IMPACTOS NA QUALIDADE DA ÁGUA COM A CONSTRUÇÃO DA BARRAGEM SERRO AZUL-PE IMPACTS ON WATER QUALITY WITH THE SERRO AZUL DAM CONSTRUCTION - PE.

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1 IMPACTOS NA QUALIDADE DA ÁGUA COM A CONSTRUÇÃO DA BARRAGEM SERRO AZUL-PE Denis F.B.C. de Melo 1 ; Simone Karine Silva da Paixão 2 ; Eden C. de Albuquerque Junio 3 ; Maria das Neves Gregório 4 ; Patrícia Basílio 5 ; Ivan Dornelas 6 ; Elizabeth Pastich 7* Resumo A construção de uma barragem, para os diversos fins, transforma o meio lótico em lêntico, desencadeando uma série de processos biogeoquímicos, que alteram as características do ambiente aquático. As alterações na qualidade da água começam desde a fase de instalação do empreendimento até a operação. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo avaliar a qualidade da água e os principais fatores interferentes no rio Una, nas áreas de influência da Barragem Serro Azul, em Pernambuco. Para o monitoramento da qualidade da água foram selecionados 8 pontos de coleta nas áreas de influência da Barragem, em duas campanhas de coleta distintas, novembro/2013 e dezembro/2014. No ciclo 2 ficaram dentro dos limites exigidos pela CONAMA Nº 357 os seguintes parâmetros: ph, turbidez, oxigênio dissolvido e sólidos totais dissolvidos. Alguns parâmetros de qualidade da água estiveram fora dos limites legais: alumínio, ferro, manganês, cor verdadeira, DBO, fósforo total e coliformes termotolerantes. O fósforo total apresentou concentrações bem acima do limite, o que foi atribuído a fontes poluidoras a montante da coleta, já as concentrações de nitrato e nitrito se encontram dentro dos limites normativos. Palavras-Chave ferro; barragem; parâmetros de qualidade. IMPACTS ON WATER QUALITY WITH THE SERRO AZUL DAM CONSTRUCTION - PE. Abstract The construction of a dam, transform the lotic environment in still water, as a consequence, the biogeochemical processes that change the characteristics of the aquatic environment. Changes in water quality since the start of the project installation phase. Thus, this study aimed to evaluate the water quality and the main interfering factors in the river Una in the areas of influence of the dam Serro Azul, in Pernambuco. For the monitoring of water quality were selected 8 collection points in areas of influence of the dam in two separate expeditions, November /2013 and December / The data studied showed differences between the collection cycles, justified by the difference in precipitation between the two periods studied. In cycle 2 were within the limits established by CONAMA Nº 357 the following parameters: ph, turbidity, dissolved oxygen and total dissolved solids. Some water quality parameters were outside the legal limits: aluminum, iron, manganese, true color, BOD, total phosphorus and fecal coliforms. The total phosphorus presented concentrations well above the limit, which was attributed to pollution sources upstream of the collection, as the concentrations of nitrate and nitrite are within the Normative limits. Keywords iron; dam, quality parameters. 1,2,3,4,5,6,7 Associação Instituto de Tecnologia de Pernambuco-ITEP-OS. Mestrado em Tecnologia Ambiental do ITEP. Endereço: Avenida Prof. Luiz Freire, 700, Cidade Universitária/Cep: , Recife-PE. * Elizabeth.pastich@itep.br XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1

2 1. INTRODUÇÃO Os rios são ambientes lóticos influenciados por parâmetros como velocidade, profundidade, turbulência, etc. Essa dinâmica garante uma complexa interação entre a biota local e os meios físico e químico, favorecendo o transporte de energia e ciclagem de materiais (Vannote et al., 180; Neves e Junior, 2007). A construção de uma barragem, para os diversos fins, transforma o meio lótico em lêntico, desencadeando uma série de processos biogeoquímicos, que alteram as características do ambiente aquático. Como alterações nos parâmetros abióticos podem ser destacadas: aumento da profundidade, aumento da transparência da água, depleção nos níveis de oxigênio, possibilidade de eutrofização, etc. Já entre os parâmetros bióticos, embora haja um programa específico denominado Programa de Inventário e Monitoramento