ESTIMATIVA DE CARGAS ANUAIS PRODUZIDAS NA BACIA DO RIACHO DO SAPO PARA DIFERENTES PARÂMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUA

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1 ESTIMATIVA DE CARGAS ANUAIS PRODUZIDAS NA BACIA DO RIACHO DO SAPO PARA DIFERENTES PARÂMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUA Camila de Carvalho Agra 1 *; Eduardo Lucena Cavalcante de Amorim 2 & Vladimir Caramori Borges de Souza 3 Resumo O crescimento desordenado na parte baixa da cidade de Maceió/AL, juntamente com a falta de infraestrutura urbana, tem contribuído para a deterioração dos cursos d água da região. Visando minimizar os efeitos dessa degradação da qualidade na bacia do Riacho do Sapo, é necessário estudo e estimativa de dados relativos à qualidade e quantidade de água. Para isso, foram levantados dados de concentração de parâmetros de qualidade de água e de vazão, em período seco, e serão realizados para tempo chuvoso, visando a integração das cargas anuais de poluentes e análise comparativa dos resultados com valores da literatura. O estudo avaliou cinco pontos ao longo do riacho, da nascente à foz, buscando representar o comportamento de toda a bacia. Analisou-se os seguintes parâmetros: DQO, cloretos, fósforo total, nitrogênio amoniacal, nitrato e sólidos fixos. Os resultados de tempo seco mostram que as cargas na nascente do riacho já são bastante elevadas e em uma localização de alta densidade populacional, com lançamentos de esgotos in natura no canal. Além disso, as cargas foram significativas ao longo de toda a bacia, caracterizando a poluição difusa e evidenciando a necessidade de ações conjuntas na bacia do Riacho do Sapo. Palavras-Chave Qualidade de água, Cargas Anuais, Poluição Difusa. ESTIMATE OF ANNUAL LOADS PRODUCED IN THE SAPO CREEK BASIN FOR DIFFERENT PARAMETERS OF WATER QUALITY Abstract The uncontrolled growth in the lower part of the city of Maceió / AL coupled with the lack of urban infrastructure, has contributed to the deterioration of watercourses in the region. To minimize the effects of this degradation of quality in the Sapo creek basin, a study and evaluation of the relative data is required on the quality and quantity of water. The methodology consisted of the surveying of the concentration data of water quality parameters and flowrate in dry season, and will be surveying in rainy season, to integration of pollutant annual loads and comparative analysis of the results with literature values. To achieve this, five points were studied along the creek, from the spring to the mouth, aiming to represent the behavior of the entire basin. It was analyzed the behavior of the following parameters: COD, chlorides, total phosphorus, ammonia nitrogen, nitrate and fixed solids. The results show that the loads at the source of the creek are already quite high, and in a location with high population density, with sewage discharges in nature in the channel. Moreover, the loads were meaningful over all basin, featuring diffuse pollution and highlighting the need for joint action at Sapo creek basin. Keywords Water Quality, Annual Pollutant Loads, Diffuse Pollution 1 Mestranda no Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento da Universidade Federal de Alagoas PPGRHS/UFAL, Maceió- AL, Brasil, camila.agra@hotmail.com 2 Professor do Centro de Tecnologia da Universidade Federal de Alagoas CTEC/UFAL, Brasil, eduardo.lucena@uol.com.br 3 Professor do Centro de Tecnologia da Universidade Federal de Alagoas CTEC/UFAL, Brasil, vcaramori@yahoo.com XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1

