Avaliação Da Qualidade Da Água Do Rio São Mateus-ES. Relat-Final-2013

5/21/2018 Avalia o Da Qualidade Da gua Do Rio S o Mateus-ES. Relat-Final-2013

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Universidade Federal do Esprito SantoPrograma Institucional de Iniciao Cientfica

Relatrio Final de Pesquisa

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Ttulo do Subprojeto: Avaliao dos Impactos Decorrentes do Lanamento de Efluentes Urbanos no Rio

So Mateus - ES

Identificao: Avaliao dos impactos decorrentes do lanamento de efluentes urbanos no Rio SoMateus-ES.

Grande rea do CNPq.: 1.00.00.00-3 - Cincias exatas e da terrarea do CNPq: 1.06.00.00-0 - Qumica

Ttulo do Projeto:

Caracterizao Hidroqumica e Avaliao da Qualidade da gua do Rio So Mateus-ES

Professor Orientador: Prof. Dr. Alosio Jos Bueno Cotta

Estudante PIBIC: Maria Vittria Leite Guedes Vargas

Resumo: Aqui esto apresentados parte dos resultados obtidos durante a caracterizao das guas dosRios So Mateus e de seu afluente, rio Abissnia, a qual conduzida com intuito de verificar os impactos

causados pelo lanamento dos efluentes urbanos da cidade de So Mateus sobre a qualidade destas

guas. Verificou-se que dentre os diversos parmetros de qualidade da gua estudados, o mais afetado

pelos efluentes municipais oxignio dissolvido (OD), o qual para o rio Abissnia completamente

consumido devido o lanamento direto de esgoto sanitrio rico em matria orgnica biodegradvel

(MOB). O que causa severo impacto sobre este curso d'gua. Para o rio So Mateus, tal aporte de pode

ser preocupante (dada a possibilidade de significativa depleo do OD durante os perodos de estiagem),

conforme foi verificado aps modelagem utilizado a metodologia proposta por Streeter e Phelps (1925),

com auxlio do software livre o AD'GUA 2.0. Contudo, para o perodo considerado 06/2012 a 07/2013,

devido a grande capacidade de diluio das guas do rio So Mateus, proporcionada por sua elevada

vazo frente carga de MOB despejada, o rio no apresentou valores que excedem o preconizado na

resoluo CONAMA, 357 (2005) para rios classe 2.

Palavras chave: Qualidade da gua, oxignio dissolvido, efluente urbano, capacidade de autodepurao.

1 Introduo

Nas ltimas dcadas, os problemas ambientais tm se tornado cada vez mais crticos e

frequentes. Estes esto, em sua maioria, associados ao crescimento populacional e ao aumento das

atividades industriais, os quais no so acompanhados de investimentos para mitigao de seus impactos.

Tais impactos, associados a ao antrpica, podem ser observados atravs das alteraes da qualidade do

solo, ar e gua. Sem dvida, a o comprometimento da qualidade das guas um dos principais problemas

da sociedade brasileira.

A cidade de So Mateus uma das mais ricas na poro norte do ES com uma populao

superior a 100.000 habitantes (IBGE 2010) e alto ndice de Desenvolvimento Humano Municipal

(IDHM), o qual passou de 0,610 em 2000 para 0,735 em 2010 (PNUD 2013). Apesar disso, a cidade nodispe de estao de tratamento de esgoto, e como consequncia, os despejos domiciliares e aqueles





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decorrentes de atividades industriais so lanados diretamente no rio So Mateus, o qual cruza a cidade, e

no rio Abissnia, o qual desgua no rio So Mateus poucos quilmetros aps receber boa parte dos

despejos da cidade.

Dentre os gases dissolvidos na gua, o oxignio molecular (O2) um dos mais importantes nadinmica e caracterizao dos ecossistemas aquticos (Esteves, 1998). A gua em contato com o ar est

geralmente saturada com O2, o contedo de oxignio molecular dissolvido (OD) pode alcanar valores

acima de 100% de saturao quando acrescido pelo O2 produzido por plantas aquticas durante a

fotossntese e pela areao natural promovida pelo fluxo da gua ou pela ao de ventos. Por outro lado,

um decrscimo no OD ocorre sempre quando a temperatura se eleva ou quando os processos que

consomem oxignio, como a respirao animal e a degradao da biomassa, superam os processos que

promovem a aerao da gua.

Em um ambiente equilibrado, todo o oxignio dissolvido (OD) consumido durante a degradao

da matria orgnica rapidamente reposto pela reaerao natural da gua, evitando assim dficits de OD.

