4 MEDIDAS DE PARÂMETROS AMBIENTAIS DA LAGOA DE ARARUAMA 4.1 DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL E TEMPORAL DOS PARÂMETROS MEDIDOS

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1 4 MEDIDAS DE PARÂMETROS AMBIENTAIS DA LAGOA DE ARARUAMA 4.1 DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL E TEMPORAL DOS PARÂMETROS MEDIDOS Neste trabalho, os resultados obtidos para as amostras coletadas no estrato superficial da água (profundidade < 30 cm) (Apêndice 9.1) foram analisados mais detalhadamente, enquanto que a distribuição dos parâmetros ambientais em outras profundidades (Knoppers et al., 1996) foi discutida apenas quando necessária para a compreensão dos resultados. Este procedimento decorre do fato de que as concentrações dos parâmetros opticamente ativos na superfície da água possuem maior influência na sua reflectância (Gordon & McCluney, 1975). As Tabelas 5 e 6 apresentam uma síntese dos resultados das análises da água e medidas in situ realizadas em superfície na Lagoa de Araruama nas 21 datas de coleta em 1994, onde a caracterização dos parâmetros clorofilaa, total de sólidos em suspensão (TSS), salinidade e temperatura é feita pela apresentação das médias e seus respectivos coeficientes de variação (CV, definido como a razão do desvio-padrão pela média). Na Tabela 5, consideram-se todos os valores medidos ao longo do ano em cada uma das estações de coleta e, na Tabela 6, os valores medidos em todas as estações amostrais em cada data de coleta. 70

2 71 Tabela 5 - Médias e coeficientes de variação (CV, em %) anuais dos parâmetros medidos em superfície em cada estação amostral nas 21 datas de coleta durante o ano de CLA, concentração de clorofila-a (µg.l -1 ); TSS, total de sólidos em suspensão (mg.l -1 ); SAL, salinidade ( ); TPC, temperatura ( C); SEC, profundidade do disco de Secchi (m) e PROF, profundidade da água (m). Estação CLA TSS SAL TPC SEC PROF Média CV Média CV Média CV Média CV Média CV Média CV 1 2, , ,6 3 25,2 12 0,6 0 0, , , ,1 1 25,1 12 0,7 0 0, ,7 85 8, ,8 1 25,9 10 3,2 27 8, ,4 85 6, ,9 1 25,9 10 3,3 15 3, ,8 77 7, ,7 1 25,8 9 2,8 14 4, ,6 72 8, ,0 1 25,8 9 2,8 23 6, ,4 99 9, ,2 1 25,7 10 2,9 21 3, ,6 67 7, ,4 0 25,5 10 1,9 20 7, ,4 80 6, ,4 0 25,8 10 2,7 21 3, , , ,8 0 25,6 10 2,2 19 4, ,6 61 8, ,5 0 25,8 10 4,1 31 4, , , ,3 0 26,3 11 1,8 34 2,9 14 Tabela 6 - Médias e coeficientes de variação (CV, em %) diários dos parâmetros medidos em superfície em 12 estações de coleta durante o ano de Abreviaturas, vide Tabela 5. Data CLA TSS SAL TPC Média CV Média CV Média CV Média CV 11Jan 5,4 59 3, ,3 1 26,9 1 27Jan 3, , ,8 4 30,4 1 28Fev 0,9 52 4, ,5 6 29,5 1 16Mar 3, , , ,2 2 01Abr 0, , ,3 6 28,8 1 17Abr 1, , , ,5 3 03Mai 1,7 34 9, ,5 6 25,6 2 19Mai 1,6 54 7, , ,0 3 04Jun - - 9, , Jun 2, , ,2 1 24,6 2 06Jul 1,3 44 4, ,8 7 22,7 2 22Jul 1,7 52 7, ,4 8 22,3 1 07Ago 1,8 72 7, ,5 6 20,2 3 23Ago 0, , ,2 7 22,8 4 08Set 1,7 41 7, ,1 8 23,8 2 24Set 1,6 29 8, ,6 3 24,5 4 10Out 0, , ,1 4 25,4 1 26Out 1,0 66 7, ,5 5 26,1 2 11Nov 0,6 90 9, ,5 6 27,7 2 27Nov 1,0 53 9, ,6 2 29Dez 2, , ,4 4 28,9 2 MÉDIA 1,8-9,0-56,4-25,7 - DP 1,2-4,4-3,0-2,6 - CV (%)