2 INTRODUÇÃO A tendência da urbanização das cidades brasileiras tem provocado impactos negativos significativos, deteriorando a qualidade de vida da população e o meio ambiente, através do aumento da frequência e do nível de inundações, redução da qualidade da água e aumento de materiais sólidos no escoamento pluvial (Tucci, 2003). As redes de drenagem urbana contribuem para tal processo através do transporte de poluentes e resíduos sólidos. A origem desta poluição depende de diversos aspectos e pode ocorrer por fontes pontuais e difusas no corpo receptor. As fontes pontuais têm como característica a localização definida e são de estimativas mais simples em relação às fontes difusas, já que os poluentes acabam atingindo o curso d água de maneira concentrada no espaço. Exemplos de poluição pontual, em escala local, são os lançamentos de esgotos domésticos, industriais e efluentes de aterro sanitário. As cargas difusas têm origem diversificada, sendo que as concentrações dos poluentes variam de acordo com a área, com o uso do solo (residencial, comercial, industrial, rural), com eventos de precipitação e ao longo de um mesmo evento. Contribuem para a poluição difusa o lixo acumulado nas ruas e calçadas, os resíduos de combustíveis, entulhos de construção, óleos e graxas, resíduos animais, entre outros. O processo de poluição por cargas difusas também ocorre com o arraste dos poluentes atmosféricos, devido à precipitação, e com o escoamento superficial direto, que realiza o transporte dos sedimentos e poluentes dispostos sobre a superfície da bacia, resultando em cargas totais significativas, que causam deterioração da qualidade das águas superficiais. Na prática, não há uma distinção clara entre as fontes pontuais e difusas, já que a fonte difusa em escala local é gerada por um grande número de fontes pontuais individuais. Para haver um balanço entre o desenvolvimento urbano e a sustentabilidade ambiental dos cursos d água é preciso o conhecimento da capacidade de suporte do ambiente, por meio da quantificação do impacto das ações humanas sobre os recursos hídricos. Na cidade de Maceió, temos diversos exemplos de bacias urbanas com notória poluição difusa. Entre elas, está a bacia do Riacho do Sapo, que se encontra completamente inserida na área urbana e localizada na parte baixa da bacia do Riacho Reginaldo, uma das principais bacias hidrográficas da região. Com 4,4 km de extensão, o Riacho do Sapo tem suas águas em canal aberto, em sua maioria, o que causa impactos na população, visto que o riacho passa por locais de grande circulação na cidade. Alguns trabalhos vêm sendo realizados no sentido de avaliar e caracterizar a poluição em bacias urbanas, como Zaffani (2012) que estudou a poluição difusa na cidade de São Carlos, obtendo cargas específicas por área de drenagem ao longo dos cursos d água. Em Maceió, Pimentel (2009) avaliou a qualidade da água do Riacho Reginaldo e seus afluentes. Posteriormente, Tauber (2013) analisou o impacto das ações antrópicas na qualidade da água do Riacho do Sapo. No contexto apresentado, este trabalho tem como objetivo estimar as cargas totais anuais produzidas para diferentes parâmetros de qualidade da água na bacia do Riacho do Sapo, em Maceió- AL. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2

3 METODOLOGIA Área de Estudo A área de estudo compreende a bacia do Riacho do Sapo, localizada na cidade de Maceió/AL. É uma sub-bacia do Riacho Reginaldo, uma das principais bacias hidrográficas da região, sendo situada em sua parte baixa e completamente dentro do perímetro urbano. A bacia tem como principal curso d água o Riacho do Sapo com 4,4 km de extensão, tendo sua nascente no bairro do Jacintinho, percorrendo Mangabeiras e Jatiúca para desaguar no Riacho Reginaldo, próximo ao mar, no bairro do Poço. Com uma área de aproximadamente 2,1 km², a bacia do riacho do Sapo abrange quatro bairros e apresenta um desnível de cerca de 60 metros entre a cabeceira e o exutório. Possui uso do solo bem diversificado, com uma cabeceira de ocupação densa (Grota do Cigano), uma zona comercial bastante consolidada com um dos maiores shoppings centers da cidade, supermercados, concessionárias, templos e mais residências distribuídas ao longo da bacia. (Peplau, 2014). O Riacho do Sapo caracteriza-se como um afluente que tem suas águas canalizadas e em sua grande maioria em canal aberto, o que causa impacto visual, visto que o mesmo passa por locais de grande circulação na cidade. Pode-se observar ao