Apêndice 7.1.3-1philip.inpa.gov.br/publ_livres/Dossie/BM/DocsOf/EIA-09...9.1 O Complexo...

APÊNDICE 7.1.3-1

Emissões de Gases de Efeito Estufa do Reservatório Hidrelétrico de Belo Monte – Fase de pré-enchimento do Reservatório

IVIG 3925

2

INSTITUTO ALBERTO LUIZ COIMBRA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA EM

ENGENHARIA - COPPE/UFRJ

FUNDAÇÃO COORDENAÇÃO DE PROJETOS E PESQUISAS E ESTUDOS TECNOLÓGICOS -

COPPETEC

PROJETO IVIG 3925 – ELETROBRÁS

EMISSÕES DE GASES DE EFEITO ESTUFA DO RESERVATÓRIO HIDRELÉTRICO DE BELO MONTE – FASE DE PRÉ-ENCHIMENTO DO RESERVATÓRIO

Relatório Final Revisado

EQUIPE DE TRABALHO: COPPE/UFRJ

Coordenador: Dr. Marco Aurélio dos Santos – [email protected] Equipe: Dr. Bohdan Matvienko Sikar - [email protected] Dr. John Edmund Lewis Madock - [email protected] Elizabeth Matvienko Sikar – [email protected] M.Sc. Ednaldo Oliveira dos Santos – [email protected] M.Sc. Marcelo Bento Silva – [email protected] M.Sc. Carlos Henrique Eça D’Almeida Rocha – [email protected] M.Sc. Ayr Manoel Portilho Bentes Junior – [email protected]

Fevereiro, 2005.

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3

Índice Pág. Lista de Tabelas 4

Lista de Figuras 6

Lista de Quadros 8

1. Apresentação 11

2. Atividades Executadas 12

3. Equipe de Trabalho 12

4. Objetivos e Justificativa do Estudo 13

5. Estudos sobre Emissões de Gases de Efeito Estufa em Ambientes Aquáticos

Naturais

15

6. Estudos Realizados na Região Amazônica 19

7. Problemática 22

7.1 Mudanças Ambientais Antropogênicas em Rios e o Ciclo do Carbono 22

7.2 Como Reservatórios podem Influir no Efeito Estufa 23

8. O Ciclo do Carbono em Trecho do Rio Xingu 26

8.1 Procedimento na Avaliação da Situação Antes da Inundação 28

9. Caracterização da Área Estudada 30

9.1 O Complexo Hidrelétrico Belo Monte 30

9.2 Breve Histórico do Complexo Hidrelétrico de Belo Monte 31

10. Pontos de Amostragem 35

10.1 Sítios de Amostragem na Primeira Campanha de Campo 35

10.2 Sítios de Amostragem na Segunda Campanha de Campo 43

11. Premissas Adotadas no Trabalho 51

11.1 Cálculo das Áreas de Estudo 51

11.2 Cálculo da Emissão por Bolhas para o Trecho Amostrado 54

12. Resultados Obtidos no Rio Xingú e seu Entorno 55

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4

12.1 – Resultados Obtidos na Primeira Campanha de Campo 55

12.2 – Resultados Obtidos na Segunda Campanha de Campo 57

12.2.1 - Cálculo da Saída de Carbono a Jusante 65

12.3 – Comparação entre os Balanços de Carbono nas Campanhas de Campo

Realizadas em Belo Monte

67

13. Estimativa da Emissão de Metano do Futuro Reservatório de Belo Monte 72

14 - Medidas de Fluxos de Gases de Efeito Estufa entre os Solos de Biomas a

Serem Inundados pelo CHE de Belo Monte

72

15 - Resultados de Parâmetros Físico e Químicos da Água do Rio Xingú 77

15.1 – Dados da Primeira Campanha de Campo 77

15.2 – Dados da Segunda Campanha de Campo 81

16 – Conclusões e Comentários finais 88

17 - Referências Bibliográficas 91

ANEXO – A: PRIMEIRA CAMPANHA 96

ANEXO – B: SEGUNDA CAMPANHA 113

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5

Lista de Tabelas

Tabela 1 Taxa de Emissão Média de Metano em Áreas Naturais 15

Tabela 2 Sítios de Coleta de Amostragem Realizados na Primeira Campanha de Campo no rio Xingú com as suas Respectivas Coordenadas Geográficas.

35

Tabela 3 Sítios de Coleta de Amostragem Realizados na Segunda Campanha de Campo no Rio Xingú com as suas Respectivas Coordenadas Geográficas.

43

Tabela 4 Resultados Encontrados com a Extrapolação da Área do Rio Xingu na 2a. Campanha

52

Tabela 5 Emissões Medidas (Médias) nas Duas Campanhas – (Não Extrapolado para a Área Total do Espelho D’Água).

54

Tabela 6 Resumo das Emissões Difusivas de Metano, Dióxido de Carbono e Óxido Nitroso em Outubro de 2003.

55

Tabela 7 Médias das Emissões entre Ar e Água do Rio em Outubro de 2003.

56

Tabela 8 Médias das Emissões entre Ar e Solo em Outubro de 2003. 56

Tabela 9 Resumo das Emissões de Funis em Outubro de 2003. 56

Tabela 10 Emissões Difusivas de Metano, Dióxido de Carbono e Óxido Nitroso da Campanha de Campo no Rio Xingú, Durante o Período de 10 a 14 de Maio 2004.

57

Tabela 11 Resumo das Emissões por Bolhas Coletadas com Funis, Durante o Período de 10 a 14 de Maio 2004.

58

Tabela 12 Médias das Emissões de Bolhas Medidas nas Duas Campanhas de Campo – Extrapoladas para a Área Total do Espelho D’Água.

59

Tabela 13 Médias das Emissões Difusivas Medidas nas Duas Campanhas de Campo.

59

Tabela 14 Médias das Emissões TOTAIS (Difusivas e Ebulitivas) Medidas nas Duas Campanhas de Campo.

59

Tabela 15 Médias Resultantes das Campanhas de Campo no Belo Monte. 60

Tabela 16 Área de Solo a ser Inundado para Formar o Futuro Reservatório de Belo Monte.

62

Tabela 17 Resultados de Medidas de Silício em Amostras de Sedimento. 66

Tabela 18 Resultados das Medidas de Taxa de Sedimentação. 66

Tabela 19 Balanço da Primeira Campanha de Campo. 67

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6

Tabela 20 Balanço da Segunda Campanha de Campo de Campo. 68

Tabela 21 Comparação dos Valores de Fluxo de Carbono nas Duas Campanhas de Campo.

68

Tabela 22 Vazões e Concentração Média de Carbono na Água em Função do Período do Ano.

69

Tabela 23 Resultados de Análise de Carbono em Sedimento por Métodos Distintos.

71

Tabela 24 Médias das Medidas de Emissão pelo Solo. 71

Tabela 25 Resultados dos Fluxos de Emissão no Solo de CO2, CH4 e N2O, Durante a Primeira Campanha de Campo.

74

Tabela 26 Resultados dos Fluxos de Emissão no Solo de CO2, CH4 e N2O, Durante a Segunda Campanha de Campo.

75

Tabela 27 Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 28/10/03 no Sítio Igarapé do Ambé no Rio Xingú

77

Tabela 28 Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 28/10/03 no Sítio Ilha do Fernandão no Rio Xingú.

77

Tabela 29 Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 28/10/03 no Sítio Itapuama no Rio Xingú

78

Tabela 30 Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 30/10/03 no Sítio Praia Cranaria/Casa de Força no Rio Xingú.

78

Tabela 31 Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 10/05/04 no Sítio Chácara do Sr. Henrique no CHE Belo de Monte.

81

Tabela 32 Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 11/05/04 no Sítio Igarapé do Ambé no Rio Xingú.

81

Tabela 33 Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 11/05/04 no Sítio Ilha do Pirulito no Rio Xingú.

82

Tabela 34 Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 12/05/04 no Sítio Furo da Ilha do Arapujá no Rio Xingú.

82

Tabela 35 Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 13/05/04 no Sítio Praia Cranaria/Casa de Força no Rio Xingú.

83

Tabela 36 Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 14/05/04 no Sítio João Barro/ Próximo ao Acampamento no Rio Xingú.

83

Tabela 37 Concentrações de CH4, CO2 e N2O Dissolvidos na Água. 88

Tabela 38 Volume Máximo de Gás Extraível da Água pela Técnica da Dupla Dessorção

89

Tabela 39 Medidas Replicadas de Emissão Difusiva Obtidas para CH4, CO2 e N2O.

89

Tabela 1A Concentrações de Gás Dissolvido na Água e Fração Molar de CH4 em Sítios do Rio Xingú na Primeira Campanha.

107

Tabela 2A Resultados de Dupla Dessorção no Rio Xingú na Primeira Campanha.

108

Tabela 1B Concentração de Gás Dissolvido na Água 127

Tabela 2B Resultados de Dupla Dessorção no Rio Xingú na Segunda Campanha

128

Tabela 3B Dados Gerais de Áreas em Belo Monte. 138

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7

Lista de Figuras

Figura 1 Localização do CHE Belo Monte 31

Figura 2 Visão Geral Virtual do Futuro Reservatório de Belo Monte 31

Figura 3 Comparação entre a Proposta Antiga e a Proposta Atual do Rio Xingú

33

Figura 4 Localização das Principais Estruturas a Serem Construídas no Rio Xingú

34

Figura 5 Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Câmaras de Difusão no Rio Xingúem Outubro de 2003

37

Figura 6 Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Coleta de Água no Rio Xingúem Outubro de 2003

38

Figura 7 Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Funis no Rio Xingúem Outubro de 2003

39

Figura 8 Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Rio Xingúem Outubro de 2003

40

Figura 9 Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Solo e Sedimento no Rio Xingúem Outubro de 2003

41

Figura 10 Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Sensor de Metano no Rio Xingúem Outubro de 2003

42

Figura 11 Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Câmaras de Difusão no Rio Xingúem Maio de 2004

45

Figura 12 Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Coleta de Água no Rio Xingúem Maio de 2004

46

Figura 13 Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Funis no Rio Xingúem Maio de 2004

47

Figura 14 Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Parâmetros Físico-Químicos da Água no Rio Xingúem Maio de 2004

48

Figura 15 Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Solo e Sedimento no Rio Xingúem Maio de 2004

49

Figura 16 Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Armadilhas no Rio Xingúem Maio de 2004

50

Figura 17 Configurações dos Reservatórios, Ilhas, APP e Trechos de Descarga Reduzida. Fonte ELETROBRAS/ELETRONORTE, 2003

53

Figura 18 Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio Igarapé do Ambé no Rio Xingú em 28/10/2003

79

Figura 19 Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio Ilha do Fernandão no Rio Xingú em 28/10/2003

79

Figura 20 Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio Itapuama no Rio Xingú em 28/10/2003

80

Figura 21 Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio Casa de Força no Rio Xingú em 30/10/2003

80

Figura 22 Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio Chácara do Sr. Henrique no Rio Xingu em 10/05/2004

84

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8

Figura 23 Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio Igarapé do Ambé no Rio Xingu em 11/05/2004

84

Figura 24 Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio Ilha do Pirulito no Rio Xingu em 11/05/2004

85

Figura 25 Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio Ilha do Arapujá no Rio Xingu em 12/05/2004

85

Figura 26 Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio no Itapuama no Rio Xingu em 12/05/2004

86

Figura 27 Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio Praia Cranaria no Rio Xingu em 13/05/2004

86

Figura 28 Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio João de Barro no Rio Xingu em 14/05/2004

87

Figura 1B Instalação e Permanência dos Funis no Rio Xingú. Fonte: M.A. Santos, 2003.

135

Figura 2B Análise Cromatográfica em Laboratório. 136

Figura 3B Procedimentos de Uso das Câmaras de Difusão em Experimento de Equilibração.

136

Figura 4B Vista Frontal do Sensor de Metano. 138

Figura 5B Procedimentos de Instalação e Uso com Câmaras Estáticas no Solo. 139

Figura 6B Sonda Multiparâmetro de Qualidade da Água 140

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9

Lista de Quadros

Quadro 1 Dados obtidos das amostras da série 1C em 27 de outubro de 2003, no sítio No. 2, Rio Xingu, na profundidade de 2 metros

96

Quadro 2 Dados obtidos das amostras da série 2C em 27 de outubro de 2003, no sítio No. 2, Rio Xingu

97

Quadro 3 Dados obtidos das amostras da série 1SL em 27 de outubro de 2003, com câmara em terra, no plano, encostado ao barranco (areia fina)

97

Quadro 4 Dados obtidos das amostras da série 2SL em 27 de outubro de 2003, com câmara em terra, no plano, encostado ao barranco (areia fina)

98

Quadro 5 Dados obtidos das amostras da série 3C em 27 de outubro de 2003, no Sítio Furo da Barriguda a 0,5 m de profundidade

98

Quadro 6 Dados obtidos das amostras 4C em 28 de outubro de 2003, no Sítio Ponto 2, Praia da Goiabeira a 0,5 m de profundidade

99

Quadro 7 Dados obtidos das amostras 5C em 28 de outubro de 2003, no Sítio Ponto 3, Itapuama ( ao lado da Ilha – 300 m da terra firme) a 2 m de profundidade

99

Quadro 8 Dados obtidos das amostras 6C em 28 de outubro de 2003, no Sítio Igarapé do Ambé (ponto 1) a 9 m de profundidade

100

Quadro 9 Dados obtidos das amostras 7C em 28 de outubro de 2003, no Sítio Ilha do Pirulito (ponto 4) a 0,5 m de profundidade

100

Quadro 10 Dados obtidos das amostras 8C em 29 de outubro de 2003, no Sítio Barragem (ponto 5) a 1,8 m de profundidade

101

Quadro 11 Dados obtidos das amostras 9C em 29 de outubro de 2003, no Sítio Barragem (ponto 5) a 12 m de profundidade

101

Quadro 12 – Dados obtidos das amostras 10C em 29 de outubro de 2003, no Sítio Barragem (ponto 5) a 6 m de profundidade

102

Quadro 13 Dados obtidos das amostras 11C em 29 de outubro de 2003, no Sítio Igarapé do Ambé a ~10 m de profundidade

102

Quadro 14 Dados obtidos das amostras 12C em 30 de outubro de 2003, no Sítio Barragem (ponto 5) a 0,7 m de profundidade

102


103


103

Quadro 17 Dados obtidos das amostras 15C em 30 de outubro de 2003, no Sítio Furo da Ilha do Arapujá a 1 m de profundidade

104

Quadro 18 Dados obtidos das amostras 16C em 31 de outubro de 2003, no Sítio Praia Cracaria (ponto 8) a 3 m de profundidade

104

Quadro 19 Dados obtidos das amostras 17C em 31 de outubro de 2003, no Sítio Praia Cracaria (ponto 8) a 6 m de profundidade

105

Quadro 20 Dados obtidos das amostras 18C em 31 de outubro de 2003, no Sítio Praia Ilha de Santa Maria (coberta com floresta primária) a 0,5 m de profundidade

105

Quadro 21 Rio Xingú. Sítio Ilha do Fernandão – Belo 2. Início da coleta 14:40 h de 27/10/2003. Profundidade 2 metros

108

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10

Quadro 22 Rio Xingú. Sítio Ilha do Fernandão – Belo 2. Início da coleta 14:40 h de 27/10/2003. Profundidade 3 metros

108

Quadro 23 Rio Xingú. Sítio Igarapé Ambé – Belo 1. Início da coleta 17:30 h de 27/10/2003. Profundidade 3 metros

109


109


109

Quadro 26 Rio Xingú. Sítio Belo 5 – Feitosa (localização da futura barragem). Início da coleta 15:55 h de 29/10/2003. Profundidade 2 metros

109


110


110


110

Quadro 30 Rio Xingú. Sítio Furo da Ilha do Arapujá – Belo 9. Início da coleta 16:45 h de 30/10/2003. Profundidade 1 metro

110

Quadro 31 Rio Xingú. Sítio Belo 8 - jusante da casa de força (Vitória do Xingu) 111

Quadro 32 Rio Xingú. Sítio Belo 8 - jusante da casa de força (Vitória do Xingu) 111

Quadro 33 Rio Xingú. Sítio Belo 1’. Início da coleta 08:50 h de 30/10/2003. Profundidade 1,5 metros

111

Quadro 34 Rio Xingú. Sítio Pirulito – Belo 4. Barqueiro Benedito. Início da coleta 17:30 h de 28/10/2003. Profundidade 2,0 metros

111

Quadro 35 Rio Xingú. Sítio Pirulito – Belo 4. Barqueiro Benedito. Início da coleta 17:30 h de 28/10/2003. Profundidade 5,0 metros

112

Quadro 36 Rio Xingú. Sítio Itapuama – Belo 3. Barqueiro Benedito. Início da coleta 11:00 h de 28/10/2003. Profundidade 2,0 metros

112

Quadro 37 Rio Xingú. Sítio Itapuama – Belo 3. Barqueiro Benedito. Início da coleta 11:00 h de 28/10/2003. Profundidade 6,0 metros

112

Quadro 38 Data 10/05/04. Profundidade 4,9 m. Sítio Ilha do Fernandão 115

Quadro 39 Data 10/05/04. Profundidade 4,9 m. Sítio Ilha do Fernandão 115

Quadro 40 Data 10/05/04. Profundidade 0,4 m. Sítio floresta alagada, Curicas, margem direita do furo da Bariguda

116

Quadro 41 Data 10/05/04. Profundidade 2,6 m. Sítio Curicas, remanso 116

Quadro 42 Data 10/05/04. Profundidade 5,3 m. Sítio Curicas, remanso 117

Quadro 43 Data 11/05/04. Profundidade 4 m. Sítio ilha Itapuama 117

Quadro 44 Data 11/05/04. Profundidade 4 m. Sítio ilha Itapuama 118

Quadro 45 Data 11/05/04. Profundidade 4,2 m. Sítio ilha das Araras 118

Quadro 46 Data 11/05/04. Profundidade 4,2 m. Sítio ilha das Araras 119

Quadro 47 Data 11/05/04. Profundidade 1,7 m. Sítio margem esquerda da Barriguda (Curica)

119

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11

Quadro 48 Data 11/05/04. Profundidade 5,6 m. Sítio Curica 120

Quadro 49 – Data 11/05/04. Profundidade 3,9 m. Sítio Furo do Arapujá 120

Quadro 50 Data 12/05/04. Profundidade 3,2 m. Sítio ilha do Arapujá 121

Quadro 51 Data 12/05/04. Profundidade 3,2 m. Sítio ilha do Pirulito 121

Quadro 52 Data 12/05/04. Profundidade 3,6 m. Hora 10:45. Sítio igarapé do Ambé

122

Quadro 53 Data 12/05/04. Profundidade 3,6 m. Hora 12:04. Sítio igarapé do Ambé

122

Quadro 54 Data 12/05/04. Profundidade 3,7 m. Hora 15:32. Sítio furo da Barriguda

123

Quadro 55 Data 12/05/04. Profundidade 3,7 m. Hora 15:48. Sítio furo da Barriguda

123

Quadro 56 Data 13/05/04. Profundidade 1 m. Hora 12:36. Sítio “Barragem” 124

Quadro 57 Data 13/05/04. Profundidade 1 m. Hora 12:42. Sítio “Barragem” 124

Quadro 58 Data 13/05/04. Profundidade 3,6 m. Sítio furo do Arapujá 125

Quadro 59 Data 14/05/04. Profundidade 2,9 m. Sítio Belo Monte 125

Quadro 60 Data 14/05/04. Profundidade 3,1 m. Sítio Belo Monte 126

Quadro 61 Data 14/05/04. Profundidade 3,7 m. Sítio Furo do Arapujá 126

Quadro 62 Ilha do Fernandão – Fun2. Início da coleta 15:20 h de 10/05/2004. Profundidade 2,5 metros

129

Quadro 63 igarapé do Ambé – Fun1. Início da coleta 16:15 h de 10/05/2004. Profundidade 2,5 metros

129

Quadro 64 igarapé do Ambé – Fun1. Início da coleta 16:22 h de 10/05/2004. Profundidade 5,0 metros

129

Quadro 65 Ilha Redonda – Fun 9 BM. Início da coleta 10:45 h de 11/05/2004. Profundidade 2,5 metros

129

Quadro 66 Ilha Redonda – Fun 9 BM. Início da coleta 10:40 h de 11/05/2004. Profundidade 5,0 metros

130

Quadro 67 Ilha do Arapujá – Fun 6 BM. Início da coleta 14:20 h de 11/05/2004. Profundidade 5,0 metros

130

Quadro 68 Ilha do Pirulito – Fun 4 BM. Início da coleta 15:25 h de 11/05/2004. Profundidade 4,0 metros

130

Quadro 69 Itapuama – Fun 3 BM. Início da coleta 11:15 h de 12/05/2004. Profundidade 2,0 metros

130

Quadro 70 Itapuama – Fun 3 BM. Início da coleta 11:25 h de 12/05/2004. Profundidade 4,0 metros

131

Quadro 71 Acampamento. Início da coleta 10:45 h de 13/05/2004. Profundidade 4,0 metros

131

Quadro 72 Praia Cranaria / Casa de Força – Fun 8 BM. Início da coleta 16:28 h de 13/05/2004. Profundidade 2,5 metros

131

Quadro 73 Praia Cranaria / Casa de Força – Fun 8 BM. Início da coleta 16:40 h de 13/05/2004. Profundidade 4,0 metros

131

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12

1 - Apresentação

O presente produto constitui o relatório final do projeto “Emissões de Gases de Efeito

Estufa do Reservatório Hidrelétrico de Belo Monte – Fase de Pré-Enchimento do Reservatório”.

No decorrer do estudo foram realizadas duas campanhas de coleta de dados: a primeira

campanha de medição de campo, ocorrida entre 27 a 31 de outubro de 2003 e a segunda entre os

dias 10 a 14 de maio de 2004.

As campanhas consistiram basicamente por medidas de fluxos de gases na interface

água-atmosfera, medidas de concentração de carbono orgânico dissolvido, particulado e total na

água, medidas de concentração de gás metano na água, parâmetros físicos e químicos da água,

perfil de temperatura na camada sob e sobre a lâmina d’água, taxa de sedimentação de carbono

no sedimento de fundo e medidas de gases metano, dióxido de carbono e óxido nitroso em solos

próximos à área do reservatório.

Este estudo teve como objetivo principal instituir um programa de monitoramento das

emissões de gases de efeito estufa (GEE), provenientes da fase rio e na área terrestre que fará

parte da área a ser inundada pelo Complexo Hidrelétrico (CHE) de Belo Monte, auxiliados pela

medição de parâmetros físico-químicos da água e de medições de perfis de concentração de CH4

na coluna d’água, como também iniciar o desenvolvimento de um modelo de funcionamento do

ciclo do carbono de forma a permitir avaliar a participação de diversas fontes de GEE na fase rio

e descontar das emissões do futuro reservatório de Belo Monte.

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13

2 – Atividades Executadas

Foram desenvolvidas as seguintes atividades:

Atividade executada Revisão e síntese de estudos anteriormente produzidos; Estudo da variação dos parâmetros regionais e as emissões; Planejamento das campanhas em conjunto com a ELETROBRÁS; Execução das campanhas – medições de gases e de parâmetros físicos e químicos da água; Execução de medições de concentração de CH4 na coluna d’água; Execução das análises; Cálculo das emissões integradas para o Complexo Hidrelétrico de Belo Monte; Apresentação dos resultados das emissões naturais de GEE no CHE de Belo Monte. Confecção de relatório final

3 - Equipe de Trabalho

Coordenação do Acompanhamento Técnico do Projeto:

Miriam Regini Nuti - [email protected] Rodrigo Martins de Amorim - [email protected]

A equipe básica do projeto foi composta por:

Coordenador: Dr. Marco Aurélio dos Santos – [email protected]

Equipe:

Dr. Bohdan Matvienko Sikar - [email protected]

Dr. John Edmund Lewis Madock - [email protected]

Elizabeth Matvienko Sikar – [email protected]

M.Sc. Ednaldo Oliveira dos Santos – [email protected]

M.Sc. Marcelo Bento Silva – [email protected]

M.Sc. Carlos Henrique Eça D’Almeida Rocha – [email protected]

M.Sc. Ayr Portilho Bentes Junior– [email protected]

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4 - Objetivos e Justificativa do Estudo

Durante a década de 90 as hidrelétricas passaram a ser alvo de intensas especulações de

que seus reservatórios estariam contribuindo para a intensificação do efeito estufa a partir da

decomposição de material orgânico em sua bacia de acumulação. Neste caso, os gases

produzidos são o dióxido de carbono (CO2) e o metano (CH4), gases de origem biogênica que

comprovadamente interagem com a radiação infravermelha na atmosfera causando intensificação

do efeito estufa natural.

De forma a investigar o assunto e responder algumas indagações, iniciou-se em 1992

medições experimentais, a partir de um contrato firmado entre a COPPE/UFRJ e a Eletrobrás,

para desenvolver uma metodologia de mensuração e coletar dados em Balbina, Tucuruí e

Samuel.

Posteriormente, no ano de 1997 foi realizado um outro estudo para Furnas Centrais

Elétricas e Serra da Mesa Energia S.A. para medir as emissões de CO2 e CH4 no reservatório de

Serra da Mesa, recém fechado.

Logo em seguida, no ano de 1998, um estudo semelhante foi empregado no lago de Itaipu

a partir de uma demanda de Itaipu Binacional.

Somados tais estudos serviram para amadurecer o método da pesquisa e permitiram um

estudo exploratório sobre o padrão e a dinâmica do fluxo de emissões destes gases.

No ano de 1998 juntamente com a Eletrobrás e o MCT iniciou-se um grande estudo

envolvendo sete diferentes reservatórios, distribuídos ao longo de diferentes biomas e latitudes

no país. Este estudo fez parte do inventário nacional de gases de efeito estufa, porém não constou

da contabilização do inventário das atividades antrópicas, tendo em vista o estágio do

conhecimento adquirido até aquele momento.

Muitas questões surgiram no desenvolvimento destes trabalhos tais como a questão da

extrapolação de um dado para uma outra área do reservatório e de um reservatório para outro, o

comportamento das emissões no tempo, emissões líquidas versus emissões brutas, origem da

matéria orgânica (autóctone ou alóctone), dentre outros.

IVIG 3925

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Uma destas questões (comportamento das emissões ao longo do tempo) motivou uma

continuação dos estudos a partir de um convênio com a ANEEL no ano de 2001. Este estudo

procurou investigar com mais detalhes as emissões de CO2 e CH4 em dois reservatórios já

estudados anteriormente (Xingo e Miranda) de forma a examinar o comportamento e a dinâmica

destas emissões em diversas campanhas de campo no decorrer de um ano de trabalho.

Uma outra questão a ser respondida é quais seriam as emissões naturais anteriores à

construção da barragem para que pudessem ser descontadas no futuro das emissões atribuídas ao

reservatório. A literatura científica sobre o assunto denomina de estas emissões de líquidas.

Para tentar quantificar estas emissões antes da construção e fechamento de uma barragem

buscou-se com este projeto estimar as emissões líquidas de gases de efeito estufa descontando-se

das emissões futuras do reservatório.

Ainda não existe um entendimento completo de como os reservatórios hidrelétricos se

comportam como um sistema ambiental integrado e como seus vários ecossistemas respondem à

intervenção antropogênica.

Não obstante, existem alguns estudos quantitativos dos efeitos ambientais de grande

escala resultantes do alagamento de área florestadas, que simplesmente extrapolam os resultados

de estudos de um único ou de poucos pontos para toda o reservatório, com pouca consideração

de suas diferentes zonas ecológicas, hidrológicas e climáticas.

Com um estudo deste tipo, que foi realizado em uma área que futuramente poderá se

transformar em um grande empreendimento hidrelétrico, obviamente questões importantes

poderão ser respondidas com os resultados deste projeto.

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5 - Estudos sobre Emissões de Gases de Efeito Estufa em Ambientes Aquáticos

Naturais

As áreas naturais são fontes emissoras de gases de efeito estufa. Dentre as áreas naturais

poderíamos citar os pântanos, brejos, lagos, rios, charcos, solos e áreas vegetadas de uma forma

geral.

As áreas alagadas naturais constituem a maior fonte individual de metano de origem

biológica. Estas áreas compreendem pântanos, charcos, várzeas e lagos rasos, onde a atividade

bacteriana, favorecida pela grande disponibilidade de material orgânico, consome

acentuadamente o oxigênio da água tornando-o um meio anaeróbico.

O aumento da concentração atmosférica do metano pela ação humana, deve-se

principalmente ao cultivo de arroz, a criação de gado, o uso de combustíveis fósseis e as

queimadas.

Embora este crescimento tenha grande participação das atividades humanas, as fontes

naturais contribuem com mais de 30% do total das emissões de metano. Dentre as fontes

naturais, as áreas alagadas contribuem com uma emissão estimada em cerca de 110 Tg de

metano por ano, o que representa 21% da emissão total no mundo. As áreas alagadas localizadas

na região tropical contribuem com cerca de 66 Tg CH4 por ano, mais de 50% da emissão desta

fonte (Alvalá et al., 1999).

Um dos primeiros estudos completos sobre estimativas de fluxos de gases de áreas

alagadas no mundo foi feito por Aselmann and Crutzen (1989), estabelecendo as ordens de

grandeza destas emissões (Tabela 1).

Tabela 1 – Taxa de Emissão Média de Metano em Áreas Naturais.

Taxa da Emissão Período de Produção Categoria

Kg C-CH4/km²/dia dias

Áreas úmidas com vegetação em decomposição 11 (11-38) 178

Brejos 60 (21-162) 169

Pântanos 63 (43-84) 274

Charcos 189 (103-299) 249

Várzeas 75(37-150) 122

Lagos 32(13-67) 365

Fonte: Aselmann and Crutzen, 1989.

