Diagnóstico de qualidade e quantidade de água do ribeirão Cachimbal 1

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1 Diagnóstico de qualidade e quantidade de água do ribeirão Cachimbal 1 Daniele Gonçalves Nunes IFRJ-CANP daniele.nunes@ifrj.edu.br Thallison Rodrigues de Oliveira IFRJ-CANP Israel Mateus de Lima Mapele IFRJ-CANP Gabrielle Sevidanes Alves IFRJ-CANP Romulo Manoel Alves IFRJ-CANP Allana De Souza Izidório IFRJ-CANP Leticia Silotti Zampirolli IFRJ-CANP Luiz Felipe Machado de Sant anna Neto IFRJ-CANP Thiago Andrade Bernini IFRJ-CANP Resumo Os recursos hídricos atualmente sofrem com a deterioração da qualidade e com o aumento da escassez que já atinge inúmeras regiões ao redor do planeta. As interferências antrópicas, associadas aos fenômenos naturais, alteram a qualidade e a quantidade da água, resultado também das ações de uso e ocupação das bacias hidrográficas. O presente trabalho teve como objetivo monitorar qualidade e a vazão de pontos pré-determinados no ribeirão Cachimbal. As amostragens foram feitas em períodos de cheia e estiagem. Para as análises no laboratório foram utilizados os seguintes parâmetros: oxigênio dissolvido; temperatura da água; coliformes termotolerantes e totais; cor; turbidez; ph; oxigênio dissolvido. A vazão de escoamento foi estimada através do método do flutuador que consiste principalmente em calcular a velocidade de deslocamento deste ao longo do canal por um determinado período de tempo. O experimento foi feito em triplicata, multiplicando-se a velocidade média pela área molhada, obtendo-se a vazão. Os resultados obtidos para vazão no período de cheia apresentam valores que variam ao longo do curso do rio de 661,6 L/s no ponto 1(Fábrica de tijolos) até 5828,2 L/s no ponto 4 (ponte do campo de futebol). Os resultados dos parâmetros de qualidade das amostras de água permitiram classificar os pontos no ribeirão Cachimbal, em sua maioria, na condição de classe 2 ou 3, segundo Resolução nº 357 do CONAMA (2005), sendo a cor, o parâmetro mais significativamente fora do padrão. Palavras-chave: Cachimbal, qualidade, quantidade. 1 Projeto desenvolvido com o auxílio da Fundação de Amparo à Pesquisa do estado do Rio de Janeiro - FAPERJ 1

2 Introdução As preocupações ambientais crescentes colocam a água em foco das nas questões mundiais. Os recursos hídricos atualmente sofrem com a deterioração da sua qualidade e com o aumento da escassez que já atinge inúmeras regiões ao redor do planeta. O lançamento de efluentes sem tratamento, disposição inadequada de resíduos, uso irracional da água, manejo inadequado de bacias hidrográficas e a falta de adoção de práticas de conservação do solo, são causas para a poluição de mananciais que já vêm ocorrendo a centenas de anos, sendo o homem, o maior agente causador dessas alterações. As interferências antrópicas, associadas aos fenômenos naturais, alteram a qualidade da água, resultado também das ações de uso e ocupação das bacias hidrográficas. No Brasil, a Lei nº 9.433, criada em 8 de janeiro de 1997, instituiu a Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH) que dispõe sobre a gestão dos recursos hídricos de forma integrada, múltipla e descentralizada. Entre os fundamentos da Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH), tem-se a consideração da bacia hidrográfica como unidade territorial de planejamento, onde todas as ações do quadro normativo, assim como as ações de manejo deverão ser implementadas respeitando o limite natural e suas características. Isso se torna importante para o reconhecimento da água como fator de ordenamento territorial, sendo elemento fundamental para a garantia de qualidade de vida e fator restritivo de desenvolvimento econômico e social. A PNRH ainda prevê que a gestão dos recursos hídricos deve ser descentralizada, contando com a participação do Poder Público, usuários e sociedade. Além disso, conta com instrumentos de gestão, entre eles o Enquadramento de Cursos de Água em classes de acordo com os usos preponderantes e o Sistema de Informações de Recursos Hídricos que tem como princípios básicos: a) descentralização da obtenção e produção de dados e informações; b) coordenação unificada do sistema; e c) acesso aos dados e informações garantido a toda a sociedade (BRASIL, 1997). A área do presente estudo contempla a microbacia do ribeirão Cachimbal, constituinte da bacia do rio Paraíba do Sul, situado em sua margem direita, localizada entre as latitudes S e S e entre as longitudes 2

