V BACIA URBANA RURAL COM PLANTIO DIRETO QUALIDADE DOS RECURSOS HÍDRICOS

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1 V BACIA URBANA RURAL COM PLANTIO DIRETO QUALIDADE DOS RECURSOS HÍDRICOS Zuleica Souza dos Santos (1) Prof. Departamento Ciências Exatas e da Terra- URI/ Santo Ângelo - RS. Mestranda em Engenharia de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental no IPH/UFRGS. Sérgio João de Luca Prof. Titular. Pesquisador CNPQ IA. Orientador de Mestrado e Doutorado IPH/CE/UFRGS. Endereço (1) : Rua Santo Ângelo, Santo Ângelo - RS - CEP: Brasil - Tel: (55) (res.) - Fax: (55) zuleica@urisan.tche.br RESUMO Este trabalho foi realizado na bacia do Arroio Itaquarinchim, em Santo Ângelo, RS. A bacia abrange uma área de 61,8 Km 2, com grande importância para a comunidade pelo fato de ser responsável pelo abastecimento de 40 % da população urbana. O principal objetivo foi diagnosticar o efeito da prática de plantio direto sobre a qualidade da água e contrastar a bacia rural com a bacia urbana. Esta avaliação ocorreu no ano de 1999, com identificação do entorno do curso d água e coletas mensais das águas superficiais, com análise de parâmetros físicos, químicos e bacteriológicos, além de medições de vazão. A maioria dos aspectos avaliados demonstrou água compatível com a qualidade prevista para classe 2, conforme Resolução n 20/86 do CONAMA. Na sub-bacia rural com plantio direto foram detectados problemas no teor de coliformes totais, fosfato total e chumbo. Na sub-bacia urbana apareceram problemas no teor de oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, fosfato total, chumbo, coliformes totais e coliformes fecais. Estes resultados apontam a necessidade de verificar a causa determinante da alta concentração de chumbo, a correção deste problema, a reposição da mata ciliar e a conscientização da comunidade urbana, no sentido de uma disposição mais adequada dos resíduos sólidos. Estes procedimentos poderão trazer à bacia uma nova visão mais coerente com a qualidade pretendida pela comunidade. PALAVRAS-CHAVE: Plantio Direto, Melhoria da Qualidade, Bacia Urbana, Monitoramento. INTRODUÇÃO Poluentes derivados de fontes não pontuais da agricultura incluem sedimentos, nutrientes de plantas e outros compostos químicos (Chesters e Schierow apud Lapp et al, 1998). As agências do Canadá e dos Estados Unidos propõem a redução dos poluentes não pontuais através das seguintes fases: 1) identificação de áreas nas quais existe um maior potencial de contribuição para a poluição não pontual; 2) implementação de práticas mais adequadas de manejo nestas áreas; 3) monitoramento para estimar a implementação e efetividade das práticas de manejo, na qualidade da água (Castle apud Lapp, 1998). Esta visão é muito apropriada para a situação apresentada neste trabalho que trata da bacia do Arroio Itaquarinchim, em Santo Ângelo, que apresenta uma área de 61,8 km 2, dos quais 48,8 km 2 pertencem à sub-bacia rural, na qual é adotado como prática agrícola, o plantio direto. Até o momento não foi realizada nenhuma estimativa das cargas poluentes da agricultura, dados que podem ser úteis na validação de modelos computacionais, capazes de avaliar o efeito desta prática de manejo além de verificar os seus benefícios potenciais. Somente existem dados do local onde é feita a retirada de água pela CORSAN, no início da zona urbana. Esta ausência de uma adequada base de dados prejudica a identificação das áreas mais poluentes, não esclarecendo sobre a adequação do plano de manejo, assim como impossibilita o emprego de modelos de simulação, na avaliação das práticas de manejo da bacia. A bacia do Arroio Itaquarinchim é componente da bacia do rio Ijuí e, no momento atual, está se desencadeando na região o processo de implantação do Comitê da Bacia Hidrográfica do Rio Ijuí. Para a elaboração do plano de gerenciamento desta bacia serão necessários todos os dados disponíveis. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 Os objetivos principais deste trabalho são: a) diagnosticar e classificar a qualidade físico-química e bacteriológica das águas superficiais do arroio Itaquarinchim, desde suas nascentes principais até próximo sua entrada no rio Ijuí, utilizando como base a Resolução n 20/86 do CONAMA; b) verificar todas as situações do entorno do arroio, dentro desta bacia, que interferem na qualidade deste manancial; c) contrastar a qualidade dos recursos hídricos da bacia urbana com a bacia rural onde predomina o plantio direto, com a finalidade de apontar os principais problemas e proporcionar à comunidade dados que possibilitem ações mais efetivas de recuperação e/ou preservação deste manancial. O desenvolvimento deste trabalho contou com o apoio financeiro da Secretaria de Ciência e Tecnologia do Estado do Rio Grande do Sul, através do Pólo de Modernização Tecnológica das Missões. A maioria das análises foram realizadas no Laboratório de Águas da URI, Santo Ângelo, e as demais, melhor especificadas na metodologia, foram realizadas no Laboratório de Tecnologias Ambientais do IPH/UFRGS, Porto Alegre. METODOLOGIA Foram coletados dados do meio físico, biótico e sócio-econômico da bacia do Arroio Itaquarinchim e investigadas atividades que interferem diretamente sobre a qualidade das suas águas, no que diz respeito ao tipo de plantio desenvolvido na zona rural, às culturas desenvolvidas, aos trabalhos de conservação de solo realizados na região rural, ao tratamento que se dá ao lixo, na zona urbana e às vazões e tratamentos realizados com os efluentes industriais, situados ao longo do arroio. Os recursos hídricos desta bacia foram analisados física, química e bacteriologicamente, com medições de vazão, durante o ano de As coletas foram mensais. Foram locados 8 pontos de coleta, desde duas das suas nascentes até próximo sua foz, junto ao rio Ijuí, levando em conta situações interferentes na qualidade das águas. Cinco pontos de coleta se situaram na sub-bacia rural, com plantio direto, dois na sub-bacia urbana e um em sub-bacia rural, influenciado pela sub-bacia urbana, devido a proximidade e estar a jusante da mesma. Houve registro fotográfico dos locais para dar noção do cenário que rodeia o ambiente onde foram coletadas as amostras e que podem interferir nos resultados analíticos encontrados. Os dados físico-químicos avaliados foram: temperatura, ph, turbidez, salinidade, condutividade, sólidos totais, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio aos 5 dias, nitrogênio total Kjehdahl, nitrato, nitrito, cloreto, fosfato total, sulfato, fluoreto, chumbo, cobre, cálcio, magnésio, sódio, potássio e cromo total. Os métodos de coleta e análise utilizados estão referenciados no Standard Methods for Examination of Water and Wastewater, 19a. edição, Todas as coletas ocorreram no período entre 8 e 14 h, ou seja, a maior parte no turno da manhã. As condições climáticas durante as amostragens foram sempre de tempo bom e, somente ocorreram chuvas, 24 h antes da coleta, nos meses de março e abril. Na Tabela 1 aparece a localização e as características dos pontos de coleta de amostras de água, determinados com GPS. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 Tabela 1- Localização e características dos pontos de coleta na bacia do Arroio Itaquarinchim, em Santo Ângelo, RS. Pontos de coleta Latitu- De (S) Longitu De (W) Altitude (m) As análises de metais e ânions foram realizadas no laboratório de Tecnologias Ambientais do IPH/UFRGS, as demais no laboratório de Águas da URI- Campus Santo Ângelo. Os resultados dos dados obtidos com as coletas de amostras de água foram analisados considerando a média de cada ponto de amostragem e, em alguns casos, para melhor esclarecimento, foram verificados os valores máximos e mínimos, de alguns parâmetros mais significativos em termos de impacto ambiental. Foram realizadas medidas de vazão nos meses de março, abril, maio e setembro, em três pontos de amostragem da sub-bacia rural e um ponto na sub-bacia urbana. RESULTADOS E DISCUSSÃO Aspectos climáticos, de plantio e fatos que interferem na qualidade das águas superficiais do Arroio Itaquarinchim O clima de Santo Ângelo corresponde a cfag, clima tropical úmido, sem estiagem prolongada. A temperatura média anual é ao redor de 19,5oC, sendo janeiro o mês mais quente e julho o mais