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Os dados de Aselmann and Crutzen (1989) para emissão média de metano variaram de 11

kg C km-2

dia-1 até 189 kg C km-2

dia-1. O período anual de produção de CH4 variou de 122 a 365

dias.

Segundo Galchenko et al. (1989), aproximadamente 60-90% do metano gerado em

sistemas aquáticos (tanto água doce quanto do mar) é oxidado. Desta percentagem ele calculou

que 8-65% do CH4 emitido é oxidado nos sedimentos marinhos anaeróbios e 50-95% em águas

aeróbias. Porém uma outra estimativa calcula que de 5 a 20% do fluxo atmosférico global é

oxidado, ou aproximadamente 25-94 Tg CH4 ano-1 (Reeburgh and Alperin, 1988). A oxidação

aeróbia e anaeróbia desta forma fornece um importante mecanismo para o controle do fluxo de

gás para a troposfera.

Estudos no Lago Washington EUA, mostraram que metade do fluxo de metano,

representando 20% do carbono orgânico sedimentado foi oxidado na zona superficial de 0,5 cm

(Kuivila et al., 1988). Devido a estas perdas oxidativas, o fluxo de CH4 ao longo das interfaces

água-atmosfera de lagos, pântanos de água salgada e os oceanos foram considerados como

contribuintes secundários para os balanços globais (Schutz and Seiler, 1989).

Carignan and Lean (1991) registraram que a degradação de carbono de origem

planctônica poderia representar mais do que 80% da produção anual de CO2 e de CH4 da coluna

de água em lagos naturais nas regiões temperadas. Já em um lago do ártico, Ramlal et al. (1994)

estimaram que a produção primária poderia determinar até 20% do balanço de carbono gasoso.

Fluxos de CO2 e de CH4 foram medidos em 25 lagos e 4 rios na região norte do Alasca,

encontrando importante presença de ambos os gases. Os fluxos variaram de -286 até 2.631,2 mg

CO2 m-2 d-1 e de 1,28 até 16,32 mg CH4 m

-2 d-1. A emissão média de carbono fixou-se em torno

de 24 g C m-2 ano-1, ou seja, equivalente a 65,75 mg C m-2 dia-1 (Kling et al., 1991).

De acordo com Adams (1996), em ambientes aquáticos rasos, tal como pântanos salinos e

de água doce e áreas de turfa, a ebulição de bolhas e o transporte através de raízes e caules de

plantas vasculares, podem representar outro caminho que poderia evitar perdas oxidativas

substanciais.

Aproximadamente 24% a 90% do metano de difusão em uma área de turfa, ao norte de

Massachusetts (EUA), foi oxidado dentro da zona não saturada (Fechner and Hemond, 1992).

Outro problema relacionado à instabilidade do CH4 dentro de ambientes submersos é a

sua baixa solubilidade na água. Há ainda considerável variabilidade no cálculo das emissões de

CH4 de ambientes aquáticos (Adams, 1996).

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A troca de CO2 entre um ambiente aquático e a atmosfera é uma área de grande interesse

por várias razões: sistemas aquáticos podem ser fontes ou absorvedores significativos de CO2 em

uma escala global ou regional (Kling et al., 1991; Cole et al, 1994); a magnitude e direção do

fluxo de CO2 de ecossistemas pode levar a indícios importantes sobre o metabolismo em um

dado sistema (Hamilton et al., 1995; Raymond et al , 1997); e pode sugerir caminhos na qual o

sistema aquático está relacionado a sua bacia (del Giorgio et al., 1999).

Estuários e rios recebem nutrientes inorgânicos e carbono orgânico da terra e ambos são

sistemas importantes onde nutrientes terrestres e carbono orgânico são processados antes de sua

entrada no oceano (Raymond and Cole, 2001).

Atualmente existe uma forte evidência de que a maioria dos lagos no mundo são fontes

líquidas de CO2 para a atmosfera (Kling et al., 1991; Cole et al., 1994), e que as taxas de emissão

de CO2 dos lagos são proporcionais à entrada e à mineralização do lago no que tange ao carbono

orgânico terrestre (Kling et al., 1991; Hope et al., 1996; Sobek et al., 2003).

Kortelainen (1999) estudou o perfil das concentrações de gases de efeito estufa (CH4,

CO2 e N2O) em doze lagos finlandeses. Todos os lagos estudados apresentaram-se

supersaturados com relação ao CO2. Em lagos eutróficos com pouca presença de oxigênio houve

uma acumulação exponencial de CH4 na camada d’água próxima à superfície do sedimento antes

do degelo.

Outro resultado importante obtido pelo autor foi uma grande variação nas concentrações

de CH4 entre os lagos e também entre diferentes períodos de amostragem no mesmo lago. A

maior emissão estimada em 20.000 mg m-2 no Lago Ranuanjärvi, enquanto que nos outros lagos

as emissões foram menores do que 110 mg m-2. A emissão de CO2 também foi maior no Lago

Ranuanjärvi alcançando 73.000 mg m-2. No Lago Ranuanjärvi e nos outros lagos estudados

variou de 5.100 a 34.000 mg m-2. A emissão de N2O variou de 0,32 a 6,3 mg m-2.

Nos trópicos (na faixa entre 20oN e 30oS), as áreas alagadas cobrem cerca de 35% da área

total e abrangem partes da Região Amazônica, da África e do Sudeste Asiático, além de toda a

planície inundável do Pantanal.

De acordo com Alvalá et al. (1999), a principal característica destas regiões é a

variabilidade na precipitação, influenciando enormemente as variações sazonais, com influência

na extensão das inundações que ocorrem no período chuvoso.

Muitas destas áreas estão adaptadas às inundações, como é o caso das florestas próximas

ao rio Amazonas e a vegetação no Pantanal (Magalhães, 1992; Vila da Silva, 1991).

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Nas regiões tropicais as altas temperaturas, a insolação e a disponibilidade de água

favorecem a uma alta produção primária, bem como taxas de decomposição mais altas, quando

comparadas com as taxas encontradas para as altas latitudes (Aselmann and Crutzen, 1989).

Alvalá (1995) realizou dois experimentos iniciais, em lagoa próxima à Base de Estudos

do Pantanal Mato-grossense, obtendo-se os primeiros dados de fluxo de metano nesta área. Os

fluxos obtidos nestes experimentos variaram de 76 a 110 mg CH4 m-2 dia-1 (abril – estação

úmida) e de 32 a 52 mg CH4 m-2 dia-1 (setembro - estação seca), dentro do esperado para regiões

de áreas alagadas.

Pesquisas realizadas, a partir da década de 80, na região Amazônica e na África (Devol et

al., 1987, 1988; Bartlett et al., 1988; Delmas et al., 1991; Bartlett and Harris, 1993; Alvalá, 1995;

Sellers et al., 1995; Kelly et al., 1997; Alvalá et al., 1999; Richey et al., 2002) estudaram a

emissão de metano e de outros gases para a atmosfera, demonstrando a importância dos

ecossistemas alagados tropicais na emissão de gases de efeito estufa.

Estes estudos aumentaram fortemente a base de dados para estas regiões, mas com grande

variabilidade nos resultados encontrados (de 27 a 967 mg CH4 m-2 dia-1), a qual deve-se não

somente ao agrupamento de diferentes tipos de áreas alagadas para o cálculo dos fluxos médios

como também alguns parâmetros ambientais como o nível da coluna d’água, a temperatura e a

velocidade do vento e mecanismos de transporte do metano na coluna d’água.

Freeman et al. (2004) analisaram os imensos estoques de carbono por turfas (zonas

pantanosas subtropicais) e estimaram que, se a velocidade de emissão seguir a tendência atual, os

pântanos excederão a queima de combustíveis fósseis como fonte de dióxido de carbono em

torno de 2060.

Segundo Freeman et al. (2004), um terço de todo o carbono estocado nos solos está em

turfas, que se estendem principalmente da América do Norte à Sibéria. As turfas estocam pelo

menos 390 bilhões de toneladas de carbono. A emissão de dióxido de carbono pelas turfas está

acelerando 6% ao ano. Eles ressaltam que os pântanos nas zonas subtropicais e frias do planeta

liberam carbono em forma orgânica dissolvida. A quantidade desse carbono que é exportada para

rios e córregos que drenam os pântanos aumentou de 65% a 90% nos últimos seis anos.

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6 - Estudos Realizados na Região Amazônica

Estudos sobre a presença de carbono na água de rios da Amazônia vêm sendo publicados

por diversos autores ao longo dos últimos anos: Sioli (1967), Gibbs (1972), Shalard (1980),

Richey (1982), Furch (1984), Junk (1985), Rickey et al. (1988, 1991), entre outros.

Junk (1985) verificou que existe uma interação entre as terras inundadas e os rios, sendo

necessário, entretanto, obter medidas diretas do carbono que vai de um sistema para outro.

Neste estudo, Junk concluiu que, independentemente dos reservatórios, as terras

inundadas na Amazônia são uma importante fonte de carbono. Furch (1984) encontrou valores

médios do carbono total nas águas da Amazônia entre 8,7 e 16,2 mg C L-1.

Richey (1982), concluiu que 50% do peso das plantas herbáceas são perdidos em duas

semanas após o enchimento de uma área alagada, sendo de 70 a 90 % do peso perdidos após 4

meses de exposição à água. Esses dados variam muito para outros casos, podendo-se tomar em

média 40% do peso sendo perdido em quatro meses, entre as plantas que se decompõem.

A situação é outra no caso de troncos e galhos de árvores, onde verificou-se que em duas

áreas inundadas houve decomposição reduzida na falta de oxigênio, podendo resistir por longos

períodos.

É possível diferenciar entre vegetais lenhosos e não lenhosos, mas é difícil fazer esta

diferenciação entre material lenhoso da floresta nas áreas inundadas e não inundadas. Tipos

diferentes de vegetais se decompõem de forma muito diferenciada na água.

As taxas de decomposição variam nas fases terrestre e aquática. As plantas com baixo

conteúdo de celulose e lignina, como herbáceas, se decompõem muito facilmente.

Devol et al. (1988) mediram o fluxo de CH4 em áreas inundadas pelo rio Amazonas no

início do período de cheias. A emissão média encontrada foi de 75 kg C km-2 dia-1 na floresta

inundada, de 90 kg C km-2 dia-1 em lagos e de 590 kg C km-2 dia-1 onde havia plantas flutuantes.

Outro ponto importante para comparação é a presença do carbono dissolvido na água, sob forma

de CO2

e CH4. A alta presença de CO

2 em águas das terras inundadas é maior do que a

concentração de equilíbrio com a atmosfera (Junk ,1985; Richey, 1982).

Bartlett and Harris (1993) realizaram medidas em três tipos de hábitats inundados: corpos

de água abertos, campos de mato/gramíneas e florestas alagadas, cujos fluxos médios para a

região Amazônica resultaram em 49 mg CH4 m-2 d-1, 202 mg CH4 m

-2 d-1 e 150 mg CH4 m-2 d-1,

respectivamente.

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Os fluxos individuais apresentam grande variabilidade, desde locais comportando-se

como sumidouros de metano, com fluxo -7,9 mg CH4 m-2 d-1, e áreas fontes com alto valor no

fluxo, 3.563 mg CH4 m-2 d-1. Estes resultados extrapolados para a região como um todo, levam a

um fluxo de mais de 50% do emitido por todas áreas alagadas naturais.

Os autores acima apresentaram uma estimativa para a emissão global em áreas alagadas

tropicais de 66 Tg CH4 ano-1. As maiores incertezas nestas extrapolações de fluxos para as

regiões tropicais estão relacionadas à extensão coberta pelos vários hábitats e as variações

sofridas por eles durante os períodos de inundação. Além disto, ainda existem áreas a serem

avaliadas quanto ao seu potencial de emissão, tal como o oeste siberiano, os pântanos na África

tropical e na América do Sul, e a região do Pantanal Mato-grossense.

Engle and Melack (2000) realizaram um estudo no Lago Calado, localizado na bacia

central amazônica, obtendo medidas de concentrações e fluxos de metano (CH4) na superfície da

água do lago, em abril, maio e setembro de 1987. O fluxo difusivo e ebulitivo combinados foi

determinado usando câmara de difusão.

Foi verificado que o fluxo total de CH4 do lago em setembro variou de 53 a 328 mg CH4

m-2 d-1 e que o fluxo ebulitivo respondeu por cerca de 69% deste total. O fluxo de metano total

foi mais alto quando não havia estratificação térmica devido à diminuição da profundidade do

lago.

Estes resultados mostram que as estimativas de emissões de CH4 dos lagos de áreas

alagadas naturais da Amazônia deveriam incluir as taxas elevadas que vêm acompanhadas por

eventos episódicos (com presença de chuvas torrenciais) de mistura turbulenta. Os resultados

mostraram também que a freqüência e a intensidade destes eventos aparentemente determina se

ocorre acumulação ou consumo líquido de metano na coluna d’água de lagos em área alagadas.

Estudo realizado por Smith et al. (2000) mediu emissões de metano em três tipos de

ecossistemas de áreas inundadas (floresta, plantas aquáticas e águas abertas) do rio Orinoco,

Venezuela, entre julho de 1991 e setembro de 1992. As emissões de metano foram capturadas

em câmaras de difusão. As emissões totalizaram 0,17 Tg ano-1 ou 114 mg m-2 d-1. A ebulição

respondeu por 65% das emissões.

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Concluiu-se que as taxas de emissões foram aproximadamente 5 vezes maiores para áreas

inundadas de floresta do que para águas abertas e plantas aquáticas e que estas taxas de emissões

podem ser positivamente correlacionadas com o conteúdo de carbono do sedimento e a

quantidade de metano na coluna d’água, e correlacionado negativamente com o oxigênio

dissolvido, porém estas correlações eram fracas.

Recentemente, Richey et al. (2002) realizaram um estudo para verificar a liberação de

gases biogênicos dos rios e áreas alagadas da Amazônia. Seus resultados demonstraram que a

liberação de CO2 de rios e áreas alagadas da bacia central amazônica (1,77 milhões de km2),

constitui um importante processo de perda de carbono, de aproximadamente 1,2 ± 0,3 Mg C ha-1

ano-1.

O trabalho ressaltou que o carbono origina-se da matéria orgânica, transportadas das

florestas elevadas e inundadas, que é então oxidado e liberado a jusante. Neste estudo, os

resultados foram extrapolados para toda a bacia amazônica e verificou-se que o fluxo seria da

ordem de 0,5 Gt C ano-1. Este resultado demonstrou ser uma ordem de magnitude maior do que a

exportação fluvial de carbono orgânico para o oceano.

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7 - Problemática

7.1 - Mudanças Ambientais Antropogênicas em Rios e o Ciclo do Carbono

A alteração antropogênica de ecossistemas naturais e sua conversão em áreas alagadas,

como reservatórios hidrelétricos, alteram o ambiente aquático passando de lótico para lêntico,

além de mudar o armazenamento de nutrientes e suas taxas de reciclagem. Essas mudanças

influenciam no balanço de carbono, nos fluxos de gases-traço e na química da água de superfície

e sub-superfície, e provavelmente são os principais fatores limitantes da sustentabilidade de um

ecossistema alterado.

Antes do fechamento de uma barragem, o rio transporta carbono na forma orgânica e

inorgânica. Pedaços soltos de vegetação, partículas de plâncton desgarrado ou morto, detritos

oriundos do zooplâncton, que contêm carbono orgânico, são levados em direção ao mar ou

sujeitos à sedimentação.

No mesmo trajeto segue ainda carbono orgânico na forma dissolvida, como ácidos

húmicos e fúlvicos (matéria húmica), resultado da decomposição do material orgânico

particulado. Tal material húmico, sendo constituído por polímeros fenólicos, tem certa

resistência à mineralização pela biosfera e chega ao mar onde flocula e se sedimenta sob ação do

ambiente salino.

Quando as terras são inundadas o regime de circulação de carbono sofre alteração. A

vegetação inundada morre e é substituída por fitoplâncton e macrófitas aquáticas que se

desenvolvem dentro da represa.

Em alguns reservatórios tropicais, a fotossíntese esgota o dióxido de carbono dissolvido

na água, promovendo fluxo deste gás da atmosfera para a água, havendo assim absorção direta

deste gás pelo reservatório.

Dentro da água do reservatório se estabelece um regime novo de mineralização. Os

agentes responsáveis por isto são o fluxo mais lento da água e a maior profundidade, ambos

diminuindo a disponibilidade de oxigênio para a decomposição oxidativa do material orgânico.

Esta nova situação favorece a ocorrência da metanogênese. Como conseqüência, maior

proporção do carbono é emitida sob forma de metano.1

1 É possível que esta maior dificuldade na mineralização de compostos orgânicos altere a qualidade da

matéria húmica residual.

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Recentemente começou-se a pesquisar a influência dos reservatórios de usinas

hidrelétricas no balanço global de carbono. Alguns resultados indicam que estes reservatórios,

especialmente aqueles localizados nas regiões tropicais, contribuem para o efeito estufa de modo

bastante irregular, com grandes variações nas taxas de emissão de carbono. De qualquer forma,

em termo de balanço de emissões, pode-se afirmar que as usinas hidrelétricas com seus

reservatórios são bem menos emissores de carbono do que usinas termelétricas que queimam

combustíveis fósseis .

Porém ainda não se atingiu um completo entendimento sobre o comportamento dos

reservatórios não naturais, isto é, criados por intervenções antropogênicas, como no caso das

hidrelétricas. Sendo um complexo sistema ambiental, com vários e diferentes ecossistemas,

respondem de forma diferenciada. Há que se levar em conta suas diferentes zonas ecológicas,

hidrológicas e climáticas e não somente extrapolar dados de estudos de alagamento de áreas

florestadas.

Como este estudo vem se desenvolvendo numa área que poderá se transformar num

reservatório de um grande complexo hidrelétrico, o CHE Belo Monte, o que se deseja é obter os

valores das atuais emissões de GEE nesta área, tanto no ambiente terrestre quanto no aquático,

para que, no futuro, se possa comparar com o comportamento do novo ambiente e sua

contribuição para o fenômeno.

7.2 - Como Reservatórios Podem Influir no Efeito Estufa A liberação de dióxido de carbono, metano e óxido nitroso pelos reservatórios

hidrelétricos sugerem que esses gases de efeito estufa devam sua liberação à presença dos

reservatórios. De fato os estudos iniciais, na década de 90, consideravam que a liberação desses

gases era devida à presença do reservatório e que assim eles deveriam ser “debitados” ao mesmo,

quando se comparava o agravamento do efeito estufa causado por usinas termelétricas por um

lado com o das hidrelétricas por outro. Mas com o entendimento da circulação do carbono na

biosfera outro cenário está se concretizando.

Não mudou a noção de que todo dióxido de carbono emitido por usinas termelétricas,

quando essas usam combustível fóssil, constitui uma mobilização deste carbono: carbono

dormente no subsolo é lançado pelas termelétricas na atmosfera aumentando sua concentração

no ar e agravando o efeito estufa.

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Poderia parecer que o mesmo vale para os gases de efeito estufa liberados por um

reservatório, porém há uma diferença importante: a maioria do carbono contido no metano e no

dióxido de carbono que se desprendem do reservatório não é de origem fóssil e sim de origem

biológica recente: provém da decomposição de material orgânico recém-sintetizado pelas

plantas.

A fotossíntese das plantas usa dióxido de carbono contido no ar, ou dissolvido na água,

para produzir material orgânico. Quando esse material se decompõe a liberação de dióxido de

carbono fecha o ciclo, por assim dizer.

Na Amazônia esse ciclo tem duração de algumas décadas apenas (Cole and Caraco,

2000). Assim, a liberação de dióxido de carbono por reservatório faz parte da circulação natural

na biosfera e não deveria aumentar a concentração dele no ar como acontece nas termelétricas.

Não deveria aumentar se todo material orgânico fotossintetizado fosse novamente

decomposto. Esse aspecto precisa ser examinado em mais detalhe, como também a emissão de

metano e do óxido nitroso, ambos gases com maior poder de aquecimento global do que o

dióxido de carbono.

É importante levar em conta a proporção do material orgânico recém-sintetizado, que será

decomposto, e à proporção que se destina à fossilização.

Enquanto nas regiões temperadas uma expressiva fração é fossilizada, nos trópicos a

quase totalidade do material vegetal é decomposto. Tome-se a bacia hidrográfica do rio

Amazonas. Em sua área de cerca de 8 × 106 km2 a fotossíntese fixa, em média, cerca de 1 kg de

carbono por ano por metro quadrado.

Calcula-se que em toda bacia são fixados cerca de 8 × 1012 kg de carbono por ano. Os

tecidos vegetais moles rapidamente se decompõem, passando para dióxido de carbono liberado

para o ar. Outra parte de seu carbono escorre para os rios na forma de substâncias húmicas:

material fenólico chamado de ácidos húmicos e ácidos fúlvicos com acentuada resistência à

decomposição adicional.

Mesmo árvores com troncos ligno-celulósicos aparentemente duráveis, quando em ar ou

no solo, são eventualmente decompostos. Na Amazônia a vida média de árvores é de cerca 50

anos, pois o ataque por doenças, ou a periódica derrubada pelo vento de áreas extensas limita sua

longevidade. Mesmo em áreas intactas, incêndios causados por raios se juntam a esse tipo de

causas.

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No solo amazônico pouco carbono é retido. Encontra-se no solo entre 0,5 e 3% de

carbono, porém este carbono esse está em trânsito, por assim dizer. Continuamente está sendo

levado pela água na forma de material húmico; e também continuamente está sendo reposto, de

modo que representa um estoque fixo que não aumenta. Da mesma forma, a cobertura vegetal

toda constitui um estoque fixo que, essencialmente, não aumenta.

Existem pequenas flutuações que levam a acréscimos ou decréscimos temporários da

vegetação em pé. Em situação de regime contínuo estável, a vegetação em pé não constitui

sumidouro de carbono.

As substâncias húmicas que são levadas pela água chegam ao mar, floculam devido à

salinidade, e formam sedimento que se encaminha à fossilização. O rio Amazonas, com sua

vazão de 270.000 metros cúbicos por segundo, leva em média 12 mg de carbono por litro.

Constitui isso uma exportação ao mar de cerca de 1,02 × 1011 kg de carbono por ano, ou seja,

1,3% do produto fotossintético da bacia. após a floculação e sedimentação há ainda uma

decomposição de ~30% (Aller, 1999) que resulta uma fossilização de 0,9%.

Aceitando como verdadeira a ausência de fossilização em terra firme, conclui-se que

apenas ~1% do material fotossintético da Amazônia fossiliza. Os restantes 99% voltam ao ar na

forma de dióxido de carbono ou metano, fechando o ciclo quase perfeitamente.

Há porém outro efeito a considerar. Reservatórios tropicais abrigam sedimento anóxico e

neste ocorre formação de metano que, na ausência do reservatório, o rio sem represamento

presumivelmente não formaria, liberando apenas dióxido de carbono.

Assim pode se dizer que a instalação do reservatório promove a transformação em

metano de parte do carbono que seria emitido na forma de dióxido de carbono pelo rio.

Isso pode ser atenuado tendo em vista que nossas medições no rio Xingu mostram que há

emissão significativa de metano mesmo pelo rio, antes do represamento. O metano é um gás

mais “efetivo” no efeito estufa do que o dióxido de carbono e nisso está um possível

agravamento do efeito estufa pelo reservatório, se ele de fato promover aumento de liberação de

metano. Desses argumentos emerge outra conclusão ainda: o dióxido de carbono biosférico

circula naturalmente e a medição de suas taxas de liberação não é tão importante – quanto o

metano - para analisar o agravamento do efeito estufa. Um dos impactos antrópico está na troca

da emissão de dióxido de carbono pela emissão de CH4.

O outro se comporta da mesma maneira porém não faz parte do ciclo do carbono. São as

emissões de óxido nitroso que fazem parte do ciclo do nitrogênio e também devem ser avaliadas.

IVIG 3925

27

8 - O Ciclo do Carbono em Trecho do Rio Xingu

A construção do CHE Belo Monte acarretará diversas alterações no meio ambiente, pela

inundação das terras, pela alteração do regime hidrológico, pela alteração da química que rege a

decomposição da matéria vegetal, e outras.

Essencialmente, em regime fluvial a decomposição é oxidativa mas adquire forte

componente metanogênico caso se altere para o regime lacustre, como é o caso dos reservatórios

de hidrelétricas. Como conseqüência, as alterações atingirão também as taxas de emissão dos

gases de efeito estufa que ocorrem na bacia hidrográfica do rio, os gases sendo o dióxido de

carbono (CO2), o metano (CH4) e o óxido nitroso (N2O). Os três entram na circulação do

carbono como conseqüência da sua produção pela biosfera.

As atividades de pesquisa do grupo da COPPE/UFRJ anteriormente abrangiam a

quantificação da emissão de gases de efeito estufa por usinas hidrelétricas com intuito de

compará-las às emissões de usinas termelétricas e foram feitas numerosas comparações (Rosa et

al., 2002) no que tange esse parâmetro. Porém, com o correr do tempo está se cristalizando a

opinião de que a comparação dos fluxos gasosos apenas, não é suficiente para avaliar a ação

sobre o efeito estufa.

Uma descrição correta de como uma represa afeta a circulação de carbono pode ser feita

após o estudo do ciclo do carbono na bacia hidrográfica.

De fato a represa afeta área relativamente pequena além da área inundada, simplificando

assim a situação. Se for realizado um estudo antes da inundação e outro depois se poderá, por

diferença, estabelecer o efeito da represa. É também possível antecipar o efeito da represa

medindo certos parâmetros da condição “antes” e procedendo por analogia com represas já

existentes para prever a situação “depois”.

A circulação do carbono em uma bacia hidrográfica ocorre ao longo de um ciclo quase

completamente fechado iniciado com a absorção do dióxido de carbono pela vegetação e sua

emissão ao longo da cadeia de decomposição, também chamada de mineralização. Há um

pequeno resíduo não decomposto que se acumula em algum lugar.

O início do ciclo é a fixação do dióxido de carbono pela fotossíntese das plantas verdes.

Nesse processo o CO2 do ar é combinado com a água para armazenar a energia da luz. O

produto inicial é de fato a adenosina trifosfato (ATP) que é utilizada na construção de compostos

orgânicos. Um exemplo é a síntese da glicose:

6 CO2 + 2 H2O → C6H12O6 + O2

IVIG 3925

28

Nessa reação nota-se a fixação do CO2 gasoso e a liberação de oxigênio (O2) também gasoso.

A energia luminosa absorvida pelas plantas na fotossíntese é aproveitada por outros

organismos ao longo da rede alimentar. Dentro de um reservatório a fotossíntese dá-se nas

macrófitas (plantas aquáticas) e principalmente no fitoplâncton. Um ramo da cadeia alimentar é

este: algas são predadas por protozoários que são predados por microcrustáceos que alimentam

os peixes sujeitos a uma hierarquia de predação.

As cadeias alimentares geram detritos na forma de excremento e corpos de indivíduos

mortos. Bactérias continuam a mineralização dos detritos.

A decomposição pode seguir dois caminhos: o oxidativo e o metanogênico. Na

decomposição oxidativa, que engloba a respiração, o oxigênio é combinado com substâncias

orgânicas gerando CO2. A metanogênese ocorre em ambientes onde falta oxigênio (anóxicos), é

efetuada por bactérias e consiste no re-arranjo das ligações químicas dos compostos orgânicos,

resultando pequeno ganho energético.

Numa primeira fase chamada fase ácida da metanogênese, são gerados ácidos orgânicos e

numa segunda fase esses ácidos são decompostos formando metano e CO2. Um exemplo é a

decomposição metanogênica do ácido acético:

CH3 – C − OH → CH4 + CO2

O

Na metanogênese desprende-se metano e dióxido de carbono.

A maior parte dos sedimentos de fundo de reservatórios ou lagos são anóxicos e abrigam

a metanogênese. Rios podem também abrigar a metanogênese perto de suas margens, em áreas

de remanso. Mas a água corrente do leito dos rios forma turbulência, o que favorece a sua

oxigenação, dificultando a metanogênese.

O CO2 desprendido na decomposição pode ser considerado como sendo a devolução à

atmosfera do CO2 consumido pela fotossíntese. Por isso não pode ser enquadrado como

agravante do efeito estufa, pois sua absorção e re-emissão quase total constitui o ciclo natural do

carbono e dá-se continuamente mesmo na ausência do reservatório.

Com o CH4 o relacionamento é diferente. Embora o CH4 seja emitido por ambientes

naturais como margens de rios e alagados, o CH4 também é absorvido por certos ambientes de

terra firme. O metano é gas de efeito estufa de ação muito mais intensa que o CO2.

IVIG 3925

29

Mesmo que seu tempo de residência na atmosfera seja de apenas 10 anos, sua

concentração no ar e seu poder de aquecimento global são parâmetros importantes no efeito

estufa. O estabelecimento do reservatório altera o regime do metano.

No regime anóxico do sedimento os produtos finais da decomposição são os gases CO2 e

CH4 e mais polímeros fenólicos conhecidos como substâncias húmicas. Destacam-se,

particularmente, a humina que é insolúvel e os ácidos húmicos e ácidos fúlvicos estes dotados de

solubilidade em água.

