COMPORTAMENTO DOS ÍNDICES DO ESTADO TRÓFICO DE CARLSON (IET) E MODIFICADO (IET M ) NO RESERVATÓRIO DA UHE LUÍS EDUARDO MAGALHÃES, TOCANTINS BRASIL. Liliana Pena Naval* Doutorada pela Universidad Complutense de Madrid em Engenharia Química, professora adjunta do curso de Engenharia Ambiental da Universidade Federal do Tocantins - UFT Carlos Danger Ferreira e Silva Universidade Federal do Tocantins - UFT. Marco Antonio Almeida de Souza Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia - UNB Endereço (1) :ARSE 102; QI 48; Lt. 11; Al. 19. Palmas TO - Brasil. CEP: 77000-000. Telefone: (55)-63-218-8018 Fax: (55)-63-218 8022 - e-mail: liliana@uft.edu.br RESUMO Quanto mais se intensificam os usos dos mananciais e de suas bacias hidrográficas, mais importante se torna à realização sistemática de monitoramentos que permitam avaliar e caracterizar a qualidade das águas. Os reservatórios devido suas características peculiares apresentam com certa freqüência o fenômeno da eutrofização, fato este mais comum quando os mesmos não são gerenciados adequadamente, sendo necessário a adoção de métodos que indiquem com precisão a possível incidência deste fenômeno, para que seja possível a identificação das causas e respectiva adoção de medidas adequadas. Desta forma o presente estudo visou avaliar a aplicabilidade do índice de estado trófico proposto por CARLSON (1977) e o modificado, proposto por TOLEDO Jr. (1985), verificando a variação temporal do grau de trofia para o reservatório da UHE Luís Eduardo Magalhães, assim como sua variação entre os pontos de amostragem. Observou-se que de acordo com os valores médios do IET, o grau de trofia do reservatório se classifica como eutrófico durante todo ano e em todos os pontos de amostragem, já em relação ao IETm (médio), o reservatório apresenta características mesotróficas, durante todo o período de estudo e em todos os pontos de amostragem, sendo que para ambos os índices os locais que apresentaram maiores valores referem-se aqueles pontos situados na área de influência dos centros urbanos. Tendo em vista os estudos já realizados entende-se que o índice modificado é mais adequado para a classificação do presente reservatório, sendo que a utilização de um índice, ao invés de um parâmetro isoladamente, permite a obtenção de resultados mais confiáveis. PALAVRAS CHAVE: Índice De Trofia, Reservatório de UHE, Qualidade da Água. 1.0 INTRODUÇÃO Na medida em que se torna mais intenso e diversificado o uso dos lagos, mananciais e suas bacias hidrográficas, maior é a necessidade de se definir formas de manejo sustentado e de gerenciamento desses ecossistemas. Para isso, torna-se necessário um monitoramento sistemático, que resulte em séries temporais de dados que permitam avaliar a evolução da qualidade do corpo aquático e conhecer as tendências de sua variação. A caracterização do estado de trofia de lagos e a utilização de índices de qualidade de águas tem como objetivo simplificar uma série de parâmetros em valores inteiros, fáceis de entendimento pelo público e uma ferramenta utilizada para gerenciamento da qualidade de águas interiores tanto para a comunidade cientifica, quanto para as autoridades relacionadas à saúde publica e ao saneamento. Existem poucas informações disponíveis, relacionando as condições sanitárias com o grau de eutrofização de lagos, principalmente aqueles localizados em regiões tropicais e urbanas (BORGES et al, 2004). A eutrofização se caracteriza pelo incremento das concentrações de nutrientes aos corpos hídricos, que favorecem a floração exacerbada de organismos fotossintéticos, elevando assim a produtividade do meio e acarretando na
redução da qualidade da água. A ocorrência de processos eutrofizantes corresponde a um dos problemas mais preocupantes que assolam lagos e reservatórios, sendo que os fatores climáticos de paises tropicais (altas temperaturas e elevada incidência de radiação solar), associados ao uso inadequado dos recursos hídricos e de suas áreas de influência constituem fatores que contribuem em grande escala para a ocorrência destes processos. Para o processo de eutrofização duas linhas básicas têm sido adotadas: uma se baseia na dinâmica do fitoplâncton e variáveis associadas e a segunda é baseada nos modelos simplificados, em geral de base semi-empírica (TOLEDO et al, 1985 apud DUARTE, 1999). De