Porm, redues acentuadas podem ocorrer, com implicaes severas, quando grandes quantidades de

matria orgnica biodegradvel, como a presente no esgoto domstico, so lanadas nos ambientes

aquticos (Braga 2005). Entretanto, possvel lanar despejos em ecossistemas aquticos sem

comprometer sua dinmica, para isso, deve-se estimar a quantidade de MOB que o rio consegue assimilar

ou autodepurar. A avaliao desta capacidade de autodepurao do rio So Mateus constitui o foco desta

pesquisa.

1.1 -rea de estudo

A bacia do rio So Mateus localiza-se no norte do Esprito Santo e no leste de Minas Gerais

abrangendo uma rea aproximada de 13.500 km. So dois os principais rios que drenam sua rea: o rio

Cotax ao Norte (Brao Norte) com 244 km de extenso, e o rio Cricar ao Sul (Brao Sul) com 188 km

de extenso. A confluncia dos Braos Norte e Sul ocorre no baixo curso da bacia, no municpio de So

Mateus-ES, onde passa a se chamar Rio So Mateus, Figura 1. Nesta regio as chuvas apresentam

distribuio sazonal, com o perodo seco ocorrendo entre Maio e Setembro, e o perodo de maior

precipitao entre novembro e fevereiro, o qual geralmente concentra acima de 70% da precipitao

anual.

Diversos parmetros da qualidade da gua foram monitorados em dois pontos do rio So Mateus.

Um localizado aprox. 2 km montante da cidade e outros aps o rio So Mateus receber parte dos

efluentes municipais e as guas do rio Abissnia, o qual tambm recebe os efluentes municipais. Os

mesmos parmetros tambm foram monitorados em um ponto do rio Abissnia, imediatamente antes deste

alcanar o rio So Mateus.





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FIGURA 1. Poro da bacia do rio So Mateus pertencente ao Esprito Santo.

A bacia do rio So Mateus desde suas nascente at a sua foz recebe uma significativa carga de

poluentes, na forma de esgoto sanitrio, lanados pelas mais de 20 cidades por onde ela est distribuda,

com um total populacional de mais de 430.000 habitantes (IBGE 2010). A cidade de So Mateus-ES no

dispe de estao de tratamento de esgoto, por isso os despejos urbanos so diretamente lanados no rio.

Alm disso, a qualidade dessas guas tambm afetada por outras fontes difusas de poluio associadas a

atividades agrcolas e industriais de diversos portes. Em sua poro mineira, a qualidade das guas

monitorada pelo IGAM, porm tais informaes para o Rio So Mateus no esto disponveis.

2 Objetivos

Este projeto de pesquisa objetivou avaliar os impactos causados pelos efluentes lanados pela

cidade de So Mateus-ES sobre a qualidade das guas do Rio So Mateus e avaliar a capacidade de

autodepurao do rio.

3 Metodologia

A qualidade da gua foi avaliada atravs dos parmetros: oxignio dissolvido (OD), demanda

bioqumica de oxignio (DBO5,20), condutividade, pH, fsforo solvel e temperatura determinados em

diferentes pontos amostrais, sendo um a montante da cidade de So Mateus-ES e em um ponto (a jusante)





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aps o rio So Mateus receber os efluentes lanados pela cidade. A partir de tais dados os impactos sobre

as guas do rio So Mateus foram avaliados e comparados com os valores de referncia da Resoluo

CONAMA 357, 2005.

Para avaliar a capacidade de autodepurao do rio, alm das medidas realizadas nos pontosamostrais, uma simulao com o programa AD`GUA 2.0 foi realizada considerando-se a vazo de

referncia e caractersticas hidrulicas do rio, alm de outros dados obtidos no mbito desta investigao.

3.1 - Definio da vazo de referncia e outros parmetros hidrulicos

Os dados de vazo do rio So Mateus, estao fluviomtrica Boca da Vala, e de precipitao

foram obtidos da base de dados hidrolgicos da Agncia Nacional de guas (ANA- SNIRH) e

combinados com as curvas de regionalizao de vazo para bacia (CPRM 2002), a fim de estimar a

vazo de referncia para o rio So Mateus no trecho em estudo. A vazo mnima de referncia (Qmin,7,10)

foi estabelecida considerando-se uma rea de drenagem (A) de 12.700 km 2, com uma precipitao mdia

(P) de 1,1 m/ano, empregando-se a curva de regionalizao de vazo proposta pela CPRM (2002) para

esta bacia, considerando um perodo (D) de sete dias (Qmin,7,10=0,0008xA1,0659xD0,1659xP-0,1109).