A estrutura fenólica dos compostos húmicos confere certo grau de toxicidade e dificulta a

continuação de sua decomposição pela biosfera. Mesmo em clima quente há acúmulo de ácidos

húmicos e fúlvicos, com idade de milhares de anos (Matvienko et al., 2000), sinalizando que

esses compostos são essencialmente estáveis. Assim, as regiões anóxicas dos reservatórios

desempenham o papel de sumidouros do carbono pois retiram carbono da circulação na biosfera

ao produzir substâncias húmicas estáveis.

Os ácidos húmicos e fúlvicos que também são formados no ambiente anóxico, são

levados ao mar pelos rios. Ali floculam e formam extensos depósitos. Após pequena

mineralização adicional, cerca de 70% fossiliza (Aller, 1999).

Na passagem do regime lótico para o lêntico não ocorre apenas tendência de agravamento

do efeito estufa, ocorre também sua atenuação. Na primeira categoria está o incremento da

produção de CH4 e na segunda, a expansão do sumidouro de carbono pelo aumento de formação

de substâncias húmicas.

8.1 - Procedimento na Avaliação da Situação Antes da Inundação

A área a ser inundada será considerada para a avaliação de entradas e saídas de carbono.

Ela será tratada como uma caixa, ou seja, um compartimento espacial tridimensional com

extensão da área a ser alagada, recebendo e entregando carbono.

As entradas de carbono são: (1) carbono do CO2 do ar quando consumido pela

fotossíntese das plantas (Produção Primária Líquida -NPP). (2) carbono do CO2 absorvido pela

água do rio ou dos alagados. (3) Carbono, dissolvido ou particulado, trazido pelo rio. (4)

Carbono absorvido como CH4 ou CO2 pelo solo que será inundado. (5) Carbono trazido pela

água do subsolo.

IVIG 3925

30

As saídas de carbono são: (1) carbono do CO2 emitido pelas raízes autotróficas e

bactérias heterotróficas em sua respiração. Essa parcela já será subtraída da absorção de modo

que seja contada apenas a produção primária líquida (NPP) no item “entrada de carbono do CO2

do ar”. (2) Carbono contido nos gases emitidos pelas superfícies de água, do rio e dos alagados.

(3) Carbono dissolvido ou particulado entregue à jusante pelo compartimento considerado. (4)

Carbono que sai da “caixa” para formar sedimento permanente de substâncias húmicas no solo, e

fica fora do alcance do metabolismo da biosfera.

Serão estimadas, independente umas das outras, todas entradas e saídas do

compartimento. Será também estimada a variação do carbono residente na caixa. Essa variação

de carbono é dada na literatura atual como sendo um pequeno aumento de carbono residente. Tal

parcela será levada em conta como uma saída (Sarmiento and Gruber, 2002).

A soma de todas entradas deve igualar a soma das saídas, ou seja, é possível fazer um

balanço do carbono. É possível fazer um balanço dinâmico calculando os fluxos, por segundo, de

entrada e saída de carbono da caixa. Mais realístico é um balanço anual no qual as entradas e

saídas são dadas para o período de um ano.

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31

9 - Caracterização da Área Estudada

9.1 - O Complexo Hidrelétrico Belo Monte

Segundo ELETROBRÁS/ELETRONORTE (2002), o Complexo Hidrelétrico (CHE)

Belo Monte recebeu este nome porque reúne, em uma mesmo empreendimento, uma barragem, 2

reservatórios, 2 vertedouros, dois canais e 2 usinas de geração elétrica, entre outras obras

previstas a serem construídas próximas a Volta Grande do Xingu, região de Altamira, no estado

do Pará.

O Complexo Hidrelétrico Belo Monte será construído no Estado do Pará, no Rio Xingu, a

50 km a leste da cidade de Altamira e 400 km a sudoeste da capital Belém. Belo Monte terá uma

capacidade instalada de 11.182 MW (onze milhões e cento e oitenta e dois mil quilowatts),

distribuída em duas casas de força, uma com 11.000 MW e outra com 182 MW.

Este empreendimento é considerado uma obra estratégica para o Setor Elétrico Brasileiro,

pois proporcionará a integração entre bacias hidrográficas com diferentes regimes hidrológicos,

resultando em um ganho da energia garantida no sistema Interligado (ELETRONORTE, 2003).

De acordo com ELETRONORTE (2003), o sítio de Belo Monte é considerado um dos

melhores aproveitamentos hidrelétricos em todo o mundo: para gerar tal quantidade de energia

elétrica será inundada uma área de apenas 400 km2, sendo que 200 km2 são o próprio leito do rio,

ou seja, serão produzidos mais de 28 MW por quilômetro quadrado de área alagada, contra 3

MW km-2 em Tucuruí ou 8,6 MW km-2 em Itaipu, por exemplo.

A geração firme de Belo Monte será da ordem de 4.675 MW médios para uma obra que

está orçada em cerca de US$ 3,7 bilhões, resultando um custo operacional de apenas US$ 12 por

MWh, um dos menores entre todos os empreendimentos hidrelétricos do mundo.

O aproveitamento da queda natural da chamada Volta Grande do Xingu, de 96 metros,

aliado às elevadas vazões do rio, de até 32 mil m3s-1, possibilitou um novo arranjo de engenharia

que reduziu o tamanho do reservatório de Belo Monte de 1.225 km2 para 400 km2, sem prejuízo

à capacidade instalada de 11.182 MW e nenhuma interferência direta sobre áreas indígenas.

A Figura 1 a seguir mostra a localização do CHE Belo Monte.

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Figura 1 – Localização do CHE Belo Monte. Fonte: http://www.eln.gov.br/mapa.htm, 2003

A seguir é apresentada na figura 2 uma visão geral do futuro reservatório de belo Monte.

Figura 2 – Visão Geral Virtual do Futuro Reservatório de Belo Monte. Fonte: http://www.belomonte.gov.br/menu.html, 2003.

9.2 - Breve Histórico do Complexo Hidrelétrico de Belo Monte

Em janeiro de 1980, a Eletronorte emitiu o Relatório Final dos Estudos de Inventário

Hidrelétrico da Bacia Hidrográfica do Rio Xingu, cujos trabalhos haviam sido iniciados em

1975. O Relatório foi aprovado pelo, então, Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica

- DNAEE, por meio da Portaria nº 43 de 2 de março de 1988, publicada no D.O.U. de 4 de

março de 1988 (ELETRONORTE, 2003).

IVIG 3925

33

Com base nas recomendações contidas no Relatório, a Eletronorte começou, em julho de

1980, os estudos de viabilidade técnica e econômica do complexo Hidrelétrico de Altamira,

compreendendo as usinas Kararaô e Babaquara. Os trabalhos de campo que estavam inicialmente

concentrados na usina de Babaquara foram, a partir de 1986, redirecionados para o sítio de

Kararaô, uma vez que estudos desenvolvidos no âmbito do Plano 2010, da Eletrobrás, então em

fase de elaboração, indicavam essa usina como a melhor opção para iniciar a integração das

usinas do Xingu ao Sistema Interligado Brasileiro.

Em janeiro de 1990, a Eletronorte enviou ao DNAEE o Relatório Final dos Estudos de

Viabilidade do Aproveitamento Hidrelétrico de Belo Monte (antiga UHE Kararaô), solicitando

sua aprovação e a outorga de concessão. A usina, projetada para operar a fio d’água, tinha um

reservatório com 1.225 km² de área inundada e uma casa de força com 11.000 MW instalados.

Esse projeto foi alvo de inúmeras críticas e restrições por parte da população local e,

principalmente, de organizações ambientais e humanitárias internacionais.

Com a crise financeira do Setor Elétrico no início da década de 90, os trabalhos de campo

foram interrompidos. Em 1994, a Eletronorte apresentou ao DNAEE e a Eletrobrás um estudo

preliminar visando à modificação do arranjo indicado no Relatório Final dos Estudos de

Viabilidade. Nesse novo arranjo, o barramento e o vertedouro da usina são deslocados para

montante permitindo reduzir a área do reservatório de 1.225 km² para cerca de 440 km², sem

alterar as características energéticas do projeto. Uma das principais vantagens desse arranjo,

além da menor área inundada, seria eliminar a inundação da terra indígena Paquiçamba (Figura

3).

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Figura 3 – Comparação Entre a Proposta Antiga e a Proposta Atual do CHE de Belo Monte. Fonte: http://www.belomonte.gov.br/menu.html, 2003.

A figura acima apresenta uma comparação entre as duas alternativas de arranjo, podendo-

se verificar a significativa redução da área inundada propiciada pelo deslocamento do local do

barramento do Rio Xingu. Dois canais de adução serão construídos, cada um com

aproximadamente 12 km de extensão e largura média de 250 m. Cabe observar que, dos 440 km²

de área inundada no novo arranjo, aproximadamente a metade corresponde à área de inundação

natural do rio em época de cheia.

A Portaria DNAEE 769, de 25 de novembro de 1994, constituiu um grupo de trabalho

que analisou a proposta de novo arranjo e recomendou o aprofundamento desta alternativa ao

nível de Viabilidade. Em fevereiro de 1999, a ANEEL registrou a solicitação da Eletrobrás para

elaborar, em conjunto com a Eletronorte, os Estudos de Complementação da Viabilidade do

Aproveitamento Hidrelétrico de Belo Monte, que visa confirmar a viabilidade técnica,

econômica e ambiental do novo arranjo.

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35

Em dezembro de 2000, a Eletrobrás e Eletronorte celebraram um Acordo de Cooperação

Técnica objetivando a realização dos estudos, que se encontram em finalização.

Na figura 4 seguinte são apresentadas as localizações das estruturas do CHE Belo Monte

a serem feitos.

Figura 4 – Localização das Principais Estruturas a Serem Construídas no CHE de Belo Monte. Fonte: Extraído de http://www.belomonte.gov.br/menu.html, 2003.

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10 - Pontos de Amostragem

10.1 - Sítios de Amostragem na Primeira Campanha de Campo

Na Tabela a seguir são apresentados os sítios de amostragem no Rio Xingú, no período

de 27 a 31 de outubro de 2003, contendo suas coordenadas geográficas.

Tabela 2 - Sítios de Coleta de Amostragem Realizados na Primeira Campanha de Campo no Rio Xingu com as suas Respectivas Coordenadas Geográficas.

SOLO

NOME DO SÍTIO IDENTIFICAÇÃO LATITUDE LONGITUDE ILHA DO FERNANDÃO SOLO 1 3° 17' 32" S 52° 12' 41" W BACABAL/PRAINHA SOLO 2 3° 26' 04,1" S 52° 15' 55,3" W ILHA DO PIRULITO SOLO 3 3° 12' 50,2" S 52° 06' 44,1" W ILHA DO ARAPUJÁ SOLO 4 3° 12' 41" S 52° 11' 07,1" W TRAVESSÃO CNEC, KM 55 (FLORESTA)

SOLO 5 3° 26' 04,1" S 52° 15' 55,3" W

TRAVESÃO DA COBRA CHOCA, KM 50 (PASTO)

SOLO 6 3° 10' 24,5" S 51° 44' 55" W

ILHA PERTO DA CIDADE SOLO 7 3° 12' 59" S 51° 52' 55" W

SEDIMENTO

NOME DO SÍTIO IDENTIFICAÇÃO LATITUDE LONGITUDE ILHA DO FERNANDÃO NO RIO XINGU SED 1 3° 17' 33" S 52° 11' 45" W

ILHA DO PIRULITO SED 2 3° 13' 59" S 52° 07' 18" W CASA DE FORÇA/PRAIA CRANARIA SED 8 3° 06' 57,5" S 51° 46' 03,4" W

COLETA DE ÁGUA

NOME DO SÍTIO IDENTIFICAÇÃO LATITUDE LONGITUDE

IGARAPÉ DO AMBÉ COD 1 3° 12' 08" S 52° 11' 41" W ILHA DO FERNANDÃO COD 2 3° 17' 41,1" S 52° 11' 41,6" W ITAPUAMA COD 3 3° 33' 45,5" S 52° 19' 08,6" W ILHA DO PIRULITO COD 4 3° 13' 17,5" S 52° 06' 40,8" W EIXO DA BARRAGEM COD 5 3° 25' 34" S 51° 56' 42" W PRAIA CRANARIA/CASA DE FORÇA COD 6 3° 06' 57,5" S 51° 46' 03,4" W FURA DA BARRIGUDA COD 7 3° 17' 32" S 52° 12' 01" W

ÁGUA DO SUBSOLO


CAIS DO PORTO DE ALTAMIRA ÁGUA 1 3° 13' 02" S 52° 12' 53" W

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FUNIS NOME DO SÍTIO IDENTIFICAÇÃO LATITUDE LONGITUDE

IGARAPÉ DO AMBÉ FUN 1 03o 12' 07,3"S 52o 11' 40,7"W

ILHA DO FERNANDÃO FUN 2 03o 17’ 41,1”S 52o 11’ 41,6”W ITAPUAMA FUN 3 03o 33’ 45,5"S 52o 19’ 08,6”W ILHA DO PIRULITO FUN 4 03o 13’ 17,5"S 52o 06’ 40,8”W FEITOSA FUN 5 03o 25’ 33,9"S 51o 56’ 42,2”W ILHA DO ARAPUJÁ FUN 6 03o 13’ 03"S 52o 10’ 31”W PRAIA CRANARIA/CASA DE FORÇA FUN 7 03o 06’ 57,5"S 51o 46’ 03,4”W

PARÂMETROS FÍSICO-QUÍMICOS DA ÁGUA NOME DO SÍTIO IDENTIFICAÇÃO LATITUDE LONGITUDE

IGARAPÉ DO AMBÉ PFQ 1 03o 12' 08"S 52 o 11' 41"W ILHA DO FERNANDÃO PFQ 2 03o 17’ 41,1”S 52o 11’ 41,6”W ITAPUAMA PFQ 3 03 o 33’ 45,5"S 52 o 19’ 08,6”W PRAIA CRANARIA/CASA DE FORÇA PFQ 8 03o 06’ 57,5"S 51o 46’ 3,4”W

CÂMARAS DE DIFUSÃO


ILHA DO FERNANDÃO CAM 1 3o17’41”S 52o11’41”W

FURO DA BARRIGUDA CAM 2 3o17’32”S 52o12’01”W

PRAIA DA GOIABEIRA CAM 3 3o14’22’S 52o11’44”W

ILHA ITAPUAMA CAM 4 3o33’43”S 52o19’12”W

IGARAPÉ DO AMBÉ CAM 5 3o12’08”S 52o11’41”W

ILHA DO PIRULITO CAM 6 3o12’56”S 52o06’52”W

EIXO DA BARRAGEM CAM 7 03o 25' 34"S 51 o 56' 42"W

BARRAGEM CAM 8 03 o 25' 33"S 52 o 56' 47"W


BARRAGEM CAM 10 3o25’32”S 51o56’42”W

FURO DA ILHA DO ARAPUJÁ CAM 11 3o13’03”S 52o10’31”W

PRAIA CRANARIA CAM 12 03 o 06' 58"S 51 o 46' 05"W

SENSOR DE METANO


ITAPUAMA SENSOR 1 03 o 33' 43"S 52 o 19' 12"W

IGARAPÉ DO AMBÉ SENSOR 2 03 o 12' 08"S 52 o 11' 41"W

EIXO DA BARRAGEM SENSOR 3 03o 25' 34"S 51 o 56' 42"W

BARRAGEM SENSOR 4 03 o 25' 33"S 52 o 56' 47"W

PRAIA CRANARIA SENSOR 5 03 o 06' 58"S 51 o 46' 05"W

As figuras abaixo mostram mapas que descrevem o uso e a cobertura do solo, alem e os

pontos de amostragem dos parâmetros obtidos no Rio Xingú durante a primeira campanha de

campo.

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Figura 5 - Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Câmaras de Difusão no Rio Xingú em Outubro de 2003.

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39

Figura 6 - Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Coleta de Água no Rio Xingú em Outubro de 2003.

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40

Figura 7 - Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Funis no Rio Xingú em Outubro de 2003.

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41

Figura 8 - Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Rio Xingú em Outubro de 2003.

IVIG 3925

42

Figura 9 - Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Solo e Sedimento no Rio Xingú em Outubro de 2003.

IVIG 3925

43

Figura 10 - Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Sensor de Metano no Rio Xingú em Outubro de 2003.

IVIG 3925

43

10.2 - Sítios de Amostragem na Segunda Campanha de Campo

Na Tabela 3 são mostrados os locais de amostragem no Rio Xingú , com suas respectivas

coordenadas geográficas, que foram obtidos durante a realização da segunda campanha de

campo, 10 a 14 de maio de 2004.

Tabela 3 - Sítios de Coleta de Amostragem Realizadas na Segunda Campanha de Campo no Rio Xingu com as suas Respectivas Coordenadas Geográficas.

SOLO

NOME DO SÍTIO IDENTIFICAÇÃO LATITUDE LONGITUDE ILHA DO FERNANDÃO SOLO 1 3° 16' 25,4" S 52° 12' 13,4" W BACABAL/PRAINHA SOLO 2 3° 21' 25,2" S 52° 12' 14,8" W ILHA DO PIRULITO SOLO 3 3° 12' 36,9" S 52° 11' 14,9" W ILHA DO ARAPUJÁ SOLO 4 3° 12' 51,1" S 52° 06' 45" W TRAVESSÃO CNEC, KM 55 (FLORESTA)

SOLO 5 3° 26' 04,1" S 52° 15' 55,3" W

TRAVESÃO DA COBRA CHOCA, KM 50 (PASTO)

SOLO 6 3° 10' 24,5" S 51° 44' 55" W

ILHA REDONDA SOLO 8 3° 05' 58,5" S 51° 50' 26" W ILHA TRÊS IRMÃS SOLO 9 3° 20' 14,9" S 51° 59' 37,3" W

SEDIMENTO


RIO XINGU SED 1 3° 16' 54" S 52° 13' 14" W

ILHA DO ARAPUJÁ SED 2 3° 13' 32" S 52° 11' 14" W

COLETA DE ÁGUA


IGARAPÉ DO AMBÉ COD 1 3° 12' 07,3" S 52° 11' 40,7" W ILHA DO FERNANDÃO COD 2 3° 17' 41,1" S 52° 11' 41,6" W ITAPUAMA COD 3 3° 33' 45,5" S 52° 19' 08,6" W ILHA DO PIRULITO COD 4 3° 13' 03,5" S 52° 06' 40,1" W JOÃO BARRO, PRÓXIMO AO ACAMPAMENTO COD 5 3° 22' 01" S 51° 59' 13" W PRAIA CRANARIA COD 6 3° 06' 57,5" S 51° 46' 03,4" W CHÁCARA SR. HENRIQUE COD 9 3° 17' 26" S 52° 11' 11" W ILHA REDONDA COD 10 3° 21' 25,8" S 52° 12' 09,4" W

IVIG 3925

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FUNIS NOME DO SÍTIO IDENTIFICAÇÃO LATITUDE LONGITUDE IGARAPÉ DO AMBÉ FUN 1 03o 12' 07,3"S 52o 11' 40,7"W

ILHA DO FERNANDÃO FUN 2 03o 17’ 41,1”S 52o 11’ 41,6”W ITAPUAMA FUN 3 03o 33’ 45,5"S 52o 19’ 08,6”W ILHA DO PIRULITO FUN 4 03o 13’ 0,3"S 52o 06’ 38,6”W JOÃO BARO, PRÓXIMO AO ACAMPAMENTO FUN 5 03o 22’ 01"S 51o 59’ 13”W FURO DA ILHA DO ARAPUJÁ FUN 6 03o 13’ 03"S 52o 10’ 31”W ILHA REDONDA FUN 7 03o 21’ 25,2"S 52o 12’ 14,8”W PRAIA CRANARIA/ CASA DE FORÇA

FUN 8 03o 06’ 57,5"S 51o 46’ 3,4”W

PARÂMETROS FÍSICO-QUÍMICOS DA ÁGUA NOME DO SÍTIO IDENTIFICAÇÃO LATITUDE LONGITUDE

IGARAPÉ DO AMBÉ PFQ 1 03o 12' 07,3"S 52 o 11' 40,7"W ITAPUAMA PFQ 3 03 o 33’ 45,5"S 52 o 19’ 08,6”W CHÁCARA DO Sr. HENRIQUE PFQ 4 03° 17' 26" S 52° 11' 11" W ILHA DO PIRULITO PFQ 5 03o 13’ 0,3"S 52o 06’ 38,6”W FURO DA ILHA DO ARAPUJÁ PFQ 6 03o 13’ 03"S 52o 10’ 31”W PRAIA CRANARIA/CASA DE FORÇA PFQ 8 03o 06’ 57,5"S 51o 46’ 3,4”W JOÃO BARO, PRÓXIMO AO ACAMPAMENTO PFQ 9 03o 22’ 01"S 51o 59’ 13”W

CÂMARAS DE DIFUSÃO


ILHA DO FERNANDÃO CAM 1 3o17’41”S 52o11’41”W

CURICAS CAM 2 3o17’58”S 52o12’32”W

CURICAS, REMANSO CAM 3 3o18’26’S 52o12’30”W

ILHA ITAPUAMA CAM 4 3o33’51”S 52o19’40”W

ILHA DAS ARARAS CAM 5 3o30’45”N 52o17’40”W

MARGEM ESQUERDA, BARRIGUDA

CAM 6 3o18’28”S 52o12’32”W

FURO DO ARAPUJÁ CAM 7 3o13’02”S 52o10’31”W

ILHA DO PIRULITO CAM 8 3o12’56”S 52o06’50”W


FURO DA BARRIGUDA CAM 10 3o17’44”S 52o12’18”W

BARRAGEM CAM 11 3o26’26”S 51o57’13”W

BELO MONTE CAM 12 3o06’59”S 51o46’01”W

A seguir, nas figuras, são apresentados os mapas que delineiam o uso e a cobertura do

solo e os pontos de amostragem dos parâmetros obtidos no Rio Xingu durante a segunda

campanha de campo.

IVIG 3925

45

Figura 11 - Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Câmaras de Difusão no Rio Xingú em Maio de 2004.

.

IVIG 3925

46

Figura 12 - Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Coleta de Água no Rio Xingú em Maio de 2004.

IVIG 3925

47

Figura 13 - Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Funis no Rio Xingú em Maio de 2004.

IVIG 3925

48

Figura 14 - Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Rio Xingú em Maio de 2004.

IVIG 3925

49

Figura 15 - Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Solo e Sedimento no Rio Xingú em Maio de 2004.

IVIG 3925

50

Figura 16 - Mapa de Localização dos Pontos de Amostragem de Armadilhas no Rio Xingú em Maio de 2004.

IVIG 3925

51

11 - Premissas Adotadas no Trabalho

11.1 - Cálculo das Áreas de Estudo

Devido à ausência de imagem de satélite para o período chuvoso, em que há intenso

recobrimento da região amazônica por nuvens foi calculada a área do espelho d’água na estação

das chuvas (maio 2004) de modo descrito a seguir.

Empregou-se inicialmente a área de 317,166 km2 obtida por imagem de satélite na

estação seca (outubro de 2003), de acordo com a Figura 17. Entretanto, restaria calcular o

incremento – devido às inundações – que deve ser somado à área do espelho d’água do trecho

amostrado em outubro 2003.

Para tanto foi utilizada a imagem de satélite impressa em escala 1:350.000, além dos

pontos de coleta de gases de efeito estufa, fornecida à equipe de amostragem.

O incremento foi calculado dividindo-se o trecho amostrado em 5 segmentos de

aproximadamente 17 km cada. Este trecho é consideravelmente ramificado devido aos braços do

rio. Foi contabilizado o número de braços existentes em cada um dos 5 segmentos. O número de

braços é multiplicado pelo comprimento do segmento resultando no “rio-equivalente” do

segmento.

Abaixo é mostrada a descrição da suposição feita com o objetivo de viabilizar a

estimativa do incremento na área do espelho d’água.

Supõe-se que as inclinações das margens do rio Xingu no trecho amostrado são iguais às

de Tucuruí – devido à proximidade de latitude e semelhanças de relevo – cerca de 5% (fonte:

Relatório 1 – Métodos e resultados preliminares – Primeiro conjunto de campanhas, realizadas

entre 9.3.98 e 9.6.98, nos reservatórios hidrelétricos de Miranda, Três Marias, Barra Bonita,

Segredo, Xingó, Samuel e Tucuruí).

Sítios que na campanha da estação seca do Rio Xingú eram margem do rio, ficaram

submersos a aproximadamente 4 metros de profundidade, e.g. sítio “Furo do Arapujá” no quadro

24 das emissões difusivas.

A inclinação i (5% neste caso) é dada por:

i = 100 (∆h / s)

onde ∆h é o comprimento do aumento da coluna d’água (4 m neste caso) e s é o comprimento do

avanço do braço no sentido calha-margem. Resultando s = 80 m.

IVIG 3925

52

Assim sendo, o incremento devido ao período chuvoso, na área do espelho d’água do

trecho amostrado em outubro 2003, é obtido multiplicando-se o comprimento do rio-equivalente

por 160 m (para levar em conta que cada uma das duas margens afastou-se 80 m da calha).

A explicação acima está numericamente exemplificada na tabela 4. Os segmentos estão

ordenados no sentido montante-jusante ou seja segmento 1 está a montante e segmento 5 a

jusante dos demais segmentos.

Tabela 4 – Resultados Encontrados com a Extrapolação da Área do Rio Xingu na 2a. Campanha:

Segmento Comprimento (km)

Número de braços

Rio-equivalente (km)

Incremento de área (km2)

1 4,82 cm × (5 km / 1,41cm) = 17,09

11 17,09 × 11 = 187,99 2×0,080×187,99=30,08

2 17,91 6 107,46 17,19 3 17,38 4 69,52 11,12 4 17,91 7 125,37 20,06 5 15,60 8 124,80 19,97

Portanto, o incremento total a ser adicionado à área do espelho d’água é a soma dos

incrementos de cada segmento mostrado na tabela.

O incremento total vale 98,42 km2 e está associado a um comprimento de 85,89 km de

rio. Para 106 km de rio calculou-se 317,166 km2 de área. Desta forma, associada a um

comprimento de 85,89 km de rio tem-se uma área de espelho d’água de 256,99 km2.

Assim, a área a ser incrementada é de 256,99 km2. O incremento de 98,42 km2 representa

38,3% da área de 256,99 km2. Resulta uma área total do espelho d’água na estação chuvosa de

256,99 + 98,42 = 355,41 km2.

Há outro modo de se estimar a área do espelho d’água no período chuvoso: multiplica-se

o comprimento de 85,89 km pela largura média de 3 km + 160 m = 3,16 km. Essa multiplicação

resulta 271,41 km2. A diferença entre as duas áreas põe em perspectiva o erro associado ao

procedimento.

IVIG 3925

53

Figura 17 – Configurações dos Reservatórios, Ilhas, APP e Trechos de Descarga Reduzida. Fonte ELETROBRAS/ELETRONORTE, 2003.

IVIG 3925

54

11.2 - Cálculo da Emissão por Bolhas para o Trecho Amostrado A observação criteriosa do rio Xingu durante as duas campanhas fundamenta a seguinte

constatação: a área do espelho d’água efetivamente emissora de bolhas é formada pelos braços

rasos (as médias para as profundidade dos braços foram de 1,2m para a primeira campanha e

3,5m para a segunda) e a faixa de 2 metros ao longo das duas margens do rio - a vazão da água

nas profundidades maiores estabelece uma condição óxica desfavorável à formação de bolhas.

Então, a área emissora de bolhas válida para ambas as campanhas é dada pelo

comprimento total de 615,14 km do rio-equivalente multiplicado por 2 m de cada margem:

615,14 × 0,002 ×2 = 2,46 km2

Assim, os dados numéricos necessários para extrapolar taxas de emissão de bolhas para a

superfície total do rio Xingu no trecho amostrado estão definidos e são:

- espelho d’água de 317,166 km2 no período seco da campanha de outubro 2003;

- espelho d’água de 355,41 km2 no período chuvoso da campanha de maio 2004;

- área emissora de bolhas de 2,46 km2, válida para ambas as campanhas.

Assim as emissões de CH4, CO2 e N2O medidas em ambas as campanhas, são

apresentadas na tabela 5 a seguir.

Tabela 5 - Emissões Medidas (Médias) nas Duas Campanhas – (Não Extrapolado para a Área Total do Espelho D’Água).

CH4 (mg m-2 d-1) CO2 (mg m-2 d-1) N2O (µµµµg m-2 d-1) 1a campanha – período da estiagem- outubro 2003

3,14 ± 10,92 0,21 ± 0,64 ...

2a campanha – época das cheias- maio 2004

64,91 ± 133,92 2,04 ± 3,27 0,351 ± 0,500

Nota: ... dado numérico ausente As médias de emissão ebulitiva da campanha de outubro de 2003 foram recalculadas

usando modelo idêntico ao da campanha da estação das cheias de maio 2004, modelo este que

está descrito acima.

Exemplo do cálculo que resulta na extrapolação para a área total do espelho d’água, da

emissão medida de metano na primeira campanha:

3,14 ± 10,92 × (2,46 / 317,166) = 0,024 ± 0,085 mg CH4 m-2 d-1

Exemplo do cálculo que resulta na extrapolação para a área total do espelho d’água, da

emissão medida de óxido nitroso na segunda campanha:

0,351 ± 0,500 × (2,46 / 355,41) = 0,002 ± 0,003 µg N2O m-2 d-1

IVIG 3925

55

12 – Resultados Obtidos no Rio Xingú e seu Entorno 12.1 – Resultados Obtidos na Primeira Campanha de Campo Nas tabelas seguintes são expostos os resultados obtidos durante a primeira campanha de

campo realizada no rio Xingu e seu entorno. Os quadros mencionados nas tabelas abaixo estão

mostrados em anexo.

