ANÁLISE DA QUALIDADE DAS ÁGUAS DO RIO PARNAÍBA NO MEIO URBANO DA CIDADE DE TERESINA PI Victor Fabrício Magalhães Carvalho Graduando em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Piauí, Teresina, Piauí RESUMO: O estado do Piauí tem como principal fonte de água o Rio Parnaíba. A cidade de Teresina, onde o estudo que resultou neste trabalho se realiza, é uma cidade abastecida pelo mesmo. Por este motivo, deve ser realizado um frequente monitoramento e análise da qualidade das águas, a fim de definir sua permissividade ao tratamento e ao uso pela população para os mais diversos fins. O presente trabalho tem por objetivo estabelecer um índice de qualidade de água (IQA) resultante da composição das diversas variáveis, de acordo com a importância individual delas, de maneira a expressar de uma forma objetiva e integrada, as alterações da qualidade da água do rio Parnaíba no meio urbano da cidade de Teresina-PI. Palavras-chave: Análise, IQA, Parnaíba, urbano, Teresina. ANALYSIS OF PARNAÍBA RIVER S WATER QUALITY IN THE URBAN ENVIRONMENT OF TERESINA PI ABSTRACT: Piauí State has as its main water source the Parnaíba River. Teresina City, where takes place the study which resulted in this paper, is one of the cities it supplies. Therefore, frequent monitoring and analysis of water quality must be performed, in order to define its permissiveness for treatment and use by people aiming at many uses. This work aims to set up a water quality index (WQI) resulting from the composition of several variables, according to their individual importance, looking to express in an objective and integrated form, any changes at the water quality of the Parnaíba River in the urban environment of Teresina City. Keywords: Analysis, WQI, Parnaíba, urban, Teresina. INTRODUÇÃO Os recursos hídricos são imprescindíveis para a sobrevivência do homem e para o desenvolvimento das sociedades ao longo de toda a história humana. Porém, junto com o desenvolvimento das sociedades, logo apareceram os impactos ambientais causados pelas mesmas. Tais impactos têm efeitos bastante significativos sobre os corpos d água. O estado do Piauí tem como principal fonte de água o Rio Parnaíba, que abastece um grande número de cidades piauienses. A cidade de Teresina, onde o estudo que resultou neste trabalho se realiza, se enquadra neste conjunto de cidades. Por este motivo, deve ser realizado um frequente monitoramento e análise da qualidade das águas, a fim de definir sua permissividade ao tratamento e ao uso pela população para os mais diversos fins.
O uso de indicadores de qualidade de água consiste no emprego de variáveis que se correlacionam com as alterações ocorridas no corpo d água, sejam estas de origens antrópicas ou naturais (Toledo & Nicolella, 2002). Cada sistema lótico possui características próprias, o que torna difícil estabelecer uma única variável como um indicador padrão para qualquer sistema hídrico. Neste sentido, a busca em trabalhos de campo é a obtenção de índices de qualidade de água que reflitam resumidamente e objetivamente as alterações, com ênfase para as intervenções humanas, como o uso agrícola, urbano e industrial. Para uma interpretação ecológica da qualidade das águas superficiais e/ou para estabelecer um sistema de monitoramento, é necessário a utilização de métodos simples e que deem informações objetivas e interpretáveis, partindo para critérios próprios que considerem as características peculiares dos recursos hídricos (Pineda & Schäfer, 1987). Neste aspecto, o uso de índices de qualidade de água é uma tentativa que todo programa de monitoramento de águas superficiais prevê como forma de acompanhar, através de informações resumidas, a possível deterioração dos recursos hídricos ao longo da bacia hidrográfica ou ao longo do tempo (Toledo & Nicolella, 2002). Para isto, utilizamos nesse trabalho o índice de qualidade das águas (IQA), que se apresenta dividido em nove parâmetros definidos por especialistas em qualidade da água, que permitem indicar o nível de poluição do corpo d água a partir de suas características físicas, químicas e biológicas. Além dos nove parâmetros padrões, utilizamos nesse trabalho a condutividade como um ponto adicional. Baseando-se no valor do IQA, que varia em uma escala de 0 (zero) a 100 (cem), podemos indicar se o corpo d agua possui de péssima qualidade (com IQA igual a zero) até ótima qualidade (com IQA igual a cem). O presente trabalho tem por objetivo estabelecer um índice de qualidade de água (IQA) resultante da composição das diversas variáveis, de acordo com a importância individual delas, de maneira a expressar de uma forma objetiva e integrada, as alterações da qualidade da água do rio Parnaíba no meio urbano da cidade de Teresina-PI. A CETESB elaborou, a partir da adaptação de um estudo realizado em 1970 pela "NationalSanitation Foundation" dos Estados Unidos, o IQA (Índice de Qualidade das Águas). A criação do IQA foi feita por especialistas em qualidade das águas, que, a partir de 35 parâmetros inicialmente propostos, escolheram os 09 (nove) que consideraram como os mais relevantes. Os parâmetros são: coliformes totais termotolerantes, potencial hidrogeniônico (ph), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), nitratos totais, fósforo total, temperatura, turbidez, sólidos totais e oxigênio dissolvido (OD). A partir desses parâmetros, calcula-se o IQA produtório, obtido através do produto ponderado das notas individuais de cada um deles, e o IQA somatório, sendo este calculado pela soma ponderada das notas dos parâmetros encontrados. Os valores ideais e máximos para os parâmetros de qualidade da água são estratificados da seguinte maneira: Péssima: entre 0 e 25 Ruim: entre 25 e 50 Regular: entre 50 e 70 Boa: entre 70 e 90 Excelente: entre 90 e 100
As análises realizadas na obtenção das notas dos parâmetros do IQA foram desenvolvidas pela APHA (American Public Health Association), seguidas internacionalmente. Para o cálculo do IQA somatório, utiliza-se a seguinte fórmula: Já para o cálculo do IQA Produtório, utiliza-se a seguinte fórmula: Onde: IQA: Índice de Qualidade das Águas, um número entre 0 e 100; : Qualidade do i-ésimo parâmetro, um número entre 0 e 100, obtido da respectiva curva média de variação de qualidade, em função de sua concentração ou medida; : Peso correspondente ao i-ésimo parâmetro, um número entre 0 e 1, atribuído em função da sua importância para a conformação global de qualidade, sendo que: Em que: n: Número de parâmetros que entram no cálculo do IQA; Caso algum parâmetro tenha valor desconhecido, o cálculo do IQA não é viável. MATERIAIS E MÉTODOS Para o monitoramento da qualidade das águas do Rio Parnaíba, foram escolhidos seis pontos de coleta de água (contando a partir do P-00 até o P-05) ao longo do seu leito, sendo o ponto inicial próximo à zona rural, e os outros cinco na zona urbana de Teresina, com o objetivo de promover um melhor efeito comparativo e indicar os efeitos da urbanização sobre a qualidade das águas do rio. A coleta da água é feita em ponto fixo de correnteza abundante. A localização dos pontos de coleta é a seguinte: P-00 Atlantic City Club Náutico; P-01 Estação de tratamento de água da Agespisa na Tabuleta; P-02 Ponte Engenheiro Antônio Noronha (Ponte Nova); P-03 Ponte José Sarney (Ponte da Amizade); P-04 Ponte João Luiz Ferreira (Ponte Metálica); P-05 Av. Boa Esperança, S.N. (Próximo ao Parque encontro dos Rios). Para o presente trabalho, as coletas se iniciaram em Agosto/2013, e alcançaram seu término para Julho/2014, sendo realizadas as coletas mensalmente. As coletas são a fase de campo, que é realizada com a obtenção das amostras em cada ponto, através do lançamento de um balde no leito do rio e o seu recolhimento após a total submersão na água. Aqui também são realizadas algumas análises in loco, como a medição do
