENQUADRAMENTO EM TRECHO DA BACIA DO RIO DAS VELHAS NO MUNÍCIPIO DE OURO PRETO - MG Laura Pereira do Nascimento 1 ; Carlos Eduardo Ferraz de Mello 2 * Resumo O enquadramento dos corpos d'água em classes, que é um dos instrumentos de gestão estabelecidos pela Política Nacional de Recursos Hídricos, visa assegurar às águas qualidade compatível com os usos mais exigentes a que forem destinadas e diminuir os custos de combate à poluição das águas, mediante ações preventivas. O enquadramento estabelece o nível de qualidade a ser alcançado ou mantido ao longo do tempo por trechos de um rio. Uma forma de avaliar a situação de um corpo hídrico com relação às metas de qualidade estabelecidas pelo enquadramento é a utilização do índice de conformidade ao enquadramento (ICE), a fim de facilitar a compreensão da análise. Este trabalho avaliou o cumprimento das metas de enquadramento em dois trechos da bacia do Rio das Velhas, dentro do município de Ouro Preto - MG, por meio do cálculo do ICE no período de 2007 a O ICE no Ribeirão Funil variou de Péssimo para Ruim e o ICE no Rio das Velhas variou de Péssimo para Bom, indicando uma melhora na qualidade da água na bacia, mas que, no caso do Ribeirão Funil, ainda é insuficiente para cumprir a meta estabelecida pelo enquadramento. Palavras-Chave Índice de Conformidade ao Enquadramento; Bacia do Rio das Velhas. SPATIO-TEMPORAL ANALYSIS OF FRAMING COMPLIANCE INDEX IN A SECTION OF THE DAS VELHAS RIVER BASIN IN THE CITY OF OURO PRETO-MG Abstract The framing of water bodies in classes, which is one of the management instruments established by the National Water Resources Policy, aims to ensure the water quality compatible with the most demanding usages that are intended and to reduce costs to combat water pollution, through preventive actions. The framing establishes the level of quality to be achieved or maintained over time by stretches of a river. One way to assess the situation of a water body with relation to quality goals established by the framing is the use of the framing compliance index (FCI), in order to facilitate the understanding of the analysis. This study assessed the fulfilment of the framing goals in two sections of the das Velhas River basin, within the city of Ouro Preto, Minas Gerais, through the calculation of the FCI in the period 2007 to The FCI in the Ribeirão Funil ranged from Horrible to Bad and the FCI in the Rio das Velhas ranged from Bad to Good, indicating an improvement in the water quality in the basin, but that, in the case of the Ribeirão Funill, is still insufficient to meet the target set by the framing. Keywords Framing Compliance Index; das Velhas River basin. 1 Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental - ProAmb - UFOP - lauraifmg@gmail.com 2 Departamento de Engenharia Civil - Escola de Minas - UFOP - cefmello@gmail.com * Autor Correspondente XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1

2 INTRODUÇÃO A bacia do Rio das Velhas, em função do seu potencial e da sua fragilidade, foi umas das primeiras a ter uma proposta de enquadramento. A bacia possui uma vasta extensão e abriga grandes núcleos habitacionais e industriais. O primeiro enquadramento da bacia hidrográfica do rio das Velhas ocorreu em 1997, por meio da Deliberação Normativa número 020 de 24/06/97 do COPAM. Posteriormente, sua atualização ocorreu em 2004, através da elaboração do Plano Diretor de Recursos Hídricos, onde foram alterados apenas alguns trechos (IGAM, 2014). Segundo a Agência Nacional de Águas (ANA), os usos de índices de qualidade da água surgiram a partir da necessidade de sintetizar a informação sobre vários parâmetros físico-químicos, visando informar a população e orientar as ações de planejamento e gestão da qualidade da água. Por outro lado, neste processo de síntese ocorre a perda de informação sobre o comportamento dos parâmetros analisados. Portanto, qualquer análise mais detalhada deve considerar os parâmetros individuais que determinam a qualidade das águas (ANA, 2011) Em Minas Gerias, o órgão responsável pela gestão e monitoramento das águas é o Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM), que utiliza os seguintes índices para avaliar as condições da qualidade da água: Índice de Qualidade das Águas (IQA), Índice de Conformidade ao Enquadramento (ICE), Índice de Qualidade da Água Bruta para fins de Abastecimento Público (IAP), Índice de Estado Trófico (IET), Índice de Contaminação por Tóxicos, Índice de Balneabilidade (IB) e Índice de Qualidade de Água para a Proteção da Vida Aquática (IVA). O Índice de Conformidade ao Enquadramento (ICE) é um indicador de qualidade da água e foi desenvolvido pelo Canadian Council of Ministers of the Environment: Water Quality Guidelines (CCME, 2001). O principal objetivo deste indicador é avaliar a distância entre a qualidade da água atual e a meta estabelecida pelo enquadramento de um corpo de água. Este trabalho teve como objetivo avaliar o cumprimento das metas de enquadramento em dois trechos da bacia do Rio das Velhas, dentro do município de Ouro Preto - MG, por meio do cálculo do ICE no período de 2007 a CARACTERIZÇÃO DA ARÉA DE ESTUDO O estudo foi realizado na bacia do Rio das Velhas, localizada na região central do Estado de Minas Gerais, entre as latitudes 17 15'S e 20 25'S e longitudes 43 25'W e 44 50'W. A população da Bacia do Rio das Velhas, estimada em habitantes, está distribuída nos 51 municípios cortados pelo rio e seus afluentes (CBH VELHAS, 2014). A área de estudo corresponde aos trechos Ribeirão Funil (a montante do rio das Velhas) e Rio das Velhas (a jusante do ribeirão do Funil), ambos situados no município de Ouro Preto, como mostra a Figura 1. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2