Tabela 6 - Resumo das Emissões Difusivas de Metano, Dióxido de Carbono e Óxido Nitroso em Outubro de 2003.

Quadro

Prof (m)

Taxa de emanação

CH4 (mg m-2 d-1)

Variabi-lidade (%)

Taxa de emanação

CO2 (mg m-2 d-1)

Variabi-lidade (%)

Taxa de emanação

N2O (mg m-2 d-1)

Variabi-lidade (%)

1 2 5,61 0,74 -752* 2,4 0,750 ** 2 1 5,19 0,51 -1394* 4,9 -0,179 ** 3 Barra

nco 1,97 ** 5546 1,2 -0,137 **

4 Barranco

-0,520* ** 434 ** -0,142* **

5 0,5 9,84 0,59 -1246* ** -0,001* ** 6 0,5 2,57 1,4 891 ** -0,874 ** 7 2 7,22 0,14 -83,0* ** -5,22* 0,25 8 9 6,76 2,1 -1171* 4,6 0,0359 ** 9 0,5 15,6 1,0 158 ** 0,21 ** 10 1,8 5,71 1,3 149 ** -0,0714* ** 11 12 17,7 1,8 -1375* ** -0,687 ** 12 6 5,36 1,5 -1190* 2,2 1,007 ** 13 10 5,31 1,7 1073 0,79 0,236 ** 14 0,7 6,73 0,98 -453* ** -0,506 ** 15 12 28,1 1,6 -1573* 0,81 1,57 ** 16 3 6,77 1,5 -219* ** -0,363 ** 17 1 9,81 0,67 1822 0,77 -0,0391 ** 18 3 9,63 2,7 405 ** 0,785 ** 19 6 10,1 1,5 3623 0,61 0,91 1,4 20 0,5 15,3 1,1 101 ** -5,802* 0,57

Nota: * - sinal negativo indica absorção; ** ausente devido à equação temporal ser do tipo linear.

IVIG 3925

56

Tabela 7 - Médias das Emissões entre Ar e Água do Rio em Outubro de 2003.

Emissões entre ar e

água

Prof. (m)

Taxa de emanação

CH4 (mg m-2 d-1)

Variabi-lidade (%)

Taxa de emanação

CO2 (mg m-2 d-1)

Variabi-lidade (%)

Taxa de emanação

N2O (mg m-2 d-1)

Variabi-lidade (%)

Média 4,0 9,63 1,27 -68,6 2,14 -0,458 0,74 Desvio padrão

4,1 6,15 0,624 1328 1,75 1,95 0,59

Tabela 8 - Médias das Emissões entre Ar e Solo em Outubro de 2003.


solo

Taxa de emanação

CH4 (M m -2 h-1)

Variabi-lidade

(%)

Taxa de emanação

CO2 (M m -2 h-1)

Variabi-lidade (%)

Taxa de emanação N2O

(M m -2 h-1)

Variabi-lidade (%)

Média 1,89E-06 ** 2,83E-03 1,2 -1,46E-07 - Desvio padrão

4,58E-06 ** 3,42E-03 - 0,03E-07 -

Tabela 9 - Resumo das Emissões de Funis em Outubro de 2003.

Prof. (m)

Sítio CO2

(mg m-2 d-1) O2

(mg m-2 d-1) N2

(mg m-2 d-1) CH4

(mg m-2 d-1) 2 Ilha do Fernandão – Belo 2 0,010 2,09 7,47 0,058 3 Ilha do Fernandão – Belo 2 0,038 6,33 20,62 0,155 3 Igarapé Ambé – Belo 1 0,001 1,07 3,28 0,024 6 Igarapé Ambé – Belo 1 0,003 2,64 8,40 0,065 9 Igarapé Ambé – Belo 1 0,002 1,67 5,10 0,037 2 Belo 5 – Feitosa (localização da

futura barragem) 0,035 3,27 21,55 7,75

5 Belo 5 – Feitosa (localização da futura barragem)

*na 1,55 4,69 0,001


0,0002 2,84 8,92 0,008


0 0 0 0

1 Furo da Ilha do Arapujá – Belo 9 2,55 2,60 40,82 44,90 3 Jusante da casa de força (Vitória

do Xingu) – Belo 8 0,35 57,88 174,0 0,180

4 Jusante da casa de força (Vitória do Xingu) – Belo 8

0,35 62,39 187,9 0,169

1,5 Belo 1’ 0 0 0 0 2 Pirulito – Belo 4 0 0 0 0 5 Pirulito – Belo 4 0 0 0 0 2 Itapuama – Belo 3 0 0 0 0 6 Itapuama – Belo 3 0 0 0 0

Nota: *na – não analisado devido à insuficiência de amostra.

Prof. (m) CO2

(mg m-2 d-1) O2

(mg m-2 d-1) N2

(mg m-2 d-1) CH4

(mg m-2 d-1) Média 3,9 0,21 8,49 28,40 3,14 Desvio padrão 2,4 0,64 19,5 58,47 10,92

IVIG 3925

57

Equação da reta obtida pelo ajuste por regressão linear para o gráfico prof (m) x CH4 (mg

m-2 d-1): y(mg CH4 m-2 d-1) = 9,1284 – 1,53137 x (m).

Equação da reta obtida pelo ajuste por regressão linear para o gráfico prof (m) x CO2 (mg

m-2 d-1): y(mg CO2 m-2 d-1) = 0,51959 – 0,08088 x (m).

12.2 – Resultados Obtidos na Segunda Campanha de Campo

Similar a primeira campanha, abaixo estão apresentados (em forma de tabelas) os

resultados alcançados durante maio de 2004, período referente à segunda campanha de campo.

Tabela 10 - Emissões Difusivas de Metano, Dióxido de Carbono e Óxido Nitroso da Campanha no Rio Xingú, Durante o Período de 10 a 14 de Maio 2004.

Quadro

Prof. (m)

Taxa de emanação

CH4 (mg m-2 d-1)

Variabi-lidade (%)

Taxa de emanação

CO2 (mg m-2 d-1)

Variabi- Lidade

(%)

Taxa de emanação

N2O (mg m-2 d-1)

Variabi-lidade

(%)

1 4,9 31,27 1,6 12.477 0,93 0 ... 2

Repe-tição 4,9 29,42 1,6 12.673 2,2 0,232 ...

3 0,4 30,34 0,6 7.313 0,9 -0,276* 0,6 4 2,6 18,84 0,8 3.630 1,0 0,438 ... 5 5,3 18,90 1,0 4.764 1,1 0,092 ... 6 4 16,75 0,9 8.690 0,9 -1,087* ... 7

Repe-tição 4 19,74 1,0 14.247 1,2 -0,264* ...

8 4,2 14,42 0,6 2.585 1,7 0,096 ... 9

Repe-tição 4,2 18,21 0,5 2.116 1,7 -0,048* ...

10 1,7 81,18 1,5 12.412 0,9 -0,019* ... 11 5,6 17,12 0,8 4.312 1,0 0,186 0,6 12 3,9 26,70 0,7 3.827 1,9 -0,093* ... 13 3,2 43,41 ... 1.161 1,4 -0,033* ... 14 3,2 11,42 1,5 8.017 0,8 0,175 ... 15

3,6 30,47 1,2 14.060 0,7 -0,645* ...

16

Repe-tição

3,6 26,60 2,2 11.820 0,9 0,166 ...

17

3,7 29,40 0,6 9.684 0,8 0,952 ...

18

Repe-tição

3,7 27,62 1,6 8.142 1,5 -0,932* ...

19

1 12,39 0,9 4.583 ... -0,400* ...

20

Repe-tição

1 11,94 0,2 6.572 0,9 0,179 ...

21 3,6 13,72 1,0 638 ... 0,220 ... 22

2,9 13,04 0,8 2.355 2,1 0,704 ...

23

Repe-tição

3,1 16,55 0,5 2.292 1,4 0,936 0,02

24 3,7 6,8 ... 437 ... ... ... Nota: ... dado numérico ausente; * sinal negativo indica absorção.

IVIG 3925

58


água

Prof. (m)

Taxa de emanação CH4

(mg m-2 d-1)

Taxa de emanação CO2

(mg m-2 d-1)

Taxa de emanação N2O

(mg m-2 d-1) Média 3,42 23,59 6.617 0,025 Desvio padrão 1,32 15,00 4.523 0,499 Tabela 11 - Resumo das Emissões por Bolhas Coletadas com Funis, Durante o Período de 10 a 14 de Maio 2004.

Prof. (m)

Sítio CO2 (mg m-2 d-1)

O2 (mg m-2 d-1)

N2 (mg m-2 d-1)

N2O (µµµµg m-2 d-1)

CH4 (mg m-2 d-1)

2,5 Fun2 Fernandão 8,63 25,56 188,42 1,12 254,46 2,5 Fun1 Igarapé do

Ambé 0,94 1,19 26,7 0,069 18,5

5,0 Fun1 Igarapé do Ambé

0,42 19,6 62,3 0,044 0,63

2,5 Fun 9 Ilha Redonda 0 0 0 0 0 5,0 Fun 9 Ilha Redonda 0 0 0 0 0 5,0 Fun 6 Ilha do

Arapujá 5,91 32,23 123,33 1,31 422,2

4,0 Fun 4 Ilha do Pirulito

0 0 0 0 0

2,0 Fun 3 Itapuama 7,52 25,06 320,57 0,618 65,24 4,0 Fun 3 Itapuama 0 0 0 0 0 4,0 Acampamento 0,12 0,98 6,93 ... 1,81 2,5 Fun 8 Cranaria /

Casa de Força 0,63 5,41 37,89 0,352 15,82

4,0 Fun 8 Cranaria / Casa de Força

0,31 5,50 28,57 ... 0,31

... dado numérico ausente. Prof.

(m) CO2

(mg m-2 d-1) O2

(mg m-2 d-1) N2

(mg m-2 d-1) N2O

(µµµµg m-2 d-1) CH4

(mg m-2 d-1) Média 3,6 2,04 9,63 66,23 0,351 64,91 Desvio padrão

1,1 3,27 12,26 98,97 0,500 133,92

Equação da reta obtida pelo ajuste por regressão linear para o gráfico CH4 (mg m-2 d-1)

× prof (m): y(mg CH4 m-2 d-1) = 17,60 + 13,20 x Equação da reta obtida pelo ajuste por regressão linear para o gráfico CO2 (mg m-2 d-1)

× prof (m): y(mg CO2 m-2 d-1) = 5,60 - 0,99 x Equação da reta obtida pelo ajuste por regressão linear para o gráfico N2O (µg m-2 d-1) ×

prof (m): y(mg N2O m-2 d-1) = 0,46 - 0,03 x

IVIG 3925

59

Tabela 12- Médias das Emissões de Bolhas Medidas nas Duas Campanhas de Campo – Extrapoladas para a Área Total do Espelho D’Água.


0,024 ± 0,085 0,002 ± 0,005 ...


0,449 ± 0,927 0,014 ± 0,023 0,002 ± 0,003

... dado numérico ausente. Tabela 13 - Médias das Emissões Difusivas Medidas nas Duas Campanhas de Campo.


9,63 ± 6,15 -68,6 ± 1328 -458 ± 1950


23,59 ± 15,00 6617 ± 4523 25 ± 499

Tabela 14 - Médias das Emissões TOTAIS (Difusivas e Ebulitivas) Medidas nas Duas Campanhas de Campo.

CH4 (mg m-2 d-1) CO2 (mg m-2 d-1) N2O (mg m-2 d-1) 1a campanha – período da estiagem - outubro de 2003

9,65 ± 6,15 -68,6 ± 1328 -0,458 ± 1,950

2a campanha – época das cheias - maio de 2004

23,59 ± 15,03 6617 ± 4523 0,025 ± 0,499

IVIG 3925

60

Tabela 15 - Médias Resultantes das Campanhas do Rio Xingú.

Referência Período de estiagem

Período de cheias

N0 de séries de amostragens analisadas (câmaras) 20 24 Média das taxas de emanação água-ar de CH4 (mg m-2 d-1) 9,63 23,59 Desvio padrão da média acima 6,15 15,00 Média das variabilidades “S” das taxas de emanação água-ar de CH4 (%) 1,27 1,00 Desvio padrão da média acima 0,624 0,48 Média das taxas de emanação água-ar de CO2 (mg m-2 d-1) -68,6* 6617 Desvio padrão da média acima 1328 4523 Média das variabilidades “S” das taxas de emanação água-ar de CO2 (%) 2,14 1,23 Desvio padrão da média acima 1,75 0,45 Média das taxas de emanação água-ar de N2O (mg m-2 d-1) -0,458* 0,025 Desvio padrão da média acima 1,95 0,499 Média das variabilidades “S” das taxas de emanação água-ar de N2O (%) 0,74 0,41 Desvio padrão da média acima 0,59 0,33 Média das taxas de emanação solo-ar de CH4 (M m-2 h-1) 1,89E-06 ... Desvio padrão da média acima 4,58E-06 ... Média das taxas de emanação solo-ar de CO2 (M m-2 h-1) 2,83E-03 ... Desvio padrão da média acima 3,42E-03 ... Média das taxas de emanação solo-ar de N2O (M m-2 h-1) -1,46E-07* ... Desvio padrão da média acima 0,03E-07 ... Média das medidas de campo de temperatura do ar (o C) 31,0 32 Desvio padrão da média acima 1,53 2 Média das medidas de temperatura da água (o C) 31,2 29 Desvio padrão da média acima 1,10 0,7 Média das medidas de pH 7,5 7,1 Desvio padrão da média acima 0,21 0,2 Média das medidas de velocidade do vento (m s-1) 0,96 0,2 Desvio padrão da média acima 1,15 0,4 Média das medidas de temperatura do ar no laboratório (oC) 25 26 Desvio padrão da média acima 3 2 Média das medidas de umidade do ar no laboratório (%) 43 42 Desvio padrão da média acima 2 2 Média das medidas de pressão atmosférica no laboratório (mm Hg) 745,8 746,5 Desvio padrão da média acima 1,6 1,8 Média das prof. amostradas por câmaras (m) 4,0 3,42 Desvio padrão da média acima 4,1 1,32 No de amostras colhidas para analise do ar ambiental 15 11 Média das medidas de pressão atmosférica no campo (mm Hg) ... 747,8 Desvio padrão da média acima ... 0 Média das medidas de umidade do ar no campo (%) ... 71 Desvio padrão da média acima ... 5 Média de CH4 no ar ambiental (ppm) 1,78 1,73 Desvio padrão da média acima 0,14 0,23 Média de CO2 no ar ambiental (ppm) 383 406 Desvio padrão da média acima 34 26 No de amostras colhidas para análise de N2O ambiental 10 3 Média de N2O no ar ambiental (ppb) 415,0 345,9 Desvio padrão da média acima 19,9 17,7 Media da correnteza da água do rio (m s-1) ... 0,5 Nota: * absorção; ...dado numérico ausente.

IVIG 3925

61

Continuação da Tabela Anterior.

Referência Período de estiagem

Período das cheias

N0 de amostras de funis 11 12 Média das taxas de ebulição de CO2 (mg m-2 d-1) 0,21 2,04 Desvio padrão da média acima 0,64 3,27 Média das taxas de ebulição de O2 (mg m-2 d-1) 8,49 9,63 Desvio padrão da média acima 19,5 12,26 Média das taxas de ebulição de N2 (mg m-2 d-1) 28,40 66,23 Desvio padrão da média acima 58,47 98,97 Média das taxas de ebulição de N2O (µg m-2 d-1) ... 0,351 Desvio padrão da média acima ... 0,500 Média das taxas de ebulição de CH4 (mg m-2 d-1) 3,14 64,91 Desvio padrão da média acima 10,92 133,92 Média das profundidades amostradas com funis (m) 3,9 3,6 Desvio padrão da média acima 2,4 1,1 Tempo médio entre coleta e análise das amostras câmaras (dias) <1 < 1 Tempo médio entre coleta e análise das am. funis (dias) <1 < 2 Média das concentrações de CH4 na água superficial como dada pela equação de ajuste da emissão por difusão (ppm CH4)

7,172 14,521

Desvio padrão da média acima 3,676 9,719 Média das frações molares de metano dissolvido na água superficial (µ M CH4)

0,00945 0,01901

Desvio padrão da média acima 0,00463 0,01295 Média das concentrações de CO2 na água superficial como dada pela equação de ajuste da emissão por difusão (ppm CO2)

357 1438

Desvio padrão da média acima 223 584 Média das concentrações de N2O na água superficial como dada pela equação de ajuste da emissão por difusão (ppb N2O)

438 335

Desvio padrão da média acima 92 36 Média do volume máximo de CO2 extraível de um volume de 250 ml de água do rio no trecho amostrado (ml CO2)

0,044 1,92

Desvio padrão da média acima 0,002 0 Média do volume máximo de O2 extraível de um volume de 250 ml de água do rio no trecho amostrado

3,552 ml ou 16,8 mg L-1

5,603 ml ou 27,0 mg L-1

Desvio padrão da média acima 0,359 1,005 Média do volume máximo de N2 extraível de um volume de 250 ml de água do rio no trecho amostrado (ml N2)

9,271 14,436

Desvio padrão da média acima 0,858 1,318 Média do volume máximo de CH4 extraível de um volume de 250 ml de água do rio no trecho amostrado (ml CH4)

... 0,01980

Desvio padrão da média acima ... 0,02495 Nota: ... dado numérico ausente.

IVIG 3925

62

A seguir estão descritos os cálculos de entrada e saída de carbono, cujos valores finais

são reportados no balanço.

A entrada de carbono atribuída à produção primária líquida (NPP) foi calculada com dado

extraído da literatura (Malhi and Grace, 2000) de 1,6 kg C m-2 d-1 para a taxa de fixação de

carbono. Também foi necessário estimar para o período das chuvas, o tamanho das áreas de

floresta, pastagem e desmatada, da região que poderá ser inundada para formar o futuro

reservatório.

Nesses cálculos foram utilizados:

• áreas obtidas a partir de imagem de satélite feitas na estação seca (estiagem);

• o valor estimado de 355,41 km2 de área de espelho d’água. A conta que produziu esse

resultado é mostrada com detalhes na seção que trata da extrapolação de medidas de

emissão ebulitiva para toda área do espelho d’água no período chuvoso.

A área de solo a ser inundado para formar o futuro reservatório de 400 km2 para o

período seco e chuvoso, é apresentada abaixo (Tabela 16).

Tabela 16 - Área de Solo a ser Inundado para Formar o Futuro Reservatório de Belo Monte.

Área x Período Período Seco Período Chuvoso

Área do espelho d’água (km2) 317 355

Área de solo a ser inundado (km2) 83 45

Ou seja, a área de solo do período chuvoso que seria inundado para formar o reservatório,

comparado com o período seco, diminui para 45 km2.

No cálculo da entrada de carbono pela produção primária também foi usada a média

global das medidas de emissão pelo solo que é:

23.021 ± 8089 mg CO2 m-2 d-1

As médias de emissão pelo solo multiplicadas pela soma das áreas de floresta, pastagem e

de desmatamento, totalizando 45 km2, resultam em uma emissão total diária média para a

segunda campanha de 282 ± 99 t C d-1.

Neste mesmo estudo (Malhi and Grace 2000) foi calculada (numa densa floresta tropical

próxima de Manaus) a emissão pela respiração radicular autotrófica de 6,8 t C ha-1 a-1, emissão

pela respiração bacteriana heterotrófica de 9,7 t C ha-1 a-1 e produção primária líquida de 15,6 t C

ha-1 a1.

IVIG 3925

63

Nas campanhas de Belo Monte realizadas, a emissão de solo - também chamada

respiração radicular e bacteriana - foi efetivamente medida. Outro número importante é a área de

45 km2, resultado da soma das áreas de floresta, pastagem e de desflorestamento, válida para a

segunda campanha.

Com os dados acima foi calculada qual a proporção entre emissão de solo e produção

primária líquida, para uma área de 45 km2, com os valores extraídos da literatura e supôs-se que

essa mesma proporção se mantém para a região de Belo Monte, resultando dessa forma a entrada

de carbono pela produção primária líquida de Belo Monte.

Abaixo esta descrito o desenvolvimento do cálculo.

Emissão pela respiração radicular e bacteriana (extraídos da literatura):

6,8 + 9,7 = 16,5 t C hectare-1 ano-1

Emissão diária por metro quadrado:

16,5 t C hectare-1 ano-1 / (104 m2 hectare-1 × 365 dias ano-1) = 4,52 × 10-6 t C m-2 d-1

Extrapolação para uma área equivalente à de solo de Belo Monte, resultando emissão diária

total:

4,52 × 10-6 t C m-2 d-1 × 45 km2 × 106 m2 km-2 = 203 t C d-1

Carbono fixado pela produção primária líquida (extraído da literatura):

15,6 t C hectare-1 ano-1

Extrapolação para uma área equivalente à de solo de Belo Monte, resultando total de

carbono fixado:

15,6 t C hectare-1 ano-1×(hectare / 104 m2) × (ano / 365 dias) × 45 km2 × 106 m2/km2) = 192 t C d-1

Supôs-se que a relação 203 t C d-1 emitido pelo solo, para 192 t C d-1 de carbono fixado,

existe em Belo Monte. Resulta que para 282 ± 99 t C d-1 de emissão de solo medida na segunda

campanha, está associada uma fixação de 267 ± 94 t C d-1.

O valor 267 ± 94 t C d-1 aparece no balanço como entrada de carbono por Produção

Primária Líquida (NPP).

IVIG 3925

64

A entrada de carbono dissolvido e particulado trazido pelo rio foi calculada

multiplicando-se a concentração de carbono (5,91 mg C L-1 CD + 1,76 mg C L-1 COP) de

amostra de água colhida no sítio Itapuama – representante de entrada na “caixa preta” – pela

vazão de 17.000 m3 s-1 do rio Xingu, medida pela Eletronorte no período da campanha.

O produto resultou 11.275 t C d-1, contabilizado no balanço como entrada de carbono

dissolvido mais particulado trazido pelo rio. A estimativa ± 937 foi baseada na medida de saída

10.898 ± 867.

O carbono trazido pela água do subsolo é estimado supondo-se que toda água do rio é

formada por contribuições do lençol freático ao longo do rio e seus afluentes, somando-se de

modo que em Altamira a vazão é de 17.000 m3 s-1.

Por proporção, da extensão de 26.202 km das margens (National Geographic, 1999), foi

calculada quanta água subterrânea entra nos 85,89 km amostrados de rio.

Como pode ser observado na foto tirada do satélite (figura 17), o rio é bastante

ramificado, apresentando vários braços no trecho contemplado (área do futuro reservatório).

Cada braço contribui com entrada de água pelo lençol freático das duas margens totalizando um

comprimento de rio-equivalente de 615,14 km (este cálculo foi descrito na seção “Extrapolação

das taxas de emissão por bolhas para a superfície total do rio Xingu no trecho amostrado”)

A seguir é apresentado o cálculo de entrada de carbono pela água do lençol freático.

Carbono Dissolvido na Água do Subsolo como Medida na Primeira Campanha:

11,72 ± 0,20 mg C L-1 C

Entrada de Água pelo Lençol Freático por km de Rio Xingu e Afluentes a Montante de

Altamira:

17.000 m3s-1 / 26.202 km = 0,6488 m3 s-1 km-1

Entrada de Água pelo Lençol Freático das Duas Margens no Trecho Amostrado de

615,14 km de Rio-Equivalente:

0,6488 × 615,14 × 2 = 798,21 m3 s-1

Entrada de Carbono pelo Lençol Freático do Trecho Amostrado:

798,21 m3 s-1 × 1000 L m-3 × (0,01171 ± 0,0002) g C L-1 × 60 s min-1 × 60 min h-1 × 24 h d-1 =

807,58 ± 13,79 t C d-1

O resultado 808 ± 14 t C d-1 consta no balanço como entrada de carbono trazido pela água

do subsolo.

IVIG 3925

65

A saída de carbono por emissão da superfície da água do rio e alagados é calculada

sabendo-se que a área total do espelho d’água estimada para a segunda campanha é 355,41 km2 e

as médias das emissões totais (difusivas e ebulitivas) são 24,04 ± 15,03 mg CH4 m-2 d-1 e 6.617 ±

4.523 mg CO2 m-2 d-1. A soma das emissões de carbono pela superfície da água vale 647 ± 438 t

C d-1 e aparece como parcela de saída no balanço de carbono.

Para determinar a saída de carbono dissolvido e particulado entregue a jusante é

necessário o valor da concentração de carbono na água de jusante, neste caso 7,42 ± 0,59 mg C

L-1.

A informação seguinte mostra a soma do carbono dissolvido e particulado nos sítios João

Barro e Praia Cranaria.

Sítio Carbono Dissolvido mais Particulado (mg C L-1)

João Barro, próximo ao acampamento 5,94 + 1,06 = 7,00

Praia Cranaria 6,73 + 1,10 = 7,83

Média 7,42 ± 0,59 mg C L-1

12.2.1 - Cálculo da Saída de Carbono a Jusante

O cálculo de carbono de saída à jusante foi obtido da seguinte maneira:

(7,42 ± 0,59) mg C L-1 × 17.000 m3 s-1 × 1.000 L m-3 × 60 s min-1 × 60 min h-1 × 24 h d-1 =

10.898 ± 867 t C d-1

Medidas de emissão pelo solo resultaram médias globais de 590 ± 1.025 mg CH4 m-2 d-1 e

23.021 ± 8.089 mg CO2 m-2 d-1. A área total, resultado da soma das áreas de floresta, pastagem e

desmatamento no período das chuvas foi estimada em 45 km2. Resulta uma emissão de carbono

pelo solo de 302 ± 105 t C d-1.

Por fim, a descrição da estimativa da saída de carbono para formar sedimento

permanente. Medidas de silício no sedimento usando o procedimento do amarelo silicomolíbdico

resultaram média de 15,5% Si. Os resultados são apresentados na tabela abaixo (Tabela 17).

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66

Tabela 17 - Resultados de Medidas de Silício em Amostras de Sedimento.

Sítio (campanha em maio de 2004) % Si

3o 16’ 54” S 52o 13’ 14” W 18,1

3o 13’ 32” S 52o 11’ 14” W 12,8

Média 15,5

Medidas de taxa de sedimentação de silício feitas com as armadilhas de sedimentação

resultaram uma média de 4,34 ± 0,93 g Si m-2 d-1. Valores individuais estão mostrados abaixo na

Tabela 18.

Tabela 18 - Resultados das Medidas de Taxa de Sedimentação.

Sítio (campanha em maio de 2004) g Si m-2 d-1

3o 18’ 25” S 52o 12’ 31” W 5,23

3o 18’ 25” S 52o 12’ 31” W 5,03

3o 13’ 02” S 52o 10’ 31” W 4,63

3o 13’ 02” S 52o 10’ 30” W 4,32

Média 4,34 ± 0,93

A média das medidas termogravimétricas de carbono em amostras de solo e sedimento é

33,99 ± 17,14 mg C / g P. S. ou 3,399 % C. Média de Si no sedimento 15,5%. Razão C/Si =

3,399/15,5=0,2193.

Usando o silício como traçador e a razão C/Si, a taxa de sedimentação de carbono é:

(4,34 ± 0,93 g Si m-2 d-1 × 0,2193 % C) = 0,95±0,20 g C m-2 d-1

A área do espelho d’água na cheia é 355,41 × 106 m2. Mas a área inundada na cheia é

355,41-317,166=38,24 km2. Então, a taxa de sedimentação para a área temporariamente

inundada amostrada do rio vale:

0,95 ± 0,20 g C m-2 d-1 × 38,24 × 106 m2 = 36,33 ± 7,35 t C d-1

Este número é o que aparece no balanço como saída de carbono para formar sedimento

permanente, conforme se pode verificar na tabela 20.

IVIG 3925

67

12.3 – Comparação entre os Balanços de Carbono Campanhas de Campo Realizadas em Belo Monte Nas tabelas 19 e 20 são apresentados os resultado obtidos, de forma detalhada, dos

balanços de carbono das campanhas realizadas no rio Xingú em 2003 e 2004.

Tabela 19 - Balanço da Primeira Campanha de Campo.

Entradas - campanha Belo Monte 27 a 31 de outubro 2003

Dados base

t C d-1 Para o total de 400

km2 de área do futuro lago

Produção Primária Líquida (NPP) 1,6 kg C m-2 a-1 694 (16,6%) Carbono do CO2 absorvido pela água do rio ou dos alagados

68,5 ± 1325 mg CO2 m-2 d-1 5,9 ± 114,9 (0,14%)

Carbono dissolvido ou particulado trazido pelo rio

3,95 ± 0,34 mg C L-1 3.390 ± 292 (81,3%)

Carbono absorvido como CH4 pelo solo que será inundado

(2,9 ± 1,6)E-06 M CH4 m-2 h-1 0,228 ± 0,126 (0,01%)

Carbono trazido pela água do subsolo 11,72 ± 0,20 mg C L-1 81,6 ± 1,4 (1,95%) Total de Entradas 4.172 ± 314 (100%)

Saídas - campanha Belo Monte 27 a 31 de outubro 2003

Dados base

t C d-1

Para o total de 400 km2 de área do futuro

lago Carbono dissolvido ou particulado entregue a jusante

3,95 ± 0,34 mg C L-1 3.390 ± 292 (93,8%)

Carbono que sai para formar sedimento permanente

Observação visual 0 (0%)

Carbono do CH4 emitido pela superfície de água, rios e alagados

11,5 ± 8,9 mg CH4 m-2 d-1 2,7 ± 2,1 (0,1%)

Carbono do CO2 emitido pelas raízes autotróficas e bactérias heterotróficas

(9,3 ± 3,7)E-03 M CO2 m-2 h-1 222 ± 88 (6,1%)

Total de Saídas 3.615 ± 305 (100%)

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Tabela 20 - Balanço da Segunda Campanha de Campo.