frio. A umidade relativa, de um modo geral, situa-se em índices superiores a 70%, exceto nos meses de verão em que é, ocasionalmente, mais baixa. Na sub-bacia rural a agricultura desenvolve-se com 90% da área agrícola sendo cultivada através do emprego do plantio direto. Na sub-bacia urbana, a drenagem urbana é encaminhada para as águas do arroio e o despejo de esgoto doméstico e sanitário, de vários bairros, é colocado em suas águas. Existe coleta seletiva e diária de lixo. As indústrias que utilizam água do Arroio Itaquarinchim são indústrias de refrigerantes, frigorífico e esquadrias de madeira. Os recursos hídricos superficiais do Arroio Itaquarinchim são destinados para abastecimento doméstico após tratamento convencional, para agricultura, à proteção de comunidades aquáticas, à recreação de contato primário (natação) e à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvem rentes ao solo e que podem ser ingeridas cruas sem remoção de película. Em relação a estes usos da água e aos critérios de qualidade debatidos como pré-requisitos pela comunidade santoangelense decidiu-se adotar como comparação a classe 2, cujos parâmetros de controle de qualidade estão no artigo 20, alínea f, da Resolução 20/86 do CONAMA. Análise qualitativo-espacial A observação visual, ao longo do Arroio, da sua nascente até sua entrada no Ijuí, permite afirmar que, no momento em que este manancial se aproxima da cidade, não existe respeito às suas margens, inexiste mata ciliar e residências se estabeleceram junto ao seu leito, num desrespeito à legislação. Na área, junto ao último ponto de coleta, dentro da sub-bacia rural com plantio direto, local de instrução do Exército, existe vossoroca que, do ano de 1997 até o momento, praticamente quadruplicou de tamanho. Quando das primeiras ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 visitas ao local apresentava uns 40 cm de profundidade e, durante o monitoramento, chegou a 1,60 m, aproximadamente. Em todos os locais de medição de vazão aconteceu a menor vazão no mês de maio e a maior vazão no mês de setembro. A vazão do trecho correspondente a nascente situada no rincão do Sossego (I-3), próximo ao Comandaí, apresenta vazão superior ao trecho da outra nascente (I-2), conforme demonstra a Tabela 2, na qual transparece a média de vazões ocorridas durante o ano, nos pontos onde houve esta medida. Tabela 2- Dados médios de vazão dos pontos de coleta na bacia do Arroio Itaquarinchim, Santo Ângelo, RS. Sub-bacia rural com plantio direto Sub-bacia urbana Subbacia rural Pontos de coleta Vazão (m 3 /s) ,133 0, , , Considerando os dados médios de temperatura, ph, turbidez, salinidade, condutividade e sólidos totais observa-se que todos os locais de amostragem analisados poderiam ser classificadas como classe 1, pela Resolução n 20/86 do CONAMA, pois seu ph está de acordo com a recomendação, turbidez muito baixa, salinidade e condutividade baixas, o que indica um baixo teor de sais dissolvidos. A salinidade, em todas as medidas, não foi detectada (medida igual a zero). A sub-bacia rural com plantio direto apresentou média de sólidos totais de 100,24 mg/l e a sub-bacia urbana 112, 7 mg/l Nestes itens as duas sub-bacias, urbana e rural, podem ser classificadas como classe 1. A maior variação entre máximo e mínimo neste parâmetro ocorre no ponto da sub-bacia rural de plantio direto utilizado para a irrigação de hortaliças. A Tabela 3 apresenta a média destes parâmetros, para cada ponto de amostragem, assim como os valores máximos e mínimos para os sólidos totais. Tabela 3 Média de temperatura, turbidez, condutividade, ph e sólidos totais para o arroio Itaquarinchim, em Santo Ângelo, RS. Sub-bacia rural com plantio direto Sub-bacia urbana Subbacia rural Ponto de coleta Temperatura ( C) Turbidez UNT 18,4 18,3 18,4 18,3 18,5 20,2 21,2 20 8,5 14,5 15,3 10,9 16,8 27,4 25,2 12,7 PH 6,62 7,3 7,3 6,0 7,2 7,1 7,1 7,3 Condutividade µmho/cm Sólidos totais (mg/l) * ,8 (275-20) 114,5 (310-30) * máximo e mínimo, entre parênteses. 