PROGRAMA DE MONITORAMENTO LIMNOLÓGICO E

PROGRAMA DE MONITORAMENTO LIMNOLÓGICO E
QUALIDADE DA ÁGUA DA PCH PARACAMBI - RJ
RELATÓRIO TÉCNICO
Monitoramento Rio Ribeirão das Lajes — Rio Guandu
Março de 2011
Coordenação: Dra. Christina Castelo Branco
AV. PASTEUR 458, CEP: 22290-240 - RIO DE JANEIRO - TEL/FAX: 2244-5663
Sumário
1.
Resumo ..................................................................................................................... 1
2.
Introdução ................................................................................................................ 2
3.
Área de Estudo .......................................................................................................... 2
4.
Métodos ..................................................................................................................... 9
5.
4.1.
Análises Químicas e Físicas ............................................................................... 9
4.2.
Bacteriológico – Coliformes .............................................................................. 9
Resultados das Variáveis Físicas, Químicas e Biológicas .................................... 12
5.1.
Alcalinidade ..................................................................................................... 14
5.2.
Cálcio e Magnésio ........................................................................................... 14
5.3.
Cloreto Total .................................................................................................... 16
5.4.
Demanda Química de Oxigênio – DQO .......................................................... 16
5.5.
Demanda Bioquímica de Oxigênio – DBO ...................................................... 17
5.6.
Dureza Total .................................................................................................... 18
5.7.
Fenóis Totais .................................................................................................... 19
5.8.
Fósforo Total.................................................................................................... 20
5.9.
Oxigênio Dissolvido ......................................................................................... 21
5.10.
Potencial Hidrogeniônico – pH .................................................................... 22
5.11.
Potássio ........................................................................................................ 23
5.12.
Série de Nitrogênio – (Amônio, Nitrato, Nitrito) ........................................ 24
5.13.
Sílica Solúvel ................................................................................................ 27
5.14.
Sódio ............................................................................................................. 27
5.15.
Sulfato .......................................................................................................... 28
5.16.
Alumínio Dissolvido ..................................................................................... 29
5.17.
Ferro Dissolvido ........................................................................................... 30
6.
Balanço Iônico ........................................................................................................ 32
7.
Resultados das Variáveis Físicas ........................................................................... 35
8.
7.1.
Temperatura .................................................................................................... 35
7.2.
Transparência – Disco de Secchi ..................................................................... 36
7.3.
Turbidez ........................................................................................................... 37
7.4.
Condutividade Elétrica .................................................................................... 38
7.5.
Série de Sólidos ................................................................................................ 39
Resultados das Variáveis Biológicas ..................................................................... 41
8.1.
9.
Bacteriológico – Coliformes Totais e Coliformes Termotolerantes ............... 41
Referências ............................................................................................................. 42
ii
ANEXO I ........................................................................................................................... 45
Índices de Figuras
Figura 1 – Precipitação acumulada no período de coleta ................................................. 3
Figura 2 — Localização dos pontos amostrais no rio Ribeirão das Lajes e Guandu......... 5
Figura 3 – a) Pontos de coleta RLG1, b) RLG2, c) RLG3, d) RLG4.. ............................. 6
Figura 4 – Ponto amostral RLG5. .................................................................................... 7
Figura 5 – Pontos amostrais RLG6 e RLG7. . .................................................................. 7
Figura 6 – Diagrama unifilar do sistema Ribeirão das Lajes/Guandu. ............................ 8
Figura 7 — Bactérias do grupo coliformes. .................................................................... 10
Figura 8 — Valores de alcalinidade total. ....................................................................... 14
Figura 9 — Concentrações de (a) magnésio e (b) cálcio. ............................................... 15
Figura 10 — Concentrações de cloreto total.................................................................. 16
Figura 11 — Concentrações da demanda química de oxigênio – DQO. ........................ 17
Figura 12 – Demanda bioquímica de oxigênio DBO5. ................................................... 18
Figura 13 — Valores de dureza total. ............................................................................. 19
Figura 14 — Concentrações de fenóis totais. ................................................................. 20
Figura 15 — Concentrações de fósforo total. ................................................................ 21
Figura 16 — Concentrações de oxigênio dissolvido. ...................................................... 22
Figura 17 — Valores de pH. ............................................................................................ 23
Figura 18 — Concentrações de potássio. ....................................................................... 24
Figura 19 — Concentrações de (a) amônio, (b) nitrito, (c) nitrato ................................. 26
Figura 20 — Concentração de sílica. .............................................................................. 27
Figura 21 — Concentração de sódio. ............................................................................. 28
Figura 22 — Concentração de sulfato. ........................................................................... 29
Figura 23 — Concentração de alumínio. ........................................................................ 30
Figura 24 — Concentrações de ferro dissolvido............................................................. 32
Figura 25 — Diagrama de Piper dos pontos amostrais. ................................................. 33
Figura 26 — Concentrações dos aníons e cátions nos pontos amostrais...................... 34
Figura 27 — Diagrama de Durov para os sete pontos amostrais. ................................. 35
Figura 28 — Variação da temperatura nos meses de fevereiro e março de 2011. ....... 36
Figura 29 — Variação da transparência. ........................................................................ 37
Figura 30 — Valores da turbidez. ................................................................................... 38
Figura 31 — Valores de condutividade elétrica. ............................................................ 39
Figura 32 — Concentrações de (a) sólidos totais (ST), (b) sólidos suspensos totais (SST)
e (c) sólidos dissolvidos totais (SDT). .............................................................................. 41
Figura 33 — Valores de coliformes termotolerantes. .................................................... 41
Figura 33 — Valores de coliformes totais. ..................................................................... 42
iii
Índice de tabelas
Tabela 1 — Resolução CONAMA 357/2005 para corpos de água de ambiente lótico. ... 2
Tabela 2 – Coordenadas dos pontos amostrais ................................................................. 2
Tabela 3 — Resultados das Variáveis físicas, químicas e biológicas. Valores em
vermelho são violações de acordo com a resolução CONAMA 357/2005. .................... 12
Tabela 4 — Classificação da dureza da água. ................................................................. 18
iv
1. Resumo
O presente relatório abrange campanhas amostrais realizadas em fevereiro e março de
2011, em sete pontos amostrais na porção do rio Ribeirão das Lajes e do rio Guandu
localizados no munícipio de Paracambi, Japeri e Seropédica – RJ. Levando em consideração sua
relevância para análise da qualidade da água, foram monitoradas as seguintes variáveis:
alcalinidade, alumínio dissolvido, amônio total, cálcio, cloreto total, coliformes
termotolerantes, coliformes totais, condutividade elétrica, DBO, DQO, Dureza, fenóis totais,
ferro dissolvido total, fósforo total, magnésio, nitrato, nitrito, oxigênio dissolvido, pH, potássio,
sílica, sódio, sólidos dissolvidos totais, sólidos suspensos totais, sólidos totais, sulfato,
temperatura, transparência, turbidez.
Os dados analisados demonstraram uma assinatura hidroquímica e limnética
diferenciadas para os rios Ribeirão das Lajes e Guandu causados possivelmente pelo regime
pluviométrico e por afluentes importantes do rio Guandu. O rio Ribeirão das Lajes apresentou
uma resposta de maior estabilidade ao regime pluviométrico diferentemente do rio Guandu
que alterou consideravelmente o seu perfil físico e químico no mês de março, período de
maior pluviosidade.
As variáveis que apresentam violação da resolução CONAMA 357/2005 para corpos de
água da Classe II foram fenóis totais, fósforo total, alumínio dissolvido, ferro dissolvido, pH,
coliformes termotolerantes e turbidez.
Cabe ressaltar as altas concentrações de fenóis totais em todos os pontos amostrais,
principalmente nos pontos RLG6 e RLG7, localizados no rio Guandu.
A poluição oriunda principalmente dos rios Poços/Queimados e Cabuçu/Ipiranga, fato
constatado nos monitoramentos realizados pela CEDAE e FEEMA (ANA, 2005), afeta as duas
lagoas artificiais situadas a montante da tomada d’água, concentrando e agravando as já
comprometidas condições de qualidade da água. Essas bacias drenam uma área total de
224,10 km2, sendo 177,70 km2 correspondente à dos rios Poços/Queimados e 46,40 km2, à dos
rios Cabuçu/Ipiranga, totalizando um contingente populacional superior a 250.000 habitantes.
Essas bacias são também receptoras dos efluentes industriais provenientes do Polo Industrial
de Queimados.
1
2. Introdução
A análise de qualidade da água é de extrema importância para sua utilização uma vez que
concentrações anômalas de determinado elemento podem causar prejuízos à saúde pública e ao
meio ambiente (Tabela 1).
Tabela 1 — Resolução CONAMA 357/2005 para corpos de água de ambiente lótico.