Entradas - campanha Belo Monte 10 a 14 de maio 2004

Dados base

t C d-1 Para o total de 355 km2 de espelho d’água e 45 km2 de floresta mais pastagem mais

área desmatada NPP 1,6 kg C m-2 a-1 267 ± 94 (2%) Carbono dissolvido mais particulado trazido pelo rio

7,67 mg C L-1 11.275 ± 937 (91%)

Carbono trazido pela água do subsolo 11,72 ± 0,20 mg C L-1 808 ± 14 (7%)

Total de Entradas 12.350 ± 942 (100%)

Saídas - campanha Belo Monte 10 a 14 de maio 2004

Dados base

t C d-1 para o total de 355 km2 de espelho d’água e 45 km2 de floresta mais pastagem mais

área desmatada Carbono emitido pelas superfícies de água do rio e alagados

24,04 ± 15,03 mg CH4 m-2 d-1

6617 ± 4523 mg CO2 m-2 d-1

647 ± 438 (5,5%)

Carbono dissolvido mais particulado entregue a jusante

7,42 ± 0,59 10.898 ± 867 (91,7%)

Carbono proveniente de emissões do solo

590 ± 1025 mg CH4 m-2 d-1

23021 ± 8089 mg CO2 m-2 d-1

302 ± 105 (2,5%)

Carbono que sai para formar sedimento permanente

0,00805 ± 0,00177 g Si 4,34 ± 0,93 g Si m-2 d-1

3,399 % C

36,0 ± 8 (0,3%)

Total de Saídas 11.883 ± 977 (100%)

Avaliando a Tabela 21, onde se comparam os dados da entrada e saída de carbono do

balanço da primeira campanha com os de entrada e saída da segunda campanha, nota-se aumento

por um fator de 3,1 no trajeto de carbono pela “caixa preta” do balanço. O fator 3,1 é resultado

da divisão (12.117 / 3.894) entre as médias para ambas as campanhas, de entrada mais saída de

carbono.

Tabela 21 – Comparação dos Valores de Fluxo de Carbono nas Duas Campanhas de Campo.

Balanço de carbono

Entrada t C d-1

Saída t C d-1

Média t C d-1

1a campanha 4.172 ± 314 3.615 ± 305 3.894 ± 438 2a campanha 12.350 ± 942 11.883 ± 977 12.117 ± 1357

É possível que o aumento do carbono circulante é de natureza sazonal e nossa equipe

tenha detectado uma amostra dessa sazonalidade.

IVIG 3925

69

Os balanços acima revelam que as principais parcelas de entrada e saída de carbono são

as trazidas e levadas pelo próprio rio, com cerca de 90% de participação no balanço. Durante o

período seco, a segunda entrada (16,6%) mais importante de carbono é pela produção primária.

Também durante o período seco, a segunda saída mais relevante (6,1%) é pela emissão do solo.

A saída de carbono na forma de emissão pela superfície da água é insignificante (0,1%) no

período seco.

Já na época das chuvas, a segunda entrada mais importante (7%) de carbono é pela água

do subsolo, e a segunda saída mais significativa (5,5%) é a da emissão pela superfície da água.

Quanto a valores absolutos, há significativas diferenças no valor das parcelas dos

balanços de carbono calculados para a primeira campanha , realizada na época de seca , e a

segunda – de chuvas.

A entrada de carbono na “caixa preta” devido à fixação pela Produção Primária Líquida

(NPP) aumentou suavemente, por um fator de 1,2 (267 / 222 = 1,2) no período das chuvas. Isto é

uma conseqüência do aumento de emissão de gases pelo solo contrabalançado pela diminuição

da área emissora.

Um pequeno registro de possível utilidade futura. Nas fichas de campo está anotado que

no dia 14.5.2004 foi feita uma medida de densidade de massa de gramíneas no pasto localizado

em 3o 13’ 33” S e 52o 11’ 16” W. O resultado desta medida é 2.384 g m-2 na área gramada.

O carbono dissolvido (CD) mais particulado (CP) trazido pelo rio aumentou por um fator

de 3 (11.272 / 3.390) no período de chuvas. É interessante observar que este aumento, como

pode ser visto na Tabela 22, é fruto não apenas do aumento da vazão do rio Xingu mas também

do aumento da concentração do carbono na água.

Tabela 22 - Vazões e Concentração Média de Carbono na Água em Função do Período do Ano.

Vazão do rio Xingu em Altamira

m3 s-1

Média das Concentrações de

Carbono Dissolvido (CD) na água

Média das Concentrações de Carbono Orgânico

Dissolvido (COD) na água

1a campanha (outubro 2003 estiagem)

10.000 3,95 ± 0,34 1,69 ± 0,35

2a campanha (maio 2004 chuvas)

17.000 5,63 ± 0,80 5,51 ± 0,77

Obs.: Nas médias de CD e de COD da primeira campanha estão excluídas as medidas de carbono na água do subsolo

IVIG 3925

70

Ainda a respeito da concentração de carbono nas amostras colhidas de água, um

comentário. Enquanto a porcentagem de COD em relação a CD da primeira campanha era de

menos da metade (1,69 / 3,95 = 42,8%), na segunda campanha o CD é quase exclusivamente

(5,51 / 5,63 = 97,9%) constituído de carbono orgânico. Ou seja, na segunda campanha foi

constatado um aumento expressivo da participação de carbono orgânico no total de carbono

dissolvido na água. É possível que esse carbono tenha vindo do solo e vegetação alagados

durante o período chuvoso

A parcela do primeiro balanço, de carbono absorvido como CH4 pelo solo que será

inundado, não aparece como entrada de carbono no balanço da segunda campanha porque na

média não houve absorção de carbono pelo solo, apenas emissão.

O aumento (808 / 81,6 = 9,9) na entrada de carbono trazido pela água do subsolo no

período chuvoso é também atribuído a um refinamento do cálculo, que leva em conta as margens

dos braços do rio Xingu no trecho amostrado. Por outro lado, as chuvas aumentam a percolação

de água para dentro do solo, incrementando a quantidade de água que entra no rio trazendo

carbono via subsolo.

Carbono dissolvido e particulado entregue a jusante subiu (10.898 / 3.390 = 3,2) em

relação ao período de estiagem devido ao aumento da concentração de carbono na água e além

disso, ao aumento do volume da vazão do rio no trecho amostrado.

Saída de carbono para formar sedimento permanente, a menor parcela do balanço, saltou

de 0 para 36 t C d-1. Isto é devido à medição termogravimétrica de fato realizada para a segunda

campanha, ao invés da constatação visual, aprimorando a estimativa desta parcela de saída.

Também foi considerado que a saída de carbono para formar sedimento permanente

ocorre somente nas áreas periodicamente inundadas e que no rio, tal como se apresenta na época

da seca, essa saída de carbono é desprezível.

Um comentário a respeito das análises de carbono no sedimento. A quantidade de

carbono no sedimento foi levantada por duas técnicas diferentes: termogravimetria e combustão

de amostras, conforme se pode ver na tabela seguinte.

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Tabela 23 - Resultados de Análise de Carbono em Sedimento por Métodos Distintos.

Sítio Termogravimetria % C

Combustão de amostra % C

Sedimento 1 – Rio Xingu 6,07 1,53 Ilha Arapujá. Sedimento antigo Belo Monte

0,63 2,30

Média 3,35 1,92

A média dos resultados da análise de carbono no sedimento por termogravimetria está

razoavelmente próxima da média das medidas por combustão de amostras (3,35 e 1,92% C).

O aumento (647 / 2,7 = 239,6) na parcela de saída de carbono por emissão pela superfície

de água do rio e alagados deve-se ao fato que na segunda campanha foram obtidas médias de

emissão tanto para metano quanto para dióxido de carbono ao passo que na primeira campanha,

na média houve absorção de dióxido de carbono e emissão de metano.

O procedimento de contabilizar carbono tanto de CO2 quanto CH4 foi adotado por ser

usual na comunidade internacional. É possível que apenas o carbono proveniente do metano seja

relevante na quantificação do impacto antrópico do futuro lago.

A parcela de saída de carbono pela emissão do solo aumentou ligeiramente (302 / 222 =

1,4) porque as médias da segunda campanha das medidas de fluxo resultaram em significativas

emissões do solo para o ar, apesar da área de solo emissor ter diminuído pela metade (83/45) .

Na primeira campanha, na média o solo absorveu CH4 e emitiu CO2. As referidas médias estão

mostradas na tabela abaixo (Tabela 24).

Tabela 24 - Médias das Medidas de Emissão pelo Solo.

Campanha e Emissões mg CH4 m-2 d-1 mg CO2 m

-2 d-1

1a campanha (outubro de

2003) 9.820 -1.114 (absorção)

2a campanha (maio de

2004) 23.021 590

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13 – Estimativa da Emissão de Metano do Futuro Reservatório de Belo Monte

Uma das configurações espaciais do reservatório, que inundará pequena área, fará dele

um corpo d’água semelhante ao reservatório de Xingó, este situado no rio São Francisco. A

semelhança está na baixa área inundada, comparada com a área do leito do rio.

A comparação não é inteiramente válida porque o rio São Francisco corre quase que

exclusivamente em terras com vegetação de cerrado. Já o rio Xingú só possui cerrado a

montante, mas longo trecho está na Floresta Amazônica, inclusive o trecho a ser inundado.

Se a emissão de metano for similar ao reservatório de Xingó, a área projetada do

reservatório (400 km2) de Belo Monte emitirá em torno de 29 mg CH4 m-2 d-1. Mas se for similar

ao reservatório de Tucuruí emitirá 112 mg CH4 m-2 d-1. Em face da incerteza tomamos que

emitirá na média destes dois valores, ou seja, 70,7 mg CH4 m-2d-1.

Antes da inundação a mesma área do rio emite a uma taxa de 24 mg CH4 m-2 d-1., e de

590 mg CH4 m-2 d-1 pela terra (solo), isso no período de chuvas. No período seco o rio emite a

uma taxa de 11,5 mg CH4 m-2 d-1, e o solo absorve 0,069 mg CH4 m

-2 d-1.

Fazendo uma média, ponderada pelas áreas, supondo ainda que o período das chuvas tem

a mesma duração que o período seco, chega-se a um valor de emissão de 48 mg CH4 m-2 d-1,

para a presente emissão da área a ser transformada em reservatório de Belo Monte.

14 - Medidas de Fluxos de Gases de Efeito Estufa, Entre os Solos de Biomas a

Serem Inundados pela CHE de Belo Monte

Foram medidos fluxos de gases de efeito estufa, dióxido de carbono (CO2), metano

(CH4), e óxido nitroso (N2O), entre solos e a atmosfera, na região de Altamira, PA. Os sítios

escolhidos para medidas serão inundados caso o projeto do CHE Belo Monte seja executado. A

maioria dos sítios estão localizados em ilhas fluviais ou nas margens do Rio Xingú.

Entretanto, dois sítios foram amostrados nas estradas transversais km 50 e km 55, da

Rodovia Transamazônica, sendo estes sítios localizados em vales distantes do leito atual do

Xingu, em área que também será inundada.

Assim sendo, os solos encontrados na maioria dos sítios de medida de fluxos consistiram

de sedimentos fluviais, siltes e areias com presença de alguma matéria orgânica.

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73

A primeira campanha foi realizada no fim da estação seca da região (outubro de 2003) e,

assim sendo, os solos estavam muito secos, suficientemente para reduzir as taxas de processos

biológicos que levam à emissão e absorção, pelo solo, dos gases do efeito estufa, tais como a

respiração microbiana e radicular, a qual é responsável pela emissão do CO2.

A segunda campanha foi realizada no final da estação chuvosa (maio de 2004), depois do

pico da cheia do rio. Estima-se o nível da água em 2 ou 3 metros acima da cota da primeira

campanha.

Na medida do possível, os fluxos dos gases foram medidos nos mesmos locais que na

primeira campanha, mas, em muitos casos, estas localidades se encontravam submersos, e os

locais mais próximos, fora da água, foram amostrados.

A maioria destes locais mostrou sinais da recente sobre-passagem das águas fluviais e em

alguns pontos, o solo ainda estava encharcado. Solos aeróbicos (não encharcados com água)

absorvem CH4, o qual é consumido por bactérias metanotróficas. Geralmente as taxas de

absorção (fluxos) são baixas.

Solos encharcados podem emitir CH4 com taxas consideráveis. Solos tropicais,

especialmente de floresta úmida tropical, são a maior fonte de N2O para a atmosfera global. Os

fluxos podem ser muito maiores depois de chuvas, e menores em solos secos, conforme se pode

verificar nas tabelas seguintes.

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Tabela 25 – Resultados dos Fluxos de Emissão no Solo de CO2, CH4 e N2O, durante a Primeira Campanha de Campo.

Sítio de Amostragem

Data de amostragem

Fluxo CO2 mM.m-2.h-1

Solo→→→→Ar Fluxo CH4 mM.m-2.h-1

Solo→→→→Ar Fluxo N2O mM.m-2.h-1

Solo→→→→Ar

Ponto 2 1,2E-02 -2,0E-06 5,1E-07 Ponto 2 7,6E-03 -8,0E-06 -9,1E-07 Ponto 2 -6,6E-06 1,9E-08 Ponto 2 6,4E-03 -2,8E-07 Média do Sítio 27/10/2003 8,7E-03 -4,2E-06 -1,3E-07 Ilha no caminho p/ Ponto3 3,9E-04 -1,9E-06 1,1E-06 Ilha no caminho p/ Ponto3 1,7E-02 -1,1E-06 8,0E-07 Ilha no caminho p/ Ponto3 3.7E-2 -6,3E-07 -1,9E-08 Ilha no caminho p/ Ponto3 -5,8E-07 5,9E-09 Média do Sítio 28/10/2003 8,7E-03 -1,1E-06 4,7E-07 Ilha do Pirolito 2,1E-03 -1,4E-06 -1,1E-07 Ilha do Pirolito 5,0E-03 -2,9E-06 5,0E-09 Ilha do Pirolito -4,8E-07 5,0E-08 Ilha do Pirolito -3,3E-06 7,6E-07 Média do Sítio 28/10/2003 3,6E-03 -2,0E-06 1,8E-07 km50 1,7E-02 -6,2E-06 5,3E-08 km50 7,6E-03 -6,6E-06 2,4E-07 km50 7,0E-03 -4,3E-06 -1,9E-07 Média do Sítio 29/10/2003 1,1E-02 -5,7E-06 3,4E-08 km45 2,8E-02 -1,9E-06 -2,8E-07 km45 2,6E-03 -4,1E-06 -3,1E-07 km45 1,4E-02 -2,1E-07 -7,2E-07 km45 6,8E-03 5,0E-07 Média do Sítio 29/10/2003 1,3E-02 -2,1E-06 -2,0E-07 Ilha Ponto 5 1,4E-02 -1,4E-06 -7,6E-07 Ilha Ponto 5 5,3E-03 -2,9E-06 3,4E-07 Ilha Ponto 5 3,1E-03 -8,5E-07 -3,0E-07 Ilha Ponto 5 2,2E-03 -1,3E-07 Média do Sítio 30/10/2003 6,2E-03 -1,7E-06 -2,1E-07 Ilha perto da cidade 1,5E-02 -3,4E-06 5,4E-07 Ilha perto da cidade 9,3E-03 -6,3E-06 7,8E-07 Ilha perto da cidade 1,7E-02 -4,8E-07 -4,3E-09 Ilha perto da cidade -3,3E-06 -4,1E-08 Média do Sítio 31/10/2003 1,4E-02 -3,4E-06 3,2E-07 Media Global 9,2E-03 -2,9E-06 6,6E-08

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Tabela 26 – Resultados dos Fluxos de Emissão no Solo de CO2, CH4 e N2O, durante a Segunda Campanha de Campo.

Sítio de Amostragem

Data de amostragem

Fluxo CO2 Mol.m-2.h-1

Solo→→→→Ar Fluxo CH4 Mol.m-2.h-1

Solo→→→→Ar Fluxo N2O Mol.m-2.h-1

Solo→→→→Ar Ilha do Fernandão 1,30E-02 4,35E-06 3,60E-05 Ilha do Fernandão 1,18E-02 2,33E-07 8,30E-05 Ilha do Fernandão 1,51E-02 8,19E-06 5,09E-05 Iha do Fernandão 2,09E-02 -6,37E-07 1,67E-04 Média do Sítio 10/5/2004 1,52E-02 3,03E-06 8,42E-05 Ilha Redonda 9,78E-03 -2,37E-06 1,24E-06 Iha Redonda 3,02E-02 2,12E-06 2,25E-06 Iha Redonda 3,77E-02 2,56E-03 9,26E-06 Iha Redonda 3,38E-02 1,15E-02 1,15E-06 Média do Sítio 11/5/2004 2,79E-02 3,51E-03 3,48E-06 Iha do Arapujá 3,63E-02 2,81E-03 1,81E-06 Iha do Arapujá 1,83E-02 7,71E-03 2,30E-07 Iha do Arapujá 2,15E-02 1,16E-04 2,42E-06 Iha do Arapujá 2,50E-02 1,92E-02 -1,15E-07 Média do Sítio 11/5/2004 2,53E-02 7,46E-03 1,09E-06 Bacabal 3,15E-03 1,18E-04 9,24E-08 Bacabal 1,23E-02 -4,14E-06 1,46E-06 Bacabal 2,03E-02 -2,81E-06 2,98E-06 Bacabal 6,92E-03 2,20E-03 5,35E-07 Média do Sítio 12/5/2004 1,07E-02 5,78E-04 1,27E-06 Ilha do Pirolito 4,34E-02 5,26E-06 6,98E-06 Ilha do Pirolito 1,69E-02 4,37E-07 1,08E-05 Ilha do Pirolito 1,81E-02 1,70E-05 2,10E-06 Ilha do Pirolito 2,20E-02 1,12E-05 4,46E-06 Média do Sítio 12/5/2004 2,51E-02 8,47E-06 6,09E-06 km55 3,42E-02 1,39E-04 -5,23E-07 km55 2,56E-02 2,26E-05 -3,59E-07 km55 2,86E-02 5,43E-05 1,26E-06 Média do Sítio 13/5/2004 2,95E-02 7,20E-05 1,26E-07 Cobra Choca 3,39E-02 -4,64E-06 3,11E-07 Cobra Choca 2,57E-02 -2,39E-06 1,81E-06 Cobra Choca 2,46E-02 -5,81E-07 4,44E-07 Média do Sítio 13/5/2004 2,81E-02 -2,54E-06 8,55E-07 Iha Três Irmãs 1,08E-02 -2,60E-06 3,04E-06 Iha Três Irmãs 7,53E-03 0,00E+00 1,11E-05 Iha Três Irmãs 1,48E-02 1.42E-05 7,54E-06 Iha Três Irmãs 1,73E-02 1,99E-03 1,70E-06 Média do Sítio 14/5/2004 1,26E-02 6,62E-04 5,85E-06 Media Global 2,18E-02 1,54E-03 1,29E-05

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Os resultados apresentados acima mostram um contraste marcante com os fluxos

observados nos solos secos:

(1) Os fluxos de emissão de CO2 foram maiores, na média;

(2) Em adição aos fluxos pequenos de absorção do CH4 como os que foram observados

na seca, alguns fluxos apreciáveis de emissão deste gás foram observados. Na média,

houve emissão de CH4;

(3) Os fluxos de emissão de N2O foram muito variáveis e incluíram alguns dos maiores

fluxos jamais observados de emissão deste gás por solos. A média dos valores também

foi alta;

(4) Nos sítios distantes do Rio Xingú, que não sofreram inundação:

(a) não houve emissão excepcional de N2O, (b) emissões de CO2 foram aproximadamente

duas vezes maiores que no período seco, e (c) no sítio "Cobra Choca", de floresta, na

beira de um igarapé (riacho), provavelmente de solo bem drenado, houve, como na seca,

pequenos fluxos de absorção de CH4, enquanto no sítio km55, pasto com solo argiloso e

mal drenado, houve emissão de CH4.

Observaram-se grandes fluxos de emissão dos gases CH4 e N2O por solos recém-

inundados pelo rio. A estimativa das emissões médias anuais correspondentes a estes fluxos

requer a quantificação da área de solo que sofre inundação, e da duração das condições pôs-

enchente, de solo muito úmido. A cheia de 2003/2004 foi excepcionalmente alta, o que dificulta

a extrapolação a outros anos, de estimativas baseadas nos dados obtidos.

A área pode ser estimada com o mapa topográfico da região. A duração das condições de

alta emissão seria melhor determinada por campanha estendida de medida de fluxos e umidades

dos solos, operação inviavelmente dispendiosa. Alternativamente, esta duração pode ser

estimada em um ou dois meses.

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15 - Resultados de Parâmetros Físico e Químicos da Água do Rio Xingú

A seguir estão apresentados, em forma de tabelas e gráficos, todos os dados obtidos da

primeira e segunda campanhas de campo dos parâmetros físicos e químicos da água obtidos no

Rio Xingú (27 a 11/09/2003 e 10 a 14//05/2004, respectivamente) contendo os seguintes

parâmetros físicos e químicos da água: temperatura, pH, Oxigênio Dissolvido (OD) e Potencial

REDOX.

15.1 – Dados da Primeira Campanha de Campo Nas tabelas seguintes mostram-se os dados coletados dos parâmetros físicos e químicos

da água no Rio Xingú durante o período de 27 a 31 de outubro de 2003.

Tabela 27 – Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 28/10/03 no Sítio Igarapé do Ambé no Rio Xingú.

Prof. (m) Data Hora Sítio Latitude Longitude

Vv (m/s)

T ar (oC)

T água (oC) pH

RED. (mV)

OD (mgL-1)

0,3 28/out 15:50 PFQ 1 03o 12' 08" 52o 11' 41" 9,0 3 31,06 7,81 403 6,15 1,0 28/out 15:51 PFQ 1 03o 12' 08" 52o 11' 41" 9,0 3 30,94 7,75 412 5,92 2,0 28/out 15:52 PFQ 1 03o 12' 08" 52o 11' 41" 9,0 3 30,70 7,34 429 5,32 3,0 28/out 15:54 PFQ 1 03o 12' 08" 52o 11' 41" 9,0 3 30,64 7,16 435 4,06 4,0 28/out 15:56 PFQ 1 03o 12' 08" 52o 11' 41" 9,0 3 30,62 7,14 437 3,76 5,0 28/out 15:59 PFQ 1 03o 12' 08" 52o 11' 41" 9,0 3 30,62 7,16 438 3,68 6,0 28/out 15:05 PFQ 1 03o 12' 08" 52o 11' 41" 9,0 3 30,57 7,07 442 3,31 7,0 28/out 15:10 PFQ 1 03o 12' 08" 52o 11' 41" 9,0 3 30,51 6,96 446 3,15

Vv = Velocidade do vento T ar = Temperatura do ar T água = Temperatura da água RED. = Redução de oxidação da água pH = Potencial hidrogeniônico OD = Oxigênio Dissolvido

Tabela 28 – Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 28/10/03 no Sítio Ilha do Fernandão no Rio Xingú. Prof. (m) Data Hora Sítio Latitude Longitude

Vv (m/s)

T ar (oC)

T água (oC) pH

OD (mgL-1)

0,5 28/out 09:05 PFQ 2 03o 17' 41,1" 52o 11' 41,6" 2 30,2 30,47 3,61 5,93 1,0 28/out 09:10 PFQ 2 03o 17' 41,1" 52o 11' 41,6" 2 30,2 30,40 5,53 6,90

Vv = Velocidade do vento T ar = Temperatura do ar T água = Temperatura da água pH = Potencial hidrogeniônico OD = Oxigênio Dissolvido

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Tabela 29 – Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 28/10/03 no Sítio Itapuama no Rio Xingú.


Vv (m/s)

T ar (oC)

T água (oC) pH

RED. (mV)

OD (mgL-1)

0,5 28/out 11:16 PFQ 3 03o 33' 45,5" 52o 19' 8,6" 0 - 30,76 7,35 399 6,0 1,0 28/out 11:18 PFQ 3 03o 33' 45,5" 52o 19' 8,6" 0 - 30,77 7,38 408 6,0 2,0 28/out 11:20 PFQ 3 03o 33' 45,5" 52o 19' 8,6" 0 - 30,75 7,34 417 5,77 3,0 28/out 11:22 PFQ 3 03o 33' 45,5" 52o 19' 8,6" 0 - 30,78 7,39 418 5,58 4,0 28/out 11:24 PFQ 3 03o 33' 45,5" 52o 19' 8,6" 0 - 30,77 7,38 422 5,21 5,0 28/out 11:25 PFQ 3 03o 33' 45,5" 52o 19' 8,6" 0 - 30,76 7,35 425 5,09

Vv = Velocidade do vento T ar = Temperatura do ar T água = Temperatura da água RED. = Redução de oxidação da água pH = Potencial hidrogeniôonico OD = Oxigênio Dissolvido Tabela 30 – Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 30/10/03 no Sítio Praia Cranaria/Casa de Força no Rio Xingú.


Vv (m/s)

T ar (oC)

T água (oC) pH

RED. (mV)

OD (mg L-1)

0,5 30/out 11:07 PFQ 8 03o 06' 57,5" 51o 46' 3,4" 3 30,0 31,0 7,10 377 6,40 1,0 28/out 11:08 PFQ 8 03o 06' 57,5" 51o 46' 3,4" 3 30,0 30,95 7,18 385 6,10 2,0 28/out 11:10 PFQ 8 03o 06' 57,5" 51o 46' 3,4" 3 30,0 30,84 7,16 393 5,10 3,0 28/out 11:12 PFQ 8 03o 06' 57,5" 51o 46' 3,4" 3 30,0 30,78 7,10 396 4,90 4,0 28/out 11:15 PFQ 8 03o 06' 57,5" 51o 46' 3,4" 3 30,0 30,74 7,00 331 4,50

Vv = Velocidade do vento T ar = Temperatura do ar T água = Temperatura da água RED. = Redução de oxidação da água pH = Potencial hidrogeniônico OD = Oxigênio Dissolvido Abaixo nas figuras 18 a 21 estão mostrados os resultados obtidos na primeira campanha

de campo no Rio Xingú.

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Figura 18 - Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio Igarapé do Ambé no

Rio Xingú em 28/10/2003.

Figura 19 - Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio Ilha do Fernandão no

Rio Xingú em 28/10/2003.

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Figura 20 - Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio Itapuama no Rio Xingú em 28/10/2003.

Figura 21 - Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio Casa de Força no Rio Xingú em 30/10/2003.

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15.2 – Dados da Segunda Campanha de Campo Abaixo são apresentados os dados obtidos de parâmetros físicos e químicos da água no

Rio Xingú durante o período de 10 a 14 de maio de 2004.

Tabela 31 – Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 10/05/04 no Sítio Chácara do Sr. Henrique no Rio Xingú.


Vv (m/s)

T ar (oC)

T água (oC) pH

RED. (mV)

OD (mgL-1)

0,5 10/mai 15:00 PFQ4 3° 17' 26" 52° 11' 11" 1 30,2 28,80 6,20 484 6,28 1,0 10/mai 15:01 PFQ4 3° 17' 26" 52° 11' 11" 1 30,2 28,79 6,10 490 6,09 2,0 10/mai 15:02 PFQ4 3° 17' 26" 52° 11' 11" 1 30,2 28,78 6,03 493 6,50 3,0 10/mai 15:03 PFQ4 3° 17' 26" 52° 11' 11" 1 30,2 28,78 6,11 489 6,42 4,0 10/mai 15:04 PFQ4 3° 17' 26" 52° 11' 11" 1 30,2 28,77 6,11 493 6,26 5,0 10/mai 15:05 PFQ4 3° 17' 26" 52° 11' 11" 1 30,2 28,77 6,08 494 6,49

Vv = Velocidade do vento T ar = Temperatura do ar T água = Temperatura da água pH = Potencial hidrogeniônico OD = Oxigênio Dissolvido Tabela 32 – Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 11/05/04 no Sítio Igarapé do Ambé no Rio Xingú.


Vv (m/s)

T ar (oC)

T água (oC) pH

RED. (mV)

OD (mgL-1)

0,5 11/mai 16:53 PFQ1 3° 12' 7,3" 52° 11' 40,7" 0 33,3 27,77 4,94 530 1,25 1,0 11/mai 16:55 PFQ1 3° 12' 7,3" 52° 11' 40,7" 0 33,3 27,67 4,92 537 1,11 2,0 11/mai 16:57 PFQ1 3° 12' 7,3" 52° 11' 40,7" 0 33,3 27,42 4,89 536 0,88 3,0 11/mai 16:59 PFQ1 3° 12' 7,3" 52° 11' 40,7" 0 33,3 27,07 4,90 540 0,68


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Tabela 33 – Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 11/05/04 no Sítio Ilha do Pirulito no Rio Xingú.


Vv (m/s)

T ar (oC)

T água (oC) pH

RED. (mV)

OD (mgL-1)

0,5 11/mai 15:40 PFQ5 3° 13' 0,3" 52° 06' 38,6" 0 32,0 28,24 6,04 491 6,22 1,0 11/mai 15:42 PFQ5 3° 13' 0,3" 52° 06' 38,6" 0 32,0 28,24 6,07 493 6,09 2,0 11/mai 15:45 PFQ5 3° 13' 0,3" 52° 06' 38,6" 0 32,0 28,23 6,10 496 6,06 3,0 11/mai 15:47 PFQ5 3° 13' 0,3" 52° 06' 38,6" 0 32,0 28,23 6,07 496 6,04

Vv = Velocidade do vento T ar = Temperatura do ar T água = Temperatura da água RED. = Redução de oxidação da água pH = Potencial hidrogeniônico OD = Oxigênio Dissolvido Tabela 34 – Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 12/05/04 no Sítio Furo da Ilha do Arapujá no Rio Xingú.