acordo com Duarte (1999), dentre os modelos existentes reúnem-se aqueles que expressam o nível de trofia por meio de índices, que por sua vez são determinados por equações que utilizam parâmetros de qualidade d água, diretamente relacionados com a eutrofização, tais como clorofila a, fósforo total e transparência. Neste contexto destaca-se o índice de estado trófico (IET) proposto por Carlson (1977) que dentre suas vantagens inclui a simplicidade e objetividade dos resultados, possuindo com principal limitação o fato de ter sido desenvolvido com base em dados de reservatórios de regiões de clima temperado, o que pode restringir sua aplicação a regiões de clima tropical. Desta maneira TOLEDO et al (1985) propuseram modificações na formulação matemática do IET de CARLSON, visando adaptá-los às condições climáticas de ambientes tropicais com base em uma pesquisa realizada no reservatório de Barra Bonita- SP. Desta forma o presente estudo objetivou avaliar a aplicabilidade do índice de estado trófico proposto por CARLSON (1977) e o modificado, proposto por TOLEDO Jr. (1985), e verificar a variação temporal do grau de trofia para o reservatório da UHE Luís Eduardo Magalhães, assim como sua variação entre os diversos pontos de amostragem. 2.0 - METODOLOGIA O presente estudo foi desenvolvido no reservatório da UHE Luís Eduardo Magalhães que possui uma área de 184,219 Km 2, uma profundidade média de 3 m e 4.940 hm³ de volume. Para a determinação dos parâmetros físicoquímicos vem sendo realizado um programa de monitoramento que estabeleceu 16 pontos de amostragem ao longo do reservatório, sendo que os mesmos foram escolhidos por representarem pontos estratégicos que levam em consideração a influência dos centros urbanos que margeiam o reservatório, e as confluências dos tributários com o mesmo. As campanhas foram realizadas mensalmente entre dezembro de 2002 e dezembro de 2003. Dentre os parâmetros quantificados pelo programa de monitoramento foram utilizados para o presente estudo a transparência (TRA), clorofila A (Cla), e fósforo total (PT), sendo que as respectivas técnicas utilizadas para a determinação dos mesmos e suas referências estão descritas no Quadro 01. Quadro 01 Parâmetros e técnicas analíticas Parâmetro Técnica Referência Cla (µg/l) Extração e verificação da absorvância no espectro APHA (1995) visível Tra (m) Imersão do disco de Secchi APHA (1995) PT (µg/l) Espectrof. Visível APHA (1995) As equações 01, 02, 03, 04, 05, 06 correspondem as equações para obtenção dos índices de estado trófico (IET) propostas por Carlson (1977) e dos índices de estado trófico modificado (IETm) proposto por Toledo Jr (1985), para os parâmetros de Transparência (Tra), Fósforo Total (PT) e Clorofila A (Cla). IET (Tra) = 10*(6 - ln Tra) Eq. 01
IETm (Tra) = 10*[6- (0,64 +ln Tra)] Eq. 02 IET (PT) = 10 *[ 6 ln (65/PT)] Eq. 03 IETm (PT) = 10*[ 6 ln (80,32/PT)] Eq. 04 IET (Cla) = 10*{6 -[2,04-0,68*(ln Cla)]} Eq. 05 IET (Cla) = 10*{6 -[2,04-0,695*(ln Cla)]} Eq Eq. 06 O Quadro 01 apresenta as faixas de valores passiveis de serem obtidas pela aplicação das equações apresentadas anteriormente, e sua respectiva relação com as diferentes classificações de grau de trofia, de acordo com os índices IET e IETm, cabe ressaltar que o IET apresenta duas classificações a mais do que o IETm (Ultraoligotrófica, Hipereutrófica), sendo que o mesmo índice apresenta valores mais restritivos do que aqueles verificados no IETm. Quadro 01 Classificações do grau de trofia de acordo com IET e IETm IET - Carlson (1977) IETm - Toledo Jr (1985) Índice Classificação Índice Classificação <20 Ultraoligotrófica <45 20-40 40-50 45-55 50-60 >55 >60 Hipereutrófica As equações foram aplicadas de duas maneiras, a primeira utilizando-se as medias mensais entre os 16 pontos em relação aos valores obtidos para cada parâmetro físico-químico, observando-se assim a variação temporal do grau de trofia do reservatório. Tendo em vista a extensão do reservatório, e a grande quantidade pontos de amostragem que possuem características diferenciadas, tais como influencia de centros urbanos ou ausência desta, a segunda forma de aplicação refere-se a média anual e individual de cada ponto de amostragem em relação aos referidos parâmetros, podendo assim, se avaliar o estado trófico na área de influência de cada ponto de amostragem.