Variáveis
Alumínio Dissolvido
Cloreto total
Coliformes Termotolerantes
Fenóis Totais*
Ferro Dissolvido
Fluoreto Total
Fósforo Total
Níquel Total
Nitrato
Nitrito
Nitrogênio Amoniacal Total**
Oxigênio Dissolvido
pH
Sólidos Dissolvidos Totais
Sulfato
Turbidez
Unidade
-1
mg.L Al
-1
mg.L Cl
UFC
-1
mg.L C6H5OH
-1
mg.L Fe
-1
µg.L F
-1
mg.L P
-1
mg.L Ni
-1
mg.L N
-1
mg.L N
-1
mg.L N
-1
mg.L
-1
mg.L
-1
mg.L SO4
NTU
CONAMA 357/2005
Classe
1
2
3
0,1
250
1000
0,003
0,3
1,4
0,1
0,025
10
1
3,7
> 6,0
6,0 a 9,0
500
250
40
0,2
250
2500
0,003
0,3
1,4
0,1
0,025
10
1
3,7
> 5,0
6,0 a 9,0
500
250
100
0,2
250
4000
0,01
5
1,4
0,15
0,025
10
1
13,3
> 4,0
6,0 a 9,0
500
250
100
*substâncias que reagem com 4-aminoantipirina, **para pH ≤ 7,5
3. Área de Estudo
As campanhas amostrais foram realizadas nos dias 10 de fevereiro e 1 de março de 2011 na
porção do rio Ribeirão das Lajes e do rio Guandu localizados no munícipio de Paracambi, Japeri e
Seropédica – RJ. Foram escolhidos sete pontos amostrais distintos (Tabela 2), denominados ponto
RLG1, RLG2 a jusante do empreendimento e RLG3, RLG4, RLG5, RLG6 e RLG7 à montante do
empreendimento. Os pontos escolhidos (Tabela 2) se encontram em pontos estratégicos dos rios,
passíveis de serem amostrados de pontes (Vide Anexo I), possibilitando uma agilização do processo
de amostragem e uma minimização do tempo de deslocamento entre os pontos.
Tabela 2 – Coordenadas dos pontos amostrais
UTM
RLG1
RLG2
RLG3
RLG4
RLG5
RLG6
RLG7
Zona
23k
23k
23k
23k
23k
23k
23k
Longitude
624888.63 m L
628720.76 m L
632259.14 m L
637281.26 m L
639597.59 m L
640595.87 m L
640747.38 m L
Latitude
7490020,36 m S
7492804.76 m S
7495631.88 m S
7493817.56 m S
7485938.49 m S
7477540.88 m S
7476692.12 m S
2
3.1.Clima
O clima característico é tropical úmido com temperatura média anual entre 20 °C e 27 °C e
elevados índices pluviométricos, cuja média anual varia de 1000 mm a 2300 mm. O período de
precipitação pluviométrica máxima vai de novembro a março e o de mínima, de junho a agosto,
sendo que julho é o mês mais seco, com precipitação média mensal de 50 mm, e janeiro, o mais
chuvoso, com média mensal de 300 mm (Figura 1a e 1b).
O mês de fevereiro e inicio de março apresentaram baixa precipitação conforme Figura 1.
a)
b)
Figura 1 – Precipitação acumulada no período de coleta, a) fevereiro e b) início de março. Fonte: CPTEC
3.2.O Rio Ribeirão das Lajes — Guandu
O rio Guandu, principal curso d’água da bacia da baía de Sepetiba, drena uma bacia com área
de 1.385 Km2. É formado pelo rio Ribeirão das Lajes que passa a se chamar rio Guandu a partir da
confluência com o rio Santana, na altitude 30 m. O rio Guandu tem como principais afluentes, os rios
Santana, São Pedro, Poços/Queimados e Ipiranga. O seu curso final retificado leva o nome de canal
de São Francisco. O percurso rio Ribeirão das Lajes-Guandu-canal de São Francisco até a foz totaliza
48 Km (Figura 2).
O trecho rio Ribeirão das Lajes-rio Guandu desde a usina de Pereira Passos até as barragens
da CEDAE, que totaliza um percurso de 38 km, margeia as áreas urbanas de Japeri e Engenheiro
Pedreira, situadas em sua margem esquerda, e mais abaixo, áreas do município de Seropédica.
Pouco abaixo do distrito de Japeri, recebe pela margem esquerda o rio São Pedro, afluente
em bom estado de conservação, mas cuja foz vem sendo degradada pela exploração de areia. Na
altura de Engenheiro Pedreira há um depósito de lixo em sua margem esquerda (Figura 3).
A jusante da via Dutra, o curso do rio Guandu segue rumo sul margeando áreas de pastagem
até a localidade urbana de Campo Lindo em Seropédica, situada em correspondência com as
barragens da CEDAE (Figura 4).
3
A montante da ponte da antiga estrada Rio-São Paulo situa-se a ilha da CEDAE, onde o
Guandu se divide em dois braços. Em ambos há barragens pertencentes à CEDAE, e é parte da
estrutura de captação do sistema Guandu. Unida ao braço leste encontra-se a lagoa do Guandu,
corpo d’água formado por uma das barragens da CEDAE. Nesta lagoa desembocam os rios dos
Poços/Queimados e Ipiranga, ambos poluídos por esgotos domésticos, efluentes industriais e lixo. A
lagoa encontra-se por vezes tomada de macrófitas, e exala mau cheiro (Figura 5).
A captação da CEDAE é feita na comporta leste através de um túnel onde são aduzidos cerca
de 45 m3.s-1. A jusante da ilha da CEDAE, o Guandu atravessa um pequeno trecho com leito
pedregoso, formando uma corredeira. A seguir, toma o rumo sudoeste, e percorre cerca de 9 km até
adentrar no canal de São Francisco, seguindo por 15 km até desaguar na baía de Sepetiba. A zona da
foz é ocupada por manguezais e nela encontra-se um delta em formação.
Na Figura 6 podemos observar um esquema simplificado do sistema dos rios Ribeirão das
Lajes/Guandu.
4
Figura 2 — Localização dos pontos amostrais no rio Ribeirão das Lajes e Guandu. Fonte: Google Earth.
5
a)
c)
b)
d)
Figura 3 – a) Pontos de coleta estabelecidos como RLG1, b) RLG2, c) RLG3, d) RLG4. Fonte: Google Earth.
6
Figura 4 – Ponto amostral RLG5. Fonte: Google Earth.
Figura 5 – Pontos amostrais RLG6 e RLG7. Fonte: Google Earth.
7
Figura 6 – Diagrama unifilar do sistema Ribeirão das Lajes/Guandu com os pontos de coleta.
8
4. Métodos
Os métodos analíticos para determinação das varáveis físicas, químicas e microbiológicas
atenderam às determinações das normas nacionais que disciplinam a matéria, da edição mais
recente da publicação Standard Methods for the Examination of Waterand Wastewater, de autoria
das instituições American Public Health Association (APHA), American Water Works Association
(AWWA) e Water Environment Federation (WEF), das normas publicadas pela ISO (International
Standardization Organization), das normas da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) e das
normas técnicas que disciplinam cada matéria.
As amostras de água foram coletadas na subsuperfície, armazenadas em frascos adequados,
previamente esterilizados, refrigeradas e transportadas até a Universidade Federal do Estado do Rio
de Janeiro – UNIRIO onde ficam armazenadas até o processamento das análises.
4.1. Análises Químicas e Físicas
Para as espécies químicas amônio, brometo, cálcio, cloreto, fluoreto, potássio, sódio, sulfato
foram realizadas por análise de cromatografia iônica. As análises cromatográficas são realizadas num
cromatógrafo modelo ICS-1000 (Dionex Sunnyvale, CA) equipado com bomba isocrática. O volume de
injeção da amostra é de 500 µL, as colunas analíticas incluíam uma pré-coluna Dionex AG14, AS14A
(50x4 mm), e coluna analítica Dionex CS12A, CG12A (250x4 mm). Detecção obtida por um detector
de condutividade – célula D56 Dionex com volume interno de 1,0 µL. A condutividade do eluente foi
suprimida através das supressoras Dionex ASRS300 e CSRS-Ultra II (4 mm) no modo de regeneração
por auto supressão, aplicando-se uma corrente ao supressor de 45 mA. A aquisição e tratamento de
dados foram obtidos através do software Chromelleon 6.7 (Dionex).
A temperatura da água, condutividade elétrica, concentração de oxigênio dissolvido e
salinidade foram mensuradas com uma sonda multiparamétrica YSI 85. A turbidez foi medida com
um turbidímetro INSTRUTHERM TD300 e o pH com um pHmetro WTW i30.
As variáveis alumínio dissolvido, ferro total, DQO, fenóis totais, fósforo total e sílica solúvel
foram determinados em um espectrofotômetro UV/VIS MICRONAL B572 conforme metodologia
específica para cada parâmetro.
4.2. Bacteriológico – Coliformes
Desde o início da bacteriologia sanitária, marcada pela observação de Escherich em 1885, de
que o Bacillus coli (Escherichia coli) poderia ser usado como indicador de na avaliação da
contaminação fecal da água. As bactérias do grupo coliforme têm sido extensivamente utilizadas na
avaliação da qualidade das águas, sendo até hoje o parâmetro microbiológico básico incluído nas
legislações relativas a águas para consumo humano.
