Estudo das condições de estratificação e da qualidade da ...

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119 Revista DAE | São Paulo | v. 69, n 232 / pp 119-132 | Out a Dez, 2021 Josefa Marciana Barbosa de França 1 * | Ismael Keslley Carloto Lopes 2 | Allan Clemente Souza 3 | Walt Disney Paulino 1 | Cláudio Maurício Gesteira Monteiro 1 | Francimeyre Freire Avelino 1 | José Capelo Neto 3 Estudo das condições de estratificação e da qualidade da água do reservatório Gavião (Ceará - Brasil) Study of stratification conditions and water quality of the Gavião reservoir (Ceará - Brazil) DOI: https://doi.org/10.36659/dae.2021.065 Data de entrada: 15/04/2018 Data de aprovação: 26/05/2020 1 Companhia de Gestão dos Recursos Hídricos (COGERH) - Ceará - Fortaleza - Brasil. 2 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará (IFCE) - Ceará – Fortaleza - Brasil. 3 Universidade Federal do Ceará (UFC) - Ceará - Fortaleza - Brasil. * Autora correspondente: [email protected]. ORCID ID França JMB https://orcid.org/0000-0001-6167-0655 Lopes IKC https://orcid.org/0000-0003-2548-5043 Souza AC https://orcid.org/0000-0003-4364-5362 Paulino WD https://orcid.org/0000-0002-9371-8577 Monteiro CMG https://orcid.org/0000-0002-7951-819X Avelino FF https://orcid.org/0000-0002-8109-463X Capelo Neto J https://orcid.org/0000-0002-7669-7153 Resumo O reservatório Gavião, no Estado do Ceará, é considerado estratégico já que é ponto final do sistema que atende às demandas do abastecimento de água de Fortaleza. A presente pesquisa focou na dinâmica dos processos de estratificação térmica e seus impactos na qualidade da água. Para essa avaliação, foram analisados dados cli- matológicos, de gestão do regime operacional e do monitoramento das variáveis ambientais. Foi observada forte estratificação da coluna d’água em vários momentos do primeiro semestre do ano com termoclina na profundida- de de 6,50 a 7,50 m abaixo da superfície. Nesse período, ocorreu maior densidade de cianobactérias, com predo- minância da Pseudonabaena sp em relação às demais espécies. No segundo semestre, constataram-se processos de desestratificação com mais frequência e predominância da Planktothix sp devido ao menor aquecimento da camada superficial, à maior velocidade dos ventos, ao manejo operacional da transferência de água entre bacias hidrográficas e à retirada pela tomada d’água para atender à demanda da Capital e de municípios adjacentes. Palavras-chave: Estratificação térmica. Qualidade de Água. Sazonalidade. Densidade de Cianobactéria. Abstract The Gavião Reservoir, in the state of Ceará, is considered strategic because it is part of the system that meets the de- mand for human supply in Fortaleza. This research focused on the processes of eutrophication and stratification pro- cesses and designation of the water column. Based on the climatological data, management of the operational regime, quantitative and qualitative monitoring of the environmental variables, it was possible to identify seasonal stratifica- tion, with stratification process of the water column in the first semester, where it is observed the termination at depth of 6.50 to 7.50 m below the surface. In this season, there was higher cyanobacterial density, with predominance of Pseudonabaena sp compared to other species. In the second semester, it was verified the processes of de-stratification and predominance of the Planktothix sp, with consequent cooling of the surface layer temperature. water withdrawal to meet the demand of Capital and adjacent municipalities. Keywords: Thermal Stratification. Water quality. Seasonality; Cyanobacteria density.. ARTIGO ORIGINAL

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119Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

Josefa Marciana Barbosa de Franccedila1 | Ismael Keslley Carloto Lopes2 | Allan Clemente Souza3 | Walt Disney Paulino1 | Claacuteudio Mauriacutecio Gesteira Monteiro1 | Francimeyre Freire Avelino1 | Joseacute Capelo Neto3

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)Study of stratification conditions and water quality of the Gaviatildeo reservoir (Cearaacute - Brazil)

DOI httpsdoiorg1036659dae2021065

Data de entrada 15042018

Data de aprovaccedilatildeo 26052020

1 Companhia de Gestatildeo dos Recursos Hiacutedricos (COGERH) - Cearaacute - Fortaleza - Brasil2 Instituto Federal de Educaccedilatildeo Ciecircncia e Tecnologia do Cearaacute (IFCE) - Cearaacute ndash Fortaleza - Brasil3 Universidade Federal do Cearaacute (UFC) - Cearaacute - Fortaleza - Brasil Autora correspondente marcianafrangmailcom

ORCID IDFranccedila JMB httpsorcidorg0000-0001-6167-0655Lopes IKC httpsorcidorg0000-0003-2548-5043Souza AC httpsorcidorg0000-0003-4364-5362

Paulino WD httpsorcidorg0000-0002-9371-8577Monteiro CMG httpsorcidorg0000-0002-7951-819XAvelino FF httpsorcidorg0000-0002-8109-463XCapelo Neto J httpsorcidorg0000-0002-7669-7153

ResumoO reservatoacuterio Gaviatildeo no Estado do Cearaacute eacute considerado estrateacutegico jaacute que eacute ponto final do sistema que atende

agraves demandas do abastecimento de aacutegua de Fortaleza A presente pesquisa focou na dinacircmica dos processos de

estratificaccedilatildeo teacutermica e seus impactos na qualidade da aacutegua Para essa avaliaccedilatildeo foram analisados dados cli-

matoloacutegicos de gestatildeo do regime operacional e do monitoramento das variaacuteveis ambientais Foi observada forte

estratificaccedilatildeo da coluna drsquoaacutegua em vaacuterios momentos do primeiro semestre do ano com termoclina na profundida-

de de 650 a 750 m abaixo da superfiacutecie Nesse periacuteodo ocorreu maior densidade de cianobacteacuterias com predo-

minacircncia da Pseudonabaena sp em relaccedilatildeo agraves demais espeacutecies No segundo semestre constataram-se processos

de desestratificaccedilatildeo com mais frequecircncia e predominacircncia da Planktothix sp devido ao menor aquecimento da

camada superficial agrave maior velocidade dos ventos ao manejo operacional da transferecircncia de aacutegua entre bacias

hidrograacuteficas e agrave retirada pela tomada drsquoaacutegua para atender agrave demanda da Capital e de municiacutepios adjacentes

Palavras-chave Estratificaccedilatildeo teacutermica Qualidade de Aacutegua Sazonalidade Densidade de Cianobacteacuteria

AbstractThe Gaviatildeo Reservoir in the state of Cearaacute is considered strategic because it is part of the system that meets the de-

mand for human supply in Fortaleza This research focused on the processes of eutrophication and stratification pro-

cesses and designation of the water column Based on the climatological data management of the operational regime

quantitative and qualitative monitoring of the environmental variables it was possible to identify seasonal stratifica-

tion with stratification process of the water column in the first semester where it is observed the termination at depth

of 650 to 750 m below the surface In this season there was higher cyanobacterial density with predominance of

Pseudonabaena sp compared to other species In the second semester it was verified the processes of de-stratification

and predominance of the Planktothix sp with consequent cooling of the surface layer temperature water withdrawal

to meet the demand of Capital and adjacent municipalities

Keywords Thermal Stratification Water quality Seasonality Cyanobacteria density

ARTIGO ORIGINAL

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1 INTRODUCcedilAtildeOO barramento dos rios e coacuterregos para a cons-

truccedilatildeo de reservatoacuterios artificiais pode promover

perda de habitat perturbaccedilatildeo e introduccedilatildeo de

espeacutecies Aleacutem disso esses ecossistemas satildeo fre-

quentemente influenciados pela intensificaccedilatildeo

da degradaccedilatildeo ambiental causada por atividades

humanas especialmente associadas ao aumento

da densidade populacional com consequente

elevaccedilatildeo da carga de efluentes industriais do-

meacutesticos e de aacutereas agriacutecolas (BOTELHO et al

2012) Dessa forma a construccedilatildeo de reservatoacute-

rios ocasiona mudanccedilas nos processos bioacuteticos e

abioacuteticos resultando em alteraccedilatildeo dos regimes

hidroloacutegico teacutermico de nutrientes sedimentos

e quiacutemica da aacutegua (OLDEN e NAIMAN 2003) Em

reservatoacuterios rasos um conjunto complexo de

fatores regula a dinacircmica aquaacutetica que eacute repre-

sentada especialmente em regiatildeo tropical pela

chuva e radiaccedilatildeo (FONSECA e BICUDO 2008)

Em relaccedilatildeo agrave interferecircncia na qualidade de aacutegua

causada pelo regime operacional de reservatoacuterio

da tomada drsquoaacutegua pesquisa realizada por Priacuten-

cipe (2010) identificou ser necessaacuterio ampliar

o conhecimento desses processos para reser-

vatoacuterios pequenos e com pequena capacidade

de regulaccedilatildeo uma vez que a maioria do conhe-

cimento se relaciona a reservatoacuterios de gran-

de capacidade de regularizaccedilatildeo de vazatildeo Por

conseguinte eacute possiacutevel realizar a integraccedilatildeo do

controle operacional de reservatoacuterios a partir de

teacutecnicas apropriadas para aprimorar a eficiecircncia

do manejo da qualidade da aacutegua no sentido de

minimizar os impactos negativos da eutrofizaccedilatildeo

(PRINCIPE 2010)

Outro fator que altera o comportamento hidro-

dinacircmico eacute a vazatildeo afluente que eacute responsaacutevel

pelo transporte de massa na aacutegua podendo de-

terminar a disponibilidade de nutrientes e inter-

ferir nos processos de deposiccedilatildeo e ressuspensatildeo

de sedimentos assim como no tempo de resi-

decircncia hidraacuteulica (BRAUNSCHWEIG et al 2003)

A camada de mistura pode ser restrita ao epiliacutem-

nio ou avanccedilar ateacute o hipoliacutemnio fazendo com que

a circulaccedilatildeo vertical principalmente provocada

pelo vento ocorra ao longo de toda a coluna de

aacutegua (ANDREOLI et al 2011) No metaliacutemnio en-

contra-se a termoclina que corresponde ao plano

que passa no ponto de inflexatildeo do perfil teacutermico e

cuja formaccedilatildeo ocorre por interaccedilotildees entre a tur-

bulecircncia gerada pelo vento e o empuxo devido ao

gradiente de densidade esse processo de forma-

ccedilatildeo eacute instaacutevel mesmo quando as condiccedilotildees am-

bientais satildeo estaacuteveis (ANDREOLI et al 2011)

O gerenciamento da qualidade da aacutegua exige

que sejam estabelecidas formas de acompanhar

a variaccedilatildeo de indicadores da qualidade da aacutegua

permitindo observar alteraccedilotildees nas condiccedilotildees de

um corpo hiacutedrico (Porto 1991)

Nesse contexto a presente pesquisa visa ampliar

o conhecimento dos processos de eutrofizaccedilatildeo e

estratificaccedilatildeo e desestratificaccedilatildeo considerando

variaacuteveis ambientais qualitativas e quantitativas

assim como fatores climaacuteticos da aacuterea do reser-

vatoacuterio Gaviatildeo em relaccedilatildeo aos processos fiacutesicos

quiacutemicos e bioloacutegicos que condicionam o proces-

so de eutrofizaccedilatildeo O referido reservatoacuterio ape-

sar de pequena capacidade de armazenamento

(329 hmsup3) eacute de grande importacircncia do ponto de

vista operacional jaacute que eacute o ponto final do macro

sistema e atende agrave demanda urbana e industrial

da regiatildeo metropolitana de Fortaleza

2 MATERIAIS E MEacuteTODOS 21 Aacuterea de Estudo

O accedilude Gaviatildeo foi construiacutedo no ano de 1973

pelo governo federal e estaacute localizado no municiacute-

pio de Pacatuba Bacia Hidrograacutefica Metropolita-

na com capacidade de armazenamento de 329

hmsup3 e aacuterea da bacia hidraacuteulica e hidrograacutefica de

06 e 97 Kmsup2 respectivamente O referido reser-

vatoacuterio integra o macrossistema composto pelos

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

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reservatoacuterios Castanhatildeo Curral Velho Pacajus

Pacoti Riachatildeo Castanhatildeo e pelo Canal da Inte-

graccedilatildeo Canal do Trabalhador e pelo Rio Jagua-

ribe aleacutem de tuneis e outros pequenos trechos

de canais (Fig 1) Toda essa infraestrutura tem o

objetivo de atender agrave demanda do abastecimen-

to do municiacutepio de Fortaleza e regiotildees circunvizi-

nhas (SRH 2016)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

Figura 1 - Mapa de localizaccedilatildeo da aacuterea em estudo da estaccedilatildeo meteoroloacutegica e do ponto de monitoramento

22 Aquisiccedilatildeo dos Dados

Para desenvolver o presente estudo emprega-

ram-se dados climatoloacutegicos tais como regi-

me de chuvas insolaccedilatildeo e velocidade dos ven-

tos do ano de 2016 da estaccedilatildeo meteoroloacutegica

(338002) confrontando-os com as variaacuteveis

fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas (INMET 2020) Os

dados do monitoramento qualitativo (Tabela

1) e quantitativo (volume) referentes ao ano de

2016 foram acessados a partir do banco de da-

dos secundaacuterios disponibilizados pela Compa-

nhia de Gestatildeo dos Recursos Hiacutedricos do estado

do Cearaacute (COGERH 2020) As amostras de aacutegua

foram coletadas a uma profundidade de 03

m entre 1000 e 1100 com intervalo mensal

e na zona lacustre no ponto com coordenadas

9568080 mN 549143 mE (Fig 1) O ponto de

amostragem dos dados era localizado proacuteximo

da captaccedilatildeo da Companhia de Aacutegua e Esgoto

do Cearaacute (CAGECE) No mesmo local horaacuterio e

dia em que se coletaram as amostras foi rea-

lizada a perfilagem da coluna de aacutegua com uso

de sonda YSI 6820 multiparacircmetros a cada 05

m e ateacute a profundidade de aproximadamente 11

m Toda semana a sonda era calibrada em la-

boratoacuterio antes do uso Os dados da perfilagem

eram armazenados na sonda e posteriormente

descarregados para o computador

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Tabela 1 - Variaacuteveis do monitoramento qualitativo do accedilude Gaviatildeo no ano de 2016

Paracircmetros Sigla LQ Meacutetodo

Alcalinidade de bicarbonato (mg CaCO3L) HCO3- 895 Titrimetria Aacutecido-Base (2320 B) - APHA 2012

