V IQAS PARA MATO GROSSO DO SUL: QUAIS REFLETEM A SITUAÇÃO REAL?

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1 V IQAS PARA MATO GROSSO DO SUL: QUAIS REFLETEM A SITUAÇÃO REAL? Carlos Nobuyoshi Ide (1) Professor Adjunto do Departamento de Hidráulica e Transportes do Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Doutor em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental pelo Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Kennedy Francis Roche Professor Adjunto do Departamento de Hidráulica e Transportes do Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Doutor em Ecologia pela State University of Ghent - Bélgica. Pós-Doutorado em Ecologia de Sistemas pela Escola de Engenharia de São Carlos - USP. Augusto Cesar Troli Químico. Mestrando em Tecnologias Ambientais pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. José Luiz Gonçalves Biólogo. Mestrando em Tecnologias Ambientais pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Leila Marques Imolene Bióloga pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Bolsista de Apoio Técnico do CNPq. Luis Fernando de Souza Gameiro Engenheiro Civil. Mestrando em Tecnologias Ambientais pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Maria Aparecida Cabral Seixas Bióloga. Mestranda em Tecnologias Ambientais pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Regiane Schio Bióloga. Mestranda em Tecnologias Ambientais pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Endereço (1) : Universidade Federal de Mato Grosso do Sul - Centro de Ciências Exatas e Tecnologia - Departamento de Hidráulica e Transportes - Cidade Universitária s/n - Caixa Postal: Campo Grande - MS - CEP: Brasil - Tel: +55 (67) Fax: +55 (67) R: cide@nin.ufms.br RESUMO O presente trabalho foi realizado no estado de Mato Grosso do Sul, objetivando avaliar a qualidade dos recursos hídricos dos córregos Bandeira e Cabaça, (Campo Grande - MS) e rio Miranda (Passo do Lontra/Pantanal/MS), utilizando índices de qualidade de água - IQAs. Os IQAs utilizados na presente avaliação foram: Dinius, Horton, NSF, NSF*(produtório) e Smith. Como resultado, os valores finais dos índices, permitiram a classificação dos cursos d água analisados, possibilitando comparações de qualidade entre os diferentes cursos d água. Os índices que melhor representaram a situação real dos mananciais foram o NSF* e o Smith, índices que poderão ser adotados no monitoramento e controle da qualidade das águas, dependendo, para isto, de ajustes nos pesos e nos parâmetros para adequação à realidade da região. Os índices refletem a realidade ambiental verificada na região, onde são freqüentes a remoção da mata ciliar e o despejo de efluentes sem prévio tratamento, diretamente nos corpos d'água, indicam, ainda, a necessidade de um monitoramento constante, com a efetiva adoção de medidas que minimizem esses impactos. PALAVRAS-CHAVE: Índice de Qualidade de Água, Monitoramento, Mananciais. INTRODUÇÃO A qualidade insatisfatória da água para consumo humano e até mesmo para balneabilidade é a realidade de muitos mananciais brasileiros. O monitoramento da água é fator imprescindível para determinação da qualidade e do tratamento a ser dispensado, objetivando atender as condições ambientais, as necessidades sócio-econômicas e a legislação vigente. O efetivo acompanhamento deve ser precedido de análises físico-químicas e bacteriológicas, que permita diagnosticar a sua qualidade. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 A composição dos Índices de Qualidade de Águas IQAs é decorrente dos ensaios laboratoriais. Como resultado, o valor final do índice deve permitir a classificação do curso d água de excelente a muito ruim. Desta forma, os IQAs permitem comparações entre diferentes cursos d água, transmitindo informações a respeito da qualidade da água, proporcionando a realização de análises, em relação a tendência de evolução da qualidade ao longo do tempo (OTT, 1978). Suas aplicações são amplas, podendo ser utilizados na: alocação de recursos (alocação de fundos e prioridades); locação de faixas de qualidade (comparação de condições ambientais em diferentes locais); obediência a padrões (legislação pertinente); análise de tendência (verificação da degradação ou melhora de qualidade); informação pública e pesquisa científica. Os índices de qualidade utilizados no presente trabalho foram: NSF, NSF*, Horton, Smith e Dinius, obtendose um comparativo entre a ação antrópica, sob os recursos hídricos no ambiente urbano e rural, com a conseqüente avaliação da qualidade da água dos córregos Bandeira e Cabaça, localizados no município de Campo Grande e rio Miranda, na região do Passo do Lontra/Pantanal/MS, estado de Mato Grosso do Sul, visando suprir a lacuna existente entre análises laboratoriais e monitoramento. MATERIAIS E MÉTODOS DEFINIÇÃO DOS PARÂMETROS FÍSICOS, QUÍMICOS E BACTERIOLÓGICOS Os parâmetros foram pré-definidos, visando atender os sub-índices dos IQAs Horton, Dinius, NSF, NSF* e Smith. Sendo eles: alcalinidade, cor, cloretos, condutividade, demanda bioquímica de oxigênio (DBO 5 ), demanda química de oxigênio (DQO), ferro total, fosfato total, óleos e graxas (O&G), nitrato, nitrogênio total Kjedahl (NTK), nitrogênio amoniacal (NH 3 ), ph, orto-fosfato, oxigênio dissolvido (OD), temperatura, turbidez, sólidos dissolvidos totais, sólidos totais, sólidos sedimentáveis, transparência, coliformes totais e fecais. As técnicas analíticas utilizadas, estão preconizadas no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 19 th ed. (APHA; AWWA; WPCF, 1995). PONTOS DE AMOSTRAGEM Após o levantamento de informações a respeito de: fontes poluidoras, lançamento de efluentes e ocupação antrópica, buscando sempre a escolha estratégica de pontos com a melhor representatividade da qualidade da água, deu-se a definição dos pontos de amostragem, sendo eles: Três pontos no córrego Cabaça, denominados A, B e C, sendo o ponto A localizado nas proximidades da nascente; o ponto B à jusante da cachoeirinha (entre a Rua Continental e Rua Trindade), recebendo grande influência de despejos domésticos e também uma parte de despejos comerciais, tais como postos de combustíveis e empresas de ônibus. O ponto C à montante do Lago do Amor, recebe toda a influência das empresas localizadas nas proximidades da Av. Costa e Silva, predominantemente composta por postos de gasolina, empresas de ônibus, oficinas e um centro comercial. Cinco pontos no córrego Bandeira: ponto 1 nascente do córrego Bandeira; ponto 2 córrego Portinho Pache, afluente do córrego Bandeira; ponto 3 à montante do Lago do Rádio Clube Campo; ponto 4 à jusante do Lago do Rádio Clube Campo e finalmente o ponto 5 à montante do Lago do Amor, nas proximidades do ginásio de esporte Moreninho. Três pontos no rio Miranda: ponto 1 encontra-se a 3 km à jusante da ponte da rodovia MS-184; ponto 2 