DETERMINAÇÃO DE FÓSFORO E NITROGÊNIO COMO INDICADORES DE POLUIÇÃO ANTRÓPICA NA BACIA DO ALTO RIO IGUAÇU

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1 DETERMINAÇÃO DE FÓSFORO E NITROGÊNIO COMO INDICADORES DE POLUIÇÃO ANTRÓPICA NA BACIA DO ALTO RIO IGUAÇU Camila Fernanda Padilha*, Filipe Leonardo dos Santos Leitzke*, Mauricius Marques dos Santos*, Júlio César Rodrigues de Azevedo* *DAQBI/UTFPR, Curitiba, Brasil camilafpadilha@hotmail.com Resumo O ambiente aquático é um setor muito afetado pela poluição, acarretando degradação da qualidade das águas. As formas de nitrogênio amoniacal e ortofosfato normalmente estão associadas à entrada de esgotos nos ambientes aquáticos. Os pontos analisados no rio Belém mostraram concentrações de nitrogênio amoniacal, ortofosfato e oxigênio dissolvido fora das recomendadas pela legislação vigente, caracterizando influencia antrópica na região. O oposto foi observado nas análises do rio Palmital que encontra-se mais preservado. Palavras-chave: Bacia do Alto Rio Iguaçu. Ortofosfato. Nitrogênio amoniacal. Abstract The aquatic environment is a sector greatly affected by pollution, causing degradation of water quality. The forms of ammoniacal nitrogen and orthophosphate are usually associated with the entry of sewage in aquatic environments. The points analyzed in the Belem River showed concentrations of ammoniacal nitrogen, orthophosphate and dissolved oxygen out of the legislation, characterizing anthropogenic influences in the region. The opposite was observed in analyzes of the Palmital river that is more preserved. Keywords: Upper Iguaçu River Basin. Orthophosphate. Ammoniacal nitrogen. Introdução A poluição ambiental antropogênica pode ter origem por numerosas fontes de produção, aplicação e resíduos, envolvendo uma multiplicidade de produtos químicos que afetam a biosfera [1]. Por isso a preocupação com os problemas ambientais tem sido comum em vários setores da sociedade mundial. Dentre os setores afetados pela poluição, talvez o que gere maior preocupação é o ambiente aquático, pois o aumento desordenado dos processos de urbanização, industrialização e expansão agrícola acarretou em um crescimento exagerado das demandas localizadas e na degradação da qualidade das águas [2]. A contaminação e poluição da água podem ocorrer através de fontes pontuais ou difusas, sendo que as primeiras são mais encontradas próximas a centros urbanos e constituem-se principalmente do despejo de esgotos domésticos e industriais não tratados ou tratados de forma inadequada, 1/6

2 além de serem identificadas no meio rural pelo descarte de dejetos de animais [3]. Na Região Metropolitana de Curitiba, a bacia do Rio Iguaçu, que é o principal manancial de abastecimento de água desta região, recebe alta carga de matéria orgânica e nutrientes de origem industrial, doméstica e do escoamento difuso, apresentando elevados índices de degradação [4]. Existe uma grande importância de se analisar algumas características físicas e químicas do ambiente, que além de constatarem ou não a influência antrópica no meio, são úteis para determinar a qualidade da água para o ecossistema, uma vez que esta é destinada ao abastecimento humano. Portanto, o objetivo desse trabalho foi a avaliação da atividade antrópica na região da Bacia do Alto Rio Iguaçu, pela determinação de fósforo e nitrogênio como indicadores de poluição. Materiais e Métodos Área de Estudo O estudo foi realizado nos rios Pequeno e Belém da bacia do Alto Iguaçu, que compreende a cidade de Curitiba e alguns municípios da Região Metropolitana de Curitiba, no estado do Paraná. A bacia do Alto Iguaçu compreende uma área de 3130,22 km 2 e está localizada entre a Serra do Mar e a Escarpa Devoniana, sendo constituída por 30 subbacias. A localização dos pontos é apresentada na Figura 1. Figura 1: Localização dos pontos amostrados. Coleta das Amostras Foram realizadas três coletas nos rios estudados, sendo que a Coleta 1 foi realizada no dia 13/09/2011, a Coleta 2 no dia 07/11/2011 e a Coleta 3 no dia 09/04/2012. As amostras de água foram coletadas com uma garrafa Van Dorn e preservadas a uma temperatura de 4 ºC para evitar a degradação dos compostos de interesse. Além disso, em campo foram determinadas as temperaturas do ar e da água, oxigênio dissolvido (OD) e potencial redox através de sonda multiparâmetros. As análises de ortofosfato de nitrogênio amoniacal foram realizadas segundo a metodologia descrita por APHA [5]. Determinação de Ortofosfato Para a determinação de ortofosfato foram utilizadas as seguintes soluções: solução 2/6