No ponto amostral, a vazo do rio Abissnia foi determinada medindo-se a velocidade da gua

(mtodo do flutuador), sua largura e profundidade, para se estimar sua descarga sobre o rio So Mateus.

A vazo do rio So Mateus foi estimada, durantes as amostragens, utilizando-se o mesmo procedimento.

3.2 - Parmetros da qualidade da gua determinados

Foram coletadas e analisadas amostras de gua do rio So Mateus (a montante e jusante da

cidade) e do rio Abissinia, a fim de identificar e quantificar as possveis perturbaes causadas pelo

lanamento desses efluentes (constitudo principalmente por esgoto domstico no tratado) nestas guas.

Os parmetros fsico-qumicos foram medidos in-situutilizando sensores especficos. Para OD e

temperatura utilizou-se o oxmetro ExStick RE300 e o medidor porttil HI98130, marca HANNA, para

pH e condutividade. O mesmo oxmetro foi empregado nas determinaes de DBO5,20, conforme a Norma

Tcnica NBR 12614, para encubao sem semente. O teor de slidos totais foi obtido pelo mtodo

gravimtrico, seguindo NBR 10664. As concentraes de fsforo foram determinadas pelo mtodocolorimtrico do Azul de Molibidnio, aps a filtrao em papel de filtro quantitativo (JP 41).

4 Resultados

A vazo mnima de referncia (Qmin,7,10) de 15,6 m3/s foi calculada para o rio So Mateus,

considerando-se a curva de regionalizao de vazo proposta pela CPRM (2002) para esta bacia. Para o

rio Abissnia, a vazo medida variou entre 0,5 e 0,7 m3/s, resguardando um intervalo de 3 dias sem

chuvas.





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Na Tabela 1 resume alguns dados obtidos no mbito desta pesquisa durante junho de 2012 e

julho de 2013 so comparados com os valores afixados na resoluo do CONAMA, 357 (2005).

TABELA 1- Comparao entre os dados obtidos e os padres para lanamentos dos efluentes em corposreceptores afixados na resoluo do CONAMA, 357 (2005)

OD, DBO5,20 e Fsforo dados em mg/L.

As fotos abaixo (Figura 2), foram obtidas em 03/06/2013 no ponto amostral do rio Abissnia. E

ilustram o comprometimento da qualidade de suas guas.

Figura 2. Fotos das guas do rio Abissnia, obtidas em 03/06/2013.

5 Discusso e Concluses

O rio Abissnia apresentou-se severamente impactado pelo lanamento dos efluentes urbanos,

registrando durante o perodo estudado valores de OD sempre prximos a 0 mg/L, isto completamente

anxico e com elevada DBO5,20em torno de 100 mg de O2/L. Neste ponto os valores de P, variaram de

3,6 a 4,5, expresso em mg/L de PO43. Alm de apresentar fortes odores, guas bastante turvas com muito

material particulado em suspenso, condutividade 450 a 550 S/cm e pH entre 6,5 e 6,8.

No ponto antes da cidade, o rio So Mateus apresentou teores de OD variando de 6,5 a 7,5 mg/L,

os quais correspondem a uma saturao superior a 80%, DBO 5,20 entre 1 a 2 mg de O2/L, teores de P

entre 0,06 e 0,09 mg/L. Aps receber os efluentes da cidade e as guas do rio Abissinia (severamente

impactado) detectou-se uma pequena deteriorao nestes parmetros para as guas do rio So Mateus, o

qual passa a apresentar saturao de OD entre 60 a 80%, DBO5,20entre 2 a 3 mg de O2/L e P entre 0,09 e0,12 mg/L. Conforme, proposto por Lamparelli (2004), tais valores de P, permitem sua classificao de

Parmetro CONAMA357, classe 2

Faixa de valores encontrados

Rio Abissnia Rio SM antes da cidade Rio SM depois dacidade

OD >5





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estado trfico, como mesotrfico. Isto , um corpo dgua com produtividade intermediria, sujeito ao

processo de eutrofizao e comprometimento da qualidade da gua, mas ainda em nvel aceitvel. A

pequena extenso das alteraes destes parmetros para as guas do rio So Mateus, se devem ao seu

grande poder de diluio, o qual apresentou durante o perodo estudado vazes entre 40 a 60 m3

/s. No sedetectou significativa alterao nos valores de condutividade 200 S/cm e pH 7 nos pontos antes e

aps a cidade.