ph, OD, temperatura, além do armazenamento em sacos plásticos esterilizados de água para a análise de coliformes termotolerantes. Na fase laboratorial, são realizadas outras análises físico-químicas, a fim de extrair dados numéricos a partir das condições de cada amostra coletada. As análises físico-químicas utilizadas para cada amostra coletada em cada ponto são amplamente reconhecidas no meio acadêmico, e estão descritas a seguir: 1. Oxigênio dissolvido: Método titulométrico de Winkler modificação Azida, APHA, 1995; 2. Demanda bioquímica de Oxigênio (DBO): Método dos frascos padrões, APHA, 1995; 3. Sólidos totais: Método gravimétrico, APHA, 1995; 4. Condutividade: Método da resistência elétrica, APHA, 1995; 5. Temperatura: Método do filamento de Mercúrio, APHA, 1995; 6. Fósforo total: Método Espectrofotométrico do Ácido Ascórbico com prédigestão pelo Persulfato de Amônia, APHA, 1995; 7. Nitrato total: Método de Salicilato de Sódio, RODIER, 1975; 8. Coliformes totais termotolerantes: Método Colitag ; 9. Potencial hidrogeniônico (ph): Método potenciométrico, APHA, 1995; 10. Turbidez: Método nefelométrico, APHA, 1995. Para as notas individuais de cada aspecto, utilizamos sítios na Internet onde, ao entrarmos com os valores finais encontrados em cada análise laboratorial e in loco, o programa nos fornece a nota pedida para o IQA. A seguir, ocorre o armazenamento de dados, que requer cuidados como procedimentos de verificação de consistência dos dados, uso do banco de dados em computadores com adoção de procedimentos fáceis e acessíveis de recuperação de dados. Por fim, há a produção de informação. Essa etapa define o uso do sistema de monitoramento, pois é nessa fase que os dados coletados se transformam em informações úteis para todas as decisões a serem tomadas no futuro da Bacia Hidrográfica. RESULTADOS FINAIS A tabela a seguir traz os valores médios para todos os parâmetros estudados durante o período de Agosto/2013 a Janeiro/2014. Tabela 1 - Média de cada parâmetro no período Agosto/2013 a Janeiro/2014 Parâmetro Unidade P-00 P-01 P-02 P-03 P-04 P-05 ph - 7,58 7,40 7,33 7,34 7,38 7,35 Temperatura C 29,33 29,58 30,03 30,75 30,42 29,58 Turbidez UNT 28,680 27,333 25,612 28,36 29,347 29,375 E-Coli NPM/100mL 351,23 1436,1 66,667 626,50 1789,8 1248,2 DBO mg/l 0,355 0,730 0,943 2,398 1,697 2,583 OD mg/l 7,258 7,012 6,900 6,847 6,718 6,862 Sólidos Totais mg/l 368,33 246,67 246,67 158,33 306,67 140,00 Nitratos mg/l 0,087 0,087 0,083 0,097 0,052 0,105 Fósforo Total mg/l 0,087 0,058 0,051 0,055 0,020 0,149 Condutividade µs/cm 29,450 24,983 21,733 23,735 24,233 24,350
Para a classificação, adotou-se os requisitos de qualidade para águas de classe 2 conforme determinado pela resolução da Conama nº 357 (BRASIL,2005). Os resultados dos valores médios dos parâmetros encontraram em consonância com os padrões estabelecidos para esta classe com exceção de alguns parâmetros como coliformes (associado à atividade antrópicas). Percebeu-se também que os valores de sólidos totais e turbidez apresentaram alterações nas coletas entre Dezembro/2013 e Janeiro/2014, devido às precipitações nesse período. Os valores encontrados para o IQA Produtório e para o IQA somatório entre os meses de Agosto de 2013 e Janeiro de 2014 se encontram na tabela abaixo: Tabela 2 Valores médios dos IQA Produtório e Somatório em cada mês do período Agosto/2013 a Janeiro/2014 Mês IQA produtório IQA somatório Agosto/2013 53,08 67,43 Setembro/2013 58,56 74,42 Outubro/2013 54,83 70,09 Novembro/2013 51,69 68,47 Dezembro/2013 49,71 