Artigo Feira de matemática

1. Introdução

O crescimento populacional acelerado, o desenvolvimento industrial e outras atividades

humanas exigem cada vez mais o uso da água. Esta crescente demanda por água, ocasiona a

geração de resíduos líquidos que são muitas vezes lançados in natura nos corpos hídricos,

alterando suas características naturais. Uma vez que a oferta de água se encontra,

em alguns locais do país, menor que a demanda, não é mais admissível

que um rio seja utilizado apenas com a finalidade de diluir efluentes,

inviabilizando outros usos (BÁRBARA, 2006). Desta forma, a água deve ser

detentora de um nível de qualidade mínima.

A qualidade da água, pode ser entendida como o conjunto das

características físicas, químicas e biológicas que esse recurso natural deve

possuir para atender aos diferentes usos à qual a água se destina (ARAÚJO

& SANTAELLA, 2001);(LIMA, 2001); CONAMA, 2005). Assim, de acordo com

Cunha et al. (2001), o conceito de qualidade da água é dependente da sua

finalidade, possuindo valor relativo. (TUCCI, HESPANHOL, & NETTO, 2001)

e SEMA/SP (2000) acrescentam, que a qualidade varia de um corpo hídrico

para outro, uma vez que é diretamente influenciada pelas condições

geomorfológicas particulares de cada bacia.

Existem diversas maneiras de causar impactos na qualidade de um corpo

hídrico, tendo em vista que são diversas as fontes poluidoras responsáveis

por mudanças químicas e biológicas no meio, logo, produzem efeitos com

intensidades equivalentes ao seu nível de poluição.

As interferências resultantes de ações antrópicas, têm características

delicadas, pois introduzem no meio aquático, substâncias que muitas

vezes nunca estiveram presentes ou que existem naturalmente em

pequena quantidade, necessitando por consequência, de uma nova

interferência humana para a remoção destes nutrientes da água

(BÁRBARA, 2006). Desta forma, diz-se que o corpo hídrico está poluído.

Segundo LIMA, 2001, a poluição hídrica, é a consequência de qualquer

mudança na qualidade física, química, radiológica ou biológica da água,

causada diretamente pelo homem ou por suas atividades, e que pode ser

prejudicial ao uso presente, futuro ou potencial desse recurso natural.

A Tabela 1.1 apresenta os principais poluentes e seus respectivos

componentes que atingem as correntes hídricas situadas dentro ou nas

proximidades das zonas urbanas.

Tabela 1.1 Principais fontes poluidoras dos corpos hídricos em zonas urbanas

Tipo de poluente

Fontes pontuais fontes difusas

Esgoto

doméstico

Esgoto

industrial

Escoamento

agrícola

Escoamento

Urbano

Material orgânico X X X X

Nutrientes X X X X

Organismos

patogênicos

X X X X

Sólidos

suspensos/sedime

ntos

X X X X

Metais tóxicos - X - X

Sais - X X X

Materiais

orgânicos tóxicos

- X X -

Temperatura - X - -

Fonte: Lima, 2001

Analisando a Tabela 1.1 é possível perceber como a interferência humana

é responsável pela diminuição da qualidade da água num corpo hídrico.

Dessa maneira, na tentativa de desenvolver mecanismos de

acompanhamento da qualidade da água, os órgãos ambientais pré-

definiram alguns indicadores físicos, químicos e biológicos que, analisados

em conjunto, possibilitam verificar os níveis de poluição de um

determinado manancial (BÁRBARA, 2006).

Esses indicadores são chamados de parâmetros de qualidade da água. De

forma geral, um monitoramento hídrico, objetiva:

Avaliar, de maneira abrangente a evolução da qualidade das águas dos

corpos hídricos;

Identificar trechos de rios onde a água possa estar mais degradada,

possibilitando o gerenciamento dos recursos hídricos de forma concisa e

sensata;

Subsidiar o diagnóstico da qualidade das águas doces utilizadas para o

abastecimento público ou para outros usos;

Identificar as áreas prioritárias no controle da poluição dos recursos

hídricos;

Fornecer subsídios técnicos para elaboração de relatórios que

caracterizem os recursos hídricos de uma determinada região (BÁRBARA,

2006).

2. Parâmetros analisados

Dentre os diversos parâmetros que avaliam e determinam a qualidade de

água de determinado corpo hídrico, neste trabalho, foram escolhidos 2

parâmetros, usualmente utilizados como indicadores de despejo de esgoto

doméstico ou matéria orgânica nos corpos hídricos. Esta fonte pontual de

poluição, influencia diretamente no índice desses 2 parâmetros. A

demanda bioquímica de oxigênio (DBO) é o parâmetro mais utilizado na

determinação do oxigênio dissolvido consumido pelos microrganismos

aeróbios e facultativos no processo de oxidação da matéria orgânica

biodegradável (BÁRBARA, 2006). Quanto mais elevado for a quantidade de

matéria orgânica, mais OD (Oxigênio Dissolvido) será necessário para que

os seres decompositores estabilizem a mesma (CHAPRA, 1997; SEMA/SP,

2000; MOTA, 2003). Segundo EIGER, 2003 e RODRIGUES, 2005, a DBO não

serve como única medida para avaliar o impacto do descarte de

substâncias orgânicas na água. O fato de tal parâmetro possibilitar uma

avaliação consideravelmente importante do estado da qualidade da água

de um rio qualquer, vez que é uma medida indireta do consumo de

oxigênio dissolvido do meio hídrico (BÁRBARA, 2006). O Oxigênio

Dissolvido (OD) é um dos constituintes mais importantes do meio

aquático, talvez o principal parâmetro utilizado nos estudos de qualidade

da água, uma vez que é de necessidade vital para a maioria dos

organismos que nela vivem.