longo de seu curso, o lançamento direto de efluentes e a presença de resíduos sólidos em grandes quantidades (Tauber, 2013). Santos et al. (2012) estimaram, por meio de dados do IBGE, que a população desta área é de aproximadamente habitantes. Na Figura 1 abaixo está ilustrada a localização da bacia, juntamente com os pontos selecionados pela equipe para medição dos dados. Figura 1 - Delimitação da Bacia do Riacho do Sapo (Google Earth, adaptado) Foram escolhidos 5 pontos de coleta, da nascente à foz do riacho, de acordo com os seguintes critérios: o P1 está localizado na nascente do riacho, representando o início da bacia; o P2 recebe contribuição de esgotos e resíduos da região de maior densidade residencial da área de estudo; o P3 recebe contribuições desconhecidas, devido ao tamponamento do riacho neste trecho; o P4 representa o acréscimo das áreas de maior concentração de estabelecimentos comerciais e industriais da bacia; e o P5, localizado na foz do riacho, representa a contribuição de toda a bacia. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3

4 Com o auxílio do software AutoCad Civil 3d foram delimitadas as áreas de contribuição da drenagem para cada ponto de estudo, obtendo o resultado mostrado na tabela abaixo. Tabela 1 - Áreas de Contribuição de Drenagem nos Pontos de Coleta Coleta Área de drenagem (km²) Área de drenagem acumulada (%) Ponto 1 0,14 6,67 Ponto 2 0,39 18,57 Ponto 3 0,50 23,81 Ponto 4 1,15 54,76 Ponto 5 2,10 100,00 Coletas de Campo Para análise da qualidade da água, foram utilizados dados obtidos em 2012 durante 10 idas a campo. As medições in situ foram realizadas com a sonda multiparâmetros HORIBA U53 que determina: temperatura da água, ph, potencial de óxi-redução (ORP), condutividade, turbidez, oxigênio dissolvido (OD), sólidos totais dissolvidos (STD), e salinidade. Posteriormente, foram coletadas amostras de água, sendo armazenadas em recipientes de polietileno, devidamente identificados, e colocados em caixas térmicas, para realizar análises no Laboratório de Saneamento Ambiental (LSA) do Centro de Tecnologia da UFAL. As seguintes variáveis físico-químicas foram analisadas: demanda química de oxigênio, cloretos, nitrogênio amoniacal, nitrato, fósforo total, sólidos totais, fixos e voláteis. Juntamente com as coletas para análise de qualidade da água também foram realizadas medições de vazão nos pontos. As vazões foram obtidas com o uso de flutuadores, por meio da cronometragem do tempo que estes levavam para percorrer um trecho de 3 metros do riacho, sendo medido ainda a profundidade da lâmina d água e a largura da seção do canal. Cargas Anuais As cargas anuais de 2012 serão calculadas para cada parâmetro de qualidade por meio do somatório da parcela de carga de cada mês, considerando a contribuição do período seco e chuvoso. As cargas de poluentes na bacia do Sapo foram encontradas durante tempo seco em todos os pontos determinados. Os valores de vazão foram correlacionados com as concentrações dos parâmetros físico-químicos determinados, de forma a obter a estimativa da carga poluente, através da equação abaixo. k C Q L (1) A Sendo L, em t/mês, a carga do parâmetro em questão ( load ); k é o fator de conversão das unidades; C a concentração, em mg/l, Q a vazão de lançamento do afluente em L/s e A é a área de contribuição à montante em km². Para esta estimativa, a carga da coleta foi considerada como constante para todo o mês e nos meses em que foi realizada mais de uma coleta, fez-se uma média dos valores. Para a estimativa da carga de tempo seco foram descontados os dias chuvosos capazes de gerar grandes cargas de poluentes no riacho. Para determinar esses dias chuvosos, utilizou-se o CN da bacia para calcular a precipitação efetiva, observando-se que o escoamento superficial passa a existir e, consequentemente, contribuir para a carga de poluentes, a partir de 10mm de precipitação para a bacia estudada. Depois de feita esta relação, os resultados foram tabelados e analisados, para compreensão da relação qualidade da água e escoamento superficial, de acordo com as características da bacia. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4