3 Figura 1 - Mapa da área de estudo. Fonte: Próprio autor. O município de Ouro Preto, que drena as águas do alto Rio das Velhas, abriga as seguintes atividades econômicas: atividades agrícolas, turismo, pecuária, extração de ferro, bauxita, manganês, talco e mármore, a hematita, a dolomita, turmalina, pirita, muscovita, topázio e topázio imperial (IBGE, 2014). Mas, apesar da importância deste município para o Rio das Velhas, este vem sofrendo há décadas diversos impactos ambientais, sendo os principais impactos: o despejo de efluentes domésticos e industriais nos cursos d água, alterações e aumento de sedimentos em suspensão nos cursos d água; desmatamentos; descaracterização do relevo; formação de cavas; assoreamento dos cursos d'água; destruição de áreas de preservação permanente (APP's); destruição da fauna e da flora; alteração do meio atmosférico, através da quantidade de poeira em suspensão no ar; alteração dos processos geológicos, como a ocorrência de erosão e formação de voçorocas (ECOPLAN-SKILL, 2013). LEVANTAMENTO DE DADOS Inicialmente, realizou-se a aquisição de dados da qualidade da água a partir de um levantamento das estações de monitoramento do IGAM, no qual esses são disponibilizados em planilhas do Excel, na página eletrônica do Portal InfoHidro. Para o cálculo do ICE, utilizaram-se 7 anos de dados de amostragens nas duas estações convencionais do IGAM (Figura 1 e Tabela 1), em Ouro Preto, no período de 2007 a Nestas estações foram registradas 4 medições anuais, uma para cada estação climática. Tabela 1 - Caracterização das estações de monitoramento. Fonte: Próprio autor. Estação AV007 AV010 Descrição Ribeirão Funil a montante do rio das Velhas Rio das Velhas a jusante do ribeirão do Funil Classe de enquadramento Classe 1 Classe 1 Interferências potenciais / Características relevantes Carga difusa Esgoto doméstico Extração de minerais não metálicos Supressão da vegetação Atividade minerária Assoreamento Carga difusa Esgoto doméstico XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3

4 A partir dos dados coletados nas duas estações, selecionaram-se 10 parâmetros de qualidade da água e, com o auxílio do aplicativo MS Excel, pode-se analisar os parâmetros e os limites conforme o enquadramento do trecho do rio. Os parâmetros, listados a seguir na Tabela 2, demonstram os limites estabelecidos pela Resolução CONAMA Nº 357/2005 e Deliberação Normativa Conjunta COPAM/CERH-MG nº 01, de 05 de maio de 2008, para corpos d água de classe 1. Tabela 2- Parâmetros selecionados para aplicação do ICE na bacia do Rio das Velhas. Fonte: Próprio autor. PARÂMETROS ICE-IGAM LIMITE DN COPAM / CERH Nº 01/2008 UNIDADE (Classe 1) 1 Coliformes termotolerantes 200 NMP/100 ml 2 Manganês total 0,1 mg/l 3 Fósforo total 0,1 mg/l 4 Arsênio total 0,01 mg/l 5 DBO 3 mg/l 6 Sólidos em suspensão totais 50 mg/l 7 Turbidez 40 UNT 8 Oxigênio dissolvido > 6 mg/l 9 Nitrogênio Amoniacal 3,7mg/L, para ph 7,5 2,0 mg/l, para 7,5 < ph 8,0 1,0 mg/l, para 8,0 < ph 8,5 0,5 mg/l, para ph > 8,5 mg/l 10 Ferro Dissolvido 0,3 mg/l ÍNDICE DE CONFORMIDADE AO ENQUADRAMENTO O Índice de Conformidade ao Enquadramento é composto pelos seguintes fatores: Fator 1 - Abrangência: representa o número de variáveis de qualidade da água que, pelo menos uma vez no período de observação, não atenderam os limites estabelecidos. É calculado pela Equação 1. F 1 Númerode variáveisque falharam = *100 Número total de variáveis (1) Fator 2 - Frequência: representa a porcentagem de vezes que as variáveis de qualidade da água estiverem em desconformidade, em relação ao número de observações. Dado pela Equação 2. F 2 Número de testes que falharam = *100 Número total de variáveis (2) Fator 3 - Amplitude: representa a quantidade pela qual o valor testado falhou, isto é, a diferença entre o valor mensurado e o valor a ser alcançado de acordo com o objetivo de qualidade da água. O fator F 3 é calculado em três etapas: 1) O número de vezes em que a concentração individual é maior que (ou menor que, quando o objetivo é um mínimo),ou seja, quando o valor do teste não deve exceder o objetivo (Equação 3). V i Valor testado que falhou = variação = 1 Objetivos i (3) XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4