3 Salinidade Uma análise preliminar das medidas superficiais de salinidade apontou uma grande diferença entre os valores correspondentes à estação 1 (média anual em 1994 de 48,6 ) e às demais (acima de 56 ) (Figura 7). 70 Salinidade ( ) E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 20 E8 E Jan 28Fev 01Abr 03Mai 04Jun 06Jul 07Ago 08Set 10Out 11Nov 29Dez E10 E11 E12 Data Figura 7 - Medidas de salinidade superficial ( ) realizadas em 12 estações de coleta na Lagoa de Araruama durante o ano de A estação 1 está localizada na desembocadura do Rio das Moças (Figura 4), uma das duas únicas fontes de água doce permanentes para a Lagoa de Araruama, no compartimento de menor profundidade média de toda a laguna (Figura 3) e, portanto, encontra-se mais sujeita à influência da descarga de água doce do rio e, talvez, então, dos episódios de precipitação. De fato, a salinidade na estação 1 apresentou-se claramente relacionada à diferença entre as médias mensais de precipitação e de evaporação (Apêndice 9.1 A e Tabela 7), com uma tendência de decréscimo de janeiro a julho e elevando-se gradativamente no período de julho a dezembro. Os valores etremamente baios medidos em algumas datas (16 de março e 19 de maio, por eemplo) devem-se a chuvas intensas na

4 73 véspera da coleta (Figura 8). Os dados apresentados na Tabela 8 demonstram a diferença entre o padrão de variabilidade da salinidade considerando-se todas as estações 1 e ecluindo-se a estação 1. Tabela 7 - Precipitação e evaporação totais mensais (em mm) registradas na Estação Climatológica de Iguaba Grande em Fonte: DNMET. Mes Precipitação Evaporação Precip.-Evap. Janeiro 115,0 85,2 29,8 Fevereiro 0,0 186,1-186,1 Março 242,4 85,4 157,0 Abril 106,9 83,1 23,8 Maio 50,4 65,1-14,7 Junho 88,5 87,6 0,9 Julho 71,0 101,3-30,3 Agosto 19,5 114,9-95,4 Setembro 32,2 162,5-130,3 Outubro 15,6 161,1-145,5 Novembro 68,4 167,8-99,4 Dezembro 51,1 159,1-108,0 42,0 36,0 Precipitação (mm) 30,0 24,0 18,0 12,0 6,0 3 dias antes 2 dias antes 1 dia antes Dia coleta Total 0,0 11Jan 28Fev 01Abr 03Mai 04Jun 06Jul 07Ago 08Set 10Out 11Nov 29Dez Data Figura 8 - Medidas de precipitação (em mm) registradas na Estação Climatológica de Iguaba Grande durante o ano de Fonte: DNMET.

5 74 As medidas de salinidade das estações de 2 a 12, de um modo geral, apresentaram baia variabilidade (Tabela 8) ao longo de todo o ano, independentemente dos episódios pontuais de precipitação. Nas estações 8, 10 e 11, localizadas entre São Pedro D Aldeia e o Boqueirão (Figura 4), registraram-se as máimas com maior frequência (Apêndice 9.1 A). Ecetuando-se a estação 1, a maioria das mínimas de salinidade foi registrada na estação 12, junto à saída do Canal de Itajuru, indicando a influência da água oceânica, menos salina, que penetra pelo canal. Tabela 8 - Coeficientes de variação (CV) das medidas de salinidade superficial (em ) realizadas na Lagoa de Araruama durante o ano de 1994 nas 12 estações de coleta e em 11 estações (ecluída a estação 1). Data CV(%) (Est. 1 a 12) CV (%) (Est. 2 a 12) 11 de Janeiro de Janeiro de Fevereiro de Março de Abril de Abril de Maio de Maio de Junho de Junho de Julho de Julho de Agosto de Agosto de Setembro de Setembro de Outubro de Outubro de Novembro de Novembro de Dezembro 4 3