5 No estudo do período chuvoso, etapa ainda em desenvolvimento, será analisada a carga de poluentes em um evento medido por Pimentel (2009) na foz do Riacho do Sapo, visando entender o comportamento deste riacho durante um evento de precipitação e, assim, extrapolar esta informação para os outros dias chuvosos, calibrando a carga transportada para parcelas progressivas de chuva efetiva calibradas no evento observado. Com a soma do escoamento de base, representado pelos resultados de tempo seco, e da carga de tempo chuvoso serão obtidas as cargas anuais do ano de 2012 na foz do Riacho do Sapo, visando comparar os valores obtidos com dados da literatura. Novos dados estão sendo coletados continuamente na bacia. O período de 2012 está sendo utilizado como uma etapa de calibração da metodologia que deverá ser replicada para outros períodos e para outros pontos, com diferentes escalas espaciais. RESULTADOS E DISCUSSÕES Os valores de tempo seco representam a carga de base da bacia, sendo importante ressaltar que foram descontados os dias chuvosos de cada mês para estes cálculos. Nos gráficos seguintes estão representadas as cargas de tempo seco nos 5 pontos de estudo da bacia. Figura 2 Carga Específica de DQO em tempo seco. É possível observar (Figura 2) que as cargas de DQO no Riacho do Sapo são elevadas desde sua nascente até a foz. O P1 já apresenta altos valores do parâmetro e indica que existe na região fontes de poluição pontual, o que foi confirmado nas visitas de campo. Observa-se que o comportamento nos pontos 2,3 e 4 são bastante semelhantes, com maiores cargas no P2, que recebe toda contribuição da Grota do Cigano, com alta densidade populacional. O P5 tem valores elevados e representam a contribuição de toda a bacia. Figura 3 Carga Específica de Cloretos em tempo seco. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5

6 Segundo Von Sperling (2005), os cloretos podem ser originados através de despejos domésticos e industriais, o que ocorre na região. Pelos valores das cargas calculadas, mostradas na Figura 3, verifica-se que existe um comportamento semelhante em todos os pontos, com aumento dos valores de maio a agosto, período em que aumentam as chuvas e ocorre a lavagem da superfície. Para este parâmetro, existe ainda a possibilidade de influência do mar no ponto 5, provocando as cargas elevadas na foz do Riacho do Sapo. Observando as cargas de fósforo total na Figura 4, pode-se notar que existe uma clara distinção entre os valores das cargas nos períodos de estiagem e cheia, principalmente no P1. Os maiores valores de carga de fósforo ocorreram de julho a novembro, um mês após o início das chuvas, o que pode ser explicado pela ocorrência de precipitações significativas após a coleta de junho. Ressalta-se ainda a proximidade dos valores nos pontos 2 e 3, devido a distância entre eles ser pequena. Figura 4 Carga Específica de Fósforo em tempo seco. Analisando as Figuras 5 e 6, percebe-se que os valores de nitrogênio amoniacal são superiores aos de nitrato, o que caracteriza poluição recente, provavelmente devido às ações antrópicas na região. Pela figura 5 observa-se um comportamento semelhante ao longo da bacia, com picos nos meses de maio e setembro, com altas cargas desse parâmetro já no P1, onde há emissão de esgotos residenciais diretamente no riacho. Os valores de nitrato apresentaram um pico no mês de maio nos pontos 1, 3 e 5, assim como o nitrogênio amoniacal. No P4 esse pico ocorreu no mês de junho, que foi o mês com maior precipitação do ano de estudo, e próximo a indústria de processamento de coco, em uma área com baixa velocidade de escoamento. O P2 teve um comportamento completamente diferente dos outros pontos, o que pode ter ocorrido devido a uma contribuição tubular existente na lateral do riacho. Figura 5 Carga Específica de Nitrogênio Amoniacal em tempo seco. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 6