Vv (m/s)

T ar (oC)

T água (oC) pH

RED. (mV)

OD (mg L-1)

0,5 12/mai 16:25 PFQ6 3° 13' 03" 52° 10' 31" 0 29,4 29,04 6,18 485 6,65 1,0 12/mai 16:26 PFQ6 3° 13' 03" 52° 10' 31" 0 29,4 28,99 6,18 489 6,35 1,5 12/mai 16:27 PFQ6 3° 13' 03" 52° 10' 31" 0 29,4 28,99 6,17 490 6,29 2,0 12/mai 16:28 PFQ6 3° 13' 03" 52° 10' 31" 0 29,4 28,95 6,17 490 6,10 2,5 12/mai 16:30 PFQ6 3° 13' 03" 52° 10' 31" 0 29,4 28,94 6,12 493 5,98 3,0 12/mai 16:31 PFQ6 3° 13' 03" 52° 10' 31" 0 29,4 28,93 6,17 493 6,01 3,5 12/mai 16:32 PFQ6 3° 13' 03" 52° 10' 31" 0 29,4 28,92 6,16 493 5,9 4,0 12/mai 16:34 PFQ6 3° 13' 03" 52° 10' 31" 0 29,4 28,90 6,13 496 5,85


IVIG 3925

83

Tabela 35 – Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 13/05/04 no Sítio Praia Cranaria/Casa de Força no Rio Xingú.


Vv (m/s)

T ar (oC)

T água (oC) pH

RED. (mV)

OD (mgL-1)

0,5 13/mai 16:50 PFQ8 3° 06' 57,5" 51° 46' 03,4" 0 31,1 29,40 6,21 477 7,23 1,0 13/mai 16:51 PFQ8 3° 06' 57,5" 51° 46' 03,4" 0 31,1 29,31 6,23 483 7,12 1,5 13/mai 16:53 PFQ8 3° 06' 57,5" 51° 46' 03,4" 0 31,1 29,28 6,25 484 7,08 2,0 13/mai 16:55 PFQ8 3° 06' 57,5" 51° 46' 03,4" 0 31,1 29,25 6,30 486 7,04 2,5 13/mai 16:56 PFQ8 3° 06' 57,5" 51° 46' 03,4" 0 31,1 29,22 6,26 490 7,18 3,0 13/mai 16:58 PFQ8 3° 06' 57,5" 51° 46' 03,4" 0 31,1 29,21 6,33 487 7,15 3,5 13/mai 17:00 PFQ8 3° 06' 57,5" 51° 46' 03,4" 0 31,1 29,20 6,31 489 7,11

Vv = Velocidade do vento T ar = Temperatura do ar T água = Temperatura da água RED. = Redução de oxidação da água pH = Potencial hidrogeniônico OD = Oxigênio Dissolvido Tabela 36 – Dados dos Parâmetros Físicos e Químicos Obtidos em 14/05/04 no Sítio João Barro/ Próximo ao Acampamento no Rio Xingú.


Vv (m/s)

T ar (oC)

T água (oC) pH

RED. (mV)

OD (mg L-1)

0,5 14/mai 11:30 PFQ9 3° 22' 01" 51° 59' 13" 0 31,1 28,68 6,31 444 6,19 1,0 14/mai 11:31 PFQ9 3° 22' 01" 51° 59' 13" 0 31,1 28,68 6,30 452 6,00 1,5 14/mai 11:32 PFQ9 3° 22' 01" 51° 59' 13" 0 31,1 28,68 6,23 460 6,12 2,0 14/mai 11:34 PFQ9 3° 22' 01" 51° 59' 13" 0 31,1 28,67 6,26 459 6,15 2,5 14/mai 11:35 PFQ9 3° 22' 01" 51° 59' 13" 0 31,1 28,67 6,28 461 6,18 3,0 14/mai 11:36 PFQ9 3° 22' 01" 51° 59' 13" 0 31,1 28,67 6,29 462 6,07 3,5 14/mai 11:37 PFQ9 3° 22' 01" 51° 59' 13" 0 31,1 28,67 6,40 449 5,58

Vv = Velocidade do vento T ar = Temperatura do ar T água = Temperatura da água RED. = Redução de oxidação da água pH = Potencial hidrogeniônico OD = Oxigênio Dissolvido Na figuras seguintes são mostrados os resultados obtidos na segunda campanha de campo

no Rio Xingú.

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84

Figura 22 - Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio Chácara do Sr. Henrique no Rio Xingu em 10/05/2004.

Figura 23 - Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio Igarapé do Ambé no Rio Xingu em 11/05/2004.

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85

Figura 24 - Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio Ilha do Pirulito no Rio Xingu em 11/05/2004.

Figura 25 - Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio Ilha do Arapujá no Rio Xingu em 12/05/2004.

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86

Figura 26 - Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Itapuama no Rio Xingu em 12/05/2004.

Figura 27 - Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no sítio Praia Cranaria no Rio Xingu em 13/05/2004.

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87

Figura 28 - Perfis de Parâmetros Físicos e Químicos da Água no Sítio João de Barro no Rio Xingu em 14/05/2004.

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88

16 – Conclusões e Comentários finais Comparando resultados de ambas as campanhas no Rio Xingú, nota-se um expressivo

aumento nas emissões medidas durante a campanha da estação chuvosa em relação às emissões

da campanha da estação seca.

O dióxido de carbono apresentou o maior aumento: na campanha do período seco

(outubro de 2003), o trecho amostrado absorvia dezenas (68,6) de mg de CO2 por metro

quadrado por dia. Porém, passou a emitir milhares (6.617) de mg de CO2 por metro quadrado por

dia na campanha da estação das chuvas de maio 2004.

Óxido nitroso, seguindo a mesma tendência de aumento, passou da absorção de centenas

(458) de microgramas por metro quadrado por dia durante a estação seca, para a emissão de

dezenas (25) de microgramas por metro quadrado por dia no período chuvoso.

A emissão média de metano, que saltou de 9,65 para 23,59 mg m-2 d-1 entre os períodos

das campanhas, aumentou em um fator de 2,4. Esse aumento por um fator de 2,4 na emissão do

metano no período chuvoso em relação ao período seco é similar ao aumento de fluxo medido

por Alvalá (1995) em uma lagoa próxima ao Pantanal mato-grossense. Seus experimentos

apresentaram resultados variando entre 76 a 110 mg CH4 m-2 d-1 (abril – estação úmida) e 32 a

52 mg CH4 m-2 d-1 (setembro – estação seca). As médias dos fluxos de Alvalá para metano

diferem por um fator de 2,2 – bastante próximo do fator 2,4 encontrado para os fluxos de metano

das campanhas no Rio Xingú.

Verificou-se também que as concentrações de CH4 e CO2 dissolvidos na água

aumentaram na segunda campanha comparada à primeira, como mostrado na tabela abaixo.

Tabela 37 - Concentrações de CH4, CO2 e N2O Dissolvidos na Água.

Gás Dissolvido na Água ppm CH4 µµµµM CH 4 ppm CO2 ppb N2O

Belo Monte outubro 2003 – estiagem 7,172 0,00945 357 438

Belo Monte maio 2004 – chuvas 14,521 0,01901 1.438 335

Os resultados das concentrações dos gases dissolvidos na água apresentados na tabela

acima são sub-produtos do modelo de emissão difusiva concebido para uso das câmaras de

difusão.

A fim de comparar resultados das concentrações mostrados acima e obtidos via

modelagem, com resultados obtidos por dupla dessorção, é apresentado a seguir na Tabela 38 os

resultados de volume máximo de gás extraível da água pela técnica da dupla dessorção:

IVIG 3925

89

Tabela 38 - Volume Máximo de Gás Extraível da Água pela Técnica da Dupla Dessorção

Referência Período da estiagem

Período de cheias

Média do volume máximo de CO2 extraível de um volume de 250 ml de água do rio no trecho amostrado (ml CO2)

0,044 1,92

Média do volume máximo de O2 extraível de um volume de 250 ml de água do rio no trecho amostrado (ml O2)

3,552 5,603

Média do volume máximo de N2 extraível de um volume de 250 ml de água do rio no trecho amostrado (ml N2)

9,271 14,436

Média do volume máximo de CH4 extraível de um volume de 250 ml de água do rio no trecho amostrado (ml CH4)

... 0,01980

Nota: ... dado numérico ausente. Sabendo-se que a média do volume máximo de CH4 extraível de 250 ml de água foi de

0,01980 ml na campanha de maio 2004, é possível calcular a molaridade desse gás na água. O

resultado é 3,54 µM CH4.

Assim, os resultados de concentração de CH4 a serem comparados são: 3,54 e 0,01901

µM CH4. É possível que a agitação tenha estimulado a produção ou liberação de metano pela

água.

Para efeito de averiguação da repetitividade das medidas de emissão in situ, 21 medidas

foram feitas em réplica. Os resultados são destacados na tabela abaixo.

Tabela 39 - Medidas Replicadas de Emissão Difusiva Obtidas para CH4, CO2 e N2O.

Medidas replicadas de emissão difusiva. Quadros de câmaras de difusão.

CH4 (mg m-2 d-1) CO2 (mg m-2 d-1) N2O (mg m-2 d-1)

1 31,27 12.477 0 Réplica 1 29,42 12.673 0,232 6 16,75 8.690 -1,087 Réplica 6 19,74 14.247 -0,264 8 14,42 2.585 0,096 Réplica 8 18,21 2.116 -0,048 15 30,47 14.060 -0,645 Réplica 15 26,60 11.820 0,166 17 29,40 9.684 0,952 Réplica 17 27,62 8.142 -0,932 19 12,39 4.583 -0,400 Réplica 19 11,94 6.572 0,179 22 13,04 2.355 0,704 Réplica 22 16,55 2.292 0,936

IVIG 3925

90

Medidas de emissão de metano apresentam boa repetitividade, por exemplo, 31,27 e

29,42 mg CH4 m-2 d-1 do quadro e réplica 1. É aceitável a repetitividade das medidas de CO2, por

exemplo, 14.060 e 11.820 mg CO2 m-2 d-1 do quadro e réplica 15.

Medidas de emissão de N2O mostram baixa repetitividade. A baixa repetitividade nas

medidas de N2O não pode ser atribuída ao procedimento usado na análise cromatográfica, uma

vez que o procedimento analítico tem mostrado boa repetitividade na análise de uma mesma

amostra e na análise de N2O ambiental. A surpresa frente à baixa repetitividade indica

complexidade da bioquímica do óxido nitroso na água.

Estes resultados confirmam numericamente o consenso na comunidade científica, que a

repetitividade analítica é decrescente na seguinte ordem: metano, dióxido de carbono e óxido

nitroso. Foi possível inferir o consenso em comunicações verbais com pesquisadores franceses

durante campanha em Petit Saut em dezembro de 2003 e ao longo do tempo, conforme

comunicação pessoal de colegas pesquisadores que trabalham na área.

Chamou a atenção da equipe de amostragem, o notável desprendimento de bolhas

ocorrido ao se pisotear o sedimento, de apenas 40 cm de profundidade do sítio de floresta

alagada Curicas, referente ao quadro 3 de resultados de câmaras de difusão. A grande quantidade

de bolhas no sedimento explica a alta concentração “background” de 13,50 ppm CH4 que

prevalece neste sítio, comparado a 1,8 ppm média mundial.

Outro fato digno de nota foi a baixa concentração (1,43 ppm CH4) de metano de sítio

urbano, detectada em amostra colhida dia 14-5-2004 às 16:47 horas no jardim em frente ao

laboratório. Neste mesmo dia, uma amostra colhida em ambiente pristino (quadro 23, câmaras de

difusão) também apresentou baixa concentração (1,62 ppm CH4) desse gás. Há referência na

literatura (Sikar and La Scala, 2004) de ocorrência similar – concentrações ambientais de CH4

urbano menores que as de áreas remotas – na latitude 22o S do globo terrestre.

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91

17 - Referências Bibliográficas

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95

ANEXOS

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96

ANEXO – A

(PRIMEIRA CAMPANHA)

1 - Liberação de Gás Medida com Câmaras de Difusão

As câmaras utilizadas têm volume de 150 ml. Foram coletadas 80 amostras e analisadas

cromatograficamente 250 análises (CH4, CO2 e N2O), poucas horas após a coleta, em laboratório

situado na cidade de Altamira.

Nos quadros abaixo são apresentados os resultados das análises . A partir destes são

calculadas as taxas de emanação dos gases, variabilidade (S) e função de ajuste. A função de

ajuste descreve a evolução temporal da concentração do gás na câmara. A função de ajuste é do

tipo curva exponencial, a que melhor passa entre os resultados de determinado conjunto de

câmaras. Nos casos em que S é > 5% para CO2 e N2O, e > 4% para CH4, a taxa de emanação é

re-calculada por regressão linear. A taxa de emanação também é calculada por regressão linear

nos casos em que há um defeito de monotonicidade maior que 10% de um incremento típico da

seqüência, e também nos casos em que há um desfalque -- em geral por perda de amostra -- no

quarteto de resultados.

A equação de ajuste e variabilidade da emissão de óxido nitroso (N2O) foram calculadas

com os resultados de N2O em ppb.

Quadro 1 – Dados obtidos das amostras da série 1C em 27 de outubro de 2003, no sítio No. 2, Rio Xingu, na profundidade de 2 metros. Coordenadas Geográficas: 3o 17’ 41” S e 52o 11’ 42” W. Altitude 107 m, pH 7,80 e vento 1,5 m s-1. Temperatura do ar 34oC e da água 31,5o C. Correnteza 4 m min-1.

Gás

14:30 horas (ppm)

3 min (ppm)

6 min (ppm)

12 min (ppm)

Taxa de emanação

(mg m-2 d-1)

Variab. (%)

Equação de ajuste

CH4 2,37 2,74 3,26 4,06 5,61 0,74 y = 5,379 -3,084 exp(-

0,0660t)

CO2 346 305 310 259 -752 * 2,4 y=209,507+133,930 exp(-

0,0741t)

N2O Na 0,4364 0,4928 0,5308

0,750 20 (dp) y = 417,4 + 9,89524 t

na – não analisado. (dp) – desvio padrão. * - sinal negativo indica absorção.

IVIG 3925

97

Quadro 2 – Dados obtidos das amostras da série 2C em 27 de outubro de 2003, no sítio No. 2, Rio Xingu. Coordenadas Geográficas: 3o 17’ 33” S e 52o 11’ 45” W. Altitude 107 m, pH 8,0. Temperatura do ar 33oC e da água 32o C.

14:30 horas (ppm)

3 min (ppm)

6 min (ppm)

12 min (ppm)

Taxa de emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 1,86 2,27 2,72 3,11 5,19 0,51 y =3,603-1,762exp(-0,107 t)

CO2 402 350 332 239 -1394* 4,9 y = 115,417+289,555 exp(-

0,0636t)

N2O 0,4176 0,4871 0,4939 0,4048

-0,179* 55 (dp) y = 463,22-2,356t

* - sinal negativo indica absorção; (dp) – desvio padrão.

Quadro 3 – Dados obtidos das amostras da série 1SL em 27 de outubro de 2003, com câmara em terra, no plano, encostado ao barranco (areia fina). Coordenadas Geográficas: 3o 17’ 30” S e 52o 11’ 48” W.

15:34

horas

(ppm)

3 min

(ppm)

6 min

(ppm)

12 min

(ppm)

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 2,13 2,56 2,10 2,58 1,97 0,28 (dp) y=2,206+0,026×t

CO2 550 737 758 856 5546 1,2 y=862,027-306,624exp(-

0,239t)

N2O 0,4923 0,497 0,5195 0,4698

-0,137* 22 (dp) y=504,12-1,804t

* - sinal negativo indica absorção (dp) – desvio padrão

IVIG 3925

98

Quadro 4 – Dados obtidos das amostras da série 2SL em 27 de outubro de 2003, com câmara em terra, no plano, encostado ao barranco (areia fina). Observação: a válvula da amostra 2SL12 chegou aberta no laboratório (pode ter entrado ar). Coordenadas Geográficas: 3o 17’ 30” S e 52o 11’ 48” W. Observação: a válvula da amostra 2SL12 chegou aberta no laboratório (pode ter entrado ar).

15:35

horas

(ppm)

3 min

(ppm)

6 min

(ppm)

12 min

(ppm)

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 2,27 2,03 1,73 2,17 -0,520* 0,28 (dp) y=2,086-0,00686t

CO2 772 748 834 824 434 35 (dp) y=764,4+5,733t

N2O 0,4578 0,5373 0,458 0,4625

-0,142* 46 (dp) y=488,66-1,869t

* - sinal negativo indica absorção (dp) – desvio padrão Quadro 5 – Dados obtidos das amostras da série 3C em 27 de outubro de 2003, no Sítio Furo da Barriguda a 0,5 m de profundidade. Coordenadas Geográficas: 3o 17’ 32” S e 52o 12’ 01” W. Vento 1,5 m s-1 , pH 8,1. Temperatura do ar 33,6 oC e da água 33o C. Observação: foi tirada uma foto desse sítio, um quase alagado, água parada, gramíneas (capim) crescendo dentro da água.

16:30

horas

(ppm)

3 min

(ppm)

6 min

(ppm)

12 min

(ppm)

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 2,01 2,95 3,57 4,85 9,84 0,59 y=6,541-4,557exp(-

0,0783t)

CO2 404 370 267 216 -1246* 30 (dp) y = 400,6 - 16,448 t

N2O 0,5164 0,5205 0,4949 0,520

-0,001* 15 (dp) y=513,02-0,0133t

* - sinal negativo indica absorção (dp) – desvio padrão

IVIG 3925

99

Quadro 6 – Dados obtidos das amostras 4C em 28 de outubro de 2003, no Sítio Ponto 2, Praia da Goiabeira a 0,5 m de profundidade. Coordenadas Geográficas: 3o 14’ 22” S e 52o 11’ 44” W. Vento 3,5 m s-1 , pH 7,4. Temperatura do ar 28oC e da água 28o C.

08:38

horas

(ppm)

3 min

(ppm)

6 min

(ppm)

12 min

(ppm)

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 2,37 2,43 2,87 2,98 2,57 1,4 y =3,337-1,012exp(-

0,0921 t)

CO2 374 330 379 496 891 46 (dp) y = 333 + 11,762 t

N2O 0,405 0,4518 0,4181 0,2846

-0,874 52 (dp) y = 450,42 –11,532 t

(dp) – desvio padrão

Quadro 7 – Dados obtidos das amostras 5C em 28 de outubro de 2003, no Sítio Ponto 3, Itapuama ( ao lado da Ilha – 300 m da terra firme) a 2 m de profundidade. Coordenadas Geográficas: 3o 33’ 43” S e 52o 19’ 12” W. Vento 2 m s-1 , pH 7,4. Temperatura do ar 31 oC e da água 30o C. Correnteza 3 m min-1. Observação: esta região não será inundada.

11:05

horas

(ppm)

3 min

(ppm)

6 min

(ppm)

12 min

(ppm)

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 2,01 2,69 3,14 3,76 7,22 0,14 y=4,374-2,363 exp(-

0,111×t)

CO2 432 394 356 415 -83,0* 40 (dp) y=405-1,095×t

N2O 0,461 0,3611 0,347 0,3386

-5,22* 0,25 y=340,356+120,561e

xp(-0,572×t)

*- sinal negativo indica absorção; (dp) – desvio padrão.

IVIG 3925

100

Quadro 8 – Dados obtidos das amostras 6C em 28 de outubro de 2003, no Sítio Igarapé do Ambé (ponto 1) a 9 m de profundidade. Coordenadas Geográficas: 3o 12’ 08” S e 52o 11’ 41” W. pH 7,8. Temperatura do ar 31,5 oC e da água 32o C. Observação: nesta ocasião foi feito um perfil de metano.

15:37

horas

(ppm)

3 min

(ppm)

6 min

(ppm)

12 min

(ppm)

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 2,20 2,29 3,43 4,09 6,76 2,1 y=5,723-3,701 exp(-

0,0663×t)

CO2 403 396 336 274 -1171* 4,6 y=147,328+268,748exp(-

0,0575×t)

N2O 0,3558 0,3771 0,3768 0,3661

0,0359 12 (dp) y=366,46+0,474×t


Quadro 9 – Dados obtidos das amostras 7C em 28 de outubro de 2003, no Sítio Ilha do Pirulito (ponto 4) a 0,5 m de profundidade. Coordenadas Geográficas: 3o 12’ 56” S e 52o 06’ 52” W. Vento 0 m s-1 , pH 7,5. Temperatura do ar 32 oC e da água 31o C.

17:30

horas

(ppm)

3 min

(ppm)

6 min

(ppm)

12 min

(ppm)

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 2,24 3,36 4,93 6,23 15,6 1,0 y =8,208-6,064 exp(-

0,0936×t)

CO2 439 357 430 437 158 46 (dp) y =404,8+2,086 × t

N2O 0,3211 Na 0,3572 0,3543

0,21 16 (dp) y = 327,6+2,76667 × t

(dp) – desvio padrão.

IVIG 3925

101

Quadro 10 – Dados obtidos das amostras 8C em 29 de outubro de 2003, no Sítio Barragem (ponto 5) a 1,8 m de profundidade. Coordenadas Geográficas: 3o 25’ 34” S e 51o 56’ 42” W. Vento 0 m s-1 , pH 7,4. Temperatura do ar 32 oC e da água 31o C. Observação: neste sítio foram coletadas bolhas que espontaneamente vieram à tona. O resultado da análise cromatográfica dessas bolhas foi: 48,1% CH4, 0,51% CO2, 44,0% N2, 9,3% O2.

12:51

horas

(ppm)

3 min

(ppm)

6 min

(ppm)

12 min

(ppm)

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 1,74 2,00 2,56 3,54 5,71 1,3 y=5,225-3,622 exp(-

0,0572×t)

CO2 439 448 565 451 149 72 (dp) y=465,4+1,971×t

N2O 0,3109 0,4029 0,3512 0,3261

-0,0714* 49 (dp) y=352,72-0,942×t

* - sinal negativo indica absorção (dp) – desvio padrão Quadro 11 – Dados obtidos das amostras 9C em 29 de outubro de 2003, no Sítio Barragem (ponto 5) a 12 m de profundidade. Coordenadas Geográficas: 3o 25’ 33” S e 51o 56’ 47” W. Vento 1,5 m s-1, pH 7,5. Temperatura do ar 32 oC e da água 31,5o C.

14:47

horas

(ppm)

3 min

(ppm)

6 min

(ppm)

12 min

(ppm)

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 1,63 2,66 3,94 7,38 17,7 1,8 y=12,801-11,567 exp (-

0,0554×t)

CO2 649 412 328 394 -1375* 129

(dp)

y=541-18,143×t

N2O 0,3381 0,3329 0,3778 0,2262

-0,687* 56 (dp) y=366,34-9,06476×t


IVIG 3925

102

Quadro 12 – Dados obtidos das amostras 10C em 29 de outubro de 2003, no Sítio Barragem (ponto 5) a 6 m de profundidade. Coordenadas Geográficas: 3o 25’ 28” S e 51o 56’ 47” W. Vento 1,5 m s-1, pH 7,7.

15:57

horas

(ppm)

3 min

(ppm)

6 min

(ppm)

12 min

(ppm)

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 1,78 2,02 2,46 3,53 5,36 1,5 y=5,274-3,643 exp(-0,0534×t)

CO2 461 423 401 322 -1190* 2,2 y=209,240+256,408 exp(-

0,0612×t)

N2O 0,2706 0,2487 0,2304 0,4228

1,007 68 (dp) y=223,36+13,28857×t

* - sinal negativo indica absorção (dp) – desvio padrão Quadro 13 – Dados obtidos das amostras 11C em 29 de outubro de 2003, no Sítio Igarapé do Ambé a ~10 m de profundidade. Coordenadas Geográficas: 3o 12’ 11” S e 52o 11’ 36” W. Vento 0 m s-1, pH 7,5. Temperatura do ar 28 oC.

18:17

horas

(ppm)

3 min

(ppm)

6 min

(ppm)

12 min

(ppm)

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 1,76 2,05 2,61 2,72 5,31 1,7 y=2,942-1,218 exp(-0,158×t)

CO2 383 434 439 491 1073 0,79 y=534,395-148,387 exp(-

0,0955×t)

N2O 0,3909 0,4129 0,3747 0,4364

0,236 26 (dp) y=387,36+3,117×t

(dp) – desvio padrão Quadro 14 – Dados obtidos das amostras 12C em 30 de outubro de 2003, no Sítio Barragem (ponto 5) a 0,7 m de profundidade. Coordenadas Geográficas: 3o 25’ 32” S e 51o 56’ 42” W. Vento 0 m s-1, pH 7,4. Temperatura do ar 31 oC e da água 30,5o C.

11:11

horas

(ppm)

3 min

(ppm)

6 min

(ppm)

12 min

(ppm)

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 2,14 2,53 3,20 4,18 6,73 0,98 y=5,858-3,829 exp(-

0,0638×t)

CO2 475 405 375 393 -453* 38 (dp) y=443,4-5,981×t

N2O 0,4552 0,2696 0,3825 0,3235

-0,506 88 (dp) y=392,76-6,6781×t


IVIG 3925

103

Quadro 15 – Dados obtidos das amostras 13C em 30 de outubro de 2003, no Sítio Barragem (ponto 5) a 12 m de profundidade. Coordenadas Geográficas: 3o 25’ 33” S e 51o 56’ 47” W. pH 7,3. Temperatura do ar 35 oC e da água 31o C.

11:42

horas

(ppm)

3 min

(ppm)

6 min

(ppm)

12 min

(ppm)

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 2,02 3,42 6,42 10,6 28,1 1,6 y=18,005-16,538exp(-

0,0618×t)

CO2 467 412 404 373 -1573* 0,81 y=368,705+96,587exp(-

0,215×t)

N2O 0,3004 0,4019 0,3125 0,5749

1,57 84 (dp) y=288,52+20,744×t

* - sinal negativo indica absorção; (dp) – desvio padrão. Quadro 16 – Dados obtidos das amostras 14C em 30 de outubro de 2003, no Sítio Barragem (ponto 5) a 12 m de profundidade. Coordenadas Geográficas: 3o 25’ 33” S e 51o 56’ 42” W. Vento 1,5 m s-1 , pH 7,4. Temperatura do ar 30 oC e da água 32,5o C.

14:05

horas

(ppm)

3 min

(ppm)

6 min

(ppm)

12 min

(ppm)

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 2,49 2,71 3,38 4,67 6,77 1,5 y=6,892-4,612exp(-

0,0533×t)

CO2 331 316 289 297 -219* 14 (dp) y=323,4-2,886×t

N2O 0,4474 0,439 0,3235 0,4024

-0,363 62 (dp) y=428,26-

4,79714×t


IVIG 3925

104

Quadro 17 – Dados obtidos das amostras 15C em 30 de outubro de 2003, no Sítio Furo da Ilha do Arapujá a 1 m de profundidade. Coordenadas Geográficas: 3o 13’ 03” S e 52o 10’ 31” W. Vento 0 m s-1 , pH 7,3. Temperatura do ar 31 oC e da água 32o C.

16:53

horas

(ppm)

3 min

(ppm)

6 min

(ppm)

12 min

(ppm)

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 3,91 4,90 5,42 6,83 9,81 0,67 y=8,661-4,773exp(-0,0746×t)

CO2 392 429 506 580 1822 0,77 y=714,847-331,847exp(-

0,0725×t)

N2O 0,4353 pds 0,4322 pds

-0,0391 0 (dp) y=435,3-0,51667×t

pds – problema de sensibilidade; (dp) – desvio padrão.

Quadro 18 – Dados obtidos das amostras 16C em 31 de outubro de 2003, no Sítio Praia Cracaria (ponto 8) a 3 m de profundidade. Coordenadas Geográficas: 3o 06’ 58” S e 51o 46’ 05” W. Vento 0 m s-1 , pH 7,4. Temperatura do ar 30 oC e da água 31o C. Observação: sedimento de areia fina e partículas argilosas, com cheiro de gás sulfídrico.

10:38

horas

(ppm)

3 min

(ppm)

6 min

(ppm)

12 min

(ppm)

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 1,77 3,04 2,81 5,13 9,63 2,7 y=7,832-6,089exp(-0,0574×t)

CO2 411 458 556 473 405 66 (dp) y=446,4+5,352×t

N2O 0,3203 0,4264 0,3752 0,4704

0,785 45 (dp) y=343,7+10,357×t

(dp) – desvio padrão.

IVIG 3925

105

Quadro 19 – Dados obtidos das amostras 17C em 31 de outubro de 2003, no Sítio Praia Cracaria (ponto 8) a 6 m de profundidade. Coordenadas Geográficas: 3o 06’ 57” S e 51o 46’ 03” W. Vento 0,5 m s-1, pH 7,3. Temperatura do ar 30 oC e da água 31o C.