6 Temperatura Os valores medidos de temperatura superficial da água (Apêndice 9.1 B) apresentaram coeficientes de variação diários bastante baios em todas as datas de coleta, considerando-se todas as estações de amostragem, ainda menores que os de salinidade. No entanto, observou-se claramente uma variação sazonal de grande amplitude nas medidas, com médias diárias mais altas ocorrendo em torno de um mês após o solstício de verão (21 de dezembro) e o perihélio (03 de janeiro), épocas de maior insolação, e médias diárias mais baias ocorrendo durante os meses de inverno, período de menor insolação (Figura 9). O valor máimo de temperatura (31º C) foi registrado na estação 1 em 27 de janeiro, e o valor mínimo (18,8º C) foi registrado na mesma estação em 07 de agosto. O estudo do ciclo sazonal do fluo de calor e da interação lagoa-atmosfera fogem ao escopo do presente trabalho. 32,0 30,0 E1 Temperatura ( C) 28,0 26,0 24,0 22,0 20,0 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 18,0 11Jan 28Fev 01Abr 03Mai 04Jun 06Jul 07Ago 08Set 10Out 11Nov 29Dez E10 E11 E12 Data Figura 9 - Medidas de temperatura superficial da água (ºC) realizadas em 12 estações de coleta na Lagoa de Araruama durante o ano de 1994.

7 Clorofila-a A concentração de clorofila-a apresentou uma variabilidade relativamente alta ao longo do corpo lagunar na maioria das datas de estudo, e uma variabilidade também alta ao longo do ciclo anual estudado (Apêndice 9.1 C). A maior variabilidade ocorreu em 20 de junho (CV = 157%), devido ao valor etremamente alto medido na estação 1, embora após a eclusão deste valor o CV diário seja ainda alto (67%) comparado às demais datas estudadas. Outras datas de grande variabilidade foram 07 de agosto, 23 de agosto, 10 de outubro e 11 de novembro, em que se registraram concentrações bastante baias em algumas estações. Em 07 e 23 de agosto registraram-se ventos de direção SW com intensidade moderada. Na véspera do dia 10 de outubro registraram-se fortes ventos de NE, com uma precipitação de 4,1 mm ocorrendo na antevéspera, e na véspera da coleta do dia 11 de novembro ocorreram ventos de SW com precipitação de 6,4 mm. Nos três dias anteriores e no próprio dia 20 de junho registraram-se ventos com velocidade em média igual a 5 m.s -1 na direção NE. O aumento da intensidade dos ventos em corpos d'água rasos pode provocar a ressuspensão dos sedimentos do fundo, redisponibilizando nutrientes para os produtores primários na superfície. No entanto, o feito mais imediato destes eventos são um aumento da turbidez e da turbulência da água, o que prejudica a comunidade produtora primária. Sugere-se, portanto, que o aumento da variabilidade na distribuição de clorofila-a na laguna e a ocorrência de médias diárias bastante baias (em torno de 0,8 µg.l -1 ) guardem estreita relação com uma combinação entre estas duas variáveis ambientais (vento e precipitação). Os valores de concentração de clorofila-a, em todas as datas de coleta, ecluindo-se os dados referentes à estação 1, ficaram entre zero e 5,4 µg.l -1 (Figura 10),

8 77 sendo que em 14 datas a variação foi bem menor, entre 1 e 1,8 µg.l -1. Via de regra, a estação 10, na margem continental, apresentou as maiores concentrações de clorofila-a (valores máimos em 30% das datas), conforme evidenciado pela sua média anual, suplantada apenas pela média calculada para a estação 1. Por outro lado, o CV referente à estação 10 foi o menor de todos, demonstrando que níveis altos de clorofila-a são registrados neste local durante todo o ano. Dois fatores, provavelmente, são responsáveis por este resultado: 1) a disponibilidade de nutrientes provenientes das descargas de esgotos domésticos; e 2) a morfologia da enseada onde se localiza esta estação, mais fechada e alinhada com a direção NE-SW. Os valores mínimos de concentração de clorofila-a na coluna d água foram registrados com maior freqüência na estação 7 (30% das datas), localizada na margem sul, distante dos maiores núcleos urbanos. 6,0 Conc. de clorofila-a (µg/l) 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 0,0 11Jan 28Fev 01Abr 03Mai 04Jun 06Jul 07Ago 08Set 10Out 11Nov 29Dez E10 E11 E12 Data Figura 10 - Medidas de concentração de clorofila-a (µg.l -1 ) realizadas na Lagoa de Araruama em 21 datas de coleta durante o ano de 1994 em 11 estações (ecluída a estação 1).