66,10 Janeiro/2014 37,10 58,48 CLASSIFICAÇÃO: BOM REGULAR RUIM Os valores para cada mês foram obtidos pela média aritmética dos valores do IQA encontrados em cada ponto de coleta. Assim, determinou-se a qualidade da água do rio como um todo. Baseando-se se pelo IQA produtório, em quatro meses de coleta, a água avaliada estava na categoria regular, que é a água com um valor de IQA entre 50 e 70, exceto nos meses de Dezembro/2013 e Janeiro/2014, onde foram encontrados valores entre 25 e 50, categorizando a água como ruim. Já tomando como base o IQA somatório, a água em quatro meses ficou caracterizada como regular, exceto nos meses de Setembro e Outubro de 2013, onde ficou caracterizada como uma água de boa qualidade. Em certos meses, alguns dos pontos apresentaram parâmetros fora dos padrões estabelecidos pela mesma resolução de nº 357 de 2005 do CONAMA para águas de classe 2 de enquadramento e afetaram significativamente a qualidade da água como um todo. Há de se observar também, que nos meses de Dezembro/2013 e Janeiro/2014, houve uma acentuada queda no valor do IQA, principalmente por conta dos parâmetros turbidez e sólidos totais, que atingiram valores bem acima da média, devido às chuvas e o arrasto de material particulado para o leito. Para o período entre Fevereiro/2014 e Julho/2014, a tabela a seguir traz a média para todos os parâmetros estudados. Tabela 3 - Média de cada parâmetro no período Fevereiro/2014 a Julho/2014 Parâmetro Unidade P-00 P-01 P-02 P-03 P-04 P-05 ph - 7,63 7,48 7,34 7,38 7,42 7,36 Temperatura C 27,45 27,90 28,35 28,33 28,57 28,40 Turbidez UNT 110,89 108,39 97,99 137,15 106,33 107,54 E-Coli NPM/100mL 883,83 2206,67 118,67 678,50 999,83 953,83 DBO mg/l 0,24 0,52 1,85 1,99 2,51 2,51
OD mg/l 7,08 6,83 7,03 6,53 6,82 6,60 Sólidos Totais mg/l 166,67 141,67 146,67 145 143,33 128,33 Nitratos mg/l 0,118 0,105 0,073 0,097 0,122 0,155 Fósforo Total mg/l 0,081 0,043 0,020 0,035 0,024 0,045 Condutividade µs/cm 59,67 48,23 42,82 46,43 45,13 46,65 Os valores encontrados para o IQA Produtório e para o IQA somatório entre os meses de Fevereiro de 2014 e Julho de 2014 se encontram na tabela abaixo: Tabela 4 - Valores médios dos IQA Produtório e Somatório em cada mês do período Fevereiro/2014 a Julho/2014 Mês IQA produtório IQA somatório Fevereiro/2014 58,95 38,84 Março/2014 60,61 45,57 Abril/2014 61,85 40,37 Maio/2014 69,97 54,36 Junho/2014 68,17 53,23 Julho/2014 71,44 55,98 CLASSIFICAÇÃO: BOM REGULAR RUIM Baseando se pelo IQA produtório, à exceção do mês de Julho/2014 onde a qualidade foi avaliada como boa, a água avaliada estava na categoria regular, que é a água com um valor de IQA entre 50 e 70. Já tomando como base o IQA somatório, nos meses de Fevereiro, Março e Abril de 2014, a água ficou caracterizada como ruim. Nos demais meses, a água ficou caracterizada como regular. Em certos meses, alguns dos pontos apresentaram parâmetros fora dos padrões estabelecidos pela resolução de nº 357 de 2005 do CONAMA para águas de classe 2 de enquadramento e afetaram significativamente a qualidade da água como um todo. CONCLUSÃO Os resultados para o cálculo do IQA do Rio Parnaíba foram organizados e analisados mensalmente por todo o grupo de pesquisa, seguindo fielmente o cronograma de atividades estabelecido. Os resultados encontrados, de acordo com o grupo, mostram que as águas do Rio Parnaíba vêm mantendo um padrão de qualidade regular, o que revela serem necessárias medidas urgentes que visem melhorias no tratamento dos efluentes lançados ao rio, assim como na fiscalização das estações de tratamento das indústrias localizadas no meio urbano da cidade de Teresina-PI, pois algumas alterações foram encontradas em parâmetros essenciais, como E-Coli, DBO e oxigênio dissolvido.
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