3.0 - RESULTADOS 10 9 8 IET(tran) IET(Cla) Hipereutrófica IET(PT) IET(med) IET 2 Ultraoligotrófica dez/02 jan/03 fev/03 mar/03 abr/03 mai/03 jun/03 jul/03 ago/03 set/03 out/03 nov/03 dez/03 Figura 01 Variação mensal de IET no reservatório. IETm 10 9 8 2 IETm(tran) IETm(Cla) dez/02 jan/03 fev/03 mar/03 abr/03 mai/03 jun/03 jul/03 ago/03 set/03 out/03 nov/03 dez/03 IETm(PT) IETm(med) Figura 02 Variação mensal de IETm no reservatório. Observando-se a figura 01, que apresenta as variações temporais dos índices de estado trófico, nota-se que de acordo com o IET médio o presente reservatório se classifica como eutrófico, já em relação ao IETm médio o reservatório apresenta características mesotróficas (Figura 02), sendo que para ambos os índices não se verificaram grandes variações para maioria dos parâmetros no decorrer do período de estudo, que apresentaram valores dentro dos limites das classificações encontradas. As maiores oscilações estão relacionadas ao parâmetro de transparência, tanto para o IET, como para o IETm, onde os maiores valores se encontram principalmente no período chuvoso (dezembro de 2002 a abril de 2003), especialmente para o IET, fato que se dá devido a interferência dos sólidos suspensos fixos (inorgânicos) na transparecia da água, sendo que segundo TUNDISI et all, 1985; CALIJURI, 1988; CEBALLOS, 1995, citados por DUARTE (1999) esta interferência corresponde a uma das principais limitações do índice proposto por Carlson, principalmente em corpos hídricos que possuam grandes concentrações de sólidos
suspensos fixos, como o caso em questão. Reafirmando a interferência dos sólidos suspensos inorgânicos pode-se verificar que no período seco (abril a outubro de 2003), quando o carreamento de partículas sólidas aos corpos hídricos é bem inferior, os índices relacionados à transparência apresentam valores menos acentuados, principalmente em relação ao IETm. Outro comportamento diferenciado refere-se aos índices relacionados à clorofila, que tanto para o IET, como para IETm, apresentaram valores próximos a 50 durante o período de estudo, ou seja, as modificações propostas para este parâmetro não alteram significativamente os valores obtidos pela equação proposta por CARLSON (1977). IET 10 9 8 2 IET(tran) IET(Cla) Hipereutrófica IET(PT) IET(med) Ultraoligotrófica 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Figura 03 Variação pontual do IET no reservatório. IETm 10 9 8 2 IETm(tran) IETm(Cla) IETm(PT) IETm(med) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Figura 04 Variação pontual do IETm no reservatório. Observa-se pelas figuras 03 e 04, que da mesma maneira do apresentado anteriormente, o IET médio encontra-se na faixa de valores eutróficos, e o IETm médio apresentou valores dentro da faixa mesotrófica. As oscilações observadas, em geral, encontram-se dentro das faixas já mencionadas, sendo que em relação IET relacionado à clorofila, os valores entre os pontos 1 e 8 se apresentaram na faixa mesotrófica, isto provavelmente se deve pela
características morfológicas do reservatório nas localidades destes pontos, pois nas mesmas verifica-se as menores larguras e maiores velocidades, o que minimiza as proliferação algal, sendo que também, nestes locais, a influencia antrópica é menos relevante quando comparados aos demais pontos. Em relação ao IET relacionado com a transparência, verificou valores mais elevados, entre os pontos 10 e 15, fato que também pode ser explicado pela interferência de sólidos suspensos fixos, como já exposto anteriormente, já que estes pontos estão situados na região de maior urbanização. Já em relação ao IETm pode-se notar que para todos os parâmetros os maiores valores também se verificam nos pontos encontrados nas áreas de influencia urbana, principalmente nos pontos situados entre 10 e 16, fato este que indica 4.0 CONCLUSÃO Com o desenvolvimento do presente estudo pode-se concluir que: Os índices utilizados apresentaram valores diferenciados, sendo que dentro das faixas apontadas pelos mesmos não foram observadas variações significativas para os valores médios, tanto em relação as variações temporais e pontuais. Tendo em vista os estudos já realizados entende-se que o índice modificado é mais adequado para a classificação do presente reservatório, sendo que a utilização de um índice, ao invés de um parâmetro isoladamente, permite a obtenção de resultados mais confiáveis. Os pontos onde se verificaram os maiores valores médios dos índices de trofia corresponde aqueles situados nas áreas que sofrem influencia urbana, fazendo-se necessário identificação das possíveis causas para a respectiva mitigação, já que em alguns casos nota-se que os valores se aproximam do nível eutrófico. 5.0 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMERICAN PUBLIC HEALH ASSOCIACION. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 19 ed., Washington, 1995. CARLSON, R. E. A trophic state index for lakes. Limmol. Oceanogr. vol. 22: 361-80, 1977. DUARTE, M.A.C. Comportamento dos índices do estado trófico de Carlson (IET) e modificado (IET M ) em três lagoas naturais no nordeste do Brasil. In: 20 o Congresso brasileiro de engenharia sanitária e ambiental. Brasil,Rio de Janeiro.Anais: AbesRio99. 1CD. TOLEDO, J. T. Utilização do índice de qualidade de águas (IAQ-CETESB) e do índice de estado trófico (IET-Carlson) para classificar a qualidade das águas da lagoa do Taquaral Campinas SP. Disponível em: www.unicamp.br. Acesso em: 02/03/2004.