9 78 As concentrações médias diárias de clorofila-a, para todas as estações de coleta, ficaram entre 0,6 e 5,4 µg.l -1. As maiores médias foram registradas nos meses de verão, embora em 12 de fevereiro tenha sido registrada uma média bastante baia. Pode ser observado também um padrão sazonal na distribuição da clorofila-a na Lagoa de Araruama, caracterizado por um período de concentrações mais altas e maior variabilidade na média lagunar durante o verão e por outro período, com médias mais estáveis, que se estende do final do outono ao início da primavera Total de sólidos em suspensão A menor média de TSS (3,3 mg.l -1 ) foi observada em 10 de outubro, e a maior (21,4 mg.l -1 ) registrou-se em 17 de abril, esta precedida por um período de grande pluviosidade (Figura 8). Entretanto, em outras datas em que os totais de precipitação foram semelhantes (19 de maio, por eemplo), a média lagunar de TSS não se apresentou alta em relação às demais, indicando que as variações observadas não resultam de uma influência direta da precipitação registrada desde os três dias anteriores às coletas. A variação na intensidade dos ventos também não demonstra uma associação clara com as medidas de TSS. Os maiores coeficientes de variação de TSS foram registrados em 16 de março (CV = 170%) e em 19 de maio (CV = 114%), e estão associados às medidas etremamente altas da estação 1 (Figura 11). Ecetuando-se os dados desta estação, os maiores CV s foram observados em 06 de julho, 23 de agosto e 29 de dezembro, sem uma relação evidente com o regime de ventos. As medidas de TSS referentes à estação 1 (Apêndice 9.1 D), ao contrário das medidas de clorofila-a, não apresentaram variações significativas relacionadas à

10 79 proimidade com a desembocadura do Rio das Moças, eceto nas duas datas de maior precipitação, em 16 de março e 19 de maio. Nestas datas, o valor máimo de TSS no corpo lagunar foi registrado na estação 1. Na estação 10 foram registrados com maior frequência (30% das datas) os valores máimos de TSS na lagoa de Araruama, assim como ocorreu com as medidas de concentração de clorofila-a. Na estação 9 registraram-se os valores mínimos em 30% das datas de coleta. A estação 6 demonstrou o comportamento mais variável em termos deste parâmetro, com valores mínimos em 20% das datas e valores máimos também em 20% das datas de coleta. 70,0 Total de sólidos em suspensão (mg/l) 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 11Jan 28Fev 01Abr 03Mai 04Jun 06Jul 07Ago 08Set 10Out 11Nov 29Dez E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 Data Figura 11 - Medidas do total de sólidos em suspensão realizadas na Lagoa de Araruama em 12 estações de coleta durante o ano de Profundidade do disco de Secchi Os baios coeficientes de variação diários das medidas de profundidade de Secchi (CV máimo de 38%) epressaram uma razoável homogeneidade espacial na transparência da água da Lagoa de Araruama em todas as datas de coleta, embora tenham