A modelagem da capacidade de autodepurao, foi realizada utilizando-se o programa

AD'GUA 2.0, cujas variveis de entra so: vazo, concentrao de oxignio dissolvido e DBO5,20para o

rio, a montante do lanamento, e para o efluente, coeficientes de desoxigenao (K1 = 0,46 dia-1, foi

determinada em ensaio cintico realizado num intervalo de 15 dias, com medidas de DBO a cada 3 dias) e

de reaerao (K2, = 0,12 dia-1, foi estimada a partir das caractersticas hidrulicas do rio, empregando-se a

funo de O'Connor e Dobbins (1985), descrita em Sperling (2007), velocidade e temperatura mdias das

guas, da concentrao de saturao do OD e da concentrao mnima permissvel de OD, esta ltima

limitada a 5 mg/L, uma vez que o rio So Mateus ainda no foi enquadradi, sendo, portanto, considerado,

como de Classe 2. Abaixo so apresentados os dados utilizados na modelagem da capacidade

autodepurao e o perfil do oxignio dissolvido (Figura 3) para o rio So Mateus, aps receber as guas

do rio Abissnia, o qual foi assumido como transportador dos efluentes municipais para rio So Mateus.

Dados de entrada do modelo

Efluente(rio Abissnia)

Vazo: 0,5 m/s DBO5,20: 100 mg/L

K1: 0,46 dia-1

OD: 0,0 mg/L

Curso d'gua(rio So Mateus)

Vazo de referncia: 15,6 m /s Classe: 2

Velocidade mdia: 0,05 m/s Altitude mdia: 1 mProfundidade mdia: 15 m Temperatura: 26 C

Percurso: 50 km DBO5,20do rio: 2 mg/L

OD: 7,50 mg/L K2: 0,12 dia-

Figura 3. Estimativa do perfil de oxignio dissolvido ao longo do percurso do rio So Mateus aps

receber as guas (severamente impactadas) do rio Abissnia, obtido com o programa ADGUA.





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Conforme apresentado na Figura 3, o rio So Mateus esta sujeito (durante os perodos de seca) a

srios impactos decorrentes do lanamento dos efluentes municipais ricos em MOB, os quais podem levar

a uma significativa depleo do oxignio dissolvido. Impacto este, que ameaa a manuteno da vida

aqutica.Os resultados obtidos no mbito desta pesquisa complementam os dados que esto sendo

levantados para compor um panorama geral da qualidade das gua do rio So Mateus. A qual constitui o

objetivo principal do projeto ao qual este subprojeto pertence. O monitoramento ser continuado at a

concluso do projeto principal.

6 Referncias Bibliogrficas

AD'GUA 2.0. Programa Ad'gua 2.0 para estimativa de autopedurao de cursos d'gua.(http://www.mundogeomatica.com.br/Programa_Ad'%C3%81gua2.0.htm). Acesso em: 10/05/2012.

ANA-SNIRH. Agncia Nacional de guas.Sistema Nacional de Informaes sobre Recursos Hdricos(http://www.ana.gov.br/portalsnirh/).Acesso em: 01/08/2013.

BRAGA, B. Introduo Engenharia Ambiental. 2 Ed. So Paulo: Person Prentice Hall, 2005.

CPRM. Servio Geolgico do Brasil. Relatrio-sntese do trabalho de Regionalizao de Vazes da Sub-bacia 55. (http://www.cprm.gov.br/rehi/regionalizacao/sint_reg55.pdf). Acessado em: 10/05/2012

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica (2010) (http://www.ibge.gov.br) Acesso em:10/05/2012.

LAMPARELLI M. C. Grau de trofia em corpos d'gua do estado de So Paulo: avaliao dos mtodos demonitoramento. So Paulo, 2004. Tese de doutorado- Instituto de Biocincias Universidade de So Paulo.

PNUD (2013) Programa das Naes Unidas para o Desenvolvimento. Atlas do Desenvolvimento

Humano no Brasil.(http://www.pnud.org.br/IDH/Atlas2013.aspx?indiceAccordion=1&li=li_Atlas2013).Acessado em 14/08/2013.

SPERLING, M. Estudos e modelagem da qualidade da gua de rios. Belo Horizonte: Departamento deEngenharia Sanitria e Ambiental/UFMG, vol. 7, 2007.

CONAMA. Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resoluo n 357, de 17 de Maro de 2005. Braslia(http://www.mma.gov.br/port/conama). Acesso em: 01/05/2012.
http://www.ana.gov.br/http://www.snirh.gov.br/http://www.snirh.gov.br/http://www.ana.gov.br/

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