Para a avaliação das condições sanitárias de uma água, utilizam-se bactérias do grupo
coliforme, que atuam como indicadores de poluição fecal, pois estão sempre presentes no trato
intestinal humano de outros animais de sangue quente, sendo eliminadas em grandes números pelas
fezes. A presença de coliformes na água indica poluição, com o risco potencial da presença de
9
organismos patogênicos, e uma vez que são mais resistentes na água do que as bactérias patogênicas
de origem intestinal.
Os microrganismos patogênicos (Figura 2) são representados pelo grupo de coliforme total e
fecal que quando presentes indicam que a água distribuída é um risco para a saúde humana. O grupo
de coliformes totais é definido segundo a Portaria n° 518 no Art. 4° das definições, no item VI como:
Coliformes Totais: grupo de bactérias constituído por bacilos gram-negativos, aeróbios ou
anaeróbios facultativos, não formadores de esporos, oxidase-negativos, capazes de crescer na
presença de sais biliares ou outros compostos ativos de superfície (surfactantes). Possuem
propriedades similares de inibição de crescimento, e que fermentam a lactose com produção de
aldeído, ácido e gás a 35 °C em 24-48 horas. O grupo inclui os seguintes gêneros: Escherichia,
Citrobacter, Enterobacter e Klebisiela.
Coliformes Fecais ou Termotolerantes: são coliformes capazes de se desenvolver e fermentar
a lactose com produção de ácido e gás à temperatura de 44,5 ± 0,2°C em 24 horas. O principal
componente deste grupo é Escherichia coli, sendo que alguns coliformes do gênero Klebisiela
também apresentam essa capacidade.
Figura 7 — Bactérias do grupo coliformes.
São coletados 500 ml de amostra de água em recipiente estéril, conservadas a 4 °C sendo o
exame realizado em menos de 24 horas utilizando a técnica da membrana filtrante, o permite a
contagem de todas as bactérias presentes em volumes de 100 ml de água.
A prova de Coliformes pelo método da Membrana Filtrante consiste em passar um volume
conhecido de água através de uma membrana de 0,45 m de porosidade e 47 mm de diâmetro, e,
então, colocar o filtro em um meio de cultura em uma placa de Petri. Cada bactéria retida pelo filtro
se desenvolve e forma uma pequena colônia.
O resultado de crescimento bacteriano após o período de incubação específico é expresso
em unidade formadora de colônia (UFC) em 100 ml, considerando-se os possíveis fatores de diluições
utilizados.
A equação para calcular a densidade de coliformes em um filtro de membrana única:
10
Nota: "mL de amostra" refere-se ao volume real da amostra, e não ao volume de diluição.
Se o crescimento abrange toda a área da membrana ou de uma parcela da mesma, e as
colônias não são discretas, resultados do relatório como “crescimento confluente
com ou sem coliformes”. Crescimento confluente é definido como crescimento bacteriano contínuo
cobrindo toda a superfície da membrana.
Se o número total de colônias (coliformes + não coliformes) for superior a 200 por membrana
ou as colônias são muito indistintas para a contagem exata, o relatório do resultado como
"demasiado numeroso para contar (DNPC)”. Em ambos os casos, devem-se executar uma nova
amostragem utilizando uma diluição que proporcione cerca de 50 colônias de coliformes e não mais
de 200 colônias de todos os tipos.
A contagem de coliformes termotolerantes é empregada como indicador de contaminação
fecal, ou seja, de condições higiênico-sanitárias, pois se presume que a população desse grupo é
constituída por alta proporção de E. coli que tem seu habitat exclusivo no trato intestinal do ser
humano e de outros animais homeotérmicos. Assim, sua presença indica possibilidade de ocorrerem
patógenos entéricos na amostra.
A prova de coliformes total é realizada utilizando o Caldo m-Endo Total Coliform Broth
incubando a cultura em uma temperatura de 35 ± 0,5 °C por 24 ± 2 h. A prova de coliformes
termotolerantes é realizada utilizando o Caldo m-FC Broth com ácido rosólico incubando a cultura
em uma temperatura de 44,5 ± 0,2 °C por 24 ± 2 h.
11
5. Resultados das Variáveis Físicas, Químicas e Biológicas
Na Tabela 3 podemos visualizar o resultado de toda a análise química, física e bacteriológica. Os dados em vermelho são violações de acordo
com o estabelecido pela CONAMA 357/2005, para corpos de água da Classe 2.
Tabela 3 — Resultados das Variáveis físicas, químicas e biológicas. Valores em vermelho são violações de acordo com a resolução CONAMA 357/2005.
Fev
Parâmetros
Alcalinidade
Unidades
-1
mg.L CaCO3
Alumínio dissolvido
Cálcio
mg.L Al
Cloreto Total
mg.L Cl
Col. Termot.
Col. Totais
Cond. Elétrica
UFC
DBO
mg.L
DQO
mg.L
Dureza
mg.L CaCO3
Fenóis Totais
Ferro dissolvido
mg.L
C6H5OH
-1
mg.L Fe
Fósforo Total
µg.L P
Magnésio
Nitrato
12
-1
-1
mg.L Ca
-1
RLG1
20
RLG2
20
RLG3
20
0,007 0,034 0,048
3,3
3,0
3,5
RLG4
20
Mar
RLG5
RLG6
RLG7
19
17
17
0,03 0,032
3,3
3,0
0,04
3,0
0,36
3,2
RLG1
20
RLG2
20
0,006 0,045
3,7
3,7
RLG3
20
RLG4
18
RLG5
18
RLG6
18
RLG7
10
0,04 0,069 0,139 0,194 0,164
3,5
3,6
3,8
4,6
4,8
3,4
3,7
3,5
3,2
3,8
3,8
4,8
3,3
4,8
5,1
4,7
5,4
5,2
5,6
635
1650
67
752
1790
66
850
1895
69
1125
2896
76
1695
2968
67
2600
3156
67
2954
3754
76
756
1860
64
798
1759
76
832
2100
76
2635
3256
75
2963
3130
70
3632
3895
81
3854
4236
83
-1
1,6
1,5
1,3
1,7
1,8
2,1
2,3
1,8
1,9
1,8
2,1
1,9
3,3
3,5
-1
41
38
40
42
65
132
168
39
36
41
58
89
186
212
-1
12,8
12,8
13,7
15,7
14,9
14,5
15,4
15,8
15,8
16,2
16,4
17,3
20,5
22,7
UFC
-1
µS.cm
-1
-1
-1
mg.L Mg
-1
mg.L N
0,026 0,032 0,036 0,053 0,062 0,632 0,985
0,360 0,290 0,390 0,250 0,660 1,410 1,190
0,220 0,490 0,140 0,160 0,160 0,090 0,080
0,140 0,160 0,190 0,140 0,280 0,260 0,300
34
94
44
64
44
44
99
1,1
1,3
1,2
1,8
1,8
0,753 0,689 0,654 0,752 0,653
1,7
1,2
1,8
1,1
87
124
104
339
377
704
774
1,6
1,6
1,8
1,8
0,900 0,963 0,750 0,965
1,9
1,8
2,2
2,1
2,6
2,1
Continuação da Tabela 3
-1
mg.L N
Nitrito
N-Amoniacal Total
Oxigênio Dissolvido
-1
mg.L N
mg.L
-1
0,006 0,009 0,010 0,011 0,010 0,005 0,006
0,090 0,007 0,004 0,007 0,005 0,006 0,005
0,012 0,018 0,019 0,018 0,018 0,036 0,042
0,021 0,020 0,019 0,026 0,026 0,135 0,214
5,50
5,62
6,09
6,02
5,30
4,87
4,01
4,32
4,67
5,51
4,18
3,27
4,62
5,59
5,98
2,5
6,00
2,1
6,01
2,6
6,12
2,5
6,65
2,4
6,05
2,4
6,48
2,8
5,60
2,7
5,60
2,8
5,30
2,8
5,90
2,8
5,90
2,9
6,70
3,5
5,90
3
-1
8,6
8,5
8,9
9,2
9,5
10,0
10,6
9,2
9,5
9,6
10,5
10,3
12,1
12,3
-1
2,9
3,8
4,6
4,7
4,2
4,4
4,8
3
3
3,1
3,1
3,6
3,4
3,6
mg.L
-1
20
46
44
54
50
52
60
68
73
71
71
73
96
103
SST
mg.L
-1
11
15
10
17
15
14
14
11
21
17
62
95
160
155
ST
Sulfato
Temperatura
Transparência
Turbidez
mg.L
-1
mg.L
-1
30
4,3
28,2
0,50
32,1
61
3,9
28,6
0,50
32,4
54
4,0
28,8
0,50
30,6
71
4,1
29,7
0,50
33,9
65
5,4
27,8
0,50
34,4
66
4,5
28,4
0,50
29,9
73
6,8
28,8
0,50
31,1
79
4,5
27,6
0,50
33,4
94
7,1
27,8
0,50
39,2
88
7,0
27,9
0,50
34,2
133
6,9
27,9
0,20
73
168
6,8
27,3
0,20
100
256
6,9
27,1
0,20
251
257
7,1
27,4
0,20
269
pH
Potássio
mg.L K
Sílica
mg.L
Sódio
SDT
13
-1
mg.L Na
°C
m
NTU
SO4
5.1. Alcalinidade
Alcalinidade representa a capacidade que um sistema aquoso tem para neutralizar
ácidos sem perturbar de forma extrema as atividades biológicas que nele decorrem (efeito
tampão natural da água), ou seja, é a soma total das substâncias presentes numa água,
capazes de neutralizarem ácidos. Este parâmetro, normalmente usado para descrever a
qualidade da água, é um fator de capacidade e não de intensidade (como o pH), daí que uma
solução com pH neutro possa ter alcalinidade considerável.