O OD é um bom indicador da capacidade que um corpo hídrico tem de

promover a autodepuração da matéria orgânica descartada em seu curso.

Os fatores que mais influenciam a concentração desse gás no ambiente

aquático são (FEPAM, 1996; ANEEL, 1999):

a temperatura da água (que, quanto mais alta, menor será a concentração

de saturação de OD presente no meio hídrico; porém, maior será a

capacidade de reaeração do corpo d’água),a pressão atmosférica, altitude

e a salinidade.

Por meio do monitoramento do oxigênio dissolvido é possível determinar o grau de poluição e

de autodepuração dos cursos de água. “A sua medição é simples e o seu teor pode ser

expresso em concentrações, quantificáveis e passíveis de modelagem matemática.” (VON

SPERLING, 2007, v.7, p.302).

3. Autodepuração

No entanto, não é absolutamente proibido lançar despejos nos rios, pois, possuem a

capacidade de transformá-los e, por meio de mecanismos naturais, as águas retornam às

características anteriores à poluição, em um fenômeno conhecido como autodepuração (VON

SPERLING, 1996). Pesquisas nesta área são importantes para entender este fenômeno com a

finalidade de garantir a utilização de critérios técnicos na determinação da qualidade da água

do curso d’água e sua capacidade de recuperação, a qualidade permitida para o efluente

tratado a ser lançado, definindo o nível de tratamento necessário, sempre respeitando a

classificação do curso de água, conforme determinado pelo Conselho Nacional do Meio

Ambiente (CONAMA) na Resolução 357:2005 (PAULA, 2011). A avaliação da

autodepuração de um rio é normalmente realizada utilizando modelagem matemática. O

modelo mais conhecido é Streeter e Phelps, desenvolvido em 1925. Esta modelagem é

representada por um conjunto de equações, que visam analisar o comportamento do oxigênio

dissolvido da água e da matéria orgânica, ao longo do tempo e do espaço, após o lançamento

de efluente no corpo hídrico (PAULA, 2011). Neste sentido, a grande importância do

conhecimento do fenômeno de autodepuração e de sua quantificação, está na capacidade de

assimilação dos rios e do lançamento de dejetos, além da capacidade do corpo d’água. O

conhecimento da capacidade de um corpo d’água assimilar, ou depurar os despejos nele

lançados é, então, fundamental para verificar se populações à jusante do lançamento serão

prejudicadas devido à poluição à montante (PAULA, 2011).

4. Área de estudo

VON SPERLING, M. Estudos e modelagem da qualidade da água de rios. 588p.Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, Universidade Federal de Minas Gerais,Belo Horizonte, 2007. (Princípios do tratamento biológico de águas residuárias, v.7).

VON SPERLING, M. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 2. ed.243p. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, Universidade Federal de MinasGerais, Belo Horizonte, 1996. (Princípios do tratamento biológico de águas residuárias, v.1).

RODRIGUES, R.B. Sistema de Suporte à Decisão Proposto para a Gestão Quali-

Quantitativa dos Processos de Outorga e Cobrança pelo Uso da Água. Tese de

Doutorado. São Paulo, SP: USP. 155 p. 2005.

EIGER, S. Autodepuração dos Cursos D’água. In: Reuso de Água. Barueri, SP:

Manole [ET al.]. 579 p. 2003.

SEMA/SP - SECRETARIA DE ESTADO DO MEIO AMBIENTE. A Qualidade das

Águas. Série Manuais Ambientais. São Paulo, SP: CETESB [et al.]. 2. ed. 44

p. 2000.

LIMA, E.B.N. Modelação Integrada para Gestão da Qualidade da Água na Bacia do Rio

Cuiabá. Tese de Doutorado. Rio de Janeiro, RJ: UFRJ. 184 p. 2001.

CONAMA - CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE. Resolução n° 001, de 21

de

janeiro de 1986. Disponível em: <http://www.lei.adv.br/001-86.htm>. Acesso

em 20/4/2006, às 15:18.

__________. Resolução n° 357, de 18 de junho de 2005. Disponível em:

<http://www.mma.gov.br/port/conama/res/res05/res35705.pdf>. Acesso

em: 5/7/2006, às 10:08.

ARAÚJO, J., & SANTAELLA, S. (2001). Gestão da qualidade. In: Gestão das Águas. Porto Alegre, RS: Nilson

Campos e Ticina Studart.

LIMA, E. B. (2001). Modelação Integrada para gestão da qualidade da água na Bacia do Rio Cuiabá. Rio de

Janeiro, RJ: UFRJ.

TUCCI, C. E., HESPANHOL, I., & NETTO, O. M. (2001). Gestão da água no Brasil. Brasília: UNESCO.

CUNHA, A.C.; SIQUEIRA, E.Q; CUNHA, H.F.A. Avaliação das Equações de Previsão

do

Coeficiente de Reaeração no Modelo QUAL2E para Modelagem de Oxigênio Dissolvido:

estudo de caso no ribeirão do Feijão (São Carlos - SP). In: Revista de

Ciência e Tecnologia do

Estado do Amapá. Macapá, AP: UNIFAP. v. 2. n. 1. 90 - 111. 2001.

ARAÚJO, J.C.; SANTAELLA, S.T. Gestão da Qualidade. In: Gestão das Águas.

Nilson

Campos e Ticina Studart (Edit.). Porto Alegre, RS: ABRH. 2. ed. 242 p.

2001.