11:13

horas

(ppm)

3 min

(ppm)

6 min

(ppm)

12 min

(ppm)

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 2,35 2,87 3,72 5,61 10,1 1,5 y=8,704-6,595exp(-0,0558×t)

CO2 334 430 505 538 3623 0,61 y=559,685-227,665exp(-

0,210×t)

N2O 0,3679 0,3752 0,4296 0,4296

0,91 1,4 y=451,816-88,797exp(-

0,135×t)

Quadro 20 – Dados obtidos das amostras 18C em 31 de outubro de 2003, no Sítio Praia Ilha de Santa Maria (coberta com floresta primária) a 0,5 m de profundidade. Coordenadas Geográficas: 2o 52’ 10” S e 51o 57’ 31” W. Altitude 9, 13 m GPS; Vento 1,2 m s-1 , pH 7,4. Temperatura do ar 30 oC e da água 32o C.

13:22

horas

(ppm)

3 min

(ppm)

6 min

(ppm)

12 min

(ppm)

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Variab.

(%)

Equação de ajuste

CH4 1,69 3,13 3,98 6,39 15,3 1,1 y=9,729-8,127exp(-

0,0682×t)

CO2 427 364 360 429 101 46 (dp) y=388+1,333×t

N2O 0,814 0,647 0,591 0,531

-5,802* 0,57 y=522,353+290,242exp(-

0,264×t)

* - sinal negativo indica absorção. (dp) – desvio padrão

IVIG 3925

106

2 - Concentrações de CH4, CO2 e N2O na Água Superficial, como Medidas nas Equilibrações.

O cálculo das taxas difusivas de CH4, CO2 e N2O requer o estabelecimento de equações

que descrevem a evolução temporal da concentração destes gases nas câmaras de difusão (anexo

C do Primeiro Inventário Brasileiro de Emissões Antrópicas de Gás de Efeito Estufa). Nestas

equações consta a concentração C de gás dissolvido na água, calculada a partir das concentrações

nas câmaras. Estas concentrações C são expressas em pressão osmótica, ppm da pressão

atmosférica 101 kPa.

Além disso, é possível calcular a fração molar do metano dissolvido na água superficial

conhecendo-se a pressão osmótica de metano dissolvido e a temperatura da água.

Na tabela 1A a seguir são mostrados os valores de concentração de gás dissolvido na

água. Inclui a fração molar do metano, para os sítios onde foi medida a temperatura da água e,

mais a condição da equação temporal ser obtida por ajuste exponencial.

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107

Tabela 1A – Concentrações de Gás Dissolvido na Água e Fração Molar de CH4 em Sítios de Belo Monte na Primeira Campanha.

Sítio quadro ppm CH4 M CH 4 ppm CO2 ppb N2O

No 2, rio Xingú 1 5,379 0,00683 209 * No 2, rio Xingú 2 3,603 0,00454 115 * Barranco 3 * - 862 ** * Barranco 4 * - * * Furo da Barriguda 5 6,541 0,00813 * * Ponto 2, praia da Goiabeira

6 3,337 0,00448 * *

Sítio 3, Itapuama 7 4,374 0,00569 * 340 Igarapé do Ambé (ponto 1)

8 5,723 0,00722 147 *

Ilha do Pirulito (ponto 4)

9 8,208 0,0105 * *

Eixo da Barragem (ponto 5)

10 5,225 0,00669 * *

Barragem (ponto 5) 11 12,801 0,0163 * * Barragem (ponto 5) 12 5,274 0,0067 209 * Igarapé do Ambé 13 2,942 - 534 * Barragem (ponto 5) 14 5,858 0,00756 * * Barragem (ponto 5) 15 18,005 0,0231 369 * Barragem (ponto 5) 16 6,892 0,00863 * * Furo da Ilha do Arapujá

17 8,661 0,0109 715 *

Praia Cracaria (ponto 8)

18 7,832 0,0100 * *

Praia Cracaria (ponto 8)

19 8,704 0,0111 560 452

Ilha de Santa Maria 20 9,729 0,0123 * 522 * equação temporal obtida por regressão linear ; - parâmetros ausentes; ** excluído (solo).

ppm CH4

M CH 4 ppm CO2

ppb N2O

Média das concentrações na água superficial, obtidas via equação de ajuste exponencial da emissão difusiva

7,172 0,00945 357 438

Desvio padrão 3,676 0,00463 223 92

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108

3 - Resultados da Dupla Dessorção

A dupla dessorção é uma medida do máximo volume de gás que se pode extrair de um

certo volume de água. O volume de água utilizado para a dupla dessorção foi de 250 ml.

Na tabela seguinte são apresentados os resultados da dupla dessorção para alguns sítios

no Rio Xingú.

Tabela 2A – Resultados de Dupla Dessorção no Rio Xingú na Primeira Campanha.

Máximo volume, em ml, de gás extraível de um volume de 250 ml de água

Sítio ml CO2 ml O2 ml N2 ml CH4

Furo da Barriguda

0,041 3,213 8,623 Falhou

Furo da Barriguda

0,045 3,419 9,646 Falhou

Furo da Barriguda

0,045 4,056 10,306 Falhou

Praia Cranaria

falhou 3,52 8,51 Falhou

4 - Resultados das Análises das Amostras de Gás Coletadas por Funis

Quadro 21 – Rio Xingú. sítio Ilha do Fernandão – Belo 2. Início da coleta 14:40 h de 27/10/2003. Profundidade 2 metros. GPS 3o 17’ 41,1” S e 52o 11’ 41,6” W. Vento 0 m s-1. Temperatura do ar 33,4oC e da água 30,9o C. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 4. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 17,5 horas. Volume coletado: 10 ml. Amostra F2. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0,010 2,09 7,47 0,058 Quadro 22 – Rio Xingú. sítio Ilha do Fernandão – Belo 2. Início da coleta 14:40 h de 27/10/2003. Profundidade 3 metros. GPS 3o 17’ 41,1” S e 52o 11’ 41,6” W. Vento 0 m s-1. Temperatura do ar 33,4oC e da água 30,9o C. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 3. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 17,4 horas. Volume coletado: 20 ml. Amostra F1. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0,038 6,33 20,62 0,155

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109

Quadro 23 – Rio Xingú. sítio Igarapé Ambé – Belo 1. Início da coleta 17:30 h de 27/10/2003. Profundidade 3 metros. GPS 3o 12’ 7,3” S e 52o 11’ 40,7” W.Vento 1,0 m s-1. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 3. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 22,2 horas. Volume coletado: 4 ml. Amostra F5. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0,001 1,07 3,28 0,024 Quadro 24 – Rio Xingú. sítio Igarapé Ambé – Belo 1. Início da coleta 17:30 h de 27/10/2003. Profundidade 6 metros. GPS 3o 12’ 7,3” S e 52o 11’ 40,7” W.Vento 1,0 m s-1. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 2. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 21,9 horas. Volume coletado: 7 ml. Amostra F4. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0,003 2,64 8,40 0,065

Quadro 25 – Rio Xingú. sítio Igarapé Ambé – Belo 1. Início da coleta 17:30 h de 27/10/2003. Profundidade 9 metros. GPS 3o 12’ 7,3” S e 52o 11’ 40,7” W.Vento 1,0 m s-1. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 2. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 21,7 horas. Volume coletado: 4 ml. Amostra F3. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0,002 1,67 5,10 0,037 Quadro 26 – Rio Xingú. sítio Belo 5 – Feitosa (localização da futura barragem). Início da coleta 15:55 h de 29/10/2003. Profundidade 2 metros. GPS 3o 25’ 33,9” S e 51o 56’ 42,2” W.Altitude 114 m. Vento 0 m s-1. Temperatura do ar 32,1oC e temperatura da água 30,5oC. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 2. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 5,7 horas. Volume coletado: 6 ml. Amostra 20F. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0,035 3,27 21,55 7,75

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110

Quadro 27 – Rio Xingú. sítio Belo 5 – Feitosa (localização da futura barragem). Início da coleta 15:55 h de 29/10/2003. Profundidade 5 metros. GPS 3o 25’ 33,9” S e 51o 56’ 42,2” W.Altitude 114 m. Vento 0 m s-1. Temperatura do ar 32,1oC e temperatura da água 30,5oC. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 2. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 22,4 horas. Volume coletado: 4 ml. Amostra 22F. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) na* 1,55 4,69 0,001 * não analisado, pouca amostra Quadro 28 – Rio Xingú. sítio Belo 5 – Feitosa (localização da futura barragem). Início da coleta 15:55 h de 29/10/2003. Profundidade 3 metros. GPS 3o 25’ 33,9” S e 51o 56’ 42,2” W.Altitude 114 m. Vento 0 m s-1. Temperatura do ar 32,1oC e temperatura da água 30,5oC. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 3. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 22,6 horas. Volume coletado: 11 ml. Amostra 21F. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0,0002 2,84 8,92 0,008

Quadro 29 – Rio Xingú. sítio Belo 5 – Feitosa (localização da futura barragem). Início da coleta 15:55 h de 29/10/2003. Profundidade 9 metros. GPS 3o 25’ 33,9” S e 51o 56’ 42,2” W.Altitude 114 m. Vento 0 m s-1. Temperatura do ar 32,1oC e temperatura da água 30,5oC. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 2. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 17,5 horas. Volume coletado: 0 ml. Amostra sem nome. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0 0 0 0 Quadro 30 – Rio Xingú. sítio Furo da Ilha do Arapujá – Belo 9. Início da coleta 16:45 h de 30/10/2003. Profundidade 1 metro. GPS 3o 13’ 03” S e 52o 10’ 31” W. Vento 0 m s-1, pH 7,3. Temperatura do ar 31oC e temperatura da água 32oC. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 7. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 17,8 horas. Volume coletado: 215 ml. Amostra F8. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 2,55 2,60 40,82 44,90

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111

Quadro 31 – Rio Xingú. sítio Belo 8 - jusante da casa de força (Vitória do Xingu). Barqueiro Romildo. Início da coleta 10:40 h de 30/10/2003. Profundidade 3 metros. GPS 3o

6’ 57,5” S e 51o 46’ 3,4” W. Altitude 24 m. Vento 3 m s-1. Temperatura do ar 30,0oC e temperatura da água 30,7oC. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 3. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 23,6 horas. Volume coletado: 225 ml. Amostra 24F. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0,35 57,88 174,0 0,180 Quadro 32 – Rio Xingú. sítio Belo 8 - jusante da casa de força (Vitória do Xingu). Barqueiro Romildo. Início da coleta 10:40 h de 30/10/2003. Profundidade 4 metros. GPS 3o

6’ 57,5” S e 51o 46’ 3,4” W. Altitude 24 m. Vento 3 m s-1. Temperatura do ar 30,0oC e temperatura da água 30,7oC. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 3. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 24,0 horas. Volume coletado: 250 ml. Amostra 25F. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0,35 62,39 187,9 0,169 Quadro 33 – Rio Xingú.. Sítio Belo 1’. Início da coleta 08:50 h de 30/10/2003. Profundidade 1,5 metros. GPS 3o 12’ 22” S e 52o 11’ 24” W. Temperatura do ar 30,5oC e temperatura da água 32,5oC, pH 7,4. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 3. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 23,9 horas. Volume coletado: 0 ml. Observação: sítio localizado perto do barranco da margem do Igarapé Ambé, na sombra da copa das árvores Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0 0 0 0 Quadro 34 – Rio Xingú.. Sítio Pirulito – Belo 4. Barqueiro Benedito. Início da coleta 17:30 h de 28/10/2003. Profundidade 2,0 metros. GPS 3o 13’ 17,5” S e 52o 6’ 40,8” W. Altitude 108 m. Vento 0 m s-1. Temperatura do ar 30,5oC. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 4. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 24,5 horas. Volume coletado: 0 ml. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0 0 0 0

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112

Quadro 35 – Rio Xingú.. Sítio Pirulito – Belo 4. Barqueiro Benedito. Início da coleta 17:30 h de 28/10/2003. Profundidade 5,0 metros. GPS 3o 13’ 17,5” S e 52o 6’ 40,8” W. Altitude 108 m. Vento 0 m s-1. Temperatura do ar 30,5oC. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 3. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 24,3 horas. Volume coletado: 0 ml. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0 0 0 0 Quadro 36 – Rio Xingú.. Sítio Itapuama – Belo 3. Barqueiro Benedito. Início da coleta 11:00 h de 28/10/2003. Profundidade 2,0 metros. GPS 3o 33’ 45,5” S e 52o 19’ 8,6” W. Vento 3 m s-1. Temperatura do ar 31,2oC e da água 30,4oC. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 4. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 23,5 horas. Volume coletado: 0 ml. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0 0 0 0 Quadro 37 – Rio Xingú.. Sítio Itapuama – Belo 3. Barqueiro Benedito. Início da coleta 11:00 h de 28/10/2003. Profundidade 6,0 metros. GPS 3o 33’ 45,5” S e 52o 19’ 8,6” W. Vento 3 m s-1. Temperatura do ar 31,2oC e da água 30,4oC. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 3. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 23,4 horas. Volume coletado: 0 ml. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0 0

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ANEXO – B (SEGUNDA CAMPANHA)

Resultados das Análises Cromatográficas da 2a

Campanha no Rio Xingú, 10 a 14 de Maio de 2004 1 - Introdução

As câmaras utilizadas nas medidas de emissão da água têm volume 150 ml.

A taxa T que descreve o aumento temporal da concentração dentro da câmara pode ser

transformada na taxa Q que mede quanta massa de, por exemplo, CH4 atravessa por minuto ou

por dia a interface de contato de 50,9 cm2 entre a água e o ar da câmara. Esta transformação é

feita como mostrado na “fração explicada” seguinte:

)(01,25).(10.9,50

)(16).(min1440).(150).(10).min((

124

14

116112

4 −−

−−−−−−− =

mmolmlm

mmolCHmgdmlppmppmTdmCHmgQ

ou

Q = 27,15 T (mg CH4 m-2 d-1)

Da fração constam: o volume de 150 ml da câmara; o fator 1440 (min d-1) que converte

min-1 em d-1; a massa milimolar de 16 (mg CH4 mmol-1) do CH4 ; a área da câmara de 50,9.10-4

(m2); e o volume milimolar de um gás ideal que no Projeto de Belo Monte foi de 25,01 (ml

mmol-1). As dimensões da fração se simplificam resultando mg CH4 m-2 d-1.

Foram coletadas 96 (24 x 4) amostras de emissão difusiva e 9 de emissão ebulitiva. No

total foram obtidas 345 [(96 x 3) + 30 + (9 x 3)] amostras que foram analisadas

cromatograficamente para os três gases estudados (CH4, CO2 e N2O) após a coleta, em

laboratório portátil instalado no escritório da Eletronorte em Altamira, PA.

Os resultados das análises cromatográficas de CH4, CO2 e N2O foram corrigidos (exceto

das amostras de emissão de solo) levando-se em conta a umidade presente na amostra de gás. A

consideração feita é que para a temperatura da água da represa, a umidade da amostra de gás da

represa é de 100%. Existem tabelas que relacionam a temperatura da água com pressão de vapor

da água. A pressão de vapor da água é dividida pela pressão atmosférica que prevalecia no

laboratório no momento da análise, resultando no fator pelo qual o resultado da análise

cromatográfica deve ser incrementado. A correção devido à umidade é um refinamento pequeno,

da ordem de 3%.

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114

As taxas de emanação dos gases são calculadas partindo-se de um modelo teórico e

utilizando os resultados dessa campanha, apresentados a seguir. O modelo infere qual a taxa de

emanação que prevalecia no ponto amostrado, antes da colocação das câmaras na água.

Cada quarteto de amostras gera três resultados de taxa de emissão – de metano, gás

carbônico e óxido nitroso. A taxa de emissão é calculada a partir da função de ajuste.

A função de ajuste pode ser do tipo exponencial ou linear. Quando a função de ajuste é

do tipo exponencial, é apresentada o valor da variabilidade S (desvio quadrático da função de

ajuste). A função de ajuste é re-calculada por regressão linear quando a função por ajuste

exponencial resultar em S > 4% para CH4 e > 5% para CO2 e N2O. A função também é

calculada por regressão linear nos casos em que há um defeito de monotonicidade maior que

10% de um incremento típico da seqüência, e também nos casos em que há um desfalque -- em

geral por perda de amostra -- no quarteto de resultados.

Tanto a grande variabilidade quanto a ausência de monotonicidade podem sinalizar que a

taxa de emanação é pequena, comparável com o erro de medição – ou ausência de erro de

medição mas sim, resultado medido real de atividade biológica local e instantânea como

respiração e decomposição de fitoplâncton. Para taxas pequenas a seqüência exponencial é

experimentalmente indistinguível da linear. O ajuste linear, porém, requer o cálculo de apenas

duas constantes enquanto o ajuste exponencial requer três. O mesmo conjunto de dados permite

um ajuste mais preciso da reta, comparável com o ajuste da curva exponencial.

As profundidades apresentadas nos quadros seguintes foram medidas com batímetro.

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115

2 - Resultados e Descrição dos Sítios de Amostragem com Câmaras de Difusão

Quadro 38 – Data 10/05/04. Profundidade 4,9 m. Sítio Ilha do Fernandão. Coordenadas GPS 3o 17’ 43” S e 52o 11’ 41” W, vento nulo. Altitude 106 m (GPS). Temperatura do ar 34oC e da água 29o C. Amostras da série 1C. Observação: correnteza 0,5 m s-1

14:04

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

1,67 4,41 6,11 11,79 31,27 1,6 y =19,961-

18,633exp(-0,0616*t)

CO2

(ppm)

487 918 1073 1334 12477 0,93 y=1433,305-937,52exp

(-0,178*t)

N2O

(ppb)

361,7 371,8 166,7 386,7

0 ... y =-321,74-0,00286*t

... dado numérico ausente Quadro 39 – Data 10/05/04. Profundidade 4,9 m. Sítio Ilha do Fernandão. Coordenadas GPS 3o 17’ 43” S e 52o 11’ 41” W, vento nulo. Altitude 106 m (GPS). Temperatura do ar 34oC e da água 29o C. Amostras da série 2C, réplica da 1C.

14:24

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

1,70 3,38 6,92 9,91 29,42 1,6 y =15,402-14,068exp(-

0,0768*t)

CO2

(ppm)

381 677 1134 1311 12673 2,2 y=1559,219-

1203,87exp(-0,141*t)

N2O

(ppb)

358,8 238,8 377,4 203,0

0,232 ... y =345,68-9,75*t

... dado numérico ausente

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116

Quadro 40 – Data 10/05/04. Profundidade 0,4 m. Sítio floresta alagada, Curicas, margem direita do furo da Bariguda . Coordenadas GPS 3o 17’ 58” S e 52o 12’ 32” W, pH 6,9 e vento nulo. Altitude 100 m (GPS). Temperatura do ar 33oC e da água 28o C. Amostras da série 3C. Observação: sedimento de matéria orgânica, que ao ser pisoteado, solta inúmeras bolhas. 15:26

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

13,50 15,75 18,38 22,70 30,34 0,6 y=29,532-16,366exp(-

0,0681*t)

CO2

(ppm)

335 617 754 1107 7313 0,9 y=1532,01-

1196,69exp(-

0,0816*t)

N2O

(ppb)

384,2 383,7 366,0 356,0

-0,276* 0,6 y=330,418+56,699exp

(-0,0642*t)

* sinal negativo indica absorção

Quadro 41 – Data 10/05/04. Profundidade 2,6 m. Sítio Curicas, remanso . Coordenadas GPS 3o 18’ 26” S e 52o 12’ 30” W, pH 6,8 e vento nulo. Altitude 101 m (GPS). Temperatura do ar 30oC. Amostras da série 4C. Observação: remanso com bolhas emergentes. Sítio com provável aparência do futuro reservatório: fluxo lento de água. 15:52

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

6,15 8,26 9,02 11,04 18,84 0,8 y =12,821-6,601exp(-

0,105*t)

CO2

(ppm)

498 604 690 921 3630 1,0 y=1266,403-

78,076exp(-0,0618*t)

N2O

(ppb)

352,3 323,4 322,7 414,2

0,438 ... y =322,44+5,85*t


IVIG 3925

117

Quadro 42 – Data 10/05/04. Profundidade 5,3 m. Sítio Curicas, remanso . Coordenadas GPS 3o 18’ 26” S e 52o 12’ 30” W, pH 6,8 e vento nulo. Altitude 101 m (GPS). Temperatura do ar 30oC. Amostras da série 5C. Observação: remanso com bolhas emergentes. Sítio com provável aparência do futuro reservatório: fluxo lento de água. 16:21

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

1,97 3,40 4,94 7,79 18,90 1,0 y =12,235-

10,481exp(-0,0662*t)

CO2

(ppm)

424 558 675 980 4764 1,1 y=1441,662-

1041,494exp(-

0,0611*t)

N2O

(ppb)

309,3 302,0 312,0 320,9

0,092 ... y =304,6+1,23*t


Quadro 43 – Data 11/05/04. Profundidade 4 m. Sítio ilha Itapuama. Coordenadas GPS 3o 33’ 51” S e 52o 19’ 40” W, pH 7,1 e vento nulo. Altitude 100 m (GPS). Temperatura do ar 28oC e da água 29oC. Amostras da série 6C. Observação: na margem W da ilha. Há proximidade entre ilha Itapuama e ilha do Protásio.

10:53

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

2,17 3,53 4,81 7,27 16,75 0,9 y =10,983-8,965exp(-

0,0684*t)

CO2

(ppm)

474 735 798 902 8690 0,9 y=909,279-

431,49exp(-0,268*t)

N2O

(ppb)

369,5 356,2 344,1 199,1

-1,087* ... y =393,18-14,468*t

... dado numérico ausente * sinal negativo indica absorção

IVIG 3925

118

Quadro 44 – Data 11/05/04. Profundidade 4 m. Sítio ilha Itapuama. Coordenadas GPS 3o 33’ 51” S e 52o 19’ 40” W, pH 7,1 e vento nulo. Altitude 100 m (GPS). Temperatura do ar 28oC e da água 29oC. Amostras da série 7C, réplica da série 6C. 11:11

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade (%) Equação de ajuste

CH4

(ppm)

2,00 3,61 5,09 8,04 19,74 1,0 y =12,480-

10,663exp(-

0,0678*t)

CO2

(ppm)

364 574 737 940 14247 1,2 y=891,999-

524,771exp(-

0,362*t)

N2O

(ppb)

160,4 317,1 346,5 151,0

-0,264* ... y = 262,18-3,510*t


Quadro 45 – Data 11/05/04. Profundidade 4,2 m. Sítio ilha das Araras. Coordenadas GPS 3o 30’ 45” S e 52o 17’ 40” W, pH 7,2 e vento 0,5 m s-1. Temperatura do ar 28oC e da água 29oC. Amostras da série 8C. Observação: margem da ilha, bolhas emergentes de metano.

12:31

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

2,32 3,64 4,18 4,94 14,42 0,6 y =5,239-2,899exp(-

0,182*t)

CO2

(ppm)

464 602 593 757 2585 1,7 y=912,551-439,827exp(-

0,0783*t)

N2O

(ppb)

327,6 325,4 321,0 342,5

0,096 ... y =322,42+1,28*t


IVIG 3925

119

Quadro 46 – Data 11/05/04. Profundidade 4,2 m. Sítio ilha das Araras. Coordenadas GPS 3o 30’ 45” S e 52o 17’ 40” W, pH 7,2 e vento 0,5 m s-1. Temperatura do ar 28oC e da água 29oC. Amostras da série 9C, réplicas da 8C.

12:47

horas

3 min

6 min

12

min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

1,99 3,60 4,33 5,20 18,21 0,5 y =5,546-3,540exp(-

0,188*t)

CO2

(ppm)

557 574 621 823 2116 1,7 y=1118,33-

595,754exp(-0,0473*t)

N2O

(ppb)

331,1 309,5 318,6 317,9

-0,048* ... y =322,6-0,633*t

... dado numérico ausente * sinal negativo indica absorção Quadro 47 – Data 11/05/04. Profundidade 1,7 m. Sítio margem esquerda da Barriguda (Curica). Coordenadas GPS 3o 18’ 28” S e 52o 12’ 32” W, pH 6,9 e vento nulo. Temperatura do ar 33oC e da água 28oC. Amostras da série 10C. Observação: sítio de floresta inundada.

16:00

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

2,10 8,06 13,99 27,92 81,18 1,5 y =49,44-

48,521exp(-0,0613*t)

CO2

(ppm)

379 712 1129 1699 12412 0,9 y=2605,41-

2268,91exp(-

0,0728*t)

N2O

(ppb)

379,4 331,8 330,7 366,0

-0,019* ... y =353,5-0,252*t


IVIG 3925

120

Quadro 48 – Data 11/05/04. Profundidade 5,6 m. Sítio Curica. Coordenadas GPS 3o 18’ 25” S e 52o 12’ 31” W, pH 7,3 e vento nulo. Temperatura do ar 37oC e da água 29oC. Amostras da série 11C.

15:30

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

2,16 3,60 4,87 7,34 17,12 0,8 y =10,998-8,973exp(-

0,0699*t)

CO2

(ppm)

395 490 668 838 4312 1,0 y=1139,179-

762,862exp(-0,0753*t)

N2O

(ppb)

300,3 296,7 300,0 306,2

0,186 0,6 y =300,967-0,667exp(-

3,705*t)

Quadro 49 – Data 11/05/04. Profundidade 3,9 m. Sítio Furo do Arapujá. Coordenadas GPS 3o 13’ 02” S e 52o 10’ 31” W e pH 7,1. Temperatura do ar 32oC e da água 29oC. Amostras da série 12C. Obs.: pequeno lago, medição feita a ∼∼∼∼ 50 m dos funis. 16:33

horas

3 min

6

min

12

min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

1,96 4,52 6,23 9,76 26,70 0,7 y =14,457-12,576exp(-

0,0777*t)

CO2

(ppm)

402 596 598 793 3827 1,9 y=943,802-

528,442exp(-0,0964*t)

N2O

(ppb)

290,0 342,7 294,9 292,6

-0,093* ... y =311,64-1,24*t


IVIG 3925

121

Quadro 50 – Data 12/05/04. Profundidade 3,2 m. Sítio ilha do Arapujá. Coordenadas GPS 3o 13’ 02” S e 52o 10’ 31” W, pH 7,3 e vento 0,5 m s-1 rajadas. Temperatura do ar 33oC e da água 29oC. Amostras da série 13C. 10:05

horas

3 min

6 min

12

min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

2,09 230,86 737,66 15,34 43,41 ... y =238,06+1,60*t

CO2

(ppm)

495 489 534 637 1161 1,4 y=800,515-

328,825exp(-

0,0475*t)

N2O

(ppb)

371,4 369,8 386,9 364,0

-0,033* ... y = 375,34-0,44*t

... dado numérico ausente * sinal negativo indica absorção Quadro 51 – Data 12/05/04. Profundidade 3,2 m. Sítio ilha do Pirulito. Coordenadas GPS 3o 12’ 56” S e 52o 06’ 50” W. Vento 1 m s-1. Temperatura do ar 33oC. Amostras da série 14C. 10:59

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

1,72 2,51 3,31 5,47 11,42 1,5 y =8,808-

7,297exp(-0,0579*t)

CO2

(ppm)

440 705 906 1324 8017 0,8 y=1917,094-

1493,958exp(-

0,0721*t)

N2O

(ppb)

353,9 352,6 364,4 379,7

0,175 ... y =350,32+2,35*t


IVIG 3925

122

Quadro 52 – Data 12/05/04. Profundidade 3,6 m. Sítio igarapé do Ambé. Coordenadas GPS 3o 12’ 11” S e 52o 11’ 29” W e pH 6,9. Vento nulo. Temperatura do ar 32oC e da água 29oC. Amostras da série 15C. 10:45

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

1,63 3,93 6,39 11,15 30,47 1,2 y =18,578-

17,320exp(-0,0650*t)

CO2

(ppm)

472 888 1343 1781 14060 0,7 y=2364,475-

1912,369exp(-

0,0988*t)

N2O

(ppb)

358,4 371,4 249,7 273,6

-0,645* ... y =358,82-8,68*t

... dado numérico ausente * sinal negativo indica absorção Quadro 53 – Data 12/05/04. Profundidade 3,6 m. Sítio igarapé do Ambé. Coordenadas GPS 3o 12’ 11” S e 52o 11’ 29” W e pH 6,9. Vento nulo. Temperatura do ar 32oC e da água 29oC. Amostras da série 16C, réplica da série 15C. 12:04

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

1,67 3,25 4,91 10,68 26,60 2,2 y =19,496-

18,498exp(-0,0532*t)

CO2

(ppm)

437 781 1132 1744 11820 0,9 y=2679,863-

2282,481exp(-

0,0696*t)

N2O

(ppb)

355,4 364,1 363,3 383,4

0,166 ... y = 354,86+2,227*t


IVIG 3925

123

Quadro 54 – Data 12/05/04. Profundidade 3,7 m. Sítio furo da Barriguda. Coordenadas GPS 3o 17’ 44” S e 52o 12’ 18” W. Vento nulo. Temperatura do ar 34oC e da água 29oC. Amostras da série 17C. 15:32

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

1,90 4,51 6,69 10,42 29,40 0,6 y =15,662-

13,900exp(-0,0774*t)

CO2

(ppm)

418 699 1003 1262 9684 0,8 y=1581,81-

1175,614exp(-

0,110*t)

N2O

(ppb)

177,8 379,0 373,0 371,1

0,952 ... y =258,66+12,68*t

... dado numérico ausente Quadro 55 – Data 12/05/04. Profundidade 3,7 m. Sítio furo da Barriguda. Coordenadas GPS 3o 17’ 44” S e 52o 12’ 18” W. Vento nulo. Temperatura do ar 34oC e da água 29oC. Amostras da série 18C, réplica da série 17C. 15:48

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

2,21 4,89 6,11 11,12 27,62 1,6 y =17,999-16,001exp(-

0,0632*t)

CO2

(ppm)

418 772 857 1321 8142 1,5 y=1853,182-

1428,348exp(-0,0759*t)

N2O

(ppb)

... 320,2 385,1 228,9

-0,932* ... y =398,3-12,41*t


IVIG 3925

124

Quadro 56 – Data 13/05/04. Profundidade 1 m. Sítio “Barragem”. Coordenadas GPS 3o 26’ 25” S e 51o 57’ 13” W e pH 7,5. Vento nulo. Altitude 78 m. Temperatura do ar 34oC e da água 29oC. Amostras da série 19C. 12:36

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

2,08 2,94 4,17 5,76 12,39 0,9 y =8,384-6,443exp(-

0,0712*t)

CO2

(ppm)

427 976 937 1274 4583 ... y=579,2+61,771*t

N2O

(ppb)

372,6 393,7 377,7 316,2

-0,400* ... y =393,34-5,389*t

... dado numérico ausente * sinal negativo indica absorção Quadro 57 – Data 13/05/04. Profundidade 1 m. Sítio “Barragem”. Coordenadas GPS 3o 26’ 25” S e 51o 57’ 13” W e pH 7,5. Vento nulo. Altitude 78 m. Temperatura do ar 34oC e da água 29oC. Amostras da série 20C, réplicas da série 19C.