Alcalinidade total é a soma da alcalinidade produzida por todos os íons presentes
numa água, expressa em mg.L-1 de CaCO3 (miligramas por litro de carbonato de cálcio).
A importância do conhecimento das concentrações destes íons fornece informações
sobre as características corrosivas ou incrustantes da água analisada e sua resistência a
variações de pH (efeito tampão). Valores de alcalinidade abaixo de 10 mg.L-1 tem baixa
capacidade tampão, valores entre 10 e 20 mg.L-1 capacidade tampão intermediária e valores
de 20 a 200 mg.L-1 possuem boa capacidade tampão.
Os pontos RLG1, RLG2 e RLG3 apresentaram boa capacidade tampão nos dois meses de
observação, os demais pontos apresentaram de intermediária a baixa capacidade
tampão, com o ponto RLG7 com o valor mais baixo no mês de março (Figura 8).
Figura 8 — Valores de alcalinidade total.
5.2. Cálcio e Magnésio
O íon cálcio é um dos cátions comumente encontrado em maiores concentrações em
sistemas de água doce.
14
É oriundo predominantemente de minerais tais como CaSO4.2H2O (gesso), CaMg(CO3)2
(dolomita) e CaCO3 em diferentes formas minerais (calcita e aragonita). O íon cálcio
juntamente com o magnésio contribui para o parâmetro agregado "dureza da água".
O efeito mais conhecido da presença de cálcio e/ou magnésio na água de consumo é a
formação de sais insolúveis com os ânions dos sabões, formando uma espécie de "nata" na
água de lavagem ou incrustações em tubulações.
O rio Ribeirão das Lajes e Guandu apresentaram baixas concentrações de cálcio e
magnésio com as maiores concentrações nos pontos amostrais no rio Guandu (Figura 9).
a)
b)
Figura 9 — Concentrações de (a) magnésio e (b) cálcio.
15
5.3. Cloreto Total
O cloreto é o ânion Cl- que se apresenta nas águas subterrâneas, oriundo da
percolação da água através de solos e rochas. Nas águas superficiais são fontes importantes as
descargas de esgotos sanitários, sendo que cada pessoa expele através da urina cerca 6 g de
cloreto por dia, o que faz com que os esgotos apresentem concentrações de cloreto que
ultrapassam a 15 mg.L-1.
Para as águas de abastecimento público, a concentração de cloreto constitui-se em
padrão de qualidade de água, segundo a resolução CONAMA 357/2005. O cloreto provoca
sabor “salgado” na água, sendo o cloreto de sódio o mais restritivo por provocar sabor em
concentrações da ordem de 250 mg.L-1, valor este que é tomado como padrão de potabilidade.
No caso do cloreto de cálcio, o sabor só é perceptível em concentrações de cloreto superior a
1000 mg.L-1.
O cloreto provoca corrosão em estruturas hidráulicas, Interferem na determinação da
DQO e na determinação de nitratos, apresenta também influência nas características dos
ecossistemas aquáticos naturais, por provocarem alterações na pressão osmótica em células
de microrganismos.
O rio Ribeirão das Lajes e Guandu apresentaram baixas concentrações de cloreto total
com as maiores concentrações nos pontos amostrais no rio Guandu (Figura 10).
Figura 10 — Concentrações de cloreto total.
5.4. Demanda Química de Oxigênio – DQO
É a quantidade de oxigênio necessária para oxidação da matéria orgânica através de
um agente químico. Os valores da DQO normalmente são maiores que os da DBO, sendo o
teste realizado num prazo menor. O aumento da concentração de DQO num corpo d’água se
deve principalmente a despejos de origem industrial. A DQO é um parâmetro indispensável
16
nos estudos de caracterização de esgotos sanitários e de efluentes industriais. Sabe-se que o
poder de oxidação do dicromato de potássio é maior do que o que resulta mediante a ação de
microrganismos, exceto raríssimos casos como hidrocarbonetos aromáticos e piridina. Desta
forma, os resultados da DQO de uma amostra são superiores aos de DBO. Como na DBO se
mede apenas a fração biodegradável, quanto mais este valor se aproximar da DQO significa
que mais biodegradável será o efluente.
A DQO apresentou um gradiente de concentração do rio Ribeirão das Lajes para o rio
Guandu, com valores elevados nos pontos RLG6 e RLG7 nos meses de fevereiro e março
(Figura 11).
Figura 11 — Concentrações da demanda química de oxigênio – DQO.
5.5. Demanda Bioquímica de Oxigênio – DBO
O principal efeito ecológico da poluição orgânica em um curso d’água é o decréscimo
dos teores de oxigênio dissolvido. Da mesma forma, no tratamento de esgotos por processos
aeróbios, é fundamental o adequado fornecimento de oxigênio para que os microrganismos
possam realizar os processos metabólicos conduzindo à estabilização da matéria orgânica.
Assim, surgiu a ideia de se medir a “força” de poluição de um determinado despejo pelo
consumo de oxigênio que ele traria, ou seja, uma quantificação indireta da potencialidade da
geração de um impacto, e não a medição direta do impacto em si.
A DBO apresentou um gradiente de concentração do rio Ribeirão das Lajes para o rio
Guandu com as maiores concentrações nos pontos RLG6 e RLG7 nos meses de
fevereiro e março (Figura 12).
17
Figura 12 – Demanda bioquímica de oxigênio DBO5.
5.6. Dureza Total
A dureza da água é causada pela presença de sais minerais dissolvidos, primariamente
cátions bivalentes incluindo cálcio, magnésio, ferro, estrôncio, zinco e magnésio. Os íons de
cálcio e magnésio são normalmente os únicos presentes em quantidades significativas;
portanto, a dureza é geralmente considerada como uma medida do teor em cálcio e magnésio
na água.
A dureza total é definida como a soma das concentrações de cálcio e magnésio, ambas
expressas como carbonato de cálcio, em miligramas por litro.
A dureza total é expressa como CaCO3. Habitualmente a água doce natural apresenta
valores por volta de 35 mg.L-1, podendo apresentar valores muito mais elevados, sem qualquer
risco para a saúde. A portaria 518/2004 estabelece o limite de 500 mg.L-1 para efeito de
potabilidade. Embora não haja uma convenção formal a Tabela 3 apresenta uma classificação
das águas quanto à dureza.
Tabela 4 — Classificação da dureza da água.
-1
Escala (mg.L CaCO3)
Classificação
Muito mole
Mole (branda)
Média dureza
Dura
Muito dura
0 a 70
70-135
135-200
200-350
> 350
18
O rio Ribeirão das Lajes e o rio Guandu apresentaram baixos valores de
dureza (Figura 6), no mês de março há um aumento nos valores de dureza,
mas ainda mantém a classificação como água muito mole (Figura 13).
Figura 13 — Valores de dureza total.
5.7. Fenóis Totais
Os fenóis e seus derivados aparecem nas águas naturais através das descargas de
efluentes de indústrias de processamento da borracha, colas e adesivos, resinas impregnantes,
componentes elétricos (plásticos) e as siderúrgicas, entre outras, são responsáveis pela
presença de fenóis nas águas naturais. Os fenóis são tóxicos ao homem, aos organismos
aquáticos e microrganismos que tomam parte dos sistemas de tratamento de esgotos
sanitários e de efluentes industriais.
O índice de fenóis constitui padrão de emissão de esgotos diretamente no corpo
receptor, sendo estipulado o limite de 0,5 mg.L-1 pela Legislação Federal (Artigo 34 da
Resolução n.º 357/2005 do CONAMA). Nas águas naturais, os padrões para os compostos
fenólicos são bastante restritivos. Nas águas tratadas, os fenóis reagem com o cloro livre
formando os clorofenóis que produzem sabor e odor na água. Por este motivo, os fenóis se
constituem como padrão de qualidade pela Resolução CONAMA 357/2005, sendo imposto o
limite máximo bastante restritivo de 0,003 mg/L.
Salienta-se que os fenóis são apontados tanto pelo Comitê Guandu
(www.comiteguandu.org.br) como em relatório do Plano Estratégico de Recursos Hídricos da
Bacia Hidrográfica dos rios Guandu, da Guarda e Guandu Mirim publicado pela Agência
Nacional de Águas (ANA) em 2005, como um dos parâmetros com maiores violações da Classe
2 em pontos amostrados no rio Ribeirão das Lajes (ponto INEA LG351) e no rio Guandu
(GN0201).
19
Os rios ribeirão das Lajes e Guandu apresentaram altas concentrações de fenóis
totais com concentrações mais elevadas no mês de março, ficando bem acima do
estabelecido pela Resolução CONAMA 357/2005. Os pontos RLG6 e RLG7
apresentaram altíssimas concentrações de fenóis totais (Figura 14).