localiza-se 500 m à jusante da ponte da rodovia MS-184, recebendo significativa influência de hotéis, pousadas e população ribeirinha e ponto 3 localiza-se 1 km à montante da Base de Estudos do Pantanal da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 RESULTADOS DAS ANÁLISES DE ÁGUA São apresentados a seguir os resultados das análises laboratoriais, e a elaboração dos índices de Horton, NSF, NSF*, Smith e Dinius, que permitiu avaliar a qualidade da água e verificar qual dos índices representa melhor a situação dos mananciais. Na Tabela 1 são apresentados os resultados dos parâmetros físicos, químicos e bacteriológicos das análises realizadas no córrego Bandeira. Tabela 1: Resultados dos parâmetros analisados no córrego Bandeira. PARÂMETROS UNIDADE Oxigênio Dissolvido mg O 2 /L 8,90 7,85 7,45 7,90 3,75 DBO 5 mg O 2 /L 2,3 3,7 2,1 4,3 141,5 DQO mg O 2 /L 22,1 45,6 30,4 85,7 428,5 Dureza Total mg CaCO 3 /L 20,0 42,0 35,0 30,5 49,0 Tratamento de esgoto (%pop. servida) % ph - 5,9 6,3 6,7 6,7 9,7 Coliformes Totais NMP/100mL 7,9 x ,3 x ,7 x ,7 x ,7 x10 6 Coliformes Fecais NMP/100mL 4,9 x ,1 x ,3 x ,1 x ,3 x 10 6 Cor mg Pt/L ND ND 5,0 15,0 15,0 Condutividade µmhos/cm 20,0 60,0 45,0 55,0 280,0 Óleos e Graxas mg/l 7,23 7,92 7,28 6,57 7,40 Ferro Total mg Fe/L 1,95 6,25 7,53 7,75 7,59 Alcalinidade Total mg CaCO 3 /L 18,0 31,6 28,2 22,5 134,1 Cloreto Total mg Cl/L 4,8 3,8 2,9 4,1 8,1 Nitrato mg NO 3 -N/L ND 0,01 0,19 0,03 0,06 NTK mg NH 3 -N/L 0,10 0,52 0,52 0,63 1,36 NH 3 mg NH 3 -N/L ND ND 0,12 0,12 0,18 Fosfato Total mg PO 4 -P/L 0,14 0,15 0,29 0,27 3,28 Orto-fosfato mg PO 4 -P/L 0,10 0,12 0,15 0,15 2,14 Sólidos Dissolvidos Totais mg/l 19,0 43,0 45,0 73,0 473,0 Sólidos Totais mg/l 23,0 71,0 59,0 96,0 534,0 Sólidos Sedimentáveis ml/l <0,1 <0,1 <0,1 0,1 0,1 Temperatura da Água ºC 20,0 20,0 16,0 21,0 23,0 Temperatura do Ar ºC 17,0 22,0 19,0 20,0 23,8 Transparência M NA NA NA NA NA Turbidez FTU 2,5 7,0 8,5 37,0 30,0 Vazão m 3 /s NA NA 0,0183 0,0199 0,1666 ND Não detectado NA Não Analisado ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 Os resultados dos parâmetros realizados no córrego Cabaça, estão apresentados na tabela 2, onde podem ser visualizadas as alterações que ocorrem em cada ponto. Tabela 2: Resultados dos parâmetros analisados no córrego Cabaça. PARÂMETROS UNIDADE A B C Oxigênio Dissolvido mg O 2 /L 5,65 7,70 2,85 DBO 5 mg O 2 /L 1,5 2,6 13,0 DQO mg O 2 /L 23,5 40,1 99,5 Dureza total mg CaCO 3 /L 123,5 98,5 109,5 Tratamento de esgoto (%pop. servida) % PH - 7,4 7,7 7,9 Coliformes Totais NMP/100mL 3,4 x ,4 x ,4 x 10 6 Coliformes Fecais NMP/100mL 7,0 x ,1 x ,5 x 10 6 Cor mg Pt/L ND ND 5,0 Condutividade µmhos/cm Óleos e Graxas mg/l 5,3 5,9 12,1 Ferro Total mg Fe/L 4,30 3,18 6,14 Alcalinidade Total mg CaCO 3 /L 107,0 103,7 173,6 Cloreto Total mg Cl/L 8,9 10,5 16,5 Nitrato mg NO 3 -N/L 0,40 0,81 0,71 NTK mg NH 3 -N/L 0,52 1,26 7,04 NH 3 mg NH 3 -N/L 0,06 0,06 5,49 Fosfato Total mg PO 4 -P/L 0,15 0,31 3,15 Orto-fosfato mg PO 4 -P/L 0,08 0,25 1,07 Sólidos Dissolvidos Totais mg/l 174,0 172,0 184,0 Sólidos Totais mg/l 208,0 186,0 241,0 Sólidos Sedimentáveis ml/l <0,1 <0,1 0,2 Temperatura da Água ºC 20,0 19,0 20,0 Temperatura do Ar ºC 21,0 20,0 21,0 Transparência M 0,26 0,29 0,32 Turbidez FTU 3,5 3,0 11,0 Vazão m 3 /s 0,0350 0,1290 0,1130 ND Não detectado ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 Os resultados das análises realizadas no rio Miranda, região