Condutividade eleacutetrica (mScm) CE 0002 Condutimetria (2510 B) - APHA 2012

Caacutelcio (mg CaL) Ca 040 Titrimetria com EDTA (3500-Ca B) - APHA 2012

Cloretos (mg Cl-L) Cl 735 Argentimeacutetrico (4500-Cl-B) - APHA 2012

Clorofila-a (μgL) Cl-a 100 Espectrofotomeacutetrico (10200 H) - APHA 2012

Cianobacteacuterias (CeacutelulamL) Cian - Sedgewick-Rafter - do Standard Methods for the Examination of Water e Wastewater 2012

Demanda quiacutemica de oxigecircnio (mg O2L) DQO 200 Refluxo fechado Espectrofotometria (4104) ndash EPA 1993

Demanda bioloacutegica de oxigecircnio (mg O2L) DBO 200 Iodometria (5210 B) - APHA 2012

Foacutesforo Total (mg PL) PT 0010 Meacutetodo do Persulfato (4500-P-J) e (4500-P-E) ndash APHA 2012

Magneacutesio (mg MgL) Mg 0240 Meacutetodo do Caacutelculo (3500-Mg B) - APHA 2012

Nitrogecircnio total (mg NL) NT 0937 Meacutetodo do Persulfato (4500-P-J) e (4500-NO3--E)ndash APHA 2012

Oxigecircnio dissolvido (mg O2L) OD - Sonda YSI 6600

pH pH - Sonda YSI 6600

Potaacutessio (mg KL) K 200 Fotometria de Emissatildeo de Chama (3500-K-B) - APHA 2012

Salinidade Sal - Sonda YSI 6600

Soacutedio (mg NaL) Na 200 Fotometria de Emissatildeo de Chama (3500-Na-B) - APHA 201

Soacutelidos dissolvidos totais (mgL) SDT 200 Gravimetria (2540 D) e Caacutelculo - APHA 2012

Soacutelidos totais (mgL) ST 200 Gravimetria (2540 B) - APHA 2012

Sulfatos (mgL) SO4 768 Turbidimetria ndash (4500-SO42-E) - APHA 2012

Temperatura da aacutegua (ordmC) TH2O - Sonda YSI 6600

Turbidez (UNT) Turb 01 Nefelomeacutetrico (2130B) - APHA 2012

Fonte COGERH 2016

23 Anaacutelise Estatiacutestica dos Dados

Foram aplicadas teacutecnicas da estatiacutestica descri-

tiva de forma a observar o comportamento e

descrever os dados coletados Os dados foram

inicialmente organizados em graacuteficos e tabelas

para facilitar a interpretaccedilatildeo e a descriccedilatildeo do fe-

nocircmeno Logo apoacutes utilizou-se anaacutelise da com-

ponente principal (ACP) Essa teacutecnica foi utilizada

para geraccedilatildeo de agrupamento de informaccedilotildees

transformando linearmente um conjunto origi-

nal de variaacuteveis correlacionadas entre si em um

conjunto substancialmente menor de variaacuteveis

natildeo correlacionadas que contecircm a maior parte

da informaccedilatildeo do conjunto original (HONGYU et

al 2016) O procedimento estatiacutestico foi realiza-

do com uso do programa BioEstat 5

3 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO31 Gestatildeo das Aacuteguas do Macro Sistema

A recarga hiacutedrica do accedilude Gaviatildeo assim como

a da maioria dos reservatoacuterios dos estados do

Nordeste eacute dependente da precipitaccedilatildeo concen-

trada no primeiro semestre (SILANS 2003) Ou-

tra caracteriacutestica importante quando compara-

da agrave maioria dos sistemas manejados no Cearaacute

eacute o aporte de aacutegua ao reservatoacuterio por meio da

transposiccedilatildeo de aacutegua de outras bacias hidrograacute-

ficas com aduccedilatildeo a partir de canais e rios prove-

nientes de outros reservatoacuterios agrave montante (CO-

GERH 2016) A vazatildeo meacutedia que passa no Canal

da Integraccedilatildeo a montante do accedilude Gaviatildeo eacute de

9 msup3s principalmente no segundo semestre jaacute

que a recarga do reservatoacuterio no primeiro se-

mestre (periacuteodo de chuvas) reduz a necessidade

de aduccedilatildeo ao reservatoacuterio (COGERH 2020)

Conforme apresentado na Fig 2 a insolaccedilatildeo na

aacuterea em estudo apresenta depressotildees mais sig-

nificativas na estaccedilatildeo de chuvas haja vista que

neste periacuteodo o sol fica frequentemente enco-

berto por nuvens diminuindo a insolaccedilatildeo meacute-

dia disponiacutevel para crescimento fitoplactocircnico e

aquecimento da camada superior do lago no pe-

riacuteodo A frequecircncia de chuvas foi tambeacutem maior

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

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no primeiro semestre apresentando eventos de

chuvas de ateacute 100 mm Observa-se ainda que a

velocidade meacutedia dos ventos aumentou no se-

gundo semestre passando de cerca de 2 para

quase 3 ms com um pico de aproximadamente

6 ms no mecircs de novembro

Figura 2 - Dados de precipitaccedilatildeo velocidade do vento e insolaccedilatildeo do ano de 2016

Em consequecircncia das chuvas na regiatildeo (Fig 2)

o accedilude atingiu a cota de sangria (36 m) no mecircs

de abril (Fig 3) No restante do periacuteodo o con-

trole operacional manteve o volume reservado

praticamente estaacutevel em 3049 hmsup3 na cota

345 com objetivo de fornecer aacutegua por gravi-

dade para a estaccedilatildeo de tratamento de aacutegua do

Gaviatildeo (COGERH 2020) O aporte de aacutegua pelo

canal da integraccedilatildeo na estaccedilatildeo de chuvas eacute re-

duzido ou mesmo paralisado intentando-se

economizar esse recurso hiacutedrico para o semes-

tre subsequente

Figura 3 - Volume do accedilude Gaviatildeo do ano de 2016 Fonte COGERH 2020

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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32 Processo de Estratificaccedilatildeo

Identificou-se uma predominacircncia de estratifi-

caccedilatildeo teacutermica e quiacutemica no primeiro semestre

pela avaliaccedilatildeo dos paracircmetros temperatura (Fig

4A) oxigecircnio dissolvido (Fig 4B) e pH (Fig 4B)

principalmente devido agrave maior variaccedilatildeo na den-

sidade da aacutegua em diferentes profundidades e

menor velocidade dos ventos Jaacute a partir do mecircs

de maio ateacute dezembro a coluna drsquoaacutegua demons-

trou uma tendecircncia a desestratificar Na camada

superficial a temperatura apresentou uma ten-

decircncia de resfriamento gradual de 288 ordmC no

mecircs de maio a 276 ordmC no mecircs de junho julho e

outubro voltando a aumentar em seguida E re-

tornando a 288 ordmC em dezembro

Eacute comum ocorrer a reduccedilatildeo da vazatildeo afluente pelo

macrossistema para atender agrave demanda da esta-

ccedilatildeo de tratamento de aacutegua da CAGECE em con-

sequecircncia do periacuteodo de chuvas na aacuterea da bacia

hidrograacutefica do accedilude Gaviatildeo cujo volume atingiu

a maacutexima capacidade em abril de 2016 (COGERH

2016) A reduccedilatildeo da transposiccedilatildeo de aacutegua entre

as bacias hidrograacuteficas concomitantemente com

a menor velocidade dos ventos na aacuterea de estudo

satildeo os fatores apontados para manter o perfil cli-

nogrado nos quatro primeiros meses do primeiro

semestre que eacute considerado o periacuteodo de maior

precipitaccedilatildeo na regiatildeo (Fig 4A 4B 4C)

Mesmo em baixas latitudes onde as diferen-

ccedilas sazonais satildeo menos intensas que em climas

temperados os ecossistemas aquaacuteticos experi-

mentam regimes teacutermicos que variam de acordo

com as taxas diaacuterias e anuais (OLDEN e NAIMAN

2010) como foi observado nesta pesquisa Em

regiotildees tropicais como as do Nordeste do Bra-

sil as variaacuteveis climaacuteticas sugerem que a maioria

dos reservatoacuterios de baixa latitude se natildeo todos

apresenta estratificaccedilatildeo sazonal (WINTON et al

2019) Jaacute foi comprovado por diversas pesquisas

que fatores climaacuteticos como insolaccedilatildeo precipi-

taccedilatildeo e vento contribuem para alteraccedilotildees nos

processos teacutermicos em reservatoacuterios (SOUSA

2014 FERREIRA e CUNHA 2013)

Pode-se visualizar no perfil de oxigecircnio dissolvi-

do (Fig 4B) que durante o periacuteodo de janeiro a

abril o oxigecircnio atingiu os menores valores (apro-

ximadamente 15 mgL) no hipoliacuteminio No mecircs

de marccedilo o oxigecircnio atingiu o menor valor na

superfiacutecie (aproximadamente 55 mgL) mesmo

mecircs de maior precipitaccedilatildeo na aacuterea em estudo

(Fig 3) e seguindo um padratildeo graacutefico similar ao

da temperatura para o mesmo periacuteodo O perfil

ortogrado presente no segundo semestre pode

estar relacionado principalmente a dois fatores

1) turbulecircncia ocasionada pela transposiccedilatildeo de

aacuteguas pelo macrossistema 2) maior velocidade

dos ventos Depreende-se dos fatores supraci-

tados que a desestratificaccedilatildeo do reservatoacuterio

no segundo semestre ocasionou o aumento da

turbidez cuja meacutedia aumentou de 775 UNT no

primeiro semestre para 1081 UNT no segundo

semestre (Tabela 2) Em relaccedilatildeo aos reservatoacute-

rios artificiais como eacute o caso do accedilude Gaviatildeo

estes podem ter uma estratificaccedilatildeo teacutermica mais

variaacutevel do que os lagos naturais devido ao siste-

ma de gestatildeo operacional pela tomada de aacutegua

a jusante ou pela recepccedilatildeo de aacutegua de outros re-

servatoacuterio a montante (HARRIS e BAXTER 1996

HAN 2000)

A proliferaccedilatildeo das bacteacuterias aeroacutebicas e facul-

tativas decompositoras de mateacuteria orgacircnica

provoca o raacutepido consumo de oxigecircnio Caso a

produccedilatildeo do oxigecircnio pelo fitoplacircncton natildeo con-

siga suprir essa demanda os niacuteveis de oxigecircnio

satildeo reduzidos causando impactos diretos nos

seres aquaacuteticos aeroacutebios principalmente os de

vida superior que desaparecem empobrecendo

a biodiversidade local (BAacuteRBARA et al 2009) O

pH tambeacutem demonstrou a tendecircncia de estrati-

ficaccedilatildeo nos primeiros meses do ano e de deses-

tratificaccedilatildeo no final do ano O pH na superfiacutecie

variou em torno de 82 demonstrando o consu-

mo de CO2 pelos produtores primaacuterios enquan-

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

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to nas camadas mais profundas o valor do pH

apresentou valores de ateacute 72 no mecircs de janeiro

e marccedilo indicando a possibilidade de ambientes

anaeroacutebios e a geraccedilatildeo de CO2 pelos organis-

mos decompositores (SILVA et al 2008) E aleacutem

disso a hipoacutexia ou anoxia no hipoliacutemnio promo-

ve a formaccedilatildeo de gases como amocircnia metano

e sulfetos Quando ocorre a mistura da coluna

de aacutegua aleacutem desses gases ocorre a liberaccedilatildeo

de nutrientes (foacutesforo ferro) e ressuspensatildeo de

sedimentos que retorna para a zona eufoacutetica no

momento da desestratificaccedilatildeo aumentando a

turbidez (ARAUJO et al 2008) como foi o caso do

reservatoacuterio do Gaviatildeo

A

B

C

Figura 4 - Variaccedilatildeo de (A) temperatura (B) oxigecircnio dissolvido e (C) pH da coluna de aacutegua ao longo de 2016

33 Processo de Eutrofizaccedilatildeo

Depreende-se da estatiacutestica descritiva apre-

sentada na Tabela 2 que ocorreu maior concen-

traccedilatildeo dos paracircmetros Ca Cl Cl-a Cian DBO

DQO OD pH Na SO4 e T

H2O no primeiro semestre

enquanto as demais variaacuteveis HCO3

- CE Mg PT

NT K Sal SDT ST e Turb foram mais elevadas no

segundo semestre do ano

Com base nos perfis de temperatura apresenta-

dos anteriormente estima-se que a maior con-

centraccedilatildeo de foacutesforo e nitrogecircnio no segundo

semestre pode estar relacionada com o aporte

da transposiccedilatildeo e ciclagem interna em conse-

quecircncia do processo de desestratificaccedilatildeo A

modelagem da recirculaccedilatildeo interna do foacutesforo

(P) no lago Okeechobee quantificou que os flu-

xos internos de P excedem as entradas externas

em meacutedia por um fator de 26 Nesse caso as

medidas mitigadoras relacionadas ao manejo

na bacia hidrograacutefica natildeo seraacute eficiente para

melhorar a qualidade da aacutegua do lago (POLL-

MAN e JAMES 2011) Valores meacutedio de foacutesforo

total (008 e 009 mgL) e de clorofila-a (54 e

51 μgL) para ambos os periacuteodos classificam o

reservatoacuterio como eutroacuteficos e supereutroacutefico

respectivamente conforme Lamparelli (2004)

Em relaccedilatildeo agrave densidade de cianobacteacuterias em

aacutegua natural preconiza-se para dessedentaccedilatildeo

animal valores inferiores 50000 celml (classe

2) Para essa mesma classe recomenda-se tra-

tamento convencional e para valores superiores

a 100000 celmL (classe 3) eacute recomendado tra-

tamento avanccedilado para abastecimento humano

(Brasil 2005) Pode-se visualizar na Tabela 2 que

os valores meacutedios de cianobacteacuterias registrados

no primeiro (217783 ceacutelulasmL) e segundo se-

mestre (144596 ceacutelulasmL) foram superiores

aos advertidos anteriormente

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

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Tabela 2 - Anaacutelise descritiva das variaacuteveis fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas

Paracircmetros

Primeiro semestre Segundo semestre

Meacutedia Coeficiente de variaccedilatildeo Desvio padratildeo Meacutedia Coeficiente de

variaccedilatildeo Desvio padratildeo

HCO3- 10864 866 941 11570 959 1109

CE 051 650 003 055 450 002

Ca 1258 1582 199 1051 8743 919

Cl 10469 1283 1344 9737 485 473

Cl-a 5447 4553 2480 5105 2608 1331

Cian 217783 7252 157936 144596 10336 149453

DBO 802 3667 294 539 10588 571

DQO 4154 1186 493 3266 3303 1079

PT 008 5139 004 009 7212 006

Mg 1767 381 067 1872 1284 240

NT 147 5353 079 162 2118 034

OD 731 1394 102 724 994 072

pH 843 405 034 842 281 024

K 1171 1641 192 1450 1731 251

Sal 026 402 001 028 754 002

Na 7083 853 604 6767 1177 797

SDT 30433 626 1906 32345 1103 3566

ST 31442 704 2213 33400 967 3229

SO4888 5981 531 802 7721 620

TH2O

2953 140 041 2813 187 053

Turb 775 6401 496 1081 3679 398

Visualiza-se na Figura 5 que nos meses de abril

e maio as floraccedilotildees de cianobacteacuterias foram re-

duzidas Esse evento pode ser ter sido ocasio-

nado pela intensa precipitaccedilatildeo na aacuterea em es-

tudo Jaacute no segundo semestre houve em meacutedia

uma menor quantidade de cianobacteacuterias com

exceccedilatildeo do mecircs de setembro quando foi obser-

vada uma floraccedilatildeo similar agrave do mecircs de marccedilo A

instabilidade e a competiccedilatildeo entre algas preju-

dicaram o estabelecimento de floraccedilotildees levan-

do a mudanccedilas na composiccedilatildeo e na biomassa

da comunidade de cianobacteacuterias em reserva-

toacuterios tropicais (DANTAS et al 2011 HUANG

et al 2014) Aleacutem desses fatores a distribuiccedilatildeo

e a proliferaccedilatildeo de cianobacteacuterias satildeo comu-

mente influenciadas pela concentraccedilatildeo e pro-

porccedilatildeo de nitrogecircnio e foacutesforo temperatura

oxigecircnio pH herbivoria e estabilidade de colu-

na de aacutegua que pode atuar sinergicamente ou

de forma antagocircnica (PAERL 2008)

Os padrotildees temporais de distribuiccedilatildeo fitoplanc-

tocircnica satildeo influenciados por fatores ambientais

a favor do aumento ou diminuiccedilatildeo da diversida-

de culminando na dominacircncia de determina-

das espeacutecies de cianobacteacuterias (RANGEL et al

2009) Nesse periacuteodo as condiccedilotildees favoraacuteveis de

estabilidade da coluna drsquoaacutegua de temperatura

de pH de concentraccedilatildeo de nutrientes proporcio-

naram a proliferaccedilatildeo demasiada de Cianobacteacute-

rias (SALVO e ISAAC 2002)

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

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] Figura 5 - Densidade de cianobacteacuteria e precipitaccedilatildeo na aacuterea em estudo ao longo do ano de 2016

Conforme a Fig 6 observa-se a codominacircncia

dos gecircneros de cianobacteacuterias Pseudanabaena sp

(33) Planktothrix sp (20) Microcystis sp (13)

Raphidiopsis sp (7) Cylindrospermopsis sp (6)

em relaccedilatildeo agrave densidade dos demais fitoplacircnctons

(20) No periacuteodo de chuvas (primeiro semestre)

em que a coluna de aacutegua apresentou processo de

estratificaccedilatildeo ocorreu a predominacircncia de Pseu-

danabaena sp No segundo semestre em aacuteguas

misturadas predominou a Planktothrix sp As ele-

vadas densidades identificadas de cianobacteacuteria

(gt100000 ceacutelulamL) foram compostas por espeacute-

cies potencialmente toacutexicas e estabelecem poten-

cial risco para a sauacutede puacuteblica (BELLEacuteM 2011)

Os feitos de toxidade de cianobacteacuterias satildeo muito

variados compreendendo desde hepatotoacutexicos

neutoacutexicos e dermatotoacutexicos (SOARES 2009 MO-

LICA e AZEVEDO 2009) O tipo mais comum de

intoxicaccedilatildeo envolvendo cianobacteacuterias eacute ocasiona-

do por hepatotoxinas que apresentam uma accedilatildeo

mais lenta podendo causar morte num intervalo

de poucas horas a poucos dias Os gecircneros Micro-

cystis sp Anabaena sp Nodularia sp Oscillatoria

sp Nostoc sp Cylindrospermopsis sp Planktotrix

sp Oscillatoria sp Radiocystis sp e Arthrospira sp

foram identificadas como produtoras dessas he-

patotoxinas (MERILUOTO e CODD 2005 MOLICA e

AZEVEDO 2009) O predomiacutenio das cianobacteacuterias

em reservatoacuterios tropicais eutroacuteficos deve-se a um

conjunto de fatores como elevadas temperaturas

baixa precipitaccedilatildeo pH alcalino e altas concentra-

ccedilotildees de nutrientes principalmente N e P (BOUVY et

al 2000 CHELLAPPA e COSTA 2003)

Existem diversos estudos sobre a dinacircmica de va-

riaccedilatildeo das populaccedilotildees de cianobacteacuterias (COSTA

et al 2009 MOLISANI et al 2010 DANTAS et al

2011 LIRA et al 2011) As espeacutecies que fixam ni-

trogecircnio atmosfeacuterico como Anabaena sp Apha-

nizomenon sp e Cylindrospermopsis sp usual-

mente dominam ambientes com aacuteguas pobres em

nutrientes Microcystis sp eacute dominante em lagos

eutroacuteficos com grande estabilidade teacutermica e as

oscilatoacuterias e as filamentosas como Pseudana-

baena sp e Planktothrix sp dominam o placircncton

de ambientes polimiacuteticos eutroacuteficos que contam

com elevada turbidez e baixa penetraccedilatildeo de luz

(TUNDISI e T TUNDISI 2008) Gecircneros coloniais

como Microcystis Anabaenae e Aphanizomenon

formam colocircnias contendo ceacutelulas em forma de

cocos e filamentos gerando espumas na superfiacute-

cie Muitas delas possuem vesiacuteculas de gaacutes sendo

uma vantagem competitiva durante aacuteguas calmas

ou em periacuteodos de baixa intensidade luminosa

poreacutem as mesmas natildeo conseguem se estabelecer

em ambientes com maior turbulecircncia na coluna

drsquoaacutegua (BLOTTIERE et al 2016)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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34 Avaliaccedilatildeo Multivariada dos dados

No total foram vinte e um paracircmetros utilizados

cujos resultados da ACP explicam 90 e 100

da variaccedilatildeo para o primeiro e segundo semestre

respectivamente (Tabela 3) As cargas dos fatores

podem ser classificadas como muito significante

significante e insignificante correspondendo aos

valores absolutos iguais a gt 075 075 - 050 lt

050 respectivamente (HAIR 2005) Em relaccedilatildeo ao

primeiro semestre (Tabela 3) o CP1 apresenta con-

vergecircncia positiva das variaacuteveis Sal CE Cian pH

TH2O

e negativa SO4 Cl-a PT (explica 27 da vari-

acircncia) O CP2 tem relaccedilatildeo positiva dos paracircmetros

HCO3

- Cl e negativa DBO Mg OD (explica 24 da

variacircncia) O CP3 inclui relaccedilatildeo positiva ST SDT

DQO e negativa NT (explica 20 da variacircncia) O

CP4 compreende variaacuteveis positivas Turb K e ne-

gativa Ca e Na (explica 19 da variacircncia)

Com relaccedilatildeo a CP1 identificou-se que a densi-

dade de cianobacteacuterias se mostrou significante

principalmente com a salinidade e temperatu-

ra o que culminou com maior densidade celular

Resultados semelhantes a esse foram constata-

dos por Fonseca et al (2010) ao pesquisar vaacuterios

mananciais no estado de Satildeo Paulo A correlaccedilatildeo

negativa entre cianobacteacuterias e Clorofila-a pode

ser devida ao fato de que esse estudo considerou

apenas a comunidade de cianobacteacuterias No en-

tanto outros grupos de fitoplacircnctons estavam

presentes nas amostras e tambeacutem possuem esses

pigmentos Resultados semelhantes a esses foram

constatados por Lira et al (2011) ao estudar re-

servatoacuterios no estado de Pernambuco Outro fator

que se correlaciona com o aumento de densidade

fitoplanctocircnica (CP1) eacute o pH tendo em vista que

a atividade fotossinteacutetica reduz a disponibilidade

de CO2 com consequente aumento do pH (PALMA

et al 2010) Uma correlaccedilatildeo positiva entre o pH e

o fitoplacircncton tambeacutem foi encontrada em pesqui-

sas realizadas em reservatoacuterio do estado de Satildeo

Paulo (CUNHA E CALIJURI 2011) Em referecircncia agrave

CP3 os resultados refletem o comportamento da

concentraccedilatildeo dos ST e SDT que se associam com

o aumento de DQO provavelmente devido ao ar-

raste de mateacuteria orgacircnica aloctone (SANTI 2013)

Esse resultado pode refletir no aumento da polui-

ccedilatildeo no local amostrado (ARAUJO et al 2008) No

que concerne agrave CP4 os caacutetions Ca e Na tecircm maior

concentraccedilatildeo no primeiro semestre e concate-

nam-se negativamente a Turb e K que apresen-

tam maior concentraccedilatildeo no semestre posterior

conforme apresentado na anaacutelise descritiva (Ta-

bela 3) Os referidos iacuteons conferem dureza agrave aacutegua

(SILVA et al 2017) E as principais fontes podem

ser aacutereas de agricultura efluentes eou prove-

niente da bacia hidrograacutefica local onde se cons-

tatam processos antroacutepicos ocasionados pelo

uso desordenado das aacutereas (ISLAM et al 1997)

A maior concentraccedilatildeo de sulfatos presentes na

Figura 6 - Espeacutecies de cianobacteacuterias predominantes no accedilude Gaviatildeo no ano de 2016

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

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aacutegua do reservatoacuterio na primeira estaccedilatildeo pode ser

proveniente de processos naturais do solo como

intemperismo das rochas sedimentares e a mu-

danccedilas na intensidade desses processos e insu-

mos antropogecircnicos ou seja fertilizantes agrave base

de enxofre (S) (GRASBY et al 1997)

No segundo semestre conforme a Tabela 3 o CP1

apresenta correlaccedilatildeo positiva das variaacuteveis HCO3

CE Sal Na SDT ST TH2O

e negativa Cian e Turb

(explica 34 da variacircncia) O CP2 tem participa-

ccedilatildeo positiva dos paracircmetros Ca Cl DQO NT K

SO4 e negativa Cl-a (explica 30 da variacircncia) O

CP3 inclui reciprocidade positiva DBO CE e ne-

gativa PT Mg (explica 22 da variacircncia) O CP4

compreende as variaacuteveis positivas OD e negativa

pH (explica 14 da variacircncia) Ainda com relaccedilatildeo

agrave CP1 verificou-se que a TH2O se correlacionou

negativamente com a produtividade primaacuteria

Com referecircncia ao aumento da concentraccedilatildeo das

demais variaacuteveis ST SDT Sal CE HCO3- haacute indiacute-

cios de ser consequecircncia da turbulecircncia oca-

sionada pela transferecircncia de aacutegua entre bacias

hidrograacuteficas retirada de aacutegua pela tomada de

aacutegua pela CAGECE ou instabilidade da coluna de

aacutegua pelo processo de desestratificaccedilatildeo que po-

dem ocasionar a reduccedilatildeo da densidade das Cia-

nobacteacuterias (VIDOTTI e ROLLEMBERG 2003) Em

menccedilatildeo agrave CP2 as variaacuteveis Ca Cl DQO NT K SO4

estatildeo correlacionadas negativamente com a Cl-a

Nessa matriz a Cl-a eacute considerada uma medida

indireta do aumento da densidade celular (KNOLL

et al 2015) Em alusatildeo agrave CP3 as variaacuteveis DBO e

CE se agrupam com sinal oposto a PT e Mg Nesse

caso a degradaccedilatildeo e a mineralizaccedilatildeo da mateacuteria

orgacircnica (DBO) tiveram como consequecircncia o au-

mento do nutriente na coluna drsquoaacutegua (BRAUNS-

CHWEIG et al 2003) A respeito da CP4 a redu-

ccedilatildeo do pH pode ser consequecircncia da mistura de

coluna de aacutegua e incorporaccedilatildeo de gaacutes da coluna

eou mesmo da atmosfera assim como pode ser

causa da poluiccedilatildeo por ureia e compostos quiacutemi-

cos originados das aacutereas de pecuaacuteria e agricultura

(MORAIS e SILVA 2012) No entanto o aumento

da contrataccedilatildeo de OD pode ser proveniente da

maior velocidade dos ventos pertinentes ao seu

aumento no segundo semestre

Tabela 3 - Resultado da anaacutelise da componente principal para o ano de 2016

DadosPrimeiro semestre Segundo semestre

PC1 PC2 PC3 PC4 PC1 PC2 PC3 PC4

HCO3

- -010 089 019 041 070 036 011 061

DBO -005 -093 007 021 -002 -019 097 016Cl-a -088 012 003 046 -046 -073 046 -020Ca -021 037 006 -089 038 074 -054 009Cl 043 077 014 -009 006 085 043 028

DQO 027 032 079 -033 027 095 006 014Cian 075 063 013 -009 -080 029 010 052OD -013 -059 002 030 036 024 047 077CE 076 062 021 001 062 038 067 -014K 012 035 030 087 043 085 024 021

Mg 044 -076 -018 042 005 -005 -099 -014Na -008 020 024 -094 065 040 065 006pH 053 -052 037 015 008 -004 023 -097Sal 096 004 -007 003 094 -024 -004 024SO