Figura 14 — Concentrações de fenóis totais.
5.8. Fósforo Total
Os esgotos sanitários são os principais contaminantes das águas naturais. As águas
drenadas em áreas agrícolas e urbanas também podem provocar a presença excessiva de
fósforo em águas naturais.
O fósforo pode se apresentar nas águas sob três formas diferentes. Os fosfatos
orgânicos são as formas em que o fósforo compõe moléculas orgânicas, como a de um
detergente, por exemplo. Os ortofosfatos são representados pelos radicais, que se combina
com cátions formando sais inorgânicos nas águas e os polifosfatos, ou fosfatos condensados,
polímeros de ortofosfatos. Esta terceira forma não é muito importante nos estudos de
controle de qualidade das águas, porque sofre hidrólise, convertendo-se rapidamente em
ortofosfatos nas águas naturais.
Assim como o nitrogênio, o fósforo constitui-se em um dos principais nutrientes para
os processos biológicos, ou seja, é um dos chamados macronutrientes, por ser exigido também
em grandes quantidades pelas células. Ainda por ser nutriente para processos biológicos,
conduz a processos de eutrofização das águas naturais.
Os ortofosfatos são biodisponíveis e uma vez assimilados, são convertidos em fosfato
orgânico e em fosfatos condensados. Após a morte de um organismo, os fosfatos condensados
20
são liberados na água; entretanto, não estão disponíveis para absorção biológica até que
sejam hidrolisados por bactérias para ortofosfatos.
A variável fósforo total também é apontada tanto pelo Comitê Guandu
(www.comiteguandu.org.br) como em relatório do Plano Estratégico de Recursos Hídricos da
Bacia Hidrográfica dos rios Guandu, da Guarda e Guandu Mirim publicado pela Agência
Nacional de Águas (ANA) em 2005, como um dos parâmetros com maiores violações da Classe
em pontos amostrados no rio Guandu (GN0200 e GN0201).
No mês de fevereiro os pontos amostrais apresentaram concentrações de fósforo
total dentro dos limites estabelecidos pela legislação. No mês de março as
concentrações de fósforo total aumentam consideravelmente a partir do ponto
RLG4 ficando acima do estabelecido pela Resolução CONAMA 357/2005 (Figura
15).
Figura 15 — Concentrações de fósforo total.
5.9. Oxigênio Dissolvido
O oxigênio proveniente da atmosfera dissolve-se nas águas naturais, devido à
diferença de pressão parcial. A taxa de reintrodução de oxigênio dissolvido em águas naturais
através da superfície depende das características hidráulicas e é proporcional à velocidade,
sendo que a taxa de reaeração superficial em uma cascata é maior do que a de um rio de
velocidade normal, que por sua vez apresenta taxa superior à de uma represa, com a
velocidade normalmente bastante baixa. Outra fonte importante de oxigênio nas águas é a
fotossíntese de algas. Este fenômeno ocorre em maior proporção em águas eutrofizadas, ou
21
seja, aquelas em que a decomposição dos compostos orgânicos lançados levou à liberação de
sais minerais no meio, especialmente os de nitrogênio e fósforo, que são utilizados como
nutrientes pelas algas. Esta fonte não é muito significativa nos trechos de rios à jusante de
fortes lançamentos de esgotos.
No mês de fevereiro o rio Ribeirão das Lajes apresentou concentrações de oxigênio
dissolvido dentro estabelecido pela Resolução CONAMA 357/2005 para corpos de
água classe 2, no rio Guando os pontos RLG6 e RLG7 apresentaram concentrações
abaixo do limite estabelecido. No mês de março apenas os pontos RLG3 e RLG7
ficam dentro do estabelecido pela legislação (Figura 16).
Figura 16 — Concentrações de oxigênio dissolvido.
5.10. Potencial Hidrogeniônico – pH
Por influir em diversos equilíbrios químicos que ocorrem naturalmente ou em
processos unitários de tratamento de águas, o pH é um parâmetro importante em muitos
estudos. A influência do pH sobre os ecossistemas aquáticos naturais dá-se diretamente
devido a seus efeitos sobre a fisiologia das diversas espécies. Também o efeito indireto é
muito importante podendo, em determinadas condições de pH, contribuírem para a
precipitação de elementos químicos tóxicos como metais pesados; outras condições podem
exercer efeitos sobre as solubilidades de nutrientes. Desta forma, as restrições de faixas de pH
são estabelecidas para as diversas classes de águas naturais de acordo com a legislação
federal.
Normalmente, a condição de pH que corresponde à formação de um ecossistema
mais diversificado e a um tratamento mais estável é a de neutralidade, tanto em meios
aeróbios como nos anaeróbios.
22
O decréscimo no valor do pH que a princípio funciona como indicador do desequilíbrio,
passa a ser causa se não for corrigido a tempo. Sabe-se que as águas ácidas são corrosivas, ao
passo que as alcalinas são incrustantes. Por isso, o pH da água final deve ser controlado, para
que os carbonatos presentes sejam equilibrados e não ocorra nenhum dos dois efeitos
indesejados mencionados. O pH é padrão de potabilidade, devendo as águas para
abastecimento público apresentar valores entre 6,0 e 9,5; de acordo com a Portaria 518/2004
do Ministério da Saúde e padrão de qualidade de água conforme a Resolução CONAMA
357/2005 devendo apresentar valores entre 6,0 e 9,0.
Muitos são os exemplos de reações dependentes do pH: a precipitação química de
metais pesados ocorre em pH elevado, a oxidação química de cianeto ocorre em pH elevado, a
redução do cromo hexavalente à forma trivalente ocorre em pH baixo; a oxidação química de
fenóis em pH baixo; a quebra de emulsões oleosas mediante acidificação; o arraste de amônia
convertida à forma gasosa dá-se mediante elevação de pH, etc. Desta forma, o pH é um
parâmetro importante no controle dos processos físico-químicos.
No mês de fevereiro o rio Ribeirão das Lajes apresentou águas com valores de pH
dentro do estabelecido pela resolução CONAMA 357/2005. No mês de março os dois
rios apresentaram águas levemente ácidas ficando abaixo do estabelecido pela
legislação (Figura 17).
Figura 17 — Valores de pH.
5.11. Potássio
Potássio é encontrado em baixas concentrações nas águas naturais, já que rochas que
contenham potássio são relativamente resistentes às ações do tempo. Entretanto, sais de
potássio são largamente usados na indústria e em fertilizantes para agricultura, entrando nas
águas doces através das descargas industriais e lixiviação das terras agrícolas.
23
O potássio é usualmente encontrado na forma iônica e os sais são altamente solúveis.
Ele é pronto para ser incorporado em estruturas minerais e acumulado pela biota aquática,
pois é um elemento nutricional essencial. As concentrações em águas naturais são usualmente
menores que 10 mg.L-1. Valores da ordem de grandeza de 100 e 25.000 mg.L-1, podem indicar a
ocorrência de fontes quentes e salmouras, respectivamente.
O rio Ribeirão das Lajes e o rio Guandu apresentaram baixas concentrações de
potássio (Figura 18).
Figura 18 — Concentrações de potássio.
5.12. Série de Nitrogênio – (Amônio, Nitrato, Nitrito)
As fontes de nitrogênio nas águas naturais são diversas. Os esgotos sanitários
constituem em geral a principal fonte, lançando nas águas nitrogênio orgânico devido à
presença de proteínas e nitrogênio amoniacal, pela hidrólise da uréia na água, etc. Alguns
efluentes industriais também concorrem para as descargas de nitrogênio orgânico e amoniacal
nas águas, como algumas indústrias químicas, petroquímicas, siderúrgicas, farmacêuticas,
conservas alimentícias, matadouros, frigoríficos e curtumes.
A atmosfera é outra fonte importante devido a diversos mecanismos como a
biofixação desempenhada por bactérias e algas, que incorporam o nitrogênio atmosférico em
seus tecidos, contribuindo para a presença de nitrogênio orgânico nas águas; a fixação
química, reação que depende da presença de luz, concorre para as presenças de amônia e
nitratos nas águas e as lavagens da atmosfera poluída pelas águas pluviais concorrem para as
presenças de partículas contendo nitrogênio orgânico bem como para a dissolução de amônia
e nitrato.
Nas áreas agrícolas, o escoamento das águas pluviais pelos solos fertilizados também
contribui para a presença de diversas formas de nitrogênio. Também nas áreas urbanas, a
24
drenagem das águas pluviais, associadas às deficiências do sistema de limpeza pública,
constitui fonte difusa de difícil caracterização. Como visto, o nitrogênio pode ser encontrado
nas águas nas formas de nitrogênio orgânico, amoniacal, nitrito e nitrato. As duas primeiras
chamam-se formas reduzidas e as duas últimas, oxidadas. Pode-se associar a idade da poluição
com relação entre as formas de nitrogênio. Ou seja, se for coletada uma amostra de água de
um rio poluído e as análises demonstrarem predominância das formas reduzidas significa que
o foco de poluição se encontra próximo; se prevalecer nitrato denota que as descargas de
esgotos se encontram distantes.