5 Para os casos em que o valor do teste não deve ser abaixo do objetivo, o cálculo é dado pela Equação 4: V i Objetivos i = variação = *100 Valor testado que falhou (4) 2) A junção dos testes individuais, que não apresentaram inconformidade, é calculada somando todas as variações individuais que não atenderam aos objetivos e dividindo pelo número total de testes. Esta variável é denominada soma normalizada das variações, ou snv e é calculada pela Equação 5: snv = n i= 1 V Número total de testes i (5) 3) O valor de F 3 é calculado pela soma normalizada das variações dos objetivos (snv), sendo que estas foram reduzidas a uma variável entre 0 e 100 (Equação 6). F snv = 3 0,01x snv + 0,01 (6) Portanto, o índice pode ser obtido através da Equação 7, sendo o fator 1,732 empregado de forma a normalizar o resultado, pois cada um dos três fatores individuais pode chegar a F1 + F2 + F3 ICE = 100 1,732 (7) As faixas de classificação do ICE foram baseadas nas categorias de qualidade da água do CCME e são apresentadas na Tabela 3, a seguir. Tabela 3 - Classes do ICE e seus Significados. Fonte: CCME (2001) apud ANA (2012). Valor do ICE Classes Significado 95 ICE 100 Ótimo 80 ICE < 95 Bom 65 ICE < 80 Regular 45 ICE < 65 Ruim ICE < 45 Péssimo A qualidade de água está protegida com virtual ausência de impactos. A qualidade da água está muito próxima da condição natural. A qualidade de água está protegida, apresentando apenas um pequeno grau de impacto. A qualidade da água raramente se desvia da condição natural ou dos padrões estabelecidos pelo enquadramento. A qualidade da água está protegida, mas ocasionalmente ocorrem impactos. A qualidade da água se desvia dos padrões estabelecidos pelo enquadramento. A qualidade da água é frequentemente afetada. Com frequência os parâmetros de qualidade de água não atendem os padrões estabelecidos pelo enquadramento. A qualidade da água quase sempre está alterada. Os parâmetros de qualidade frequentemente não atendem os padrões estabelecidos pelo enquadramento. RESULTADOS E DICUSSÕES Ribeirão Funil - estação AV007 A Figura 2 apresenta os resultados do ICE para a estação AV007. Pode-se observar que nos anos de 2007, 2009 e 2010 o Ribeirão Funil apresentou um ICE "Péssimo". Isso demonstra que a XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5

6 qualidade da água quase sempre estava alterada, ou seja, os parâmetros de qualidade frequentemente não atendiam os padrões estabelecidos pelo enquadramento. Figura 2 - Resultados do ICE da estação AV007. Fonte: Próprio autor. Verifica-se na Figura 2 uma melhora do ICE ao longo dos anos, sendo que no ano de 2007, o Ribeirão apresentou um ICE de 38, enquanto no ano de 2013, o valor do ICE foi de 58, ou seja, um aumento de 20 pontos, passando de Péssimo para Ruim. Mas apesar desta melhoria, o Ribeirão Funil encontra-se muito afastado dos padrões estabelecidos para classe 1. Esta constante desconformidade é decorrente de uma grande degradação ambiental na bacia do Ribeirão Funil. Este curso d água vem sofrendo ao longo dos anos constantes e intensas alterações das suas características naturais, tais como: poluição de carga difusa, esgoto doméstico, extração de minerais não metálicos, supressão da vegetação. Portanto, essas atividades corroboram significativamente para constante violação dos limites legais e o não atendimento ao enquadramento de classe 1. Com a finalidade de detalhar o conjunto de parâmetros que mais contribuíram para a baixa qualidade das águas nesta estação, calculou-se o percentual de ocorrência dos parâmetros com resultados não conformes em relação aos padrões de qualidade da classe do enquadramento (Figura 3). 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% Percentual de resultados não conformes com a classe de enquadramento da estação - AV Figura 3 - Percentual não conformes com a classe de enquadramento da estação - AV007. Fonte: Próprio autor. De acordo com a Figura 3, os parâmetros que mais se destacaram, em relação aos percentuais de resultados não conformes, foram manganês total e coliformes termotolerantes. Com relação ao manganês, isto é decorrente da estação AV007 estar localizada a poucos metros de uma XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 6