dos Ecossistemas Aquáticos, são aqui considerados alguns aspectos mais gerais como: modificações na dinâmica de populações, perda da biodiversidade, formação de barreiras geográficas impedindo o fluxo gênico entre espécies, crescimento excessivo de cianobactérias produtoras de toxinas, entre outros. A região da Mata Sul pernambucana tem sido atingida por frequentes cheias, devido a fenômenos climáticos e o relevo das bacias hidrográficas. Nos anos de 2000, 2005, 2010 e 2011 as chuvas provocaram grandes estragos na região e, além de acarretar perdas humanas, trouxeram prejuízos materiais à população (Secretaria de Recursos Hídricos e Energéticos, 2015). Devido esses fenômenos extremos, o Governo do Estado de Pernambuco têm unindo esforço para construção de barragens para contenção de cheias entre elas está a Barragem Serro Azul. O rio Una, onde a barragem de Serro Azul está localizada, é o principal curso d água da bacia, tendo sua nascente no município de Capoeiras, e apresentando regime intermitente até as proximidades da cidade de Altinho, quando se torna perene. Este trabalho teve como objetivo avaliar a qualidade da água e os principais fatores interferentes no rio Una, nas áreas de influência da Barragem Serro Azul, em Pernambuco. Sua extensão é de aproximadamente 20 km. A Bacia Hidrográfica do rio Una corresponde à Unidade de Planejamento Hídrico UP5, de acordo com o Plano Estadual de Recursos Hídricos de Pernambuco (PERNAMBUCO, 1). 2. MATERIAIS E METÓDOS Para o monitoramento da qualidade da água foram selecionados 8 pontos de coleta na Área Diretamente Afetada (ADA) e na área de Influência Direta (AID) do empreendimento Barragem Serro Azul, conforme apresentado na Figura 1. O presente estudo apresenta os dados de duas campanhas de coleta, denominadas ciclo 1 e ciclo 2. O ciclo 1 ocorreu no período de 5 a 7 de novembro de 2013, já o ciclo 2, ocorreu entre os dias 3 e 6 de dezembro de No ciclo 2, não foi possível coletar o ponto montante devido a falta de acesso ao ponto de coleta. Os ensaios físico-químicos realizados nas amostras coletadas foram: Alumínio Dissolvido; Amônia; Arsênio Total; Chumbo; Cianeto; Cobre Dissolvido; Cor Real; Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO); Ferro Dissolvido; Fósforo; Manganês; Mercúrio; Nitrato (como N); Nitrito (como N); Ortofosfato; ph; Prata; Turbidez; Temperatura. Estes ensaios foram realizados segundo os princípios preconizados no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 2012) Nos laboratórios da Associação Instituto de Tecnologia de Pernambuco (ITEP/OS). Para fins de XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2

3 interpretação dos resultados foram utilizados os valores máximos permitidos estabelecidos pela legislação Brasileira Resolução CONAMA Nº 357, de 17 de março de RESULTADOS E DISCUSSÃO Figura 1- Mapa com os pontos de coleta para análise da qualidade da água. Entre os dois ciclos de coleta não foram observadas mudanças de temperatura significantes, conforme apresentado na Figura 1a, estando dentro do esperado para as águas na região nordeste do Brasil, nos referidos períodos do ano. A temperatura ótima de crescimento varia de espécie para espécie, e pode variar também, se as condições de luz e de nutrientes forem limitantes, todavia é frequente encontrar-se temperaturas ótimas de crescimento entre 28 e 35 C (Bouterfas et al., 2002). Todos os organismos vivos possuem tolerância máxima e mínima de temperatura, além de temperaturas ótimas de crescimento, de postura de ovos, processos migratórios, etc. Além disso, a temperatura da água pode inferir no equilíbrio iônico, ph e solubilidade dos gases. As diferentes espécies respondem de forma particular a estes efeitos. A Resolução CONAMA N 357/05 não especifica limites de temperatura para qualquer uma das Classes de usos da água. A influência do ph sobre os ecossistemas aquáticos naturais dá-se diretamente a sua influencia na fisiologia de diversas espécies. O efeito indireto também é muito importante podendo contribuir para a precipitação de elementos químicos tóxicos como metais pesados. Dependendo dos valores de ph, a solubilidade de alguns nutrientes pode ser alterada. Desta forma, as restrições de faixas de ph são estabelecidas para as diversas classes de águas naturais. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3