do Passo do Lontra/Pantanal/MS, estão apresentados na Tabela 3. Tabela 3: Resultados dos parâmetros analisados no rio Miranda. PARÂMETROS UNIDADE Oxigênio Dissolvido mg O 2 /L 6,35 5,85 6,25 DBO 5 mg O 2 /L 1,5 1,4 0,9 DQO mg O 2 /L 10,3 6,4 6,4 Tratamento de esgoto (%pop. servida) % ph - 7,7 7,6 7,7 Coliformes Totais NMP/100mL 9,0 x ,3 x ,0 x 10 0 Coliformes Fecais NMP/100mL 3,0 x ,4 x ,0 x 10 0 Cor mg Pt/L <5,0 <5,0 <5,0 Condutividade µmhos/cm Óleos e Graxas mg/l 3,0 6,2 4,5 Ferro Total mg Fe/L 8,79 4,68 0,27 Alcalinidade Total mg CaCO 3 /L 85,6 92,4 87,9 Cloreto Total mg Cl/L 3,4 3,4 3,4 Nitrato mg NO 3 -N/L 0,02 0,01 0,01 NTK mg NH 3 -N/L 0,1 0,2 0,2 NH 3 mg NH 3 -N/L ND ND ND Fosfato Total mg PO 4 -P/L 0,25 0,33 0,28 Orto-fosfato mg PO 4 -P/L 0,08 0,26 0,26 Sólidos Dissolvidos Totais mg/l 123,0 119,0 118,0 Sólidos Totais mg/l 177,0 169,0 165,0 Sólidos Sedimentáveis ml/l 0,1 0,2 0,1 Temperatura da Água ºC 29,3 29,3 29,3 Temperatura do Ar ºC 25,0 25,4 28,0 Transparência M 0,26 0,29 0,32 Turbidez FTU 22,0 23,0 20,0 Vazão m 3 /s 58,50 58,50 58,50 ND Não detectado ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 RESULTADOS DOS ÍNDICES DE QUALIDADE DE ÁGUA A situação aqui representada, refere-se às coletas de amostras nos córregos Bandeira e Cabaça e no rio Miranda, realizadas nos meses de setembro e outubro do ano de ÍNDICE DINIUS De acordo com o índice de Dinius, as águas do córrego Cabaça nos pontos A e B, do córrego Bandeira nos pontos 1, 2, 3 e 4, e do rio Miranda nos pontos 1 e 2, foram classificadas como de qualidade média. Os pontos: C do córrego Cabaça e 5 do córrego Bandeira foram considerados ruins. Apenas o ponto 3 do rio Miranda foi classificado como bom, conforme mostrado na figura 1. Figura 1: Classificação da qualidade da água de acordo com o IQA Dinius. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6

7 ÍNDICE HORTON No IQA de Horton, foram considerados para área urbana dos Córregos Bandeira e Cabaça, um percentual de 80% da população atendida com tratamento de esgoto, sendo que na região as residências dispõem de conjunto fossa séptica e sumidouro. Uma pequena parcela não dispõem de tal tratamento, responsável pelo lançamento de esgoto in natura nos córregos, correspondendo a 20%. Esta consideração causou uma certa diferença em comparação com o manancial do rio Miranda, já que o mesmo não conta com tratamento de efluentes, poucos hotéis dispõe de tratamento preliminar, não sendo considerado no estudo. O índice de Horton classificou as águas do córrego Cabaça nos pontos A e B, do córrego Bandeira nos pontos 1, 2, 3, e 4, e do rio Miranda nos pontos 1 e 3 como de qualidade boa. No ponto C do córrego Cabaça e no ponto 5 do córrego Bandeira como médio. No ponto 2 do rio Miranda, região que tem lançamentos de efluentes foi classificada como ruim, conforme figura 2. Figura 2: Classificação da qualidade da água de acordo com o IQA Horton. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 7