7 mineradora, e também da bacia do Ribeirão do Funil drenar as águas da porção norte deste empreendimento. Já para os coliformes termotolerantes, a causa para que este parâmetro fosse frequentemente violado é a existência de áreas residenciais e industriais que lançam seus efluentes sem nenhum tipo de tratamento. Rio das Velhas - estação AV010 A Figura 4 apresenta os resultados do ICE para a estação AV010. Pode-se observar que nos anos de 2007 e 2010 o Rio das Velhas apresentou um ICE "Péssimo". Isso demonstra que a qualidade da água quase sempre estava alterada, ou seja, os parâmetros de qualidade frequentemente não atendiam os padrões estabelecidos pelo enquadramento. Figura 4 - Resultados do ICE da estação AV010. Fonte: Próprio Autor. Verifica-se na Figura 4 uma melhora do ICE ao longo dos anos, sendo que no ano de 2007, o Rio das Velhas apresentou um ICE de 40, enquanto no ano de 2013, o valor do ICE foi de 86, ou seja, um aumento de 46 pontos, passando de Péssimo para Bom. Mas, apesar desta melhora, o Rio das Velhas não atingiu a classe Ótimo. Portanto, ainda encontra-se afastado dos padrões estabelecidos para classe 1. Esta desconformidade é decorrente da degradação ambiental na bacia do Rio das Velhas, que sofre diversos impactos e intensas alterações das suas características naturais, tais como: atividade minerária, assoreamento, carga difusa e esgoto doméstico. Essas atividades contribuem para a susceptibilidade do rio não atender os limites legais e consequentemente o não atendimento ao enquadramento de classe 1. De acordo com a Figura 5, os parâmetros que mais se destacaram em relação a percentuais de resultados não conformes foram, novamente, coliformes termotolerantes e manganês total. Em todos os anos analisados, o parâmetro manganês apresentou valores que violam o limite da classe de enquadramento, tendo apresentado um percentual médio de 75%. Portanto, as atividades mineradoras realizadas em Ouro Preto podem estar contribuindo, significativamente, para o não atendimento da classe de enquadramento. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 7

8 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% Percentual de resultados não conformes com a classe de enquadramento da estação - AV Figura 5 - Percentual não conformes com a classe de enquadramento da estação - AV010. Fonte: Próprio autor. Em relação aos coliformes termotolerantes, este parâmetro apresentou um valor médio de 86% dos resultados não conformes com a classe de qualidade do enquadramento. A causa para que este parâmetro fosse frequentemente violado é devido à bacia do Rio das Velhas, neste trecho, ainda carecer de estações de tratamento de esgoto. CONCLUSÃO Os resultados do ICE, nos trechos do Ribeirão Funil e do Rio das Velhas em Ouro Preto, mostram que, no geral, está ocorrendo uma melhora da qualidade da água. Entretanto, a bacia ainda sofre constantemente diversas ações que contribuem para uma desconformidade no atendimento aos padrões de qualidade da água, como o fato do município de Ouro Preto ainda não possuir sistema de tratamento de esgoto e abrigar diversas atividades mineradoras. REFERÊNCIAS ANA Agência Nacional das Águas. Portal da Qualidade das Águas Disponível em: < Acesso em: 21/08/ CBH VELHAS, Comitê De Bacia Rio Das Velhas, A Bacia hidrográfica do rio das Velhas. Disponível em: < Acesso em 21/08/2014. CCME Canadian Council of Ministers of the Environment. Water Quality Index: Technical Report. In: Canadian Water Quality Guidelines for the Protection of Aquatic Life Disponível em: Acesso em: 21/08/2014. ECOPLAN-SKILL Elaboração do Plano Diretor de Recursos Hídricos da Bacia Hidrográfica do Rio das Velhas: Relatório de Diagnóstico Específico das UTEs. Contrato nº 021/2012, Disponível em: < > Acesso em: 21/08/2014. IBGE, Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Disponível em: < Acesso em: 21/08/2014. IGAM - INSTITUTO MINEIRO DE GESTÃO DAS ÁGUAS. Gestão das Águas. Disponível em:< Acesso em: 21/08/2014. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 8