Nas zonas de autodepuração natural em rios, distinguem-se as presenças de nitrogênio
orgânico na zona de degradação, amoniacal na zona de decomposição ativa, nitrito na zona de
recuperação e nitrato na zona de águas limpas. Os compostos de nitrogênio são nutrientes
para processos biológicos são caracterizados como macronutrientes, pois, depois do carbono,
o nitrogênio é o elemento exigido em maior quantidade pelas células vivas. Quando
descarregados nas águas naturais, conjuntamente com o fósforo e outros nutrientes presentes
nos despejos, provocam o enriquecimento do meio, tornando-o mais fértil e possibilita o
crescimento em maior extensão dos seres vivos que os utilizam, especialmente as algas, o que
é chamado de eutrofização.
Quando as descargas de nutrientes são muito fortes, dá-se o florescimento muito
intenso de gêneros que predominam em cada situação em particular. Estas grandes
concentrações de algas podem trazer prejuízos aos múltiplos usos dessas águas, prejudicando
seriamente o abastecimento público ou causando poluição por morte e decomposição.
Pela legislação federal em vigor, o nitrogênio amoniacal é padrão de classificação das
águas naturais e padrão de emissão de esgotos. A amônia é um tóxico bastante restritivo à
vida dos peixes, sendo que muitas espécies não suportam concentrações acima de 5 mg/L.
Além disso, como visto anteriormente, a amônia provoca consumo de oxigênio dissolvido das
águas naturais ao ser oxidada biologicamente, a chamada DBO de segundo estágio. Por estes
motivos, a concentração de nitrogênio amoniacal é importante parâmetro de classificação das
águas naturais e normalmente utilizado na constituição de índices de qualidade das águas.
O nitrato em alta concentração é tóxico, causando uma doença chamada
metahemoglobinemia infantil, que é letal para crianças (o nitrato reduz-se a nitrito na corrente
sanguínea, competindo com o oxigênio livre, tornando o sangue azul).
O valor máximo permitido pela Portaria 518/2004 do Ministério da Saúde e pela
Resolução CONAMA 357/2005 para o nitrato é de 10 mg.L-1 ,para o nitrito é de 1,0 mg.L-1 e
para o nitrogênio amoniacal é de 3,7 mg.L-1.
O rio Ribeirão das Lajes e o rio Guandu apresentaram concentrações de amônio,
nitrato e nitrito, dentro do estabelecido pela Resolução CONAMA 357/2005 para
corpos de água classe 2 (Figura 19). Há um incremento nas concentrações de
nitrato nos mês de março com as maiores concentrações nos pontos amostrais
RLG6 e RLG7.
25
a)
b)
c)
Figura 19 — Concentrações de (a) amônio, (b) nitrito, (c) nitrato
26
5.13. Sílica Solúvel
Sílica é um constituinte de todas as águas naturais. Independente da fonte de água os
valores de sílica, normalmente encontrados, estão na faixa de 3 a 50 mg/l como SiO 2. Águas
altamente alcalina podem em certas ocasiões apresentar valores, talvez maiores dos que
acima.
A sílica presente no ambiente aquático é proveniente, principalmente, da
decomposição de minerais de silicato de alumínio (p.ex., feldspato), frequentes nas rochas
sedimentares (Esteves, 1998). Na água, a sílica pode estar sob as seguintes formas de íon
SiO4(forma solúvel), sílica coloidal e sílica particulada (no fitoplâncton).
A sílica pode causar turbidez na água e servir de indicador para avaliar a quantidade de
descarga sólida. Sob a forma solúvel, é um composto de fundamental importância, pois é
utilizada pelas algas Diatomáceas na elaboração da sua carapaça. Estas são produtores
primários importantes na maioria dos lagos. Dada a abundância da sílica nos solos tropicais
(presença de aluminossilicatos), seus valores, quase sempre são elevados. Isso evidencia que a
sílica não atua como fator limitante aos produtores primários.
No mês de fevereiro e março o rio Ribeirão das Lajes apresentou um gradiente de
concentração do ponto RLG1 aumentado até RLG7 no rio Guandu. As maiores
concentrações ocorrem no mês de março nos pontos amostrais RLG6 e RLG7 (Figura
20).
Figura 20 — Concentração de sílica.
5.14. Sódio
Todas as águas naturais contêm algum sódio já que é um dos elementos mais
abundantes na Terra e seus sais são altamente solúveis em água, encontrando-o na forma
iônica (Na+), e nas plantas e animais, já que é um elemento ativo para os organismos vivos.
27
O aumento dos níveis na superfície da água pode provir de esgotos, efluentes
industriais e uso de sais em rodovias para controlar neve e gelo. A última fonte citada também
contribui para aumentar os níveis de sódio nas águas subterrâneas. Nas áreas litorâneas, a
intrusão de águas marinhas pode também resultar em níveis mais elevados.
Concentrações de sódio na superfície natural das águas variam consideravelmente,
dependendo das condições geológicas do local, descargas de efluentes e uso sazonal de sais
em rodovias. Valores podem estender-se de 1 mg.L-1 ou menos até 10 mg.L-1 ou mais em
salmoura natural. Muitas águas superficiais, incluindo aquelas que recebem efluentes, tem
níveis bem abaixo de 50 mg.L-1. As concentrações nas águas subterrâneas frequentemente
excedem 50 mg.L-1. Embora a concentração de sódio na água potável geralmente seja menor
que 20 mg.L-1, esse valor pode ser excedido em alguns países, porém concentração acima de
200 mg.L-1 pode dar à água um gosto não aceitável.
O sódio é comumente medido onde a água é utilizada para dessedentação de animais
ou para agricultura, particularmente na irrigação. Quando o teor de sódio em certos tipos de
solo é elevado, sua estrutura pode degradar-se pelo restrito movimento da água, afetando o
crescimento das plantas.
O rio Ribeirão das Lajes apresentou uma baixa concentração de sódio (Figura 19) nos
pontos amostrados (Figura 21).
Figura 21 — Concentração de sódio.
5.15. Sulfato
O sulfato é um dos íons mais abundantes na natureza. Em águas naturais, a fonte de
sulfato ocorre através da dissolução de solos e rochas e pela oxidação de sulfeto.
28
As principais fontes antrópicas de sulfato nas águas superficiais são as descargas de
esgotos domésticos e efluentes industriais. Nas águas tratadas é proveniente do uso de
coagulantes.
É importante o controle do sulfato na água tratada, pois a sua ingestão provoca efeito
laxativo. Já no abastecimento industrial, o sulfato pode provocar incrustações nas caldeiras e
trocadores de calor. E na rede de esgoto, em trechos de baixa declividade onde ocorre o
depósito da matéria orgânica, o sulfato pode ser transformado em sulfeto, ocorrendo a
exalação do gás sulfídrico, que resulta em problemas de corrosão em coletores de esgoto de
concreto e odor, além de ser tóxico.
O rio Ribeirão das Lajes apresentou baixas concentrações de sulfato nos pontos
amostrados. No mês de março os pontos amostrais RLG2 a RLG7 apresentaram
concentrações mais elevadas (Figura 22).
Figura 22 — Concentração de sulfato.
5.16. Alumínio Dissolvido
O alumínio e seus sais são usados no tratamento da água, como aditivo alimentar, na
fabricação de latas, telhas, papel alumínio, na indústria farmacêutica, etc. O alumínio atinge a
atmosfera como particulado, derivado de poeiras dos solos e por erosão originada da
combustão do carvão. Na água, o metal pode ocorrer em diferentes formas e é influenciado
pelo pH, temperatura e presença de fluoretos, sulfatos, matéria orgânica e outros ligantes. A
solubilidade é baixa em pH entre 5,5 e 6,0.
As concentrações de alumínio dissolvido em águas com pH neutro variam de 0,001 a
0,05 mg/L, mas aumentam para 0,5-1 mg.L-1 em águas mais ácidas ou ricas em matéria
orgânica. Em águas com extrema acidez, afetadas por descargas de mineração, as
concentrações de alumínio dissolvido podem ser maiores que 90 mg.L-1. Na água potável, os
29
níveis do metal variam de acordo com a fonte de água e com os coagulantes à base de
alumínio que são usados no tratamento da água.
O aumento da concentração de alumínio está associado com o período de chuvas e,
portanto, com a alta turbidez. Outro aspecto da química do alumínio é sua dissolução no solo
para neutralizar a entrada de ácidos com as chuvas ácidas. Nesta forma, ele é extremamente
tóxico à vegetação e pode ser escoado para os corpos d’água. A principal via de exposição
humana não ocupacional é pela ingestão de alimentos e água. Não há indicações de que o
alumínio apresente toxicidade aguda por via oral, apesar de ampla ocorrência em alimentos,
água potável e medicamentos. Não há indicação de carcinogenicidade para o alumínio.
Apesar de a concentração de alumínio na água ser controlada por aspectos
organolépticos, existe um considerável debate no círculo médico relatando o papel deste
metal na incidência do mal de Alzheimer. O mal Alzheimer é uma doença cerebral
degenerativa de etiologia desconhecida caracterizada pela presença de um grande número de
estruturas neurofibrilares e placas senis em certas regiões do cérebro (Freitas, 2001).