8 ÍNDICES NSF, NSF* Para o índice NSF, foram utilizadas as curvas de qualidade de água, a fim de definir o q i dos parâmetros. Posteriormente, foram realizados os cálculos da forma somatória e produtória, respectivamente. Com relação a qualidade dos mananciais, observou-se que o NSF* (produtório) apresenta maior adequação à realidade, em relação ao NSF (somatório). A descrição muito ruim foi detectada no índice NSF*, apenas no ponto 5 do córrego Bandeira. De acordo com o índice NSF somatório, os pontos encontram-se divididos em bons (ponto B do córrego Cabaça, ponto 1 do córrego Bandeira, e pontos 1, 2, e 3 do rio Miranda); médio (ponto A do córrego Cabaça, pontos 2, 3 e 4 do córrego Bandeira) e ruim (ponto C do córrego Cabaça e 5 do córrego Bandeira), como demonstrado na Figura 3. Figura 3: Classificação da qualidade da água de acordo com o IQA NSF (somatório). ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 8

9 No NSF* (produtório), obteve-se: bom (ponto 3 do rio Miranda); médio (pontos A e B do córrego Cabaça, pontos 1, 2, 3 e 4 do córrego Bandeira, e pontos 1 e 2 do rio Miranda); ruim (ponto C do córrego Cabaça); muito ruim (ponto 5 do córrego Bandeira), conforme pode ser evidenciado na figura 4. Figura 4: Classificação da qualidade da água de acordo com o IQA SNF* produtório. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 9

10 ÍNDICE SMITH Para a utilização do índice Smith, foi utilizado o menor índice encontrado no IQA NSF (somatório), uma vez que o NSF* (produtório) apresenta maior rigorosidade na expressão dos valores, em ralação ao NSF (somatório) e sua utilização iria diminuir significativamente os resultados, de maneira a alterar as condições reais dos mananciais. As águas do córrego Cabaça, foram classificadas como muito ruim em todos os pontos, sendo o parâmetro coliformes fecais o responsável por tal classificação. Para o córrego Bandeira os pontos 1, 2 e 4 foram classificados como muito ruim, e o ponto 3 como ruim, devido ao sub-índice coliformes fecais. Já o ponto 5 foi classificado como muito ruim, o sub-índice determinante do enquadramento foi a DBO 5. No rio Miranda os pontos 1, 2 e 3 foram classificados como ruim. Os pontos 1 e 2 tiveram como sub-índices determinantes o parâmetro coliformes fecais, e o ponto 3 o sub-índice determinante foi a temperatura. Ressalta-se no entanto, a necessidade de uma reavaliação dos pesos uma vez que a temperatura média de 29,3 o C é característica natural do rio. Na figura 5 é apresentado o croqui com a classificação dos corpos d'águas de acordo com o IQA Smith. Figura 5: Classificação da qualidade da água de acordo com o IQA Smith. CONCLUSÕES Para o índice de Dinius observou-se que os resultados foram satisfatórios, devido as atribuições de pesos elevados ao grupo coliformes, a OD e a DBO 5, parâmetros de grande importância no monitoramento de mananciais locais. Contudo, observa-se que alguns parâmetros como cor e dureza, poderiam ser substituídos por outros como óleos e graxas, NTK e fósforo, a fim de adequá-lo a realidade da região sem alterar sua sensibilidade a pequenas alterações na qualidade e evitando o eclipsamento de resultados. Na utilização do índice de Horton, verificou-se com isso que o rio Miranda com a presença de coliformes na ordem de 330 NMP/100mL, foi classificado como ruim, enquanto que os córregos urbanos (Bandeira e ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 10