11 80 sido observados CV s mais altos entre os meses de abril e agosto e CV s mais baios entre setembro e março (Apêndice 9.1 E). Os CV s também baios calculados por estação de coleta ao longo de todas as datas refletem a homogeneidade da transparência lagunar ao longo do ciclo anual estudado. A análise das medidas de profundidade de Secchi não evidenciou uma relação direta deste parâmetro com a precipitação e o vento medidos desde os três dias anteriores às datas de coleta. As medidas de profundidade de Secchi igualaram-se à profundidade nas estações 1 e 2 em todas as coletas, iguais a 0,6 m para a estação 1 e 0,7 m para a estação 2. Por este motivo, e por sua baia profundidade, os dados de profundidade de Secchi destas duas estações foram ecluídos da análise deste parâmetro no restante do corpo lagunar. Nas estações 4, 7, 9 e 12 freqüentemente registraram-se também medidas iguais de profundidade de Secchi e profundidade da água (Apêndices 9.1 E e F), demonstrando que o disco de Secchi é um instrumento inadequado para se avaliar a transparência da água da Lagoa de Araruama nos locais mais rasos. Apesar disto, foram identificadas duas regiões de maior turbidez, próimo ao município de São Pedro d Aldeia (estação 10) e no Boqueirão (estação 12), e uma região de menor turbidez no centro da laguna (estação 3). Na estação 10 foram medidos os menores valores de profundidade de Secchi do corpo lagunar em 60% das datas de coleta e, na estação 12, em 40% das datas. Na estação 3 foram medidos os valores máimos de profundidade de Secchi em 25% das datas de coleta. As datas de maior transparência da água concentraram-se, principalmente, entre maio e julho.

12 ANÁLISES DE CORRELAÇÃO ENTRE OS PARÂMETROS AMBIENTAIS Correlações entre os parâmetros ambientais por data de coleta De modo geral, observou-se um número pequeno de correlações significativas (dentro do nível de confiança pré-estabelecido) entre os parâmetros ambientais medidos, sem um padrão regular ao longo do ano, conforme pode ser observado na Tabela 9. Tabela 9 - Coeficientes de correlação (r) estatisticamente significativos entre os parâmetros ambientais medidos. CLA, conc. de clorofila-a (µg.l -1 ); SEC, profundidade de Secchi (m); TSS, total de sólidos em suspensão (mg.l -1 ); SAL, salinidade ( ); e PROF, profundidade (m). Células com um hífen significam ausência de correlação e, com um asterisco, ausência de dados. Data CLA SEC CLA TSS CLA SAL CLA PROF CLA TPC TSS SEC TSS SAL TSS PROF PROF SEC PROF SAL PROF TPC SEC TPC 11Jan * * * * * - 27Jan * * * * * - 28Fev , ,89-0, Mar - 0, , Abr , Abr -0, , ,68 03Mai -0, , ,60-0,73 0,79 19Mai , , ,73 04Jun * * * * * - -0,67-0, Jun , ,64 0, Jul ,82 0, Jul Ago ,77 0,80-0,82 23Ago - - 0, , ,58 0,78-0,59 0,65 08Set , ,69 0, Set - - 0, ,64 10Out ,76 0, Out ,61 0, Nov , , Nov - - * 0, * - 0,73 * - 0,60 29Dez , , Para verificar a abrangência deste resultado, diminuiu-se o nível de confiança de 95% para 90%. Os novos resultados confirmaram os anteriores, eceto pela

13 82 correlação direta entre a profundidade e a profundidade de Secchi observada em todas as datas de coleta entre 27 de janeiro e 27 de novembro, com coeficientes (r) variando entre 0,56 e 0,89. A análise das correlações entre os mesmos parâmetros reunindo-se os dados coletados durante todo o ano também indicou somente uma correlação significativa entre a profundidade e a profundidade de Secchi (r = 0,66). No entanto, o fato de terem sido obtidas medidas idênticas de profundidade e de profundidade de Secchi em várias estações de coleta indica que o cálculo deste coeficiente de correlação provavelmente não possui a precisão desejada. Assim, não se poderia afirmar, mas sugere-se, genericamente, que a região de maior profundidade da Lagoa de Araruama apresenta menor turbidez, enquanto que a região marginal, de menor profundidade, apresenta-se mais túrbida. Este resultado parece lógico, já que os ventos, freqüentemente intensos nesta região, provocam maior ressuspensão do fundo nas áreas mais rasas lagunares, e vice-versa. As demais correlações significativas apresentadas na Tabela 9 não apresentaram um padrão de ocorrência relacionado às variáveis climáticas (precipitação e ventos) que pudesse lhes conferir um significado consistente. Assim, a análise das correlações estatisticamente significativas obtidas demonstrou que a distribuição de cada um dos parâmetros ambientais medidos nas 12 estações de coleta não dependeu da distribuição dos demais, sendo provável que tenham ocorrido de forma aleatória Correlações entre os valores médios diários dos parâmetros ambientais Um outro teste de correlação envolvendo as médias de cada parâmetro medido por data de coleta e os totais mensais de precipitação, evaporação e a diferença entre estes dois (aqui chamada de precipitação líquida) apontou uma correlação