4 A Figura 1b apresenta os valores de ph nos diversos pontos amostrados e evidencia os limites da Resolução CONAMA N 357/05 para este parâmetro. Os dados de ph da mantiveram-se dentro do limite estabelecido pela legislação (CONAMA 357/2005). (a) (b) Figura 1 - (a) variação de temperatura; (b) variação de ph. A cor de uma amostra de água está associada ao grau de redução de intensidade que a luz sofre ao atravessá-la devido à presença de sólidos dissolvidos, principalmente material em estado coloidal orgânico e inorgânico. No ciclo 1, conforme apresentado na Figura 2a, três pontos de coleta apresentaram valores acima do limite estabelecido na legislação (ADA 3, ADA2 e ADA 1) e acima do limite de detecção do método (>100 mg.l-1). No entanto, no ciclo 2, todos os pontos apresentaram valor de cor dentro do limite máximo, o que significa uma melhoria da qualidade da água em relação ao parâmetro. A turbidez de uma amostra de água representa o grau de atenuação de intensidade que um feixe de luz sofre ao atravessá-la, esta redução dá-se por absorção e espalhamento. A turbidez pode ser atribuída à presença de sólidos em suspensão, tais como partículas inorgânicas (areia, silte, argila) e detritos orgânicos como algas, bactérias e plâncton em geral (CETESB, 200). A Figura 2b apresenta os diferentes valores de turbidez medidos nos oito pontos amostrais, nos dois ciclos de coleta. Todos apresentam concentração admissível, ou seja, inferior ao limite máximo estabelecido para a Classe 2. (a) Figura 2- (a) cor verdadeira; (b) turbidez. (b) A solubilidade do oxigênio na água depende da temperatura e pressão, com aumento da temperatura e diminuição da pressão a solubilidade do oxigênio na água diminui (Esteves, 2011). Muitas espécies de peixes podem tolerar concentrações baixas de OD por períodos prolongados. No entanto, para um ótimo crescimento e desempenho de peixes tropicais em geral é desejável uma XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4

5 concentração de OD na água maior que 5 mg.l -1. O oxigênio proveniente da atmosfera dissolve-se nas águas naturais, devido à diferença de pressão parcial. A taxa de reintrodução de oxigênio dissolvido em águas naturais através da superfície depende das características hidráulicas e é proporcional à velocidade. Outra fonte importante de oxigênio na água é a fotossíntese realizada pelas algas. Turbidez e a cor elevada dificultam a penetração dos raios solares, o que pode reduzir consideravelmente o processo de fotossíntese e, como consequência, a introdução de oxigênio dissolvido na água (CETESB, 200). Uma concentração adequada de oxigênio dissolvido é essencial para os processos de autodepuração em sistemas aquáticos naturais. Os níveis de oxigênio dissolvido também indicam a capacidade de um corpo d água natural em manter a vida aquática (Von Sperling, 2007). A Figura 3a apresenta as concentrações de oxigênio dissolvido aferidas nos oito pontos amostrados. Pela análise gráfica é possível afirmar que no ciclo 1, apenas três pontos ADA 3 ADA 2 e ADA 1 apresentaram concentrações abaixo do valor do mínimo permitido pela legislação pertinente. Isto indica uma situação preocupante na qualidade da água do rio para manutenção da vida aquática aeróbia, no que diz respeito a esse parâmetro. No entanto nos pontos jusantes, o rio consegue restabelecer condições adequadas de OD, o que sugere uma autodepuração. Já no ciclo 2, todos os pontos apresentaram uma concentração acima do valor mínimo da legislação, o que representa uma melhoria da qualidade da água em relação ao OD também. Em relação aos sólidos totais dissolvidos (Figura 3b) todas as estações de coleta apresentaram valores bem abaixo do limite máximo de 500 mg/l estabelecido pela Resolução CONAMA N 357/05, para os dois ciclos de coleta. (a) (b) Figura 3 (a) Variação na concentração de oxigênio dissolvido; (b) sólidos totais dissolvidos. As descargas excessivas de nutrientes como o fósforo e o nitrogênio são uma das principais causas da eutrofização (Branco, 186). Estes nutrientes