3 estoque de PO 3+ 4 (0,2195 g de K 2 HPO 4 dissolvidos em 1 L de água deionizada); solução de H 2 SO 4 5N; solução de tartarato de antimônio e potássio (1,3715 g de K(SbO)C 4 H 4 O 6 em 500 ml de água); solução de molibdato de amônio (4 g de (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24.4H 2 O dissolvidos em 100 ml de água deionizada); solução de ácido ascórbico (1,76 g de ácido ascórbico em 100 ml de água deionizada); e reagente combinado (50 ml de H 2 SO 4 5N, 5 ml da solução de tartarato de antimônio e potássio, 15 ml da solução de molibdato de amônio e 30 ml da solução de ácido ascórbico). Para cada 10 ml de amostra, adicionouse 1,6 ml do reagente combinado, e depois de 20 minutos realizou-se a leitura em espectrofotômetro ultravioleta em comprimento de onda de 880 nm. A curva analítica foi construída com padrões com concentrações entre 0,1 e 1,0 mg/l. Determinação de Nitrogênio Amoniacal Para a determinação de amônia foram utilizadas as seguintes soluções: solução estoque de NH 3 (3,819 g de NH 4 Cl dissolvidos em 1 L de água deionizada); solução de fenol (11,1 ml de fenol líquido diluídos em 100 ml de álcool etílico 95%); solução de citrato alcalino (20 g de citrato trisódico e 1 g de NaOH dissolvidos em 100 ml de água deionizada); solução de nitroprussiato de sódio (0,5 g de nitroprussiato de sódio dissolvido em 100 ml de água deionizada); e solução oxidante (100 ml de solução de citrato alcalino com 25 ml de solução de hipoclorito de sódio comercial). Para cada 10 ml de amostra, adicionouse 0,4 ml da solução de fenol, 0,4 ml da solução de nitroprussiato e 1 ml da solução oxidante. As amostras foram deixadas em ambiente escuro por 30 minutos e a leitura foi realizada em espectrofotômetro ultravioleta em comprimento de onda de 640 nm. Resultados Os valores de oxigênio dissolvido encontrados são apresentados na Figura 2. Figura 2: Concentrações de oxigênio dissolvido nas amostras. A Figura 3 mostra as concentrações de Ortofosfato encontradas nos pontos analisados. 3/6

4 Figura 3: Concentrações de ortofosfato nas amostras. Na Figura 4 são apresentados os valores das concentrações de nitrogênio amoniacal. Figura 4: Concentrações de nitrogênio amoniacal nas amostras. Discussão Os Rios Belém e Palmital foram escolhidos para o monitoramento por apresentarem características bastante diferenciadas. O Rio Belém apresenta forte urbanização em suas margens, além de ser o receptor da Estação de Tratamento de Esgotos Belém. Em contraposição, o Rio Palmial apresenta-se mais preservado. Nas análises de oxigênio dissolvido (Figura 2) foi possível observar a influência da atividade antrópica sobre esse parâmetro, pois o rio Palmital apresentou os maiores valores de concentração, e o rio Belém apresentou baixos valores de oxigênio dissolvido. O ponto que apresentou maiores concentrações foi o PAP1, chegando a apresentar 7,87 mg.l -1 na coleta 3. Em contrapartida os pontos do rio Belém apresentaram concentrações de oxigênio dissolvido igual a zero na coleta 1. Segundo a Resolução CONAMA Nº 357/2005 [6], os valores de oxigênio dissolvido não devem ser menores do que 4 mg.l -1 para ambientes de água doce. O rio Belém apresentou concentrações inferiores ao recomendado, podendo estar relacionado com o a atividade antrópica e com o grau de eutrofização do ambiente. Valores de oxigênio dissolvido menores que 2 mg.l -1 caracterizam uma condição de hipoxia do meio [7]. É de grande importância monitorar a concentração dos nutrientes nitrogênio e fósforo, pois esses são responsáveis pelo fenômeno da eutrofização das águas naturais quando presentes em concentrações excessivas. As formas de nitrogênio amoniacal e ortofosfato normalmente estão associadas à entrada de esgotos domésticos nos ambientes aquáticos. Nas análises de ortofosfato (Figura 3) foi possível observar que os pontos do rio Belém apresentaram concentrações maiores 4/6