No mês de fevereiro apenas o ponto RLG7 no rio Guandu apresenta
concentrações acima do estabelecido pela resolução CONAMA 357/2005 (Figura
23).
Figura 23 — Concentração de alumínio.
5.17. Ferro Dissolvido
O ferro aparece principalmente em águas subterrâneas devido à dissolução do minério
pelo gás carbônico da água, conforme a reação:
Fe + CO2 + ½ O2 → FeCO3O
30
O carbonato ferroso é solúvel e frequentemente encontrado em águas de poços
contendo elevados níveis de concentração de ferro. Nas águas superficiais, o nível de ferro
aumenta no período chuvoso devido ao carreamento de solos e a ocorrência de processos de
erosão das margens. Também poderá ser importante a contribuição devida a efluentes
industriais, pois muitas indústrias metalúrgicas desenvolvem atividades de remoção da
camada oxidada (ferrugem) das peças antes de seu uso, processo conhecido por decapagem,
que normalmente é procedida através da passagem da peça em banho ácido.
Nas águas tratadas para abastecimento público, o emprego de coagulantes a base de
ferro provoca elevação em seu teor. O ferro, apesar de não se constituir em um tóxico, traz
diversos problemas para o abastecimento público de água. Confere cor e sabor à água,
provocando manchas em roupas e utensílios sanitários. Também traz o problema do
desenvolvimento de depósitos em canalizações e de ferro-bactérias, provocando a
contaminação biológica da água na própria rede de distribuição. Por estes motivos, o ferro
constitui-se em padrão de potabilidade, tendo sido estabelecida a concentração limite de 0,3
mg.L-1 na Portaria 518 do Ministério da Saúde. É também padrão de emissão de esgotos e de
classificação das águas naturais.
As águas que contêm ferro caracterizam-se por apresentar cor elevada e turbidez
baixa. Os flocos formados geralmente são pequenos, ditos “pontuais”, com velocidades de
sedimentação muito baixa. Em muitos pontos de tratamento de água, este problema só é
resolvido mediante a aplicação de cloro, denominada de pré-cloração. Através da oxidação do
ferro pelo cloro, os flocos tornam-se maiores e a ponto passa a apresentar um funcionamento
aceitável. No entanto, é conceito clássico que, por outro lado, a pré-cloração de águas deve ser
evitada, pois em caso da existência de certos compostos orgânicos chamados precursores, o
cloro reage com eles formando trihalometanos, associados ao desenvolvimento do câncer.
Salienta-se que a variável ferro solúvel é apontada em relatório do Plano Estratégico
de Recursos Hídricos da Bacia Hidrográfica dos rios Guandu, da Guarda e Guandu Mirim
publicado pela Agência Nacional de Águas (ANA) em 2005, como um dos parâmetros com
maiores violações da Classe 2 em pontos amostrados no rio Ribeirão das Lajes (ponto INEA
LG351) e no rio Guandu (GN0201).
O rio Ribeirão das Lajes e o rio Guandu apresentaram concentrações de ferro
dissolvido dentro do estabelecido pela resolução CONAMA 357/2005 para classes 1
e 2. No mês de fevereiro no ponto RLG2 e no mês de março no ponto RLG7 (Figura
26) ficam acima do estabelecido pela legislação (Figura 24).
31
Figura 24 — Concentrações de ferro dissolvido.
6. Balanço Iônico
O balanço de íons significa a soma dos aníons igual à soma dos cátions, quando
expressos em meq.L-1. Estes íons estão geralmente presentes nas concentrações de miligramas
por litro. Os sais, como sabemos, são produtos químicos formados pela reação de um ânion
com um cátion; assim, quando o ânion cloreto (Cl-) reage com o cátion cálcio (Ca+2), forma-se o
Cloreto de Cálcio ou CaCl2.
A figura 25 mostra a composição química quanto aos maiores íons das amostras para
os pontos amostrais estudados. Cálcio e sódio é o principal cátion destas águas, com uma
contribuição de em torno de 40%. Os ânions maiores, como sulfato e cloreto, apresentaram
contribuições em torno de 25 e 30% respectivamente. A razão molar entre HCO3- e Ca2+ foi
próxima a 3:1.
Os pontos amostrais RLG1 a RLG6 apresentaram um balanço iônico equilibrado com
uma assinatura hidroquímica semelhante com água do tipo bicabornatada sódica no mês de
fevereiro e mudando para bicabornatada cálcica no mês de março evidenciando que sofre
influencia direta da precipitação de chuvas. A análise química das águas locadas no Diagrama
de Piper revelou uma distribuição espacial constante nas espécies químicas estudadas,
formando um só grupo com todos os pontos (Figura 25) com variação quantitativa nos meses
amostrados, exceto no ponto RLG7 que possui uma assinatura hidroquímica característica.
32
%
60
l
%
+C
Ca
%
%
80
80
60
%
%
%
40
SO
4
g
+M
40
%
20
20
3
20
O
+C
3
HC
O
%
%
%
60
60
40%
%
KA
JIA
PE
Ca
%
80
%
%
%
40
20
%
%
60
%
40
80
%
20%
60
80
80
K
JE
A
AP
I
20
%
40
Mg
60%
SO 4
%
40%
80%
40
+K
60%
20%
%
Na
80%
20
%
A
E
APK
JI
Cl
60
l
%
+C
Ca
60
%
%
80
80
%
a)
%
%
40
SO
4
g
+M
40
%
20
20
RLG7 Mar
%
O
3
20
O
+C
3
%
HC
O
%
O
%
%
80
20%
60
%
%
40
C
CAB
HA
%
%
80
%
20
%
%
60
%
40
80
Ca
80
20%
20
Mg
40
60
%
40%
RLG7 Mar
O
A
B
C
A
H
C
SO 4
%
60%
60
40%
80%
40
+K
60%
%
Na
80%
20
%
BC
A
A
C
H
Cl
b)
Figura 25 — Diagrama de Piper dos pontos amostrais no rio Ribeirão das Lajes/Guandu. a)
fevereiro, b) março.
As águas analisadas apresentaram como característica principal a fraca mineralização
nos pontos amostrais do rio Ribeirão das Lajes, com valor médio de sólidos dissolvidos totais
(SDT) de 46 (± 13) mg.L-1 no mês de fevereiro e 79 (± 13) mg.L-1 no mês de março inserindo-se
nos padrões aceitos pela legislação. Nos meses de baixa pluviosidade os sólidos dissolvidos
totais tendem a aumentar enquanto os sólidos totais diminuem suas concentrações. Embora
sejam fracamente mineralizadas as águas, segundo os íons dominantes, são em sua maioria
33
bicabornatadas cálcicas. O balanço iônico se encontra equilibrado com uma variação abaixo de
20%, mostrando a consistência dos dados analisados.
O Diagrama de Schoeller (Figura 26) mostra que os diversos íons analisados
encontram-se distribuídos heterogeneamente pelos pontos amostrais, havendo, portanto
diferenças quanto à composição iônica da água entre os pontos do rio Ribeirão das Lajes e
do rio Guandu. O Diagrama de Durov (Figura 27) indica uma variação de pH e sólidos
dissolvidos totais influenciados pelo regime climático local mas mantendo uma composição
iônica constante e a diferenciação dos pontos RLG6 e RLG7 dos demais pontos amostrais.
A
IP
J
H
C
K
A
C
B
E
A
20
Legend
O
10
A
I
J
O
B
E
K
C
A
P
A
H
A
mg/L
O
A
B
C
C
A
5
O
C
B
A
A
C
A
K
H
E
A
J
IP
O
B
E
K
P
IA
H
J
A
P
I
J
K
E
A
H
C
A
A
C
B
O
RLG1 Fev
RLG2 Fev
RLG3 Fev
RLG4 Fev
RLG5 Fev
RLG6 Fev
RLG7 Fev
RLG1 Mar
RLG2 Mar
RLG3 Mar
RLG4 Mar
RLG5 Mar
RLG6 Mar
RLG7 Mar
C
H
C
A
I
A
A
J
A
P
K
E
O
B
C
J
K
A
E
H
C
2
SO4
HCO3 + CO3
Cl
P
I
A
Mg
Ca
Na + K
Figura 26 — Concentrações dos aníons e cátions nos pontos amostrais.
34
100% SO4
20
%
20
%
Legend
80
%
O
TDS (mg/L)
8
C a 0%
%
20
%
100% Mg
50
20
RLG1 Fev
O
B
H
A
C
CA
KE
JAPI
%
50
O C
BA
H
A
CP
KIJ
AE
A
I PKEJ A
HAC
B O
110
90
100
80
70
60
50
40
30
20
Cl
A
A
B
C
C
A
KP
E
H
J
IA
8
H C 0%
O
3 +
C
O
3
%
50
%
50
A
P
I
J
K
E
RLG1 Fev
RLG2 Fev
RLG3 Fev
RLG4 Fev
RLG5 Fev
RLG6 Fev
A RLG7 Fev
H RLG1 Mar
C RLG2 Mar
A RLG3 Mar
A RLG4 Mar
C RLG5 Mar
B RLG6 Mar
O RLG7 Mar
%
%
80
+K
Na
5.6
pH
6.0
6.4
6.8
RLG3 Mar
A
CH
O C
AP
EIA
J
A
BK
Figura 27 — Diagrama de Durov para os sete pontos amostrais nos meses de fevereiro e março de
2011.