4-088 010 -017 -037 016 074 008 065

SDT -007 018 094 -007 081 057 -013 -012T

H2O075 012 -007 011 083 047 -025 017

NT 018 041 -072 -001 -023 092 -031 -003

ST -007 018 098 003 076 061 -015 -017

PT -062 -035 043 053 022 015 -091 032

Turb -035 -036 -043 073 -093 -036 -008 -005

Muito significante (gt075) significante (075 - 050) insignificante (lt050)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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4 CONSIDERACcedilOtildeES FINAISIdentificou-se que o reservatoacuterio apresenta di-

ferentes processos de estratificaccedilatildeodesestrati-

ficaccedilatildeo em funccedilatildeo da eacutepoca do ano a) estrati-

ficou no primeiro semestre periacuteodo de maiores

precipitaccedilotildees menores incidecircncia da insolaccedilatildeo e

velocidade dos ventos b) desestratificou no se-

gundo semestre periacuteodo de menor precipitaccedilatildeo

e maior intensidade dos ventos e insolaccedilatildeo e a

presenccedila do aporte de aacutegua advindo da transpo-

siccedilatildeo de outras bacias hidrograacuteficas para atender

ao abastecimento da Capital Ainda natildeo se pode

afirmar que a transposiccedilatildeo de aacuteguas entre ba-

cias induz a desestratificaccedilatildeo desse reservatoacuterio

sendo necessaacuterios mais estudos na aacuterea para um

maior esclarecimento sobre o assunto

Em ambos os periacuteodos as aacuteguas estavam eutro-

fizadas apresentando elevado IET e altas con-

centraccedilotildees de cianobacteacuterias destacando-se

os gecircneros potencialmente toacutexicos tais como a

Pseudanabaena sp Planktothrix sp Microcystis

sp Raphidiopsis sp Cylindrospermopsis sp No

primeiro semestre ocorreu a predominacircncia da

espeacutecie Pseudonabaena sp e no semestre se-

guinte o gecircnero Planktothix sp sobressaiu-se

no ambiente Essa caracteriacutestica de alternacircncia

ciacuteclica de espeacutecies pode representar um desafio

para o tratamento de aacutegua para abastecimen-

to humano jaacute que as estrateacutegias de tratamento

podem variar dependendo dos organismos pre-

dominantes Outro ponto a se destacar com essa

alternacircncia eacute a necessidade de adaptar mecanis-

mos de monitoramento de toxinas em funccedilatildeo da

variaccedilatildeo da composiccedilatildeo fitoplanctocircnica

A partir da aplicaccedilatildeo de ACP observou-se se um

resfriamento gradual da aacutegua no segundo se-

mestre assim como uma reduccedilatildeo da densidade

de cianobacteacuterias De forma contraditoacuteria en-

tretanto identificou-se correlaccedilatildeo positiva entre

temperatura e cianobacteacuteria no primeiro semes-

tre e negativa no segundo Tambeacutem se constatou

que no segundo semestre ocorreu o aumento da

concentraccedilatildeo de nutrientes e da turbidez que se

relaciona com o processo de desestratificaccedilatildeo da

coluna de aacutegua Essas variaccedilotildees identificam que

as estrateacutegias de tratamento de aacutegua do accedilude

gaviatildeo devem ser programadas de forma a se

adequar agraves sazonalidades da qualidade da aacutegua

5 CONTRIBUICcedilAtildeO DOS AUTORESTodos os autores contribuiacuteram de forma igualitaacuteria

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Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

120

1 INTRODUCcedilAtildeOO barramento dos rios e coacuterregos para a cons-

truccedilatildeo de reservatoacuterios artificiais pode promover

perda de habitat perturbaccedilatildeo e introduccedilatildeo de

espeacutecies Aleacutem disso esses ecossistemas satildeo fre-

quentemente influenciados pela intensificaccedilatildeo

da degradaccedilatildeo ambiental causada por atividades

humanas especialmente associadas ao aumento

da densidade populacional com consequente

elevaccedilatildeo da carga de efluentes industriais do-

meacutesticos e de aacutereas agriacutecolas (BOTELHO et al

2012) Dessa forma a construccedilatildeo de reservatoacute-

rios ocasiona mudanccedilas nos processos bioacuteticos e

abioacuteticos resultando em alteraccedilatildeo dos regimes

hidroloacutegico teacutermico de nutrientes sedimentos

e quiacutemica da aacutegua (OLDEN e NAIMAN 2003) Em

reservatoacuterios rasos um conjunto complexo de

fatores regula a dinacircmica aquaacutetica que eacute repre-

sentada especialmente em regiatildeo tropical pela

chuva e radiaccedilatildeo (FONSECA e BICUDO 2008)

Em relaccedilatildeo agrave interferecircncia na qualidade de aacutegua

causada pelo regime operacional de reservatoacuterio

da tomada drsquoaacutegua pesquisa realizada por Priacuten-

cipe (2010) identificou ser necessaacuterio ampliar

o conhecimento desses processos para reser-

vatoacuterios pequenos e com pequena capacidade

de regulaccedilatildeo uma vez que a maioria do conhe-

cimento se relaciona a reservatoacuterios de gran-

de capacidade de regularizaccedilatildeo de vazatildeo Por

conseguinte eacute possiacutevel realizar a integraccedilatildeo do

controle operacional de reservatoacuterios a partir de

teacutecnicas apropriadas para aprimorar a eficiecircncia

do manejo da qualidade da aacutegua no sentido de

minimizar os impactos negativos da eutrofizaccedilatildeo

(PRINCIPE 2010)

Outro fator que altera o comportamento hidro-

dinacircmico eacute a vazatildeo afluente que eacute responsaacutevel

pelo transporte de massa na aacutegua podendo de-

terminar a disponibilidade de nutrientes e inter-

ferir nos processos de deposiccedilatildeo e ressuspensatildeo

de sedimentos assim como no tempo de resi-

decircncia hidraacuteulica (BRAUNSCHWEIG et al 2003)

A camada de mistura pode ser restrita ao epiliacutem-

nio ou avanccedilar ateacute o hipoliacutemnio fazendo com que

a circulaccedilatildeo vertical principalmente provocada

pelo vento ocorra ao longo de toda a coluna de

aacutegua (ANDREOLI et al 2011) No metaliacutemnio en-

contra-se a termoclina que corresponde ao plano

que passa no ponto de inflexatildeo do perfil teacutermico e

cuja formaccedilatildeo ocorre por interaccedilotildees entre a tur-

bulecircncia gerada pelo vento e o empuxo devido ao

gradiente de densidade esse processo de forma-

ccedilatildeo eacute instaacutevel mesmo quando as condiccedilotildees am-

bientais satildeo estaacuteveis (ANDREOLI et al 2011)

O gerenciamento da qualidade da aacutegua exige

que sejam estabelecidas formas de acompanhar

a variaccedilatildeo de indicadores da qualidade da aacutegua

permitindo observar alteraccedilotildees nas condiccedilotildees de

um corpo hiacutedrico (Porto 1991)

Nesse contexto a presente pesquisa visa ampliar

o conhecimento dos processos de eutrofizaccedilatildeo e

estratificaccedilatildeo e desestratificaccedilatildeo considerando

variaacuteveis ambientais qualitativas e quantitativas

assim como fatores climaacuteticos da aacuterea do reser-

vatoacuterio Gaviatildeo em relaccedilatildeo aos processos fiacutesicos

quiacutemicos e bioloacutegicos que condicionam o proces-

so de eutrofizaccedilatildeo O referido reservatoacuterio ape-

sar de pequena capacidade de armazenamento

(329 hmsup3) eacute de grande importacircncia do ponto de

vista operacional jaacute que eacute o ponto final do macro

sistema e atende agrave demanda urbana e industrial

da regiatildeo metropolitana de Fortaleza

2 MATERIAIS E MEacuteTODOS 21 Aacuterea de Estudo

O accedilude Gaviatildeo foi construiacutedo no ano de 1973

pelo governo federal e estaacute localizado no municiacute-

pio de Pacatuba Bacia Hidrograacutefica Metropolita-

na com capacidade de armazenamento de 329

hmsup3 e aacuterea da bacia hidraacuteulica e hidrograacutefica de

06 e 97 Kmsup2 respectivamente O referido reser-

vatoacuterio integra o macrossistema composto pelos

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

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reservatoacuterios Castanhatildeo Curral Velho Pacajus

Pacoti Riachatildeo Castanhatildeo e pelo Canal da Inte-

graccedilatildeo Canal do Trabalhador e pelo Rio Jagua-

ribe aleacutem de tuneis e outros pequenos trechos

de canais (Fig 1) Toda essa infraestrutura tem o

objetivo de atender agrave demanda do abastecimen-

to do municiacutepio de Fortaleza e regiotildees circunvizi-

nhas (SRH 2016)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

Figura 1 - Mapa de localizaccedilatildeo da aacuterea em estudo da estaccedilatildeo meteoroloacutegica e do ponto de monitoramento

22 Aquisiccedilatildeo dos Dados

Para desenvolver o presente estudo emprega-

ram-se dados climatoloacutegicos tais como regi-

me de chuvas insolaccedilatildeo e velocidade dos ven-

tos do ano de 2016 da estaccedilatildeo meteoroloacutegica

(338002) confrontando-os com as variaacuteveis

fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas (INMET 2020) Os

dados do monitoramento qualitativo (Tabela

1) e quantitativo (volume) referentes ao ano de

2016 foram acessados a partir do banco de da-

dos secundaacuterios disponibilizados pela Compa-

nhia de Gestatildeo dos Recursos Hiacutedricos do estado

do Cearaacute (COGERH 2020) As amostras de aacutegua

foram coletadas a uma profundidade de 03

m entre 1000 e 1100 com intervalo mensal

e na zona lacustre no ponto com coordenadas

9568080 mN 549143 mE (Fig 1) O ponto de

amostragem dos dados era localizado proacuteximo

da captaccedilatildeo da Companhia de Aacutegua e Esgoto

do Cearaacute (CAGECE) No mesmo local horaacuterio e

dia em que se coletaram as amostras foi rea-

lizada a perfilagem da coluna de aacutegua com uso

de sonda YSI 6820 multiparacircmetros a cada 05

m e ateacute a profundidade de aproximadamente 11

m Toda semana a sonda era calibrada em la-

boratoacuterio antes do uso Os dados da perfilagem

eram armazenados na sonda e posteriormente

descarregados para o computador

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

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Tabela 1 - Variaacuteveis do monitoramento qualitativo do accedilude Gaviatildeo no ano de 2016

Paracircmetros Sigla LQ Meacutetodo

Alcalinidade de bicarbonato (mg CaCO3L) HCO3- 895 Titrimetria Aacutecido-Base (2320 B) - APHA 2012

Condutividade eleacutetrica (mScm) CE 0002 Condutimetria (2510 B) - APHA 2012

Caacutelcio (mg CaL) Ca 040 Titrimetria com EDTA (3500-Ca B) - APHA 2012

Cloretos (mg Cl-L) Cl 735 Argentimeacutetrico (4500-Cl-B) - APHA 2012

Clorofila-a (μgL) Cl-a 100 Espectrofotomeacutetrico (10200 H) - APHA 2012

Cianobacteacuterias (CeacutelulamL) Cian - Sedgewick-Rafter - do Standard Methods for the Examination of Water e Wastewater 2012

Demanda quiacutemica de oxigecircnio (mg O2L) DQO 200 Refluxo fechado Espectrofotometria (4104) ndash EPA 1993

Demanda bioloacutegica de oxigecircnio (mg O2L) DBO 200 Iodometria (5210 B) - APHA 2012

Foacutesforo Total (mg PL) PT 0010 Meacutetodo do Persulfato (4500-P-J) e (4500-P-E) ndash APHA 2012

Magneacutesio (mg MgL) Mg 0240 Meacutetodo do Caacutelculo (3500-Mg B) - APHA 2012

Nitrogecircnio total (mg NL) NT 0937 Meacutetodo do Persulfato (4500-P-J) e (4500-NO3--E)ndash APHA 2012

Oxigecircnio dissolvido (mg O2L) OD - Sonda YSI 6600

pH pH - Sonda YSI 6600

Potaacutessio (mg KL) K 200 Fotometria de Emissatildeo de Chama (3500-K-B) - APHA 2012

Salinidade Sal - Sonda YSI 6600

Soacutedio (mg NaL) Na 200 Fotometria de Emissatildeo de Chama (3500-Na-B) - APHA 201

Soacutelidos dissolvidos totais (mgL) SDT 200 Gravimetria (2540 D) e Caacutelculo - APHA 2012

Soacutelidos totais (mgL) ST 200 Gravimetria (2540 B) - APHA 2012

Sulfatos (mgL) SO4 768 Turbidimetria ndash (4500-SO42-E) - APHA 2012

Temperatura da aacutegua (ordmC) TH2O - Sonda YSI 6600

Turbidez (UNT) Turb 01 Nefelomeacutetrico (2130B) - APHA 2012

Fonte COGERH 2016

23 Anaacutelise Estatiacutestica dos Dados

Foram aplicadas teacutecnicas da estatiacutestica descri-

tiva de forma a observar o comportamento e

descrever os dados coletados Os dados foram

inicialmente organizados em graacuteficos e tabelas

para facilitar a interpretaccedilatildeo e a descriccedilatildeo do fe-

nocircmeno Logo apoacutes utilizou-se anaacutelise da com-

ponente principal (ACP) Essa teacutecnica foi utilizada

para geraccedilatildeo de agrupamento de informaccedilotildees

transformando linearmente um conjunto origi-

nal de variaacuteveis correlacionadas entre si em um

conjunto substancialmente menor de variaacuteveis

natildeo correlacionadas que contecircm a maior parte

da informaccedilatildeo do conjunto original (HONGYU et

al 2016) O procedimento estatiacutestico foi realiza-

do com uso do programa BioEstat 5

3 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO31 Gestatildeo das Aacuteguas do Macro Sistema

A recarga hiacutedrica do accedilude Gaviatildeo assim como

a da maioria dos reservatoacuterios dos estados do

Nordeste eacute dependente da precipitaccedilatildeo concen-

trada no primeiro semestre (SILANS 2003) Ou-

tra caracteriacutestica importante quando compara-

da agrave maioria dos sistemas manejados no Cearaacute

eacute o aporte de aacutegua ao reservatoacuterio por meio da

transposiccedilatildeo de aacutegua de outras bacias hidrograacute-

ficas com aduccedilatildeo a partir de canais e rios prove-

nientes de outros reservatoacuterios agrave montante (CO-

GERH 2016) A vazatildeo meacutedia que passa no Canal

da Integraccedilatildeo a montante do accedilude Gaviatildeo eacute de

9 msup3s principalmente no segundo semestre jaacute

que a recarga do reservatoacuterio no primeiro se-

mestre (periacuteodo de chuvas) reduz a necessidade

de aduccedilatildeo ao reservatoacuterio (COGERH 2020)

Conforme apresentado na Fig 2 a insolaccedilatildeo na

aacuterea em estudo apresenta depressotildees mais sig-

nificativas na estaccedilatildeo de chuvas haja vista que

neste periacuteodo o sol fica frequentemente enco-

berto por nuvens diminuindo a insolaccedilatildeo meacute-

dia disponiacutevel para crescimento fitoplactocircnico e

aquecimento da camada superior do lago no pe-

riacuteodo A frequecircncia de chuvas foi tambeacutem maior

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

123

no primeiro semestre apresentando eventos de

chuvas de ateacute 100 mm Observa-se ainda que a

velocidade meacutedia dos ventos aumentou no se-

gundo semestre passando de cerca de 2 para

quase 3 ms com um pico de aproximadamente

6 ms no mecircs de novembro

Figura 2 - Dados de precipitaccedilatildeo velocidade do vento e insolaccedilatildeo do ano de 2016

Em consequecircncia das chuvas na regiatildeo (Fig 2)

o accedilude atingiu a cota de sangria (36 m) no mecircs

de abril (Fig 3) No restante do periacuteodo o con-

trole operacional manteve o volume reservado

praticamente estaacutevel em 3049 hmsup3 na cota

345 com objetivo de fornecer aacutegua por gravi-

dade para a estaccedilatildeo de tratamento de aacutegua do

Gaviatildeo (COGERH 2020) O aporte de aacutegua pelo

canal da integraccedilatildeo na estaccedilatildeo de chuvas eacute re-

duzido ou mesmo paralisado intentando-se

economizar esse recurso hiacutedrico para o semes-

tre subsequente

Figura 3 - Volume do accedilude Gaviatildeo do ano de 2016 Fonte COGERH 2020

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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124