95,4 (250-50) 60 (150-50) 134,5 (270-90) 100 (290-30) 125,4 (250-60) 121,8 (230-50) ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 O teor médio de oxigênio dissolvido do Arroio, em todos os pontos, apresentou qualidade compatível com a desejada. Considerando os valores mínimos, a nascente (I-1) e os pontos da sub-bacia urbana, assim como o último ponto amostrado pertencem a classe 3. Todos os pontos da sub-bacia rural têm DBO5 médio compatível com classe 1, enquanto todos os pontos da sub-bacia urbana pertencem a classe 3. A Figura 1 mostra a variação do Oxigênio dissolvido e da demanda bioquímica de oxigênio, aos 5 dias, na bacia do Arroio Itaquarinchim. Percebe-se com nitidez, o crescimento deste parâmetro no sentido da sub-bacia rural para a sub-bacia urbana, chegando a valores máximos muito acima do permitido para classe 2. Figura 1- Concentração média de oxigênio dissolvido e demanda bioquímica de oxigênio nos pontos amostrados do Arroio Itaquarinchim, Santo Ângelo, RS. Concentração, mg/l Pontos de coleta OD DBO O teor de cloretos e sulfatos é baixo demonstrando a boa qualidade das águas com pouca tendência à salinização. Também o teor de fluoretos é baixo. Observa-se, no entanto, uma acentuada diferença na concentração destes íons quando se chega a sub-bacia urbana e sub-bacia rural, com valores bem maiores do que na sub-bacia rural com plantio direto. Na Tabela 4 aparecem as médias destes íons. Tabela 4- Concentração (mg/l) de cloretos, fluoretos e sulfatos na bacia do Arroio Itaquarinchim, em Santo Ângelo, RS. Sub-bacia rural com plantio direto Sub-bacia urbana Subbacia rural Pontos de coleta Cl - 1,189 1,006 0,967 1,377 0,812 2,024 3,561 3,436 Fl - 0,136 0,13 0,151 0,111 0,097 0,198 0,354 0,162 S-SO 4 2-0,151 0,15 0,172 0,14 0,12 0,254 0,911 0,338 Considerando que em cinco pontos da sub-bacia rural e nos dois pontos da sub-bacia urbana existe predominância dos íons sódio e potássio em relação a cálcio e magnésio, as águas das duas sub-bacias, rural com plantio direto e urbana, podem ser classificadas como regulares ou ruins (Ott apud Porto et al, 1991). A Figura 2 mostra a relação entre a soma de sódio e potássio quando comparada a cálcio e magnésio, ao longo da bacia. Percebe-se, com nitidez, que a diferença se acentua na sub-bacia urbana (pontos 6 e 7). Os ânions nitrato e fosfato são avaliados como nutrientes. A soma de nitrito com nitrato é colocado como NOx. Quanto a nitrito e nitrato todos os pontos podem ser considerados como classe 1. Em toda a bacia existe pequena transformação de nitrogênio orgânico em nitratos e nitritos, conforme aparece na Tabela 5. Os teores médios de fosfato na sub-bacia rural são muito menores do que na sub-bacia urbana. No aspecto ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 nutriente, também são avaliadas as taxas da relação DBO5 : NOx : PO43-. Esta relação que, sob condições de equilíbrio ambiental, deve variar na razão de 47 : 7 : 1 demonstra desequilíbrio, no que diz respeito a manutenção da vida aquática (James apud De Luca et al,1991). Quanto aos fosfatos dissolvidos, a maior parte dos pontos amostrados na sub-bacia rural, com plantio direto, podem ser considerados como classe 2. Todos os pontos da sub-bacia urbana, assim como o ponto da subbacia rural que sofre a sua influência, podem ser classificados como classe 4. Veja Tabela 5 onde aparece a concentração média de N-NOx e P-PO43-. Considerando-se classe 2 o máximo de fosfato admitido é 0,025 mg/l. Figura 2 Soma de sódio e potássio (Na + + K + ) em relação a cálcio e magnésio (Ca 2+ + Mg 2+ ), ao longo da bacia do Arroio Itaquarinchim, Santo Ângelo, RS. Concentração média, mg/l Pontos de coleta Na + K Ca + Mg Tabela 5- Concentração média de nutrientes (mg/l) na bacia do arroio Itaquarinchim, em Santo Ângelo, RS. Sub-bacia rural com plantio direto Sub-bacia urbana Subbacia rural Ponto de coleta N-NO x * 1,14 1,414 1,47 1,931 1,364 1,609 1,625 1,696 NTK 6,89 7,17 4,07 3,33 4,18 5,12 12,74 7,53 P-PO 4 3- DBO 5 : NO X : PO 4 3- ND 0,013 0,07 ND ND 0,052 0,158 0,112 1,1: 1 : ND N-NO x = (NO NO 3 - ) 1,2: 1 : ND 0,7 : 1 : 0,05 0,5: 1 : ND 1,2 : 1 : ND 2,4 : 1 : 0,03 3,1: 1: 0,1 1,1: 1 : 0,07 Na área agrícola as drenagens apresentaram coliformes totais e fecais dentro dos limites permitidos para a classe 