7. Resultados das Variáveis Físicas
7.1. Temperatura
Variações de temperatura é parte do regime climático normal e, corpos de água
naturais apresentam variações sazonais e diurnas, bem como estratificação vertical. A
temperatura superficial é influenciada por fatores tais como latitude, altitude, ponto do ano,
período do dia, taxa de fluxo e profundidade. A elevação da temperatura em um corpo d’água
geralmente é provocada por despejos industriais (indústrias canavieiras, por exemplo) e usinas
termoelétricas.
O mês de fevereiro apresentou água mais quente do que o mês de março,
caracterizando que a variação térmica no rio Ribeirão das Lajes/Guandu é
influenciada pelas características climáticas sazonais (Figura 28).
35
Figura 28 — Variação da temperatura nos meses de fevereiro e março de 2011.
7.2. Transparência – Disco de Secchi
Essa variável pode ser medida facilmente no campo utilizando-se o disco de Secchi, um
disco circular branco ou com setores branco e preto e um cabo graduado, que é mergulhado
na água até a profundidade em que não seja mais possível visualizar o disco. Essa
profundidade a qual o disco desaparece, e logo reaparece, é a profundidade de transparência.
A partir da medida do disco de Secchi, é possível estimar a profundidade da zona
fótica, ou seja, mede a profundidade de penetração vertical da luz solar na coluna d’água. Na
zona fótica ocorre a fotossíntese, indicando o nível da atividade biológica.
A baixa transparência nos pontos amostrados no mês de março na porção do rio
Guandu é devido a influencia do regime pluviométrico ocorrido no período de
amostragem (Figura 29).
36
Figura 29 — Variação da transparência nos meses de fevereiro e março de 2011.
7.3. Turbidez
A compreensão da dinâmica dos processos erosivos e deposicionais são complexas,
pois envolve vários fatores de ordem física, meteorológica e antrópica/cultural (SILVA, SCHULZ
& CAMARGO, 2003). Uma das principais variáveis de qualidade das águas capaz de demonstrar
alterações na dinâmica hidrossedimentar de uma bacia como consequência da erosão
acelerada é a turbidez.
A turbidez de uma amostra de água é o grau de atenuação de intensidade que um
feixe de luz sofre ao atravessá-la (esta redução dá-se por absorção e espalhamento, uma vez
que as partículas que provocam turbidez nas águas são maiores que o comprimento de onda
da luz branca), devido à presença de sólidos em suspensão, tais como partículas inorgânicas
(areia, silte, argila) e de detritos orgânicos, algas e bactérias, plâncton em geral, etc.
A erosão das margens dos rios nos períodos chuvosos é um exemplo de fenômeno que
resulta em aumento da turbidez das águas. A erosão pode decorrer do mau uso do solo em
que se impede a fixação da vegetação. Este exemplo mostra também o caráter sistêmico da
poluição, ocorrendo inter-relações ou transferência de problemas de um ambiente (água, ar
ou solo) para outro.
Os esgotos sanitários e diversos efluentes industriais também provocam elevações na
turbidez das águas. Um exemplo típico deste fato ocorre em consequência das atividades de
mineração, onde os aumentos excessivos de turbidez provocam formação de grandes bancos
de lodo em rios e alterações no ecossistema aquático. Alta turbidez reduz a fotossíntese de
vegetação enraizada submersa e algas. Esse desenvolvimento reduzido de plantas pode, por
sua vez, suprimir a produtividade de peixes. Logo, a turbidez pode influenciar nas
comunidades biológicas aquáticas. Além disso, afeta adversamente os usos doméstico,
industrial e recreacional de uma água.
37
No mês de fevereiro o rio Ribeirão das Lajes e o rio Guandu apresentaram valores de
turbidez, em todos os pontos amostrados, dentro dos limites estabelecidos pela
resolução CONAMA 357/2005 (Figura 30). No mês de março o rio Ribeirão das Lajes
apresenta um leve aumento nos valores de turbidez, no entanto, influenciado pela
chuva e pelos seus principais afluentes, o rio Guandu aumenta consideravelmente
seu valores de turbidez, principalmente nos pontos RLG6 e RLG7, ficando acima do
estabelecido pela legislação.
Figura 30 — Valores da turbidez.
7.4. Condutividade Elétrica
A condutividade elétrica é uma grandeza que traduz numericamente a capacidade de
uma solução conduzir corrente elétrica. Esse valor depende da natureza e mobilidade de
diferentes espécies iônicas presentes em solução para uma mesma temperatura, o que justifica
a necessidade de termostatizar a solução. A condutimetria é uma técnica não seletiva, na
medida em que todas as espécies com carga contribuem para a produção de corrente elétrica.
No caso de termos apenas uma determinada espécie iônica em solução, como por exemplo,
numa titulação condutimétrica, esta técnica pode considerar-se seletiva.
A condutividade elétrica nos corpos d’água naturais depende das concentrações
iônicas e da temperatura e indica a quantidade de sais existentes na coluna d'água, à medida
que mais sólidos dissolvidos são adicionados, a condutividade da água aumenta. Altos valores
podem indicar características corrosivas da água. Em geral, níveis superiores a 100 µS/cm
indicam ambientes impactados.
A condutividade também fornece uma boa indicação das modificações na composição
de uma água, especialmente na sua concentração mineral, mas não fornece nenhuma
indicação das quantidades relativas dos vários componentes.
38
A condutividade elétrica juntamente com a alcalinidade sugere estabilidade na
massa d’água do rio (Figura 31) nos pontos amostrados. No mês de março a
condutividade aumenta devido a maior concentração de íons.
Figura 31 — Valores de condutividade elétrica.
7.5. Série de Sólidos
Em saneamento, sólidos nas águas correspondem a toda matéria que permanece
como resíduo, após evaporação, secagem ou calcinação da amostra a uma temperatura préestabelecida durante um tempo fixado. Em linhas gerais, as operações de secagem, calcinação
e filtração são as que definem as diversas frações de sólidos presentes na água (sólidos totais,
em suspensão, dissolvidos, fixos e voláteis). Os métodos empregados para a determinação de
sólidos são gravimétricos (utilizando-se balança analítica ou de precisão).
Nos estudos de controle de poluição das águas naturais, principalmente nos estudos
de caracterização de esgotos sanitários e de efluentes industriais, as determinações dos níveis
de concentração das diversas frações de sólidos resultam em um quadro geral da distribuição
das partículas com relação ao tamanho (sólidos em suspensão e dissolvidos) e com relação à
natureza (fixos ou minerais e voláteis ou orgânicos). Este quadro não é definitivo para se
entender o comportamento da água em questão, mas constitui-se em uma informação
preliminar importante.
Para o recurso hídrico, os sólidos podem causar danos aos peixes e à vida aquática.
Eles podem se sedimentar no leito dos rios destruindo organismos que fornecem alimentos,
ou também danificar os leitos de desova de peixes. Os sólidos podem reter bactérias e
resíduos orgânicos no fundo dos rios, promovendo decomposição anaeróbia. Altos teores de
sais minerais, particularmente sulfato e cloreto, estão associados à tendência de corrosão em
sistemas de distribuição, além de conferir sabor às águas.
39
A composição de sólidos na água é a variável mais influenciada pelo regime
climático. No mês de março por influencia da chuva os pontos amostrais localizados
no rio Ribeirão das Lajes aumentam discretamente seus valores enquanto os pontos
amostrais no rio Guandu aumentam consideravelmente (Figura 32), cabe lembrar
que o rio Guandu sofre influências de afluentes importantes como pode ser visto na
Figura 6.
a)
b)
40
c)
Figura 32 — Concentrações de (a) sólidos totais (ST), (b) sólidos suspensos totais (SST) e (c)
sólidos dissolvidos totais (SDT).
8. Resultados das Variáveis Biológicas
8.1. Bacteriológico – Coliformes Totais e Coliformes Termotolerantes
No mês de fevereiro os pontos RLG6 e RLG7 ficam acima do estabelecido para a
resolução CONAMA 357/2005 para coliforme termotolerantes (Figura 33) e no mês de março
os pontos RLG4, RLG5, RLG6 e RLG7 ficam acima do estabelecido pela legislação.
Os pontos amostrais no rio Guandu (RLG4, RLG5, RLG6 e RLG7) apresentaram valores
elevados de coliformes totais (Figura 34).
Figura 33 — Valores de coliformes termotolerantes.
41
Figura 34 — Valores de coliformes totais.
9. Referências
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balneabilidade. Brasília, 2000.
BRASIL, MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE – CONAMA, Resolução nº 357. Dispõe sobre a
classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como
42
estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências.
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WETZEL, R. G. & LIKENS, G. E. Limnological Analiyses 3rd ed. 2000.
44
ANEXO I
45
Ponte entrada cidade Paracambi (ponto RLG3) e ponte entrada cidade de Japeri (RLG4)
Ponte sob a via Dutra (RLG5) e ponte em Seropédica (RLG7)
46