32 Processo de Estratificaccedilatildeo

Identificou-se uma predominacircncia de estratifi-

caccedilatildeo teacutermica e quiacutemica no primeiro semestre

pela avaliaccedilatildeo dos paracircmetros temperatura (Fig

4A) oxigecircnio dissolvido (Fig 4B) e pH (Fig 4B)

principalmente devido agrave maior variaccedilatildeo na den-

sidade da aacutegua em diferentes profundidades e

menor velocidade dos ventos Jaacute a partir do mecircs

de maio ateacute dezembro a coluna drsquoaacutegua demons-

trou uma tendecircncia a desestratificar Na camada

superficial a temperatura apresentou uma ten-

decircncia de resfriamento gradual de 288 ordmC no

mecircs de maio a 276 ordmC no mecircs de junho julho e

outubro voltando a aumentar em seguida E re-

tornando a 288 ordmC em dezembro

Eacute comum ocorrer a reduccedilatildeo da vazatildeo afluente pelo

macrossistema para atender agrave demanda da esta-

ccedilatildeo de tratamento de aacutegua da CAGECE em con-

sequecircncia do periacuteodo de chuvas na aacuterea da bacia

hidrograacutefica do accedilude Gaviatildeo cujo volume atingiu

a maacutexima capacidade em abril de 2016 (COGERH

2016) A reduccedilatildeo da transposiccedilatildeo de aacutegua entre

as bacias hidrograacuteficas concomitantemente com

a menor velocidade dos ventos na aacuterea de estudo

satildeo os fatores apontados para manter o perfil cli-

nogrado nos quatro primeiros meses do primeiro

semestre que eacute considerado o periacuteodo de maior

precipitaccedilatildeo na regiatildeo (Fig 4A 4B 4C)

Mesmo em baixas latitudes onde as diferen-

ccedilas sazonais satildeo menos intensas que em climas

temperados os ecossistemas aquaacuteticos experi-

mentam regimes teacutermicos que variam de acordo

com as taxas diaacuterias e anuais (OLDEN e NAIMAN

2010) como foi observado nesta pesquisa Em

regiotildees tropicais como as do Nordeste do Bra-

sil as variaacuteveis climaacuteticas sugerem que a maioria

dos reservatoacuterios de baixa latitude se natildeo todos

apresenta estratificaccedilatildeo sazonal (WINTON et al

2019) Jaacute foi comprovado por diversas pesquisas

que fatores climaacuteticos como insolaccedilatildeo precipi-

taccedilatildeo e vento contribuem para alteraccedilotildees nos

processos teacutermicos em reservatoacuterios (SOUSA

2014 FERREIRA e CUNHA 2013)

Pode-se visualizar no perfil de oxigecircnio dissolvi-

do (Fig 4B) que durante o periacuteodo de janeiro a

abril o oxigecircnio atingiu os menores valores (apro-

ximadamente 15 mgL) no hipoliacuteminio No mecircs

de marccedilo o oxigecircnio atingiu o menor valor na

superfiacutecie (aproximadamente 55 mgL) mesmo

mecircs de maior precipitaccedilatildeo na aacuterea em estudo

(Fig 3) e seguindo um padratildeo graacutefico similar ao

da temperatura para o mesmo periacuteodo O perfil

ortogrado presente no segundo semestre pode

estar relacionado principalmente a dois fatores

1) turbulecircncia ocasionada pela transposiccedilatildeo de

aacuteguas pelo macrossistema 2) maior velocidade

dos ventos Depreende-se dos fatores supraci-

tados que a desestratificaccedilatildeo do reservatoacuterio

no segundo semestre ocasionou o aumento da

turbidez cuja meacutedia aumentou de 775 UNT no

primeiro semestre para 1081 UNT no segundo

semestre (Tabela 2) Em relaccedilatildeo aos reservatoacute-

rios artificiais como eacute o caso do accedilude Gaviatildeo

estes podem ter uma estratificaccedilatildeo teacutermica mais

variaacutevel do que os lagos naturais devido ao siste-

ma de gestatildeo operacional pela tomada de aacutegua

a jusante ou pela recepccedilatildeo de aacutegua de outros re-

servatoacuterio a montante (HARRIS e BAXTER 1996

HAN 2000)

A proliferaccedilatildeo das bacteacuterias aeroacutebicas e facul-

tativas decompositoras de mateacuteria orgacircnica

provoca o raacutepido consumo de oxigecircnio Caso a

produccedilatildeo do oxigecircnio pelo fitoplacircncton natildeo con-

siga suprir essa demanda os niacuteveis de oxigecircnio

satildeo reduzidos causando impactos diretos nos

seres aquaacuteticos aeroacutebios principalmente os de

vida superior que desaparecem empobrecendo

a biodiversidade local (BAacuteRBARA et al 2009) O

pH tambeacutem demonstrou a tendecircncia de estrati-

ficaccedilatildeo nos primeiros meses do ano e de deses-

tratificaccedilatildeo no final do ano O pH na superfiacutecie

variou em torno de 82 demonstrando o consu-

mo de CO2 pelos produtores primaacuterios enquan-

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

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to nas camadas mais profundas o valor do pH

apresentou valores de ateacute 72 no mecircs de janeiro

e marccedilo indicando a possibilidade de ambientes

anaeroacutebios e a geraccedilatildeo de CO2 pelos organis-

mos decompositores (SILVA et al 2008) E aleacutem

disso a hipoacutexia ou anoxia no hipoliacutemnio promo-

ve a formaccedilatildeo de gases como amocircnia metano

e sulfetos Quando ocorre a mistura da coluna

de aacutegua aleacutem desses gases ocorre a liberaccedilatildeo

de nutrientes (foacutesforo ferro) e ressuspensatildeo de

sedimentos que retorna para a zona eufoacutetica no

momento da desestratificaccedilatildeo aumentando a

turbidez (ARAUJO et al 2008) como foi o caso do

reservatoacuterio do Gaviatildeo

A

B

C

Figura 4 - Variaccedilatildeo de (A) temperatura (B) oxigecircnio dissolvido e (C) pH da coluna de aacutegua ao longo de 2016

33 Processo de Eutrofizaccedilatildeo

Depreende-se da estatiacutestica descritiva apre-

sentada na Tabela 2 que ocorreu maior concen-

traccedilatildeo dos paracircmetros Ca Cl Cl-a Cian DBO

DQO OD pH Na SO4 e T

H2O no primeiro semestre

enquanto as demais variaacuteveis HCO3

- CE Mg PT

NT K Sal SDT ST e Turb foram mais elevadas no

segundo semestre do ano

Com base nos perfis de temperatura apresenta-

dos anteriormente estima-se que a maior con-

centraccedilatildeo de foacutesforo e nitrogecircnio no segundo

semestre pode estar relacionada com o aporte

da transposiccedilatildeo e ciclagem interna em conse-

quecircncia do processo de desestratificaccedilatildeo A

modelagem da recirculaccedilatildeo interna do foacutesforo

(P) no lago Okeechobee quantificou que os flu-

xos internos de P excedem as entradas externas

em meacutedia por um fator de 26 Nesse caso as

medidas mitigadoras relacionadas ao manejo

na bacia hidrograacutefica natildeo seraacute eficiente para

melhorar a qualidade da aacutegua do lago (POLL-

MAN e JAMES 2011) Valores meacutedio de foacutesforo

total (008 e 009 mgL) e de clorofila-a (54 e

51 μgL) para ambos os periacuteodos classificam o

reservatoacuterio como eutroacuteficos e supereutroacutefico

respectivamente conforme Lamparelli (2004)

Em relaccedilatildeo agrave densidade de cianobacteacuterias em

aacutegua natural preconiza-se para dessedentaccedilatildeo

animal valores inferiores 50000 celml (classe

2) Para essa mesma classe recomenda-se tra-

tamento convencional e para valores superiores

a 100000 celmL (classe 3) eacute recomendado tra-

tamento avanccedilado para abastecimento humano

(Brasil 2005) Pode-se visualizar na Tabela 2 que

os valores meacutedios de cianobacteacuterias registrados

no primeiro (217783 ceacutelulasmL) e segundo se-

mestre (144596 ceacutelulasmL) foram superiores

aos advertidos anteriormente

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

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Tabela 2 - Anaacutelise descritiva das variaacuteveis fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas

Paracircmetros

Primeiro semestre Segundo semestre

Meacutedia Coeficiente de variaccedilatildeo Desvio padratildeo Meacutedia Coeficiente de

variaccedilatildeo Desvio padratildeo

HCO3- 10864 866 941 11570 959 1109

CE 051 650 003 055 450 002

Ca 1258 1582 199 1051 8743 919

Cl 10469 1283 1344 9737 485 473

Cl-a 5447 4553 2480 5105 2608 1331

Cian 217783 7252 157936 144596 10336 149453

DBO 802 3667 294 539 10588 571

DQO 4154 1186 493 3266 3303 1079

PT 008 5139 004 009 7212 006

Mg 1767 381 067 1872 1284 240

NT 147 5353 079 162 2118 034

OD 731 1394 102 724 994 072

pH 843 405 034 842 281 024

K 1171 1641 192 1450 1731 251

Sal 026 402 001 028 754 002

Na 7083 853 604 6767 1177 797

SDT 30433 626 1906 32345 1103 3566

ST 31442 704 2213 33400 967 3229

SO4888 5981 531 802 7721 620

TH2O

2953 140 041 2813 187 053

Turb 775 6401 496 1081 3679 398

Visualiza-se na Figura 5 que nos meses de abril

e maio as floraccedilotildees de cianobacteacuterias foram re-

duzidas Esse evento pode ser ter sido ocasio-

nado pela intensa precipitaccedilatildeo na aacuterea em es-

tudo Jaacute no segundo semestre houve em meacutedia

uma menor quantidade de cianobacteacuterias com

exceccedilatildeo do mecircs de setembro quando foi obser-

vada uma floraccedilatildeo similar agrave do mecircs de marccedilo A

instabilidade e a competiccedilatildeo entre algas preju-

dicaram o estabelecimento de floraccedilotildees levan-

do a mudanccedilas na composiccedilatildeo e na biomassa

da comunidade de cianobacteacuterias em reserva-

toacuterios tropicais (DANTAS et al 2011 HUANG

et al 2014) Aleacutem desses fatores a distribuiccedilatildeo

e a proliferaccedilatildeo de cianobacteacuterias satildeo comu-

mente influenciadas pela concentraccedilatildeo e pro-

porccedilatildeo de nitrogecircnio e foacutesforo temperatura

oxigecircnio pH herbivoria e estabilidade de colu-

na de aacutegua que pode atuar sinergicamente ou

de forma antagocircnica (PAERL 2008)

Os padrotildees temporais de distribuiccedilatildeo fitoplanc-

tocircnica satildeo influenciados por fatores ambientais

a favor do aumento ou diminuiccedilatildeo da diversida-

de culminando na dominacircncia de determina-

das espeacutecies de cianobacteacuterias (RANGEL et al

2009) Nesse periacuteodo as condiccedilotildees favoraacuteveis de

estabilidade da coluna drsquoaacutegua de temperatura

de pH de concentraccedilatildeo de nutrientes proporcio-

naram a proliferaccedilatildeo demasiada de Cianobacteacute-

rias (SALVO e ISAAC 2002)

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

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] Figura 5 - Densidade de cianobacteacuteria e precipitaccedilatildeo na aacuterea em estudo ao longo do ano de 2016

Conforme a Fig 6 observa-se a codominacircncia

dos gecircneros de cianobacteacuterias Pseudanabaena sp

(33) Planktothrix sp (20) Microcystis sp (13)

Raphidiopsis sp (7) Cylindrospermopsis sp (6)

em relaccedilatildeo agrave densidade dos demais fitoplacircnctons

(20) No periacuteodo de chuvas (primeiro semestre)

em que a coluna de aacutegua apresentou processo de

estratificaccedilatildeo ocorreu a predominacircncia de Pseu-

danabaena sp No segundo semestre em aacuteguas

misturadas predominou a Planktothrix sp As ele-

vadas densidades identificadas de cianobacteacuteria

(gt100000 ceacutelulamL) foram compostas por espeacute-

cies potencialmente toacutexicas e estabelecem poten-

cial risco para a sauacutede puacuteblica (BELLEacuteM 2011)

Os feitos de toxidade de cianobacteacuterias satildeo muito

variados compreendendo desde hepatotoacutexicos

neutoacutexicos e dermatotoacutexicos (SOARES 2009 MO-

LICA e AZEVEDO 2009) O tipo mais comum de

intoxicaccedilatildeo envolvendo cianobacteacuterias eacute ocasiona-

do por hepatotoxinas que apresentam uma accedilatildeo

mais lenta podendo causar morte num intervalo

de poucas horas a poucos dias Os gecircneros Micro-

cystis sp Anabaena sp Nodularia sp Oscillatoria

sp Nostoc sp Cylindrospermopsis sp Planktotrix

sp Oscillatoria sp Radiocystis sp e Arthrospira sp

foram identificadas como produtoras dessas he-

patotoxinas (MERILUOTO e CODD 2005 MOLICA e

AZEVEDO 2009) O predomiacutenio das cianobacteacuterias

em reservatoacuterios tropicais eutroacuteficos deve-se a um

conjunto de fatores como elevadas temperaturas

baixa precipitaccedilatildeo pH alcalino e altas concentra-

ccedilotildees de nutrientes principalmente N e P (BOUVY et

al 2000 CHELLAPPA e COSTA 2003)

Existem diversos estudos sobre a dinacircmica de va-

riaccedilatildeo das populaccedilotildees de cianobacteacuterias (COSTA

et al 2009 MOLISANI et al 2010 DANTAS et al

2011 LIRA et al 2011) As espeacutecies que fixam ni-

trogecircnio atmosfeacuterico como Anabaena sp Apha-

nizomenon sp e Cylindrospermopsis sp usual-

mente dominam ambientes com aacuteguas pobres em

nutrientes Microcystis sp eacute dominante em lagos

eutroacuteficos com grande estabilidade teacutermica e as

oscilatoacuterias e as filamentosas como Pseudana-

baena sp e Planktothrix sp dominam o placircncton

de ambientes polimiacuteticos eutroacuteficos que contam

com elevada turbidez e baixa penetraccedilatildeo de luz

(TUNDISI e T TUNDISI 2008) Gecircneros coloniais

como Microcystis Anabaenae e Aphanizomenon

formam colocircnias contendo ceacutelulas em forma de

cocos e filamentos gerando espumas na superfiacute-

cie Muitas delas possuem vesiacuteculas de gaacutes sendo

uma vantagem competitiva durante aacuteguas calmas

ou em periacuteodos de baixa intensidade luminosa

poreacutem as mesmas natildeo conseguem se estabelecer

em ambientes com maior turbulecircncia na coluna

drsquoaacutegua (BLOTTIERE et al 2016)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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34 Avaliaccedilatildeo Multivariada dos dados