11 Cabaça) com valores de coliformes mais elevados foram classificados como bons e médios. Esse IQA, não foi satisfatório, uma vez que define pesos elevados ao parâmetro tratamento de esgoto, apresentando baixa rigorosidade com a real situação dos córregos e alta rigorosidade para o caso do ponto 2 do rio Miranda, quando o fator multiplicador, M 2, reduziu o índice pela metade, devido a quantidade de sólidos sedimentáveis (0,2 mg/l). Para sua efetiva adoção sugere-se a revisão dos parâmetros com seus respectivos pesos, sendo que os parâmetros, como cloreto e a porcentagem da população atendida por tratamento de esgoto, podem ser revistos e acrescentados outros, como por exemplo a série nitrogenada e DBO 5, para tanto são necessários estudos e monitoramentos constantes antes de sua definição. O índice NSF (somatório) apresentou um resultado bom na avaliação da qualidade, tanto nos córregos Bandeira e Cabaça, quanto no rio Miranda. Foi possível detectar as alterações da qualidade da água, variando de bom à ruim nos córregos e bom para o rio Miranda. A vantagem do índice NSF* (produtório) em relação ao NSF (somatório), é o fato de apresentar um maior rigor nos seus resultados. Caso um parâmetro tenha valor baixo, ele será detectado pelo índice, pois ele será multiplicado por todos. O índice de Smith, apesar de rigoroso, por considerar na sua classificação o menor sub-índice, supervalorizou alguns parâmetros, como por exemplo a temperatura, no ponto 3 do rio Miranda, uma característica natural deste ecossistema, em detrimento a outros parâmetros de relevante importância na definição da qualidade da água. Sua utilização no monitoramento pertinente maior rigorosidade, proporcionando à adoção de medidas de controle em todos os trechos. Deve-se, entretanto, adequá-lo a realidade sul-mato-grossense para assegurar a representação da qualidade dos mananciais a serem analisados. Com relação a adoção de índices de qualidade observou-se que os mesmos refletem padrões internacionais, muitas vezes não condizentes com a realidade dos mananciais analisados. Os índices que representaram melhor a situação real dos mananciais, foram o NSF* (produtório) e o Smith, índices que poderão ser adotados no monitoramento e controle da qualidade das águas, dependendo para isto de ajustes nos pesos e nos parâmetros para adequação à realidade da região. A real situação dos mananciais analisados reflete a necessidade de um monitoramento constante, com a efetiva adoção de medidas que minimizem os impactos que vem alterando a qualidade das águas. Os índices refletem a realidade ambiental verificada na região, onde são freqüentes a remoção da mata ciliar e o lançamento de efluentes sem prévio tratamento diretamente nos corpos d'água. No rio Miranda, principalmente é o freqüente lançamento de efluentes in natura. Esta prática poderá ocasionar contaminação e doenças de veiculação hídrica. Nos córregos urbanos Bandeira e Cabaça, além de despejos de efluentes residenciais e industriais, observou-se significativa alteração das condições ambientais, com a conseqüente remoção da mata ciliar e a utilização da região ribeirinha para depósito de resíduos sólidos. A solução dos problemas necessita do envolvimento e da participação de todos os segmentos presentes na região: poder público federal, estadual, municipal e a comunidade. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. APHA; AWWA; WPCF. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 19 th ed. Washington: American Public Health Association OTT, W. R. Environmental indices: theory and practice. Ann Arbor: Ann Arbor Science, BRASIL. Resolução CONAMA nº 20, de 18 de junho de Classifica as águas doces, salobras e salinas do Território Nacional em nove classes, segundo seus usos preponderantes. Diário Oficial da República Federativa do Brasil, Brasília, 22 out ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 11