14 83 significativa direta entre a concentração de clorofila-a e a precipitação líquida (r = 0,60). Apesar de não se observarem paralelamente correlações inversas entre a concentração de clorofila-a e a salinidade e entre a salinidade e a precipitação líquida, este resultado aponta para tendência ao aumento da produtividade com o aumento da entrada de água doce no sistema. 4.3 CONCLUSÕES 1. Dentre todos os locais de amostragem na Lagoa de Araruama, a estação 1, localizada na desembocadura do Rio das Moças, apresentou a maior variabilidade nas medidas de todos os parâmetros ambientais analisados, principalmente em termos da salinidade. As variações nas medidas de salinidade nesta estação demonstraram uma relação clara com a diferença entre as médias mensais de precipitação e de evaporação, apresentando decréscimos acentuados durante os eventos de precipitação mais intensos. Nesta estação, portanto, a descarga do Rio das Moças rege o comportamento da coluna d água. 2. A temperatura foi o parâmetro que apresentou a menor variabilidade diária espacial no corpo lagunar, com coeficiente de variação máimo de 4%. Por outro lado, este foi o parâmetro que mais claramente epressou as variações sazonais climáticas, com médias em torno de 20 ºC, no inverno, e 30 ºC, no verão. No entanto, a ocorrência de médias diárias mais baias mostrou-se associada com os eventos de precipitação. 3. A distribuição de clorofila-a na Lagoa de Araruama apresentou uma variabilidade alta, espacial e temporalmente, demonstrando um caráter predominantemente

15 84 granular ( patchiness ). As concentrações médias de clorofila-a medidas foram bastante baias, entre 0,6 µg.l -1 e 4,3 µg.l -1, evidenciando uma produtividade primária fitoplanctônica predominantemente oligotrófica. Além disto, estas médias apresentaram-se diretamente relacionadas ao balanço hídrico do sistema (fluos devido à precipitação). 4. As medidas de TSS apresentaram também uma grande variabilidade espacial e temporal. As médias por data de coleta variaram entre 3,3 e 21,4 mg.l -1, porém sem relação com a precipitação ou os ventos registrados desde três dias anteriores às coletas, nem com as variações climáticas sazonais. Próimo a São Pedro D Aldeia registraram-se valores máimos deste parâmetro com maior freqüência. 5. A análise das medidas de profundidade de Secchi foi prejudicada pelo fato de terem sido observados, na maioria das datas, valores deste parâmetro iguais à profundidade total, em pelo menos cinco estações. Isto impediu uma avaliação mais precisa da transparência do corpo lagunar e evidenciou a inadequação desta técnica para se estimar a turbidez de corpos d água rasos e de alta transparência. 6. Apesar das restrições impostas pelas medidas de profundidade de Secchi, foram reveladas duas regiões de maior turbidez na laguna: uma na enseada de São Pedro D Aldeia (estação 10) e outra na sua coneão com o Canal de Itajuru (estação 12). Revelou-se também uma região de menor turbidez no centro do corpo lagunar (estação 3). 7. A transparência da água da Lagoa de Araruama foi mais homogênea entre janeiro e março e entre setembro e dezembro, quando a precipitação média na região é maior. Entre os meses de abril e agosto, durante o período climático de menor precipitação, a transparência lagunar mostrou-se menos homogênea. Por outro lado, os coeficientes de

16 85 variação relativamente baios por data de coleta (entre 13% e 38%) epressaram uma homogeneidade espacial razoável na transparência da água da Lagoa de Araruama. Os CV s também baios calculados para cada estação de coleta (entre 14% e 34%) considerando-se todas as datas refletiram a homogeneidade da transparência lagunar ao longo do ciclo anual estudado. 8. Finalmente, ecetuando-se as correlações entre a profundidade e a profundidade de Secchi, a ausência de um padrão consistente de correlação entre os demais parâmetros ambientais ao longo das várias datas de estudo permite afirmar que a distribuição de cada um dos parâmetros analisados é independente das distribuição dos demais.