No total foram vinte e um paracircmetros utilizados

cujos resultados da ACP explicam 90 e 100

da variaccedilatildeo para o primeiro e segundo semestre

respectivamente (Tabela 3) As cargas dos fatores

podem ser classificadas como muito significante

significante e insignificante correspondendo aos

valores absolutos iguais a gt 075 075 - 050 lt

050 respectivamente (HAIR 2005) Em relaccedilatildeo ao

primeiro semestre (Tabela 3) o CP1 apresenta con-

vergecircncia positiva das variaacuteveis Sal CE Cian pH

TH2O

e negativa SO4 Cl-a PT (explica 27 da vari-

acircncia) O CP2 tem relaccedilatildeo positiva dos paracircmetros

HCO3

- Cl e negativa DBO Mg OD (explica 24 da

variacircncia) O CP3 inclui relaccedilatildeo positiva ST SDT

DQO e negativa NT (explica 20 da variacircncia) O

CP4 compreende variaacuteveis positivas Turb K e ne-

gativa Ca e Na (explica 19 da variacircncia)

Com relaccedilatildeo a CP1 identificou-se que a densi-

dade de cianobacteacuterias se mostrou significante

principalmente com a salinidade e temperatu-

ra o que culminou com maior densidade celular

Resultados semelhantes a esse foram constata-

dos por Fonseca et al (2010) ao pesquisar vaacuterios

mananciais no estado de Satildeo Paulo A correlaccedilatildeo

negativa entre cianobacteacuterias e Clorofila-a pode

ser devida ao fato de que esse estudo considerou

apenas a comunidade de cianobacteacuterias No en-

tanto outros grupos de fitoplacircnctons estavam

presentes nas amostras e tambeacutem possuem esses

pigmentos Resultados semelhantes a esses foram

constatados por Lira et al (2011) ao estudar re-

servatoacuterios no estado de Pernambuco Outro fator

que se correlaciona com o aumento de densidade

fitoplanctocircnica (CP1) eacute o pH tendo em vista que

a atividade fotossinteacutetica reduz a disponibilidade

de CO2 com consequente aumento do pH (PALMA

et al 2010) Uma correlaccedilatildeo positiva entre o pH e

o fitoplacircncton tambeacutem foi encontrada em pesqui-

sas realizadas em reservatoacuterio do estado de Satildeo

Paulo (CUNHA E CALIJURI 2011) Em referecircncia agrave

CP3 os resultados refletem o comportamento da

concentraccedilatildeo dos ST e SDT que se associam com

o aumento de DQO provavelmente devido ao ar-

raste de mateacuteria orgacircnica aloctone (SANTI 2013)

Esse resultado pode refletir no aumento da polui-

ccedilatildeo no local amostrado (ARAUJO et al 2008) No

que concerne agrave CP4 os caacutetions Ca e Na tecircm maior

concentraccedilatildeo no primeiro semestre e concate-

nam-se negativamente a Turb e K que apresen-

tam maior concentraccedilatildeo no semestre posterior

conforme apresentado na anaacutelise descritiva (Ta-

bela 3) Os referidos iacuteons conferem dureza agrave aacutegua

(SILVA et al 2017) E as principais fontes podem

ser aacutereas de agricultura efluentes eou prove-

niente da bacia hidrograacutefica local onde se cons-

tatam processos antroacutepicos ocasionados pelo

uso desordenado das aacutereas (ISLAM et al 1997)

A maior concentraccedilatildeo de sulfatos presentes na

Figura 6 - Espeacutecies de cianobacteacuterias predominantes no accedilude Gaviatildeo no ano de 2016

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

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aacutegua do reservatoacuterio na primeira estaccedilatildeo pode ser

proveniente de processos naturais do solo como

intemperismo das rochas sedimentares e a mu-

danccedilas na intensidade desses processos e insu-

mos antropogecircnicos ou seja fertilizantes agrave base

de enxofre (S) (GRASBY et al 1997)

No segundo semestre conforme a Tabela 3 o CP1

apresenta correlaccedilatildeo positiva das variaacuteveis HCO3

CE Sal Na SDT ST TH2O

e negativa Cian e Turb

(explica 34 da variacircncia) O CP2 tem participa-

ccedilatildeo positiva dos paracircmetros Ca Cl DQO NT K

SO4 e negativa Cl-a (explica 30 da variacircncia) O

CP3 inclui reciprocidade positiva DBO CE e ne-

gativa PT Mg (explica 22 da variacircncia) O CP4

compreende as variaacuteveis positivas OD e negativa

pH (explica 14 da variacircncia) Ainda com relaccedilatildeo

agrave CP1 verificou-se que a TH2O se correlacionou

negativamente com a produtividade primaacuteria

Com referecircncia ao aumento da concentraccedilatildeo das

demais variaacuteveis ST SDT Sal CE HCO3- haacute indiacute-

cios de ser consequecircncia da turbulecircncia oca-

sionada pela transferecircncia de aacutegua entre bacias

hidrograacuteficas retirada de aacutegua pela tomada de

aacutegua pela CAGECE ou instabilidade da coluna de

aacutegua pelo processo de desestratificaccedilatildeo que po-

dem ocasionar a reduccedilatildeo da densidade das Cia-

nobacteacuterias (VIDOTTI e ROLLEMBERG 2003) Em

menccedilatildeo agrave CP2 as variaacuteveis Ca Cl DQO NT K SO4

estatildeo correlacionadas negativamente com a Cl-a

Nessa matriz a Cl-a eacute considerada uma medida

indireta do aumento da densidade celular (KNOLL

et al 2015) Em alusatildeo agrave CP3 as variaacuteveis DBO e

CE se agrupam com sinal oposto a PT e Mg Nesse

caso a degradaccedilatildeo e a mineralizaccedilatildeo da mateacuteria

orgacircnica (DBO) tiveram como consequecircncia o au-

mento do nutriente na coluna drsquoaacutegua (BRAUNS-

CHWEIG et al 2003) A respeito da CP4 a redu-

ccedilatildeo do pH pode ser consequecircncia da mistura de

coluna de aacutegua e incorporaccedilatildeo de gaacutes da coluna

eou mesmo da atmosfera assim como pode ser

causa da poluiccedilatildeo por ureia e compostos quiacutemi-

cos originados das aacutereas de pecuaacuteria e agricultura

(MORAIS e SILVA 2012) No entanto o aumento

da contrataccedilatildeo de OD pode ser proveniente da

maior velocidade dos ventos pertinentes ao seu

aumento no segundo semestre

Tabela 3 - Resultado da anaacutelise da componente principal para o ano de 2016

DadosPrimeiro semestre Segundo semestre

PC1 PC2 PC3 PC4 PC1 PC2 PC3 PC4

HCO3

- -010 089 019 041 070 036 011 061

DBO -005 -093 007 021 -002 -019 097 016Cl-a -088 012 003 046 -046 -073 046 -020Ca -021 037 006 -089 038 074 -054 009Cl 043 077 014 -009 006 085 043 028

DQO 027 032 079 -033 027 095 006 014Cian 075 063 013 -009 -080 029 010 052OD -013 -059 002 030 036 024 047 077CE 076 062 021 001 062 038 067 -014K 012 035 030 087 043 085 024 021

Mg 044 -076 -018 042 005 -005 -099 -014Na -008 020 024 -094 065 040 065 006pH 053 -052 037 015 008 -004 023 -097Sal 096 004 -007 003 094 -024 -004 024SO

4-088 010 -017 -037 016 074 008 065

SDT -007 018 094 -007 081 057 -013 -012T

H2O075 012 -007 011 083 047 -025 017

NT 018 041 -072 -001 -023 092 -031 -003

ST -007 018 098 003 076 061 -015 -017

PT -062 -035 043 053 022 015 -091 032

Turb -035 -036 -043 073 -093 -036 -008 -005

Muito significante (gt075) significante (075 - 050) insignificante (lt050)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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4 CONSIDERACcedilOtildeES FINAISIdentificou-se que o reservatoacuterio apresenta di-

ferentes processos de estratificaccedilatildeodesestrati-

ficaccedilatildeo em funccedilatildeo da eacutepoca do ano a) estrati-

ficou no primeiro semestre periacuteodo de maiores

precipitaccedilotildees menores incidecircncia da insolaccedilatildeo e

velocidade dos ventos b) desestratificou no se-

gundo semestre periacuteodo de menor precipitaccedilatildeo

e maior intensidade dos ventos e insolaccedilatildeo e a

presenccedila do aporte de aacutegua advindo da transpo-

siccedilatildeo de outras bacias hidrograacuteficas para atender

ao abastecimento da Capital Ainda natildeo se pode

afirmar que a transposiccedilatildeo de aacuteguas entre ba-

cias induz a desestratificaccedilatildeo desse reservatoacuterio

sendo necessaacuterios mais estudos na aacuterea para um

maior esclarecimento sobre o assunto

Em ambos os periacuteodos as aacuteguas estavam eutro-

fizadas apresentando elevado IET e altas con-

centraccedilotildees de cianobacteacuterias destacando-se

os gecircneros potencialmente toacutexicos tais como a

Pseudanabaena sp Planktothrix sp Microcystis

sp Raphidiopsis sp Cylindrospermopsis sp No

primeiro semestre ocorreu a predominacircncia da

espeacutecie Pseudonabaena sp e no semestre se-

guinte o gecircnero Planktothix sp sobressaiu-se

no ambiente Essa caracteriacutestica de alternacircncia

ciacuteclica de espeacutecies pode representar um desafio

para o tratamento de aacutegua para abastecimen-

to humano jaacute que as estrateacutegias de tratamento

podem variar dependendo dos organismos pre-

dominantes Outro ponto a se destacar com essa

alternacircncia eacute a necessidade de adaptar mecanis-

mos de monitoramento de toxinas em funccedilatildeo da

variaccedilatildeo da composiccedilatildeo fitoplanctocircnica

A partir da aplicaccedilatildeo de ACP observou-se se um

resfriamento gradual da aacutegua no segundo se-

mestre assim como uma reduccedilatildeo da densidade

de cianobacteacuterias De forma contraditoacuteria en-

tretanto identificou-se correlaccedilatildeo positiva entre

temperatura e cianobacteacuteria no primeiro semes-

tre e negativa no segundo Tambeacutem se constatou

que no segundo semestre ocorreu o aumento da

concentraccedilatildeo de nutrientes e da turbidez que se

relaciona com o processo de desestratificaccedilatildeo da

coluna de aacutegua Essas variaccedilotildees identificam que

as estrateacutegias de tratamento de aacutegua do accedilude

gaviatildeo devem ser programadas de forma a se

adequar agraves sazonalidades da qualidade da aacutegua

5 CONTRIBUICcedilAtildeO DOS AUTORESTodos os autores contribuiacuteram de forma igualitaacuteria

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enquadramento bem como estabelece as condiccedilotildees e padrotildees de

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Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

121

reservatoacuterios Castanhatildeo Curral Velho Pacajus

Pacoti Riachatildeo Castanhatildeo e pelo Canal da Inte-

graccedilatildeo Canal do Trabalhador e pelo Rio Jagua-

ribe aleacutem de tuneis e outros pequenos trechos

de canais (Fig 1) Toda essa infraestrutura tem o

objetivo de atender agrave demanda do abastecimen-

to do municiacutepio de Fortaleza e regiotildees circunvizi-

nhas (SRH 2016)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

Figura 1 - Mapa de localizaccedilatildeo da aacuterea em estudo da estaccedilatildeo meteoroloacutegica e do ponto de monitoramento

22 Aquisiccedilatildeo dos Dados

Para desenvolver o presente estudo emprega-

ram-se dados climatoloacutegicos tais como regi-

me de chuvas insolaccedilatildeo e velocidade dos ven-

tos do ano de 2016 da estaccedilatildeo meteoroloacutegica

(338002) confrontando-os com as variaacuteveis

fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas (INMET 2020) Os

dados do monitoramento qualitativo (Tabela

1) e quantitativo (volume) referentes ao ano de

2016 foram acessados a partir do banco de da-

dos secundaacuterios disponibilizados pela Compa-

nhia de Gestatildeo dos Recursos Hiacutedricos do estado

do Cearaacute (COGERH 2020) As amostras de aacutegua

foram coletadas a uma profundidade de 03

m entre 1000 e 1100 com intervalo mensal

e na zona lacustre no ponto com coordenadas

9568080 mN 549143 mE (Fig 1) O ponto de

amostragem dos dados era localizado proacuteximo

da captaccedilatildeo da Companhia de Aacutegua e Esgoto

do Cearaacute (CAGECE) No mesmo local horaacuterio e

dia em que se coletaram as amostras foi rea-

lizada a perfilagem da coluna de aacutegua com uso

de sonda YSI 6820 multiparacircmetros a cada 05

m e ateacute a profundidade de aproximadamente 11

m Toda semana a sonda era calibrada em la-

boratoacuterio antes do uso Os dados da perfilagem

eram armazenados na sonda e posteriormente

descarregados para o computador

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

122

Tabela 1 - Variaacuteveis do monitoramento qualitativo do accedilude Gaviatildeo no ano de 2016

Paracircmetros Sigla LQ Meacutetodo

Alcalinidade de bicarbonato (mg CaCO3L) HCO3- 895 Titrimetria Aacutecido-Base (2320 B) - APHA 2012

Condutividade eleacutetrica (mScm) CE 0002 Condutimetria (2510 B) - APHA 2012

Caacutelcio (mg CaL) Ca 040 Titrimetria com EDTA (3500-Ca B) - APHA 2012

Cloretos (mg Cl-L) Cl 735 Argentimeacutetrico (4500-Cl-B) - APHA 2012

Clorofila-a (μgL) Cl-a 100 Espectrofotomeacutetrico (10200 H) - APHA 2012

Cianobacteacuterias (CeacutelulamL) Cian - Sedgewick-Rafter - do Standard Methods for the Examination of Water e Wastewater 2012

Demanda quiacutemica de oxigecircnio (mg O2L) DQO 200 Refluxo fechado Espectrofotometria (4104) ndash EPA 1993

Demanda bioloacutegica de oxigecircnio (mg O2L) DBO 200 Iodometria (5210 B) - APHA 2012