3 W e W (MENEZES, 2008). Geopoliticamente, ela compreende os municípios de Pinheiral, Piraí e Volta Redonda no estado do Rio de Janeiro, sendo cortada transversalmente pela BR 116 (Rodovia Presidente Dutra), o principal eixo econômico do país e longitudinalmente pela Rodovia Benjamin Constant, que liga o município de Pinheiral a Rio Claro, através de Arrozal, distrito de Piraí (OLIVEIRA, 1998). Esta microbacia é de importância estratégica para o abastecimento público de algumas cidades, como Pinheiral, pois em caso de problemas com a qualidade e o fornecimento da água oriunda do rio Paraíba do Sul, passa a ser o único manancial disponível para abastecimento. Além disso, é essencial a preservação e conservação dos afluentes de cursos de água como o rio Paraíba do Sul, já que grande parte da carga orgânica afluente a esses rios é originada da degradação das bacias hidrográficas afluentes. A bacia hidrográfica em estudo tem como um de seus principais problemas o despejo de efluentes ricos em carga orgânica, oriundos de esgotos domésticos e de poluição difusa através de escoamento superficial. A introdução de matéria orgânica em cursos de água provoca o aumento no consumo de oxigênio, pelos microrganismos heterotróficos presentes que utilizam o oxigênio para estabilização da matéria orgânica. Os cursos de água têm a capacidade de recuperar as concentrações de oxigênio dissolvido (OD), devido a fenômenos de autodepuração, através da reintrodução de OD na água a partir das trocas gasosas entre a atmosfera e o curso de água e, também, por meio da liberação deste gás por processos fotossintéticos. Além da preocupação com a qualidade da água, também se destaca a crescente preocupação com a quantidade de água disponível. As atividades exercidas sobre a bacia podem gerar efeitos significativos na dinâmica hidrológica dessa unidade territorial e interferir na produção de água, ocasionando eventos extremos tanto de escassez quanto de enchente, e também na qualidade da água dos mananciais. Atualmente, a gestão dos recursos hídricos busca a integração da qualidade com a quantidade de água, pois existe uma relação entre a vazão e a qualidade da água nos cursos de água. Isto devido ao fato da sazonalidade alterar a qualidade da água, ao longo do ano, já que nos períodos de chuva ocorrem maiores vazões e nos de estiagem, menores vazões. 3

4 Para o desenvolvimento de estudos e pesquisas em relação aos recursos hídricos e sua disponibilidade é essencial a pesquisa de campo e enriquecimento dos bancos de dados com as informações coletadas sobre as microbacias formadoras de bacias hidrográficas de relevância socioeconômica e ambiental. 2. Método 2.1. Caracterização da área em estudo A área analisada no presente estudo contempla a microbacia do ribeirão Cachimbal, constituinte da bacia do rio Paraíba do Sul, situada na região do Médio Paraíba Fluminense, abrangendo os municípios de Pinheiral, Piraí e Volta Redonda no estado do Rio de Janeiro. O ribeirão Cachimbal situa-se entre as coordenadas geográficas 22º33 e 22º38 de latitude sul e 43º57 e 44º05 oeste (OLIVEIRA, 1998). A região apresenta relevo variando de ondulado a forte ondulado com altitudes entre 360 e 720 metros. O clima é identificado por um inverno seco e verão chuvoso. A temperatura média máxima é de 30,9ºC em janeiro e a média mínima de 16,8ºC em julho. A média anual encontra-se entorno de 22ºC. A precipitação varia entre 1300 a 1500 mm/ano, com excedente hídrico de 100 a 150 mm mensais de dezembro a março, sendo verificada deficiência hídrica de julho a setembro (TOLEDO & PEREIRA, 2004). O uso do solo tem como atividade predominante a exploração da pecuária leiteira seguida da de corte com menor intensidade, proporcionando forte pisoteio e criando trilhas no terreno que favorecem o processo erosivo. Em função do tipo de exploração econômica, a região foi submetida a um desmatamento intenso, sendo constatado o predomínio de pastagens sobre o solo. Os fragmentos florestais remanescentes são pequenos, localizam-se nos interflúvios e em áreas de acesso difícil (OLIVEIRA, 1998). Este projeto pretende dar continuidade aos levantamentos já realizados que definiram a seleção dos pontos de coleta de amostras e medições de vazão. 4

5 2.2. Determinação dos parâmetros de qualidade da água Para fins de determinação da qualidade da água serão selecionados pontos relevantes para a microbacia do ribeirão Cachimbal, considerando o posicionamento dos tributários mais importantes e adotando-se o procedimento de amostragens a montante da confluência com o tributário em questão e ainda na foz do tributário. As amostragens ocorrerão nos períodos seco e chuvoso, realizando-as trimestralmente ao longo de um ano, sendo acompanhadas por medições de vazão para determinação da quantidade de água nos mesmos pontos. Para a avaliação da qualidade da água, serão realizadas análises laboratoriais e de campo dos seguintes parâmetros: - temperatura da água (θ); - oxigênio dissolvido (OD); - potencial hidrogeniônico (ph); - coliformes termotolerantes (CF); - turbidez (T); - Cor Os tópicos abaixo relacionam os materiais e métodos utilizados na caracterização química e física dos elementos amostrais e a metodologia utilizada será baseada no caderno didático de práticas de Qualidade do solo e da água (ENG 647) do Departamento de Engenharia Agrícola (MATOS, 2004) Determinação da vazão A vazão será determinada pelo método do flutuador, por meio da medição da velocidade superficial da corrente líquida a partir de materiais como garrafas plásticas, bóias, etc. Esta velocidade superficial é, na maioria das vezes, superior a velocidade média do escoamento. Sendo assim, os procedimentos utilizados para determinar a vazão dos rios em estudo serão: 5

6 - determinação da seção transversal de escoamento: cada seção transversal será dividida em sub-áreas de mesma largura. Calcula-se a área de cada subseção (a1, a2, a3, a4...) baseando-se na forma geométrica mais próxima. Figura 1 Determinação da seção transversal de escoamento. Figura 2 Flutuador Figura 3 Medição em campo - determinação da velocidade média de escoamento: A velocidade média corresponde de 80 a 90% da velocidade superficial. Multiplicando-se a velocidade média pela área molhada (área da seção transversal por onde está ocorrendo o escoamento), obteremos a vazão. 3. Análises e resultados O trabalho desenvolvido observou os resultados obtidos no período de cheia em análises químicas, físicas e microbiológicas de amostras de água obtidas em 5 pontos do ribeirão Cachimbal e analisadas no Laboratório Multidisciplinar do Campus Nilo Peçanha Pinheiral do IFRJ. Os referidos resultados são apresentados a seguir, com destaques para o parâmetro turbidez. 6

7 Ponto 1 (Fábrica de tijolos) 2 (Córrego Caixinha de areia - CA) 3 (Rib. Cachimbal mont. Confluência CA) Coliformes Totais (NMP) Coliformes Fecais (NMP) ph Cor (uc) Turbidez (NTU) OD (mg/l) NMP 7, , NMP 6,8 0,3 13 5, NMP 6, ,9 4 (ETA) NMP 6, ,6 5 (Ponte do Campo) NMP 6, ,1 Tabela 1 Resultados de qualidade de água para período de cheia. Figura 4 Variação sazonal da turbidez Em relação à vazão, foram obtidos também resultados para o período de cheia, ano de referência 2013 e são apresentados na tabela 2. 7

8 Média (80%) Ponto Vazão (m³/s) Vazão (L/s) 1 (Fábrica de tijolos) 0, ,61 2 (Córrego Caixinha de areia - CA) 0,007 6,812 3 (Rib. Cachimbal mont. Confluência CA) 3, (ETA) 5, ,2 5 (Ponte do Campo) 1, ,23 4. Conclusão Diante dos resultados obtidos nota-se que os parâmetros de qualidade das amostras de água permitem atribuir aos pontos, em sua maioria, um padrão de classe 2 ou 3, segundo a Resolução nº 357 do CONAMA (2005). O parâmetro significativamente fora do padrão é referente a cor, tendo em vista ter ultrapassado os limites, inclusive, para a condição de classe 4. Em relação à turbidez, observou-se uma variação compatível com o esperado, ou seja, maiores valores nos períodos chuvosos do que nos períodos de seca. O ponto 2 é o único que mantém o parâmetro em equilíbrio nas duas estações, isso, provavelmente, devido a maior cobertura vegetal e menor intervenção nesta microbacia afluente ao ribeirão Cachimbal. 8

9 5. Referências BRASIL, Política Nacional de Recursos Hídricos. Lei no 9.433, de 8 de janeiro de1997. [S. l.]: MMA/ SRH, MATOS, A.T. Qualidade do solo e da água. Série Caderno Didático n. 33. Viçosa: DEA-UFV, MENEZES, C. E. G. Integridade de Paisagem, Manejo e Atributos do Solo no Médio Vale do Paraíba do Sul, Pinheiral-RJ. 175p. Tese (Doutorado em Ciências em Agronomia) - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ, OLIVEIRA, J. A. Caracterização física da bacia do ribeirão Cachimbal Pinheiral, RJ e de suas principais paisagens degradadas. 154p. Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais) Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ, TOLEDO, L. de O. E PEREIRA, M. G. Dinâmica da deposição de serrapilheira em florestas secundárias do município de Pinheiral, Rj. Floresta e Ambiente, V. 11, n.1, p , ago./dez