12:42

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

2,22 3,34 4,20 5,46 11,94 0,2 y =7,016-4,816exp(-

0,0918*t)

CO2

(ppm)

518 685 936 1192 6572 0,9 y=1613,472-

1117,24exp(-

0,0793*t)

N2O

(ppb)

375,1 344,6 386,9 391,7

0,179 ... y =361,94+2,41*t


IVIG 3925

125

Quadro 58 – Data 13/05/04. Profundidade 3,6 m. Sítio furo do Arapujá. Coordenadas GPS 3o 13’ 02” S e 52o 10’ 31” W e pH 7,3. Vento nulo. Temperatura do ar 34oC e da água 30oC. Amostras da série 21C.

15:30

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

2,29 3,75 4,44 6,44 13,72 1,0 y =8,958-

6,683exp(-

0,0761*t)

CO2

(ppm)

527 578 647 631 638 ... y=550,6+8,6*t

N2O

(ppb)

330,8 357,9 322,3 375,4

0,220 ... y =331,02+2,97*t

... dado numérico ausente Quadro 59 – Data 14/05/04. Profundidade 2,9 m. Sítio Belo Monte. Coordenadas GPS 3o 06’ 59” S e 51o 46’ 01” W e pH 6,8. Vento 1 m s-1. Temperatura do ar 33oC e da água 30oC. Amostras da série 1Cbis. Obs.: Barqueiro Rubinho, partida do porto de Vitória do Xingu.

11:41

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

1,90 2,86 4,17 5,66 13,04 0,8 y =8,052-6,266exp(-

0,0778*t)

CO2

(ppm)

381 419 456 687 2355 2,1 y=1020,82-

672,470exp(-

0,0476*t)

N2O

(ppb)

378,0 378,1 322,9 495,8

0,704 ... y =343,5+9,57*t


IVIG 3925

126

Quadro 60 – Data 14/05/04. Profundidade 3,1 m. Sítio Belo Monte. Coordenadas GPS 3o 06’ 59” S e 51o 46’ 01” W e pH 6,8. Vento 1 m s-1. Temperatura do ar 33oC e da água 30oC. Amostras da série 2Cbis, réplica da série 1Cbis.

11:58

horas

3 min

6 min

12 min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de ajuste

CH4

(ppm)

1,62 3,06 4,40 5,78 16,55 0,5 y =7,412-5,831exp(-

0,106*t)

CO2

(ppm)

388 494 498 583 2292 1,4 y=619,045-

224,631exp(-0,139*t)

N2O

(ppb)

345,3 365,6 370,8 372,0

0,936 0,02 y =372,201-

26,910exp(-0,473*t)

Quadro 61 – Data 14/05/04. Profundidade 3,7 m. Sítio Furo do Arapujá. Coordenadas GPS 3o 13’ 01” S e 52o 10’ 31” W e pH 7,2. Vento nulo. Altitude 91 m GPS. Temperatura do ar 31oC e da água 31oC. Amostras da série 3Cbis.

16:35 horas

3

min

6

min

12

min

Taxa de

emanação

(mg m-2 d-1)

Varia-

bilidade

(%)

Equação de

ajuste

CH4

(ppm)

5,74 4,6

2

6,2

8

8,20 6,8 ... y =4,91+0,25*t

CO2

(ppm)

453 507 468 537 437 ... y=460,8+5,8*t

N2O

(ppb)

... ... ... ...

... ... ...


IVIG 3925

127

3 - Concentrações de CH4, CO2 e N2O na Superfície, Como Medidas nas Equilibrações. O cálculo das taxas difusivas de CH4, CO2 e N2O requer o estabelecimento de equações

que descrevem a evolução temporal da concentração destes gases nas câmaras de difusão (anexo

C do Primeiro Inventário Brasileiro de Emissões Antrópicas de Gás de Efeito Estufa. Em

http://www.mct.gov.br/clima). Nestas equações consta a concentração C de gás dissolvido na

água, calculada a partir das concentrações nas câmaras. Estas concentrações C são expressas em

pressão osmótica, ppm da pressão atmosférica 101 kPa.

Além disso, é possível calcular a fração molar do metano dissolvido na água superficial

conhecendo-se a pressão osmótica de metano dissolvido e a temperatura da água.

Devido à ausência de medidas individuais de pressão e temperatura para cada sítio,

tomou-se a média das temperaturas medidas de água superficial - 24 medidas - e a média das

pressões atmosféricas medidas no laboratório em Altamira.

A tabela a seguir mostra os valores de concentração de gás dissolvido na água. Inclui a

fração molar do metano, para os sítios onde a equação temporal foi obtida por ajuste

exponencial.

Tabela 1B - Concentração de Gás Dissolvido na Água.

Sítio Quadro ppm CH4 µµµµ M CH 4 ppm CO2 ppb N2O Ilha do Fernandão 1 19,961 0,02609 1.433,305 ... Ilha do Fernandão

Repe-tição 2 15,402 0,02013 1.559,219 ...

Floresta alagada, Curicas 3 29,532 0,03924 1.532,018 330,418 Curicas, remanso 4 12,821 0,01676 1.266,403 ... Curicas, remanso 5 12,235 0,01599 1.441,662 ... Ilha Itapuama 6 10,983 0,01436 909,279 ... Ilha Itapuama

Repe-tição 7 12,480 0,01631 891,999 ...

Ilha das Araras 8 5,239 0,00685 912,551 ... Ilha das Araras

Repe-tição 9 5,546 0,00725 1.118,333 ...

Margem esquerda da Barriguda (Curica)

10 49,444 0,06569 2.605,413 ...

Curica 11 10,998 0,01438 1.139,179 300,967 Furo do Arapujá 12 14,457 0,01890 943,802 ... Ilha do Arapujá 13 ... ... 800,515 ... Ilha do Pirulito 14 8,808 0,01148 1.917,094 ... Igarapé do Ambé 15 18,578 0,02421 2.364,475 ... Igarapé do Ambé

Repe-tição 16 19,496 0,02540 2.679,863 ...

Furo da Barriguda 17 15,662 0,02041 1.581,81 ... Furo da Barriguda

Repe-tição 18 17,999 0,02345 1.853,182 ...

“Barragem” 19 8,384 0,01090 ... ... “Barragem”

Repe-tição 20 7,016 0,00912 1613,472 ...

Furo do Arapujá 21 8,958 0,01147 ... ... Belo Monte 22 8,052 0,01031 1020,82 ... Belo Monte

Repe-tição 23 7,412 0,00949 619,045 372,201

Furo do Arapujá 24 ... ... ... ... Nota: ... dado numérico ausente.

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Rio Xingu no Trecho Amostrado ppm CH4 µµµµ M CH 4 ppm CO2 ppb N2O

Média das concentrações na água superficial, obtidas via equação de ajuste exponencial da emissão difusiva

14,521 0,01901 1.438,259 334,529

Desvio padrão 9,719 0,01295 583,541 35,794 4 – Resultados da Dupla Dessorção

A dupla dessorção é uma medida do máximo volume de gás que se pode extrair de um

certo volume de água. O volume de água utilizado para a dupla dessorção foi de 250 ml.

Na tabela 2B seguinte são apresentados os resultados da dupla dessorção para alguns

sítios do Rio Xingú.

Tabela 2B - Resultados de Dupla Dessorção no Rio Xingú na Segunda Campanha.

Máximo volume, em ml, de gás extraível de um volume de 250 ml de água

Sítio ml CO2 ml O2 ml N2 ml CH4 3o06’59”S 51o46’01”W

... 6,631 15,187 0,00469

3o06’59”S 51o46’01”W

1,92 5,554 15,207 0,00612

Porto Vitória do Xingu ... 4,623 12,915 0,04860

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5 - Resultados das análises das amostras de gás coletadas por funis durante a 2a. campanha Quadro 62 – Ilha do Fernandão – Fun2. Início da coleta 15:20 h de 10/05/2004. Profundidade 2,5 metros. GPS 3o 17’ 41,1” S e 52o 11’ 41,6” W. Vento 0 m s-1. Temperatura do ar 30,2oC e da água 28,7o C. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 4. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 17,08 horas. Volume coletado: 640 ml. Amostra F1. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de N2O Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (µg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 8,63 25,56 188,42 1,12 254,46 Quadro 63 – igarapé do Ambé – Fun1. Início da coleta 16:15 h de 10/05/2004. Profundidade 2,5 metros. GPS 3o 12’ 07,3” S e 52o 11’ 40,7” W. Vento 0 m s-1. Temperatura do ar 30,3oC e da água 27,4o C. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 3. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 21,58 horas. Volume coletado: 55 ml. Amostra F3. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de N2O Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (µg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0,94 1,19 26,7 0,069 18,5 Quadro 64 – igarapé do Ambé – Fun1. Início da coleta 16:22 h de 10/05/2004. Profundidade 5,0 metros. GPS 3o 12’ 07,3” S e 52o 11’ 40,7” W. Vento 0 m s-1. Temperatura do ar 30,3oC e da água 27,4o C. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 3. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 21,57 horas. Volume coletado: 70 ml. Amostra F4. Obs.: Neste sítio foram perdidos 3 funis. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de N2O Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (µg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0,42 19,6 62,3 0,044 0,63 Quadro 65 – Ilha Redonda – Fun 9 BM. Início da coleta 10:45 h de 11/05/2004. Profundidade 2,5 metros. GPS 3o 21’ 25,2” S e 52o 12’ 14,8” W. Vento 0 m s-1. Temperatura do ar 27,8oC e da água 28,6o C. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 4. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 23,0 horas. Volume coletado: 0 ml. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0 0 0 0

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Quadro 66 – Ilha Redonda – Fun 9 BM. Início da coleta 10:40 h de 11/05/2004. Profundidade 5,0 metros. GPS 3o 21’ 25,2” S e 52o 12’ 14,8” W. Vento 0 m s-1. Temperatura do ar 27,8oC e da água 28,6o C. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 3. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 23,0 horas. Volume coletado: 0 ml. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0 0 0 0 Quadro 67 – Ilha do Arapujá – Fun 6 BM. Início da coleta 14:20 h de 11/05/2004. Profundidade 5,0 metros. GPS 3o 13’ 03” S e 52o 10’ 31” W. Vento 0 m s-1. Altitude 101 m. Temperatura do ar 30,2oC e da água 28,9o C. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 3. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 26,0 horas. Volume coletado: 900 ml. Obs.: Coletores de gás transbordaram, 900 ml é limite inferior. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de N2O Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (µg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 5,91 32,23 123,33 1,31 422,2 Quadro 68 – Ilha do Pirulito – Fun 4 BM. Início da coleta 15:25 h de 11/05/2004. Profundidade 4,0 metros. GPS 3o 13’ 0,3” S e 52o 06’ 38,6” W. Temperatura do ar 31,8oC e da água 28,2o C. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 3. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 25,4 horas. Volume coletado: 0 ml. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0 0 0 0 Quadro 69 – Itapuama – Fun 3 BM. Início da coleta 11:15 h de 12/05/2004. Profundidade 2,0 metros. GPS 3o 33’ 45,5” S e 52o 19’ 8,6” W. Vento 0 m s-1 . Temperatura do ar 29,8oC e da água 28,5o C. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 4. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 23,2 horas. Volume coletado: 570 ml. Amostra F7. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de N2O Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (µg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 7,52 25,06 320,57 0,618 65,24

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Quadro 70 – Itapuama – Fun 3 BM. Início da coleta 11:25 h de 12/05/2004. Profundidade 4,0 metros. GPS 3o 33’ 45,5” S e 52o 19’ 8,6” W. Vento 0 m s-1 . Temperatura do ar 29,8oC e da água 28,5o C. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 3. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 22,9 horas. Volume coletado: 0 ml. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0 0 0 0 Quadro 71 – Acampamento. Início da coleta 10:45 h de 13/05/2004. Profundidade 4,0 metros. GPS 3o 22’ 01” S e 51o 59’ 13” W. Vento 0,5 m s-1 rajadas . Altitude 86 m. Temperatura do ar 31oC e da água 28o C. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 9. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 24,5 horas. Volume coletado: 34 ml. Amostra F8. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0,12 0,98 6,93 1,81 Quadro 72 – Praia Cranaria / Casa de Força – Fun 8 BM. Início da coleta 16:28 h de 13/05/2004. Profundidade 2,5 metros. GPS 3o 06’ 57,5” S e 51o 46’ 3,4” W. Vento 0 m s-1

rajadas . Altitude 20 m. Temperatura do ar 31,1oC e da água 29,1o C. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 4. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 19,8 horas. Volume coletado: 76 ml. Amostra F9. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de N2O Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (µg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0,63 5,41 37,89 0,352 15,82 Quadro 73 – Praia Cranaria / Casa de Força – Fun 8 BM. Início da coleta 16:40 h de 13/05/2004. Profundidade 4,0 metros. GPS 3o 06’ 57,5” S e 51o 46’ 3,4” W. Vento 0 m s-1

rajadas . Altitude 20 m. Temperatura do ar 31,1oC e da água 29,1o C. Número de funis utilizados na integração das amostras coletadas: 3. Tempo de permanência dos funis na água, coletando gás: 19,6 horas. Volume coletado: 28 ml. Amostra F10. Emissão de CO2 Emissão de O2 Emissão de N2 Emissão de CH4 (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) (mg m-2 d-1) 0,31 5,50 28,57 0,31

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6 - Extrapolação das Taxas de Emissão por Bolhas para a Superfície Total do Rio Xingu no Trecho Amostrado 6.1 - Materiais e Métodos

6.1.1 - Métodos

A absorção do dióxido de carbono do ar pela vegetação contida na caixa será tomada da

literatura publicada, a partir de taxas de produção primária líquida (NPP) e bruta (GPP) estimada

por vários autores.

O fluxo do gás carbônico, que pode ser emissão ou absorção, e que se dá na superfície da

água de rios ou alagados será estimado usando câmaras submersas, método desenvolvido por

nosso grupo e que foi descrito por Matvienko et al. (2000).

Em essência, o método consiste em tomar um volume de ar atmosférico e subdividi-lo em

quatro porções de 150 ml. Cada porção é confinada em uma câmara, em forma de um copo

“invertido” e mantida em contato com a superfície da água, durante 0, 3, 6 e 12 minutos

respectivamente. Determina-se por cromatografia a concentração de CH4, CO2 e N2O nas

câmaras obtendo-se quatro trios de dados de concentração (y) – tempo (t). Em seguida ajusta-se

a esses dados, por estatística, a função

y = C – A exp (-kt)

onde C, A e k são constantes cujo valor numérico é obtido por esse ajuste para cada conjunto de

quatro pares experimentais y t.

A taxa de variação da concentração dy/dt dentro de uma câmara é descrita por

dy/dt = A k exp(-kt)

Essa taxa decresce com o correr do tempo devido ao efeito de saturação com N2O, CO2

ou CH4 do ar contido na câmara. Porém é possível obter a taxa de variação quando ainda não

havia saturação na câmara. No instante inicial quando t = 0, ainda não há saturação:

(dy/dt)t=0 = Ak

A extrapolação ao instante inicial tem por objetivo eliminar o efeito da saturação. Através

dela calcula-se a emissão como se ela se comportasse uniformemente ao longo da tangente

inicial dy/dt e não ao longo da exponencial. Assim obtém-se a taxa verdadeira de troca de gases

ou seja, a taxa que existia no primeiro instante da instalação da câmara, presumivelmente muito

próxima à que existia antes da instalação.

IVIG 3925

133

Se fosse usada a exponencial em vez de sua tangente a massa M de metano, CO2 ou N2O

emitido durante o tempo t pela água para dentro do volume V da câmara seria

∫=

=−−=

tt

tdtktACVM

'

0''))'exp((

Mas não é tal valor que se deseja saber e sim o que seria emitido na ausência da

interferência do efeito de saturação. Essa massa m emitida por unidade de tempo é:

m = V (dy/dt) t=0

A concentração y dentro da câmara é, aqui, expressa em unidades da pressão parcial do

CH4, CO2 ou N2O dentro da câmara.

Uma explicação para as unidades adotadas para expressar a pressão parcial: em nossas

tabelas consta a pressão parcial em unidades de partes por milhão (ppm). São partes por milhão

da pressão atmosférica reinante. Por exemplo, em uma localidade onde a pressão atmosférica é

90 kPa e a pressão parcial de metano foi determinada como sendo 8 ppm, a pressão parcial do

metano corresponde a 8 × 10-6 × 90 kPa ou seja, 0,72 Pa.

Como é calculada a taxa de emissão em mg m-2 d-1?

As câmaras de difusão têm um volume de 150 ml e sua área de contato com a água tem

forma de um círculo com diâmetro de 5,0 cm correspondendo a uma área de 0,00196 m2. A taxa

de crescimento T da concentração y dentro de uma câmara, no instante inicial é:

T = (dy/dt)t=0 = A × k

A taxa T de crescimento da concentração dentro de uma câmara tem dimensão de ppm

min-1. No caso do metano o cálculo da emissão Q expressa em massa por metro quadrado por dia

(mg CH4 m-2 d-1) é, a título de exemplo, calculada aqui. Usa-se a seguinte fração:

( ))(00196,0)(27

)(24)(min60)(16150)(10)min(21

111161

mmmolmL

dhhmmolmgmLppmppmTQ

××××××= −

−−−−−−

ou

Q = 65,3 × T [mg CH4 m-2

d-1]

No denominador da fração consta o volume molar de 27 [mL mmol-1]. Ele é um valor

determinado a partir de uma temperatura - T - e uma pressão barométrica - p - que a título de

exemplo, se supõe prevaleciam no laboratório por ocasião da análise do gás. O valor do volume

molar é calculado a partir de T e p usando a equação de estado dos gases ideais.

IVIG 3925

134

São feitas medições da taxa de troca gasosa nos ambientes aquáticos típicos. São também

medidas taxas de emissão ou absorção desses gases pelo solo, mediante câmaras similares.

As entradas e saídas de carbono trazido pela água foram feitas tomando amostras de água

a montante e a jusante do compartimento considerado e analisando-as quanto ao conteúdo de

carbono nas formas de compostos orgânicos ou de bicarbonato. Multiplicando as concentrações

achadas pelas respectivas vazões encontra-se as taxas de entrada ou saída de carbono.

Exames de amostras de solo do fundo do rio estabelecerão uma eventual presença de

sedimentação de carbono.

6.1.2 - Concentração de Carbono na Água

A concentração de carbono dissolvido (COD), particulado (COP) e total (CT) na água foi

obtida por amostragem e análise. Usando frascos de polietileno com capacidade de 200 mL

foram recolhidas amostras em diversos pontos rio Xingu e em seus principais afluentes para

avaliar o carbono contido nestas áreas. Também foi colhida água do poço com diâmetro de

20cm, que fora aberto em terra a aproximadamente a 3m da margem do cais da cidade de

Altamira, no Porto 6, para analisar o conteúdo de carbono da água do subsolo. Todas as amostras

de água coletadas foram mantidas a cerca de 4oC, com os frascos individualmente envoltos em

folha de alumínio, para evitar a exposição a luz, até o período da análise.

Nestas amostras foi usado equipamento de espectroscopia gasosa no infravermelho

(marca Shimadzu) para medir carbono total (TC), carbono inorgânico (IC) e carbono orgânico

total (TOC), este último por diferença.

6.1.3 - Gases Emitidos por Ebulição e Difusão

No rio, o programa de coletas de amostras de gás emitido tanto sob a forma de bolhas

como por difusão, foi montado em função do tipo de região.

Taxas de emissão dos gases metano (CH4), dióxido de carbono (CO2) e óxido nitroso

(N2O) são emitidos por dois mecanismos: a ebulição, que é a liberação por bolhas; e a emanação,

que é o desprendimento difusivo na interface água-ar.

Para quantificar a ebulição foram recolhidas bolhas liberadas espontaneamente em

períodos de 24 horas. A captação das bolhas foi feita por funis “invertidos” suspensos a

aproximadamente a 30 cm abaixo da superfície d’água presos por pares de bóias. As bolhas

liberadas do fundo chegam à boca do funil e as mesmas são canalizadas ao seu bico onde se

IVIG 3925

135

localizam recipientes de vidro de ~300mL de capacidade, inicialmente cheios com água. As

bolhas quando chegam aos frascos deslocam a água e ficam ali armazenadas aguardando a

coleta. Em cada sítio amostrado foram instalados conjuntos de 4 funis nas profundidades de 3, 5

e 10 m. Em águas rasas a ebulição é mais intensa que nas mais profundas, cessando a ebulição

em profundidades superiores aos ~30m.

Abaixo, na figura 1B são apresentadas fotos da instalação e permanência de funis

colocados em sítios no Rio Xingú.

Figura 1B – Instalação e Permanência dos Funis no Rio Xingú. Fonte: M.A. Santos, 2003.

Em períodos de 24 horas os funis foram recolhidos e anotados em planilha os volumes

acumulados nos recipientes de vidro. Em seguida são tiradas alíquotas e armazenadas em

ampolas gasométricas fabricadas especialmente para esta finalidade.

Estas alíquotas foram analisadas em laboratório através de análise cromatográfica

montado na cidade de Altamira (Figura 2B).

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136

Figura 2B – Análise Cromatográfica em Laboratório. Fonte: M.A. Santos, 2003.

A liberação difusiva de CH4, CO2 e N2O foi feita usando câmaras de difusão

miniaturizadas. Uma câmara deste tipo pode ser comparada a um copo invertido aprisionando

pequena porção (150mL) de ar atmosférico sobre a superfície da água. Para obter imunidade à

ação de ondas, a câmara é mantida ligeiramente submersa (~25cm), flutuando sobre bóias.

A liberação difusiva de metano da água para o ar aprisionado altera sua concentração na

câmara e pode ser quantificado cromatograficamente. Uma câmara está equipada com um peso

de estabilização e um válvula que permite a introdução dos 150 mL de ar e a retirada de alíquota

após a equilibração.

Na prática são usadas três câmaras simultaneamente, conforme figura 3B. Com uma

bomba manual se aspira ~700mL de ar da vizinhança (10 cm acima) da superfície da água. O ar

da bomba é injetado nas três câmaras assegurando uniformidade da condição inicial em todas

elas. Assim, permite-se que as câmaras se equilibrem com a água em tempos diferentes, sendo

estes 3, 6 ou 12 minutos.

Figura 3B – Procedimentos de Uso das Câmaras de Difusão em Experimento de Equilibração. Fonte: M.A. Santos, 2003.

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137

6.1.4 - Cálculo das Áreas de Ambientes Estudados no Projeto Hidrelétrico de Belo Monte

Para se calcular as áreas em ambientes estudados no Projeto Hidrelétrico de Belo Monte

foi utilizado o software ARCVIEW, versão 3.2a de acordo com as seguintes etapas:

• Inicialmente foi feita de maneira generalizada a digitalização a partir da imagem de satélite

da estação seca de 2002, cedida pela Eletrobrás, onde foram criados polígonos com suas

respectivas classes desejadas.

• A partir deste método os seguintes polígonos foram criados:

1. Área do Espelho D’água.,

2. Área de Floresta,

3. Área de Pastagem,

4. Área Desmatada.

• Após essa caracterização realizou-se os cálculos das áreas estudadas:

5. Para a obtenção da área do espelho d’água usou a base de dado vetorial do reservatório,

resultando no valor de 317,17 km2;

6. Com relação a área de floresta, o cálculo foram somadas as áreas de floresta baseadas na

imagem cedida, fornecendo o valor de 163,81 km2;

7. Nas áreas de pastagem considerou-se a partir da imagem as feições de verde claro, supostas

serem desta tipologia. Assim, obteve 47,34 km2;

8. Finalmente, calculou-se as áreas desmatadas. Para isto utilizou-se a soma dos polígonos

digitalizados que resultou na área 62,76 km2.

9. Somando-se todas as áreas de ambientes estudados chegou-se ao somatório de 591,07 km2.

Comparando-se com os dados cedidos pela Eletronorte/Eletrobras, conforme tabela

abaixo, verificamos o seguinte:

• Os valores correspondentes às áreas do Espelho D’água consideraram as áreas inundadas

do reservatório, levando a uma diferença de 16 km2 se comparada aos dados fornecidos

pela Eletronorte/Eletrobrás.

• No que tange a área de floresta, a diferença ficou em 27,65 km2.

• Para á área de pastagem a diferença foi de 4,64 km2.

• Não foi possível fazer nenhuma comparação entre os dados de desmatamento, pois não

constavam dos dados enviados pela Eletronorte/Eletrobrás.

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138

Tabela 3B: Dados Gerais de Áreas em Belo Monte.

DADOS DAS ÁREAS

Área do Espelho D’água do Reservatório na

Calha do Xingu 333 km2

Área de Floresta 191,5 km2

Área de Pastagem 52 km2

Fonte: Eletronorte/Eletrobrás, 2003.

Considerando que os resultados obtidos para as áreas de ambientes estudados foram

generalizados e extrapolados, verifica-se que para aperfeiçoar a metodologia usada sugerimos

que seja enviada a base vetorial digitalizada contendo a cobertura vegetal com suas tipologias.

Além disso, o uso de software adequado (ENVI, SPRING).

Também foram feitas medidas de emissão de gás metano através da utilização de um

sensor comercial de gás metano modelo ASD Sensortechnik GmbH. Trata-se de um cilindro

confeccionado em aço inoxidável de 5 cm de diâmetro e 16 cm de comprimento, sendo utilizado

suspenso na posição vertical dentro da água fornecendo concentração na faixa de 1 a 106 ppm.

Seu tempo de equilibração é de aproximadamente 30 minutos, estando esse condicionado a

turbulências.

Na base do cilindro há uma membrana que exclui a água de sua cavidade interna (Figura

4B).

Figura 4B - Vista Frontal do Sensor de Metano. Fonte: M.A. Santos, 2003.

IVIG 3925

139

6.1.5 – Medidas de Fluxos de CO2 N2O e CH4 entre o Ar e o Solo do Entorno do Rio Xingú

Fluxos de gases foram medidos pelo método de câmaras estáticas, como descrito por

Maddock and Dos Santos (1997). Para isto é empregado um anel de PVC (30 cm de diâmetro, 14

cm de altura), com tampa equipada com vent capilar de cobre e septo para amostragem com

seringa foi empregada.

A câmara foi inserida no solo em profundidades de 2 a 20 mm, para vedá-la ao solo

(Figura 5B). Amostras do ar ambiente e 30 mL de amostras de ar das câmaras foram retiradas

após intervalos de 0, 5, 10, 15, 20, 30 e 40 minutos, usando seringas de 50 mL de polipropileno,

e analisadas para CH4, N2O e CO2 por cromatografia gasosa.

Figura 5B – Procedimentos de instalação e uso com câmaras estáticas no solo. Fonte: E.O. Santos, 2003.

IVIG 3925

140

As concentrações de CH4 e de CO2 foram determinadas usando colunas de Porapack-Q e

detetores FID e TCD, respectivamente, em cromatógrafos gasosos (CGs), marca Shimadzu,

modelos 6AM e 16M, calibrados com padrões de 1 e 3 ppmv de CH4 e 894 ppmv de CO2,

fornecidos pela White Martins S.A.

Os fluxos foram calculados através de variações das concentrações dos gases nas câmaras

e tempos de amostragem correspondentes, usando o procedimento descrito na publicação acima

citada. Os fluxos de óxido nitroso também foram medidos.

6.1.6 - Amostragem – Outros Elementos

Paralelamente às medições dos gases foram monitorados parâmetros físicos e químicos

da área do rio estudado, através de uma sonda multiparâmetro de qualidade da água da Hydrolab,

conforme figura abaixo.

Figura 6B – Sonda Multiparâmetro de Qualidade da Água. Fonte: M. A. Santos, 2003.

IVIG 3925

141

EMISSÕES DE GASES DE EFEITO ESTUFA DO RESERVATÓRIO HIDRELÉTRICO

DE BELO MONTE – FASE DE PRÉ-ENCHIMENTO DO RESERVATÓRIO

Rio de Janeiro, 15 de fevereiro de 2005.

Prof. Marco Aurélio dos Santos Coordenador do Projeto IVIG 3925

Prof. Luiz Pinguelli Rosa Coordenador do IVIG – COPPE/UFRJ

Carlos David Nassi Diretor Executivo da Fundação COPPETEC

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