Foacutesforo Total (mg PL) PT 0010 Meacutetodo do Persulfato (4500-P-J) e (4500-P-E) ndash APHA 2012

Magneacutesio (mg MgL) Mg 0240 Meacutetodo do Caacutelculo (3500-Mg B) - APHA 2012

Nitrogecircnio total (mg NL) NT 0937 Meacutetodo do Persulfato (4500-P-J) e (4500-NO3--E)ndash APHA 2012

Oxigecircnio dissolvido (mg O2L) OD - Sonda YSI 6600

pH pH - Sonda YSI 6600

Potaacutessio (mg KL) K 200 Fotometria de Emissatildeo de Chama (3500-K-B) - APHA 2012

Salinidade Sal - Sonda YSI 6600

Soacutedio (mg NaL) Na 200 Fotometria de Emissatildeo de Chama (3500-Na-B) - APHA 201

Soacutelidos dissolvidos totais (mgL) SDT 200 Gravimetria (2540 D) e Caacutelculo - APHA 2012

Soacutelidos totais (mgL) ST 200 Gravimetria (2540 B) - APHA 2012

Sulfatos (mgL) SO4 768 Turbidimetria ndash (4500-SO42-E) - APHA 2012

Temperatura da aacutegua (ordmC) TH2O - Sonda YSI 6600

Turbidez (UNT) Turb 01 Nefelomeacutetrico (2130B) - APHA 2012

Fonte COGERH 2016

23 Anaacutelise Estatiacutestica dos Dados

Foram aplicadas teacutecnicas da estatiacutestica descri-

tiva de forma a observar o comportamento e

descrever os dados coletados Os dados foram

inicialmente organizados em graacuteficos e tabelas

para facilitar a interpretaccedilatildeo e a descriccedilatildeo do fe-

nocircmeno Logo apoacutes utilizou-se anaacutelise da com-

ponente principal (ACP) Essa teacutecnica foi utilizada

para geraccedilatildeo de agrupamento de informaccedilotildees

transformando linearmente um conjunto origi-

nal de variaacuteveis correlacionadas entre si em um

conjunto substancialmente menor de variaacuteveis

natildeo correlacionadas que contecircm a maior parte

da informaccedilatildeo do conjunto original (HONGYU et

al 2016) O procedimento estatiacutestico foi realiza-

do com uso do programa BioEstat 5

3 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO31 Gestatildeo das Aacuteguas do Macro Sistema

A recarga hiacutedrica do accedilude Gaviatildeo assim como

a da maioria dos reservatoacuterios dos estados do

Nordeste eacute dependente da precipitaccedilatildeo concen-

trada no primeiro semestre (SILANS 2003) Ou-

tra caracteriacutestica importante quando compara-

da agrave maioria dos sistemas manejados no Cearaacute

eacute o aporte de aacutegua ao reservatoacuterio por meio da

transposiccedilatildeo de aacutegua de outras bacias hidrograacute-

ficas com aduccedilatildeo a partir de canais e rios prove-

nientes de outros reservatoacuterios agrave montante (CO-

GERH 2016) A vazatildeo meacutedia que passa no Canal

da Integraccedilatildeo a montante do accedilude Gaviatildeo eacute de

9 msup3s principalmente no segundo semestre jaacute

que a recarga do reservatoacuterio no primeiro se-

mestre (periacuteodo de chuvas) reduz a necessidade

de aduccedilatildeo ao reservatoacuterio (COGERH 2020)

Conforme apresentado na Fig 2 a insolaccedilatildeo na

aacuterea em estudo apresenta depressotildees mais sig-

nificativas na estaccedilatildeo de chuvas haja vista que

neste periacuteodo o sol fica frequentemente enco-

berto por nuvens diminuindo a insolaccedilatildeo meacute-

dia disponiacutevel para crescimento fitoplactocircnico e

aquecimento da camada superior do lago no pe-

riacuteodo A frequecircncia de chuvas foi tambeacutem maior

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

123

no primeiro semestre apresentando eventos de

chuvas de ateacute 100 mm Observa-se ainda que a

velocidade meacutedia dos ventos aumentou no se-

gundo semestre passando de cerca de 2 para

quase 3 ms com um pico de aproximadamente

6 ms no mecircs de novembro

Figura 2 - Dados de precipitaccedilatildeo velocidade do vento e insolaccedilatildeo do ano de 2016

Em consequecircncia das chuvas na regiatildeo (Fig 2)

o accedilude atingiu a cota de sangria (36 m) no mecircs

de abril (Fig 3) No restante do periacuteodo o con-

trole operacional manteve o volume reservado

praticamente estaacutevel em 3049 hmsup3 na cota

345 com objetivo de fornecer aacutegua por gravi-

dade para a estaccedilatildeo de tratamento de aacutegua do

Gaviatildeo (COGERH 2020) O aporte de aacutegua pelo

canal da integraccedilatildeo na estaccedilatildeo de chuvas eacute re-

duzido ou mesmo paralisado intentando-se

economizar esse recurso hiacutedrico para o semes-

tre subsequente

Figura 3 - Volume do accedilude Gaviatildeo do ano de 2016 Fonte COGERH 2020

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

124

32 Processo de Estratificaccedilatildeo

Identificou-se uma predominacircncia de estratifi-

caccedilatildeo teacutermica e quiacutemica no primeiro semestre

pela avaliaccedilatildeo dos paracircmetros temperatura (Fig

4A) oxigecircnio dissolvido (Fig 4B) e pH (Fig 4B)

principalmente devido agrave maior variaccedilatildeo na den-

sidade da aacutegua em diferentes profundidades e

menor velocidade dos ventos Jaacute a partir do mecircs

de maio ateacute dezembro a coluna drsquoaacutegua demons-

trou uma tendecircncia a desestratificar Na camada

superficial a temperatura apresentou uma ten-

decircncia de resfriamento gradual de 288 ordmC no

mecircs de maio a 276 ordmC no mecircs de junho julho e

outubro voltando a aumentar em seguida E re-

tornando a 288 ordmC em dezembro

Eacute comum ocorrer a reduccedilatildeo da vazatildeo afluente pelo

macrossistema para atender agrave demanda da esta-

ccedilatildeo de tratamento de aacutegua da CAGECE em con-

sequecircncia do periacuteodo de chuvas na aacuterea da bacia

hidrograacutefica do accedilude Gaviatildeo cujo volume atingiu

a maacutexima capacidade em abril de 2016 (COGERH

2016) A reduccedilatildeo da transposiccedilatildeo de aacutegua entre

as bacias hidrograacuteficas concomitantemente com

a menor velocidade dos ventos na aacuterea de estudo

satildeo os fatores apontados para manter o perfil cli-

nogrado nos quatro primeiros meses do primeiro

semestre que eacute considerado o periacuteodo de maior

precipitaccedilatildeo na regiatildeo (Fig 4A 4B 4C)

Mesmo em baixas latitudes onde as diferen-

ccedilas sazonais satildeo menos intensas que em climas

temperados os ecossistemas aquaacuteticos experi-

mentam regimes teacutermicos que variam de acordo

com as taxas diaacuterias e anuais (OLDEN e NAIMAN

2010) como foi observado nesta pesquisa Em

regiotildees tropicais como as do Nordeste do Bra-

sil as variaacuteveis climaacuteticas sugerem que a maioria

dos reservatoacuterios de baixa latitude se natildeo todos

apresenta estratificaccedilatildeo sazonal (WINTON et al

2019) Jaacute foi comprovado por diversas pesquisas

que fatores climaacuteticos como insolaccedilatildeo precipi-

taccedilatildeo e vento contribuem para alteraccedilotildees nos

processos teacutermicos em reservatoacuterios (SOUSA

2014 FERREIRA e CUNHA 2013)

Pode-se visualizar no perfil de oxigecircnio dissolvi-

do (Fig 4B) que durante o periacuteodo de janeiro a

abril o oxigecircnio atingiu os menores valores (apro-

ximadamente 15 mgL) no hipoliacuteminio No mecircs

de marccedilo o oxigecircnio atingiu o menor valor na

superfiacutecie (aproximadamente 55 mgL) mesmo

mecircs de maior precipitaccedilatildeo na aacuterea em estudo

(Fig 3) e seguindo um padratildeo graacutefico similar ao

da temperatura para o mesmo periacuteodo O perfil

ortogrado presente no segundo semestre pode

estar relacionado principalmente a dois fatores

1) turbulecircncia ocasionada pela transposiccedilatildeo de

aacuteguas pelo macrossistema 2) maior velocidade

dos ventos Depreende-se dos fatores supraci-

tados que a desestratificaccedilatildeo do reservatoacuterio

no segundo semestre ocasionou o aumento da

turbidez cuja meacutedia aumentou de 775 UNT no

primeiro semestre para 1081 UNT no segundo

semestre (Tabela 2) Em relaccedilatildeo aos reservatoacute-

rios artificiais como eacute o caso do accedilude Gaviatildeo

estes podem ter uma estratificaccedilatildeo teacutermica mais

variaacutevel do que os lagos naturais devido ao siste-

ma de gestatildeo operacional pela tomada de aacutegua

a jusante ou pela recepccedilatildeo de aacutegua de outros re-

servatoacuterio a montante (HARRIS e BAXTER 1996

HAN 2000)

A proliferaccedilatildeo das bacteacuterias aeroacutebicas e facul-

tativas decompositoras de mateacuteria orgacircnica

provoca o raacutepido consumo de oxigecircnio Caso a

produccedilatildeo do oxigecircnio pelo fitoplacircncton natildeo con-

siga suprir essa demanda os niacuteveis de oxigecircnio

satildeo reduzidos causando impactos diretos nos

seres aquaacuteticos aeroacutebios principalmente os de

vida superior que desaparecem empobrecendo

a biodiversidade local (BAacuteRBARA et al 2009) O

pH tambeacutem demonstrou a tendecircncia de estrati-

ficaccedilatildeo nos primeiros meses do ano e de deses-

tratificaccedilatildeo no final do ano O pH na superfiacutecie

variou em torno de 82 demonstrando o consu-

mo de CO2 pelos produtores primaacuterios enquan-

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

125

to nas camadas mais profundas o valor do pH

apresentou valores de ateacute 72 no mecircs de janeiro

e marccedilo indicando a possibilidade de ambientes

anaeroacutebios e a geraccedilatildeo de CO2 pelos organis-

mos decompositores (SILVA et al 2008) E aleacutem

disso a hipoacutexia ou anoxia no hipoliacutemnio promo-

ve a formaccedilatildeo de gases como amocircnia metano

e sulfetos Quando ocorre a mistura da coluna

de aacutegua aleacutem desses gases ocorre a liberaccedilatildeo

de nutrientes (foacutesforo ferro) e ressuspensatildeo de

sedimentos que retorna para a zona eufoacutetica no

momento da desestratificaccedilatildeo aumentando a

turbidez (ARAUJO et al 2008) como foi o caso do

reservatoacuterio do Gaviatildeo

A

B

C

Figura 4 - Variaccedilatildeo de (A) temperatura (B) oxigecircnio dissolvido e (C) pH da coluna de aacutegua ao longo de 2016

33 Processo de Eutrofizaccedilatildeo

Depreende-se da estatiacutestica descritiva apre-

sentada na Tabela 2 que ocorreu maior concen-

traccedilatildeo dos paracircmetros Ca Cl Cl-a Cian DBO

DQO OD pH Na SO4 e T

H2O no primeiro semestre

enquanto as demais variaacuteveis HCO3

- CE Mg PT

NT K Sal SDT ST e Turb foram mais elevadas no

segundo semestre do ano

Com base nos perfis de temperatura apresenta-

dos anteriormente estima-se que a maior con-

centraccedilatildeo de foacutesforo e nitrogecircnio no segundo

semestre pode estar relacionada com o aporte

da transposiccedilatildeo e ciclagem interna em conse-

quecircncia do processo de desestratificaccedilatildeo A

modelagem da recirculaccedilatildeo interna do foacutesforo

(P) no lago Okeechobee quantificou que os flu-

xos internos de P excedem as entradas externas

em meacutedia por um fator de 26 Nesse caso as

medidas mitigadoras relacionadas ao manejo

na bacia hidrograacutefica natildeo seraacute eficiente para

melhorar a qualidade da aacutegua do lago (POLL-

MAN e JAMES 2011) Valores meacutedio de foacutesforo

total (008 e 009 mgL) e de clorofila-a (54 e

51 μgL) para ambos os periacuteodos classificam o

reservatoacuterio como eutroacuteficos e supereutroacutefico

respectivamente conforme Lamparelli (2004)

Em relaccedilatildeo agrave densidade de cianobacteacuterias em

aacutegua natural preconiza-se para dessedentaccedilatildeo

animal valores inferiores 50000 celml (classe

2) Para essa mesma classe recomenda-se tra-

tamento convencional e para valores superiores

a 100000 celmL (classe 3) eacute recomendado tra-

tamento avanccedilado para abastecimento humano

(Brasil 2005) Pode-se visualizar na Tabela 2 que

os valores meacutedios de cianobacteacuterias registrados

no primeiro (217783 ceacutelulasmL) e segundo se-

mestre (144596 ceacutelulasmL) foram superiores

aos advertidos anteriormente

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

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Tabela 2 - Anaacutelise descritiva das variaacuteveis fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas

Paracircmetros

Primeiro semestre Segundo semestre

Meacutedia Coeficiente de variaccedilatildeo Desvio padratildeo Meacutedia Coeficiente de

variaccedilatildeo Desvio padratildeo

HCO3- 10864 866 941 11570 959 1109

CE 051 650 003 055 450 002

Ca 1258 1582 199 1051 8743 919

Cl 10469 1283 1344 9737 485 473

Cl-a 5447 4553 2480 5105 2608 1331

Cian 217783 7252 157936 144596 10336 149453

DBO 802 3667 294 539 10588 571

DQO 4154 1186 493 3266 3303 1079

PT 008 5139 004 009 7212 006

Mg 1767 381 067 1872 1284 240

NT 147 5353 079 162 2118 034

OD 731 1394 102 724 994 072

pH 843 405 034 842 281 024

K 1171 1641 192 1450 1731 251

Sal 026 402 001 028 754 002

Na 7083 853 604 6767 1177 797

SDT 30433 626 1906 32345 1103 3566

ST 31442 704 2213 33400 967 3229

SO4888 5981 531 802 7721 620

TH2O

2953 140 041 2813 187 053

Turb 775 6401 496 1081 3679 398

Visualiza-se na Figura 5 que nos meses de abril

e maio as floraccedilotildees de cianobacteacuterias foram re-

duzidas Esse evento pode ser ter sido ocasio-

nado pela intensa precipitaccedilatildeo na aacuterea em es-

tudo Jaacute no segundo semestre houve em meacutedia

uma menor quantidade de cianobacteacuterias com

exceccedilatildeo do mecircs de setembro quando foi obser-

vada uma floraccedilatildeo similar agrave do mecircs de marccedilo A

instabilidade e a competiccedilatildeo entre algas preju-

dicaram o estabelecimento de floraccedilotildees levan-

do a mudanccedilas na composiccedilatildeo e na biomassa

da comunidade de cianobacteacuterias em reserva-

toacuterios tropicais (DANTAS et al 2011 HUANG

et al 2014) Aleacutem desses fatores a distribuiccedilatildeo

e a proliferaccedilatildeo de cianobacteacuterias satildeo comu-

mente influenciadas pela concentraccedilatildeo e pro-

porccedilatildeo de nitrogecircnio e foacutesforo temperatura

oxigecircnio pH herbivoria e estabilidade de colu-

na de aacutegua que pode atuar sinergicamente ou

de forma antagocircnica (PAERL 2008)