7 Figura 6 Carga Específica de Nitrato em tempo seco. Pode-se notar que a carga de sólidos fixos, mostrada na Figura 7, é significativa ao longo da bacia, caracterizando a poluição difusa, o que provoca um aumento de turbidez e cor da água. Os valores de sólidos fixos foram maiores nos meses de julho, agosto e setembro em todos os pontos de estudo, causa atribuída ao aumento do transporte de sólidos com a maior ocorrência de chuvas. Figura 7 Carga Específica de Sólidos Fixos em tempo seco. CONCLUSÕES Diante do exposto pode-se concluir que a bacia de estudo recebe elevadas cargas de poluentes em todo o seu percurso e durante todo o ano. Os valores obtidos constatam o alto grau de degradação da bacia, desde sua nascente até a foz, o que traz consequências para a população de entorno, como o mau cheiro e veiculação de doenças hídricas. Destaca-se o ponto de estudo 1, no início da bacia, que apesar de apresentar uma pequena lâmina d água, já recebe grandes concentrações dos parâmetros analisados. Esta região se localiza na Grota do Cigano, com uma alta densidade populacional, onde a coleta de lixo não consegue alcançar a área em sua totalidade e não há nenhum tipo de varrição das ruas. Neste trecho da bacia existem vários lançamentos de esgotos residenciais diretamente no riacho, sem nenhum tratamento, e a população faz seu descarte de resíduos nas ruas e até diretamente no canal. Os pontos 2 e 3 apresentaram comportamento e valores semelhante, provavelmente pela proximidade entre eles. A bacia do Sapo recebe elevadas cargas de DQO, cloretos, fósforo total e nitrogênio amoniacal, apenas os valores de nitrato não foram tão altos. Isto gera a ocorrência de eutrofização, com o crescimento excessivo de algas, distúrbios com insetos e maus odores, o que foi confirmado nas visitas de campo. As altas cargas de nitrogênio amoniacal indicam ainda a ocorrência de poluição recente no riacho. Os valores de sólidos também se apresentaram bastante elevados. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 7

8 Posteriormente, serão calculadas as cargas de tempo chuvoso para integrarem o valor da carga anual na foz do Riacho do Sapo, a partir da metodologia já demonstrada. Os resultados de carga anual obtidos serão relacionados a dados populacionais e comparados com valores da literatura. Os resultados de tempo seco sugerem que sejam realizadas ações conjuntas na bacia do Sapo. O aumento da rede coletora de esgotos por si só não seria capaz de recuperar a qualidade das águas do riacho, pois a poluição difusa e o descarte irregular feito pela população contribuem significativamente para a degradação. Seriam necessárias medidas integradas entre gestores, com conscientização ambiental dos moradores da região. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem ao CNPq pela bolsa de Iniciação Científica concedida à primeira autora e à FINEP pelo apoio financeiro ao projeto MAPLU2. REFERÊNCIAS a) Livro TUCCI, C.E.M.; BERTONI, J. C. (2003). Inundações urbanas na América do Sul. Porto Alegre. Associação Brasileira de Recursos Hídricos. VON SPERLING, M. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 3. ed., Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, UFMG, v. 1, 452p. b) Dissertação PIMENTEL, I.M.C. (2009) Avaliação quali-quantitativa das águas do Riacho Reginaldo e seus afluentes. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Alagoas. TAUBER, R.C. Impactos das ações antrópicas na qualidade da água do Riacho do Sapo em Maceió/AL. Trabalho de Conclusão de Curso, Universidade Federal de Alagoas, ZAFFANI, A.G. (2012) Poluição difusa da drenagem urbana com base ecohidrológica: diagnóstico atual e cenários de longo prazo em bacias urbanas de São Carlos, SP. Dissertação de Mestrado, Universidade de São Carlos. PEPLAU, G.J.R. (2013) Análise de critérios para definição de vazão de restrição para o controle do escoamento superficial urbano. Estudo de caso: bacia hidrográfica do Riacho do Sapo, Maceió-AL. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Alagoas. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 8