podem provir diretamente de águas residuárias, de escoamentos agrícolas, lixiviação de lodo depositado em aterro sanitário ou em campos agrícolas (Gaterell et al., 2000). A eutrofização é o conjunto de alterações que ocorrem nos corpos hídricos. É caracterizada por um super-crescimento de organismos autótrofos (em especial florescimento de algas e cianobactérias), que causa turbidez e aumento da anoxia (ausência de oxigênio dissolvido) como conseqüência do aumento das taxas de respiração. A turbidez reduz a penetração dos raios solares na coluna d água diminuindo a fotossíntese, e assim, diminuído também a produção de oxigênio dissolvido (OD) como subproduto. A baixa concentração de OD causa a morte de animais aquáticos. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5

6 O parâmetro clorofila a (Figura 4a), que também reflete o estado trófico do corpo hídrico, apresentou valores abaixo do limite estabelecido no ciclo 1. No ciclo 2, o ponto 500 m apresentou uma concentração acima do limite estabelecido pela legislação, como trata-se de um dado pontual, é importante a continuidade do monitoramento para avaliar as possíveis causas deste resultado. A clorofila é um dos pigmentos, além dos carotenóides e ficobilinas, responsáveis pelo processo fotossintético. A clorofila-a é a mais comum entre as clorofilas e é considerada a principal variável indicadora do estado trófico de ambientes aquáticos. A resolução CONAMA Nº 357/05 estabelece para ambientes lóticos o limite máximo fósforo total é de 0,1 mg/l. Neste sentido, pela análise da Figura 4b, no primeiro ciclo, apenas o ponto jusante 1 apresentou concentração dentro do permitido na legislação; já no ciclo 2, todos os pontos estiveram dentro do limite exigido. Como conclusão da análise dos dois parâmetros, tem-se que o risco do fenômeno de eutrofização existe, o que indica a necessidade de continuação do monitoramento da qualidade da água, bem como o incentivo de práticas que reduzam às fontes de poluição para que o fenômeno de eutrofização não ocorra. Não foram encontrados resíduos de agrotóxicos para nenhum dos pontos analisados no rio Una. (a) Figura 4- (a) clorofila a; (b) fósforo total. (b) A Tabela 1 apresenta os demais parâmetros inorgânicos e as respectivas concentrações nos 6 pontos e nos dois ciclos de coleta. A partir dos dados apresentados foi possível verificar que apenas o parâmetro Ferro dissolvido e Alumínio apresentaram concentrações acima do permitido pela legislação, tanto para o ciclo 1 quanto para o ciclo 2. Nas águas superficiais, o nível de ferro aumenta nas estações chuvosas devido à lixiviação de solos e a ocorrência de processos de erosão das margens (CETESB, 200). Os solos da região apresentam elevados teores de ferro (OLIVEIRA et al., 2006) o que justifica as elevadas concentrações deste metal nas águas superficiais. O ferro, apesar de não se constituir em um tóxico, traz alguns problemas para o abastecimento público de água. Confere cor e sabor à água, provocando manchas em roupas e utensílios sanitários. Também pode ocasionar o problema do desenvolvimento de depósitos em canalizações e de ferro-bactérias, provocando a contaminação biológica da água na própria rede de distribuição (CETESB, 200). Este é um impacto que não pode ser evitado visto que é uma componente natural do solo da região. Neste caso, recomenda-se o tratamento da água antes do consumo humano. O alumínio, para alguns pontos de coleta, também apresentou concentrações acima do permitido. As concentrações de alumínio dissolvido em águas com ph neutro variam de 0,001 a 0,05 mg/l, mas aumentam para 0,5-1 mg/l em águas mais ácidas XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 6