Os padrotildees temporais de distribuiccedilatildeo fitoplanc-

tocircnica satildeo influenciados por fatores ambientais

a favor do aumento ou diminuiccedilatildeo da diversida-

de culminando na dominacircncia de determina-

das espeacutecies de cianobacteacuterias (RANGEL et al

2009) Nesse periacuteodo as condiccedilotildees favoraacuteveis de

estabilidade da coluna drsquoaacutegua de temperatura

de pH de concentraccedilatildeo de nutrientes proporcio-

naram a proliferaccedilatildeo demasiada de Cianobacteacute-

rias (SALVO e ISAAC 2002)

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

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] Figura 5 - Densidade de cianobacteacuteria e precipitaccedilatildeo na aacuterea em estudo ao longo do ano de 2016

Conforme a Fig 6 observa-se a codominacircncia

dos gecircneros de cianobacteacuterias Pseudanabaena sp

(33) Planktothrix sp (20) Microcystis sp (13)

Raphidiopsis sp (7) Cylindrospermopsis sp (6)

em relaccedilatildeo agrave densidade dos demais fitoplacircnctons

(20) No periacuteodo de chuvas (primeiro semestre)

em que a coluna de aacutegua apresentou processo de

estratificaccedilatildeo ocorreu a predominacircncia de Pseu-

danabaena sp No segundo semestre em aacuteguas

misturadas predominou a Planktothrix sp As ele-

vadas densidades identificadas de cianobacteacuteria

(gt100000 ceacutelulamL) foram compostas por espeacute-

cies potencialmente toacutexicas e estabelecem poten-

cial risco para a sauacutede puacuteblica (BELLEacuteM 2011)

Os feitos de toxidade de cianobacteacuterias satildeo muito

variados compreendendo desde hepatotoacutexicos

neutoacutexicos e dermatotoacutexicos (SOARES 2009 MO-

LICA e AZEVEDO 2009) O tipo mais comum de

intoxicaccedilatildeo envolvendo cianobacteacuterias eacute ocasiona-

do por hepatotoxinas que apresentam uma accedilatildeo

mais lenta podendo causar morte num intervalo

de poucas horas a poucos dias Os gecircneros Micro-

cystis sp Anabaena sp Nodularia sp Oscillatoria

sp Nostoc sp Cylindrospermopsis sp Planktotrix

sp Oscillatoria sp Radiocystis sp e Arthrospira sp

foram identificadas como produtoras dessas he-

patotoxinas (MERILUOTO e CODD 2005 MOLICA e

AZEVEDO 2009) O predomiacutenio das cianobacteacuterias

em reservatoacuterios tropicais eutroacuteficos deve-se a um

conjunto de fatores como elevadas temperaturas

baixa precipitaccedilatildeo pH alcalino e altas concentra-

ccedilotildees de nutrientes principalmente N e P (BOUVY et

al 2000 CHELLAPPA e COSTA 2003)

Existem diversos estudos sobre a dinacircmica de va-

riaccedilatildeo das populaccedilotildees de cianobacteacuterias (COSTA

et al 2009 MOLISANI et al 2010 DANTAS et al

2011 LIRA et al 2011) As espeacutecies que fixam ni-

trogecircnio atmosfeacuterico como Anabaena sp Apha-

nizomenon sp e Cylindrospermopsis sp usual-

mente dominam ambientes com aacuteguas pobres em

nutrientes Microcystis sp eacute dominante em lagos

eutroacuteficos com grande estabilidade teacutermica e as

oscilatoacuterias e as filamentosas como Pseudana-

baena sp e Planktothrix sp dominam o placircncton

de ambientes polimiacuteticos eutroacuteficos que contam

com elevada turbidez e baixa penetraccedilatildeo de luz

(TUNDISI e T TUNDISI 2008) Gecircneros coloniais

como Microcystis Anabaenae e Aphanizomenon

formam colocircnias contendo ceacutelulas em forma de

cocos e filamentos gerando espumas na superfiacute-

cie Muitas delas possuem vesiacuteculas de gaacutes sendo

uma vantagem competitiva durante aacuteguas calmas

ou em periacuteodos de baixa intensidade luminosa

poreacutem as mesmas natildeo conseguem se estabelecer

em ambientes com maior turbulecircncia na coluna

drsquoaacutegua (BLOTTIERE et al 2016)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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34 Avaliaccedilatildeo Multivariada dos dados

No total foram vinte e um paracircmetros utilizados

cujos resultados da ACP explicam 90 e 100

da variaccedilatildeo para o primeiro e segundo semestre

respectivamente (Tabela 3) As cargas dos fatores

podem ser classificadas como muito significante

significante e insignificante correspondendo aos

valores absolutos iguais a gt 075 075 - 050 lt

050 respectivamente (HAIR 2005) Em relaccedilatildeo ao

primeiro semestre (Tabela 3) o CP1 apresenta con-

vergecircncia positiva das variaacuteveis Sal CE Cian pH

TH2O

e negativa SO4 Cl-a PT (explica 27 da vari-

acircncia) O CP2 tem relaccedilatildeo positiva dos paracircmetros

HCO3

- Cl e negativa DBO Mg OD (explica 24 da

variacircncia) O CP3 inclui relaccedilatildeo positiva ST SDT

DQO e negativa NT (explica 20 da variacircncia) O

CP4 compreende variaacuteveis positivas Turb K e ne-

gativa Ca e Na (explica 19 da variacircncia)

Com relaccedilatildeo a CP1 identificou-se que a densi-

dade de cianobacteacuterias se mostrou significante

principalmente com a salinidade e temperatu-

ra o que culminou com maior densidade celular

Resultados semelhantes a esse foram constata-

dos por Fonseca et al (2010) ao pesquisar vaacuterios

mananciais no estado de Satildeo Paulo A correlaccedilatildeo

negativa entre cianobacteacuterias e Clorofila-a pode

ser devida ao fato de que esse estudo considerou

apenas a comunidade de cianobacteacuterias No en-

tanto outros grupos de fitoplacircnctons estavam

presentes nas amostras e tambeacutem possuem esses

pigmentos Resultados semelhantes a esses foram

constatados por Lira et al (2011) ao estudar re-

servatoacuterios no estado de Pernambuco Outro fator

que se correlaciona com o aumento de densidade

fitoplanctocircnica (CP1) eacute o pH tendo em vista que

a atividade fotossinteacutetica reduz a disponibilidade

de CO2 com consequente aumento do pH (PALMA

et al 2010) Uma correlaccedilatildeo positiva entre o pH e

o fitoplacircncton tambeacutem foi encontrada em pesqui-

sas realizadas em reservatoacuterio do estado de Satildeo

Paulo (CUNHA E CALIJURI 2011) Em referecircncia agrave

CP3 os resultados refletem o comportamento da

concentraccedilatildeo dos ST e SDT que se associam com

o aumento de DQO provavelmente devido ao ar-

raste de mateacuteria orgacircnica aloctone (SANTI 2013)

Esse resultado pode refletir no aumento da polui-

ccedilatildeo no local amostrado (ARAUJO et al 2008) No

que concerne agrave CP4 os caacutetions Ca e Na tecircm maior

concentraccedilatildeo no primeiro semestre e concate-

nam-se negativamente a Turb e K que apresen-

tam maior concentraccedilatildeo no semestre posterior

conforme apresentado na anaacutelise descritiva (Ta-

bela 3) Os referidos iacuteons conferem dureza agrave aacutegua

(SILVA et al 2017) E as principais fontes podem

ser aacutereas de agricultura efluentes eou prove-

niente da bacia hidrograacutefica local onde se cons-

tatam processos antroacutepicos ocasionados pelo

uso desordenado das aacutereas (ISLAM et al 1997)

A maior concentraccedilatildeo de sulfatos presentes na

Figura 6 - Espeacutecies de cianobacteacuterias predominantes no accedilude Gaviatildeo no ano de 2016

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

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aacutegua do reservatoacuterio na primeira estaccedilatildeo pode ser

proveniente de processos naturais do solo como

intemperismo das rochas sedimentares e a mu-

danccedilas na intensidade desses processos e insu-

mos antropogecircnicos ou seja fertilizantes agrave base

de enxofre (S) (GRASBY et al 1997)

No segundo semestre conforme a Tabela 3 o CP1

apresenta correlaccedilatildeo positiva das variaacuteveis HCO3

CE Sal Na SDT ST TH2O

e negativa Cian e Turb

(explica 34 da variacircncia) O CP2 tem participa-

ccedilatildeo positiva dos paracircmetros Ca Cl DQO NT K

SO4 e negativa Cl-a (explica 30 da variacircncia) O

CP3 inclui reciprocidade positiva DBO CE e ne-

gativa PT Mg (explica 22 da variacircncia) O CP4

compreende as variaacuteveis positivas OD e negativa

pH (explica 14 da variacircncia) Ainda com relaccedilatildeo

agrave CP1 verificou-se que a TH2O se correlacionou

negativamente com a produtividade primaacuteria

Com referecircncia ao aumento da concentraccedilatildeo das

demais variaacuteveis ST SDT Sal CE HCO3- haacute indiacute-

cios de ser consequecircncia da turbulecircncia oca-

sionada pela transferecircncia de aacutegua entre bacias

hidrograacuteficas retirada de aacutegua pela tomada de

aacutegua pela CAGECE ou instabilidade da coluna de

aacutegua pelo processo de desestratificaccedilatildeo que po-

dem ocasionar a reduccedilatildeo da densidade das Cia-

nobacteacuterias (VIDOTTI e ROLLEMBERG 2003) Em

menccedilatildeo agrave CP2 as variaacuteveis Ca Cl DQO NT K SO4

estatildeo correlacionadas negativamente com a Cl-a

Nessa matriz a Cl-a eacute considerada uma medida

indireta do aumento da densidade celular (KNOLL

et al 2015) Em alusatildeo agrave CP3 as variaacuteveis DBO e

CE se agrupam com sinal oposto a PT e Mg Nesse

caso a degradaccedilatildeo e a mineralizaccedilatildeo da mateacuteria

orgacircnica (DBO) tiveram como consequecircncia o au-

mento do nutriente na coluna drsquoaacutegua (BRAUNS-

CHWEIG et al 2003) A respeito da CP4 a redu-

ccedilatildeo do pH pode ser consequecircncia da mistura de

coluna de aacutegua e incorporaccedilatildeo de gaacutes da coluna

eou mesmo da atmosfera assim como pode ser

causa da poluiccedilatildeo por ureia e compostos quiacutemi-

cos originados das aacutereas de pecuaacuteria e agricultura

(MORAIS e SILVA 2012) No entanto o aumento

da contrataccedilatildeo de OD pode ser proveniente da

maior velocidade dos ventos pertinentes ao seu

aumento no segundo semestre

Tabela 3 - Resultado da anaacutelise da componente principal para o ano de 2016

DadosPrimeiro semestre Segundo semestre

PC1 PC2 PC3 PC4 PC1 PC2 PC3 PC4

HCO3

- -010 089 019 041 070 036 011 061

DBO -005 -093 007 021 -002 -019 097 016Cl-a -088 012 003 046 -046 -073 046 -020Ca -021 037 006 -089 038 074 -054 009Cl 043 077 014 -009 006 085 043 028

DQO 027 032 079 -033 027 095 006 014Cian 075 063 013 -009 -080 029 010 052OD -013 -059 002 030 036 024 047 077CE 076 062 021 001 062 038 067 -014K 012 035 030 087 043 085 024 021

Mg 044 -076 -018 042 005 -005 -099 -014Na -008 020 024 -094 065 040 065 006pH 053 -052 037 015 008 -004 023 -097Sal 096 004 -007 003 094 -024 -004 024SO

4-088 010 -017 -037 016 074 008 065

SDT -007 018 094 -007 081 057 -013 -012T

H2O075 012 -007 011 083 047 -025 017

NT 018 041 -072 -001 -023 092 -031 -003

ST -007 018 098 003 076 061 -015 -017

PT -062 -035 043 053 022 015 -091 032

Turb -035 -036 -043 073 -093 -036 -008 -005

Muito significante (gt075) significante (075 - 050) insignificante (lt050)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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4 CONSIDERACcedilOtildeES FINAISIdentificou-se que o reservatoacuterio apresenta di-

ferentes processos de estratificaccedilatildeodesestrati-

ficaccedilatildeo em funccedilatildeo da eacutepoca do ano a) estrati-

ficou no primeiro semestre periacuteodo de maiores

precipitaccedilotildees menores incidecircncia da insolaccedilatildeo e

velocidade dos ventos b) desestratificou no se-

gundo semestre periacuteodo de menor precipitaccedilatildeo

e maior intensidade dos ventos e insolaccedilatildeo e a

presenccedila do aporte de aacutegua advindo da transpo-

siccedilatildeo de outras bacias hidrograacuteficas para atender

ao abastecimento da Capital Ainda natildeo se pode

afirmar que a transposiccedilatildeo de aacuteguas entre ba-

cias induz a desestratificaccedilatildeo desse reservatoacuterio

sendo necessaacuterios mais estudos na aacuterea para um

maior esclarecimento sobre o assunto

Em ambos os periacuteodos as aacuteguas estavam eutro-

fizadas apresentando elevado IET e altas con-

centraccedilotildees de cianobacteacuterias destacando-se

os gecircneros potencialmente toacutexicos tais como a

Pseudanabaena sp Planktothrix sp Microcystis

sp Raphidiopsis sp Cylindrospermopsis sp No

primeiro semestre ocorreu a predominacircncia da

espeacutecie Pseudonabaena sp e no semestre se-

guinte o gecircnero Planktothix sp sobressaiu-se

no ambiente Essa caracteriacutestica de alternacircncia

ciacuteclica de espeacutecies pode representar um desafio

para o tratamento de aacutegua para abastecimen-

to humano jaacute que as estrateacutegias de tratamento

podem variar dependendo dos organismos