5 do que as do rio Palmital, chegando a concentração de 4,47 mg.l -1 no ponto BLP1 da coleta 1, ficando as concentrações no rio Palmital próximas a zero. Situação semelhante foi observada com o resultado das análises de nitrogênio amoniacal (Figura 4), na qual os pontos do rio Palmital apresentaram concentrações próximas a zero, sendo que o ponto PAP2 apresentou a maior concentração do rio Palmital, chegando a 5,36 mg.l -1 na coleta 2, e os pontos do rio Belém apresentaram concentrações muito maiores, chegando a 50,30 mg.l -1 no ponto BLP2 na coleta 1. Segundo a Resolução CONAMA Nº 357/2005 [6], os valores de oxigênio dissolvido não devem ser menores do que 13,3 mg.l -1 para ambientes de água doce. Os pontos do rio Belém possuem concentrações acima do recomendado, sugerindo uma influência da atividade antrópica nessa região. Conclusão No presente artigo foi possível observar a variação da qualidade da água na Bacia do Alto Rio Iguaçu devido a atividade antrópica. Os pontos analisados no rio Belém, que possui alta atividade antrópica no seu entorno e ainda recebe efluente da Estação de Tratamento de Esgoto Belém, mostraram concentrações de nitrogênio amoniacal e ortofosfato acima das recomendadas pela Resolução CONAMA vigente. Já os valores de oxigênio dissolvido encontradas estavam abaixo da recomendada pela legislação vigente, mostrando a influência humana nos ambientes aquáticos. O oposto foi observado nas análises do rio Palmital, onde as concentrações encontradas estavam dentro da faixa recomendada pela legislação, mostrando que esse rio, por possuir localização mais afastada e por não possuir alta atividade antrópica no seu entorno, encontra-se mais preservado, e com uma melhor qualidade de água. Agradecimentos À Universidade Tecnológica Federal do Paraná, à Petrobrás através do Programa Petrobrás Ambiental, ao CNPq e à Fundação Araucária. Referências [1] BLASCO, C.; PICÓ, Y. Prospects for combining chemical and biological methods for integrated environmental assessment. TrAC-Treds in Analytical Chemistry, v. 28, n. 6, p , /6

6 [2] RAIMUNDO, C. Ocorrência de interferentes endócrinos e produtos farmacêuticos nas águas superficiais da bacia do rio Atibaia. Dissertação de Mestrado. Instituto de Química Universidade Estadual de Campinas, Campinas, [3] BERWANGER, A. L. Alterações e transferências de fósforo do solo para o meio aquático com o uso de dejeto líquido de suínos. Dissertação (Mestrado em Ciência do Solo) Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria. 102, ed. / Conselho Nacional do Meio Ambiente. Brasília: Conama, [7] CETESB. Alterações físico químicas: Oxigênio dissolvido. Disponível em: < e/causas_oxigenio.php>. Acesso em 22 jun [4] MENDONÇA, F. Riscos, vulnerabilidade e abordagem socioambiental urbana: uma reflexão a partir da RMC e de Curitiba. Desenvolvimento e Meio Ambiente, n. 10, p , [5] APHA-AWWA-WPCF. Standard Methods for Examination of Water and Wastewater. 20th ed, American Public Health/ American Water Works Association/ Water Pollution Control Federation, Washington DC, USA, [6] CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resoluções do Conama: resoluções vigentes publicadas entre julho de 1984 e novembro de /6