2. Quanto a coliformes fecais, a sub-bacia rural com plantio direto, pode ser considerada como classe 1. Na sub-bacia urbana todos os pontos são classe 3, quanto a coliformes totais e classe 4, no ponto 7, quanto a coliformes fecais. Na Figura 3 se nota a média geométrica para coliformes totais e fecais. Estes dados apontam a necessidade de atitudes corretivas, neste sentido. Considerando o teor de cobre e cromo, todos os pontos podem ser considerados como classe 1. Os resultados médios de chumbo indicam a classificação de todos os pontos da sub-bacia rural com plantio direto como classe 3,assim como o primeiro ponto da sub-bacia urbana (ponto 6). Os últimos dois pontos analisados ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6

7 ultrapassam, com a média harmônica, a concentração máxima para classe 3 (0,050 mg/l). Os valores elevados de chumbo ocorreram durante o período de primavera e verão. Nos demais períodos não houve detecção deste metal. A figura 4 demonstra a média harmônica de cada ponto de amostragem, assim como as concentrações máximas detectadas para este metal. Faz-se indispensável verificar a origem deste teor elevado de chumbo, completamente inadequado, segundo OMS, Os solos regionais são naturalmente contaminados o que explicaria em parte os altos teores deste metal. Verifica-se também, que há pouca diferença entre os teores das sub-bacias rurais, com e sem plantio direto e da drenagem urbana, quando se trata dos valores máximos, mostrando que a fonte pode ser não antropogênica. Figura 3- Densidade (NMP/100 ml) de coliformes totais e fecais para a bacia do Arroio Itaquarinchim, em Santo Ângelo, RS. Coliformes, NMP/100 ml Pontos de coleta Coliformes totais Coliformes fecais Figura 4- Concentração média e máxima (mg/l) de chumbo, na bacia do Itaquarinchim, em Santo Ângelo, RS. Concentração de Chumbo,mg/L 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 Pontos de coleta Média Máximo CONCLUSÕES Pode-se inferir, com esta série anual de dados mensais, que a bacia do arroio Itaquarinchim apresenta boas características de qualidade, podendo ser enquadrada como classe 2, na maioria dos aspectos avaliados, exceto para chumbo e fosfatos dissolvidos. Na sub-bacia rural com plantio direto as drenagens rurais apresentaram problemas no teor de coliformes totais, fosfato e chumbo. Na sub-bacia urbana encontraram-se problemas quanto a oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, fosfato, coliformes totais, coliformes fecais e chumbo. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 7

8 Os problemas detectados na sub-bacia urbana têm origem no despejo de lixo e do esgoto neste manancial, o que poderia ser resolvido com o afastamento dos despejos e educação da comunidade evitando a má disposição dos resíduos sólidos urbanos. É necessário recuperar as margens do arroio na sub-bacia urbana e repor a mata ciliar. Também se faz indispensável verificar a origem do teor elevado de chumbo no período de primavera e verão, ver a possibilidade da sua redução, pelos problemas sanitários e ambientais que este metal pode causar nos ecossistemas. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. A.P.H.A Standard Methods for the Examination Water and Wastewater. 19 th ed. Washington: American Public Health Association. 1074p. 2. DE LUCA, S. J., BORDAS, M. P. MARQUES, D. M. L. M Avaliação preliminar do impacto da agricultura sobre a qualidade das águas na Bacia do rio Potiribu/ Ijuí, RS. In: Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, Anais. Rio de Janeiro: ABRH/APRH. 4 v, v. 2, p LAPP, Paul, MADRAMOOTOO, C.A., ENRIGH, P., PAPINEAU, F., PERRONE, J Water quality of na intensive agricultural watershed in Quebec. Journal of the American Water Resources Association.Herdon, v. 34, n. 2: OMS Guías para la calidad del agua potable. 2 ed. Ginebra: ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD. 3v. 5. PORTO, Rubem La Laina(org).1991.Hidrologia Ambiental. São Paulo: ABRH/EDUSP.411 p. 6. CONAMA Resolução CONAMA n 20 de 18 de junho de Brasília: Ministério do Desenvolvimento Urbano e Meio Ambiente. 92 p. p ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 8