7 ou ricas em matéria orgânica. A principal via de exposição humana ao alumínio é pela ingestão de alimentos e água. Não há indicações de que o alumínio apresente toxicidade aguda por via oral, apesar de ampla ocorrência em alimentos, água potável e medicamentos. Não há indicação de carcinogenicidade para o alumínio (CETESB, 200). Tabela 1. Parâmetros inorgânicos. Parâm. Alumínio Dissolvido 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Pontos monitorados Montante ADA III ADA II ADA I 500 m Jusante 1 Jusante 2 Jusante 3 C-1 C-2 C-1 C-2 C-1 C-2 C-1 C-2 C-1 C-2 C-1 C-2 C-1 C-2 C-1 C-2 0,26-0,32 0,14 0,31 0,14 0,52 0,23 0,1 0,07 0,41 0,14 0,1 0,13 0,23 0,05 Amônia <0,2 - <0,2 <0,2 <0,2 <0,2 <0,2 <0,2 <0,2 <0,02 <0,2 <0,2 <0,2 <0,2 <0,2 <0,2 Chumbo total <0,01 - <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 Cianeto livre <0,03 - <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 Cobre <0,00 <0,00 - <0,05 <0,00 <0,05 <0,00 <0,05 <0,00 <0,05 <0,05 <0,05 <0,00 <0,05 <0,00 dissolvido <0,05 Ferro dissolvido 0,66-0,73 0,4 0,68 0,41 0,76 0,4 0,83 0,52 <0,1 0,63 0,5 0,55 0,78 0,38 Manganês total 0,06-0,04 0,05 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 0,04 <0,03 Mercúrio <0,00 <0,00 <0,00 <0,00 <0,00-0,001 <0,00 0,001 <0,00 <0,00 <0,00 0,001 <0,00 0,002 <0,00 total Nitrato <0,2-0,26 <0,2 <0,2 <0,2 <0,2 0,33 0,24 <0,2 0,46 0,33 <0,2 <0,2 <0,2 0,2 Ortofosfat <0,01 <0,01 <0,01-0,018 0,013 0,023 0,024 0,02 o Prata total <0,00 <0,00 <0,00 <0,00 <0,00 <0,00 <0,00 <0, Nota C-1=ciclo 1; C-2=Ciclo 2. Os seguintes parâmetros de qualidade da água no ciclo 2 ficaram dentro dos limites exigidos pela CONAMA Nº 357: ph, turbidez, oxigênio dissolvido (exceção do ponto Jusante 2) e sólidos totais dissolvidos. Alguns parâmetros de qualidade da água estiveram fora dos limites legais: alumínio, ferro, manganês, cor verdadeira, DBO e fósforo total (apenas os pontos jusante 2 e 3). Ao realizar um estudo comparativo entre os dois ciclos de coletas (ciclo 1 e ciclo 2) foi possível que durante o ciclo 2, alguns parâmetro apresentaram suas concentrações aumentadas: cor verdadeira, turbidez, DBO, condutividade elétrica, sólidos totais dissolvidos. Este fenômeno foi atribuído à lixiviação de sólidos para coluna d água pelas águas das chuvas no período. Em relação à concentração dos principais nutrientes responsáveis pelo fenômeno de eutrofização (nitrogênio e fósforo), o parâmetro fósforo total apresentou concentrações bem acima do máximo permitido na legislação vigente. Este fato foi justificado devido à existência de várias fontes de poluição na margem do rio, entre elas pode-se destacar: o uso de fertilizantes agrícolas, lançamento de efluente doméstico e destinação no solo após tratamento com fossa séptica/sumidouro de efluentes industriais. No entanto, os parâmetros nitrato e nitrito estão dentro do estabelecido na legislação. Esses resultados apontam para a necessidade de monitoramento 0,02 <0,00 5 <0,01 3 <0,00 5 0,02 <0,01 0,027 <0, <0,00 <0,00 <0,00 <0, ,02 <0,00 5 XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 7

8 contínuo da qualidade desse corpo hídrico, além de medidas para controle destas fontes de poluição. 5. REFERÊNCIAS APHA. Standard methods for the examination of water and Wastewater. 22nd ed. Washington: APHA; AWWA; WEF BOUTERFAS, R. BELKOURA, M. e DAUTA, A. (2002) Light and temperature effects on the growth rate of three freshwater [2pt] algae isolated from a eutrophic lake. Hydrobiologia, 48, BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Resolução Nº 357, de 17 de março de Conselho Nacional do Meio Ambiente: Brasília-DF, Disponível em: Acesso em: 16 de jun CETESB, 200 Significado ambiental e sanitário das variáveis de qualidade das águas e dos sedimentos e metodologias analíticas e de amostragem. In: Qualidade das águas interiores no estado de são Paulo. Governo do Estado de São Paulo: Secretaria de Meio Ambiente. Disponível em: ww.cetesb.sp.gov.br userfiles file agua aguas-superficiais variaveis.pdf. Acessado em: 03 de maio de ESTEVES, F. A. Fundamentos de limnologia. 3ª ed. Rio de Janeiro: Interciência/Finep, GATERELL, M.R.; GAY, R.;WILSON, R.;GOCHIN, R.J.; LESTER, J.N. An economic and environmental evaluation of the opportunities for substituting phosphorus recovered from wastewater treatment works in existing UK fertilizer markets. Environ. Technol. V. 21.P OLIVEIRA, A.B.; NASCIMENTO, C.W.A. Formas de manganês e ferro em solos de referência de Pernambuco. Revista Brasileira de Ciências do Solo, 30:-110, PERNAMBUCO. Secretaria de Infraestrutura, Governo do Estado de Pernambuco. Disponível em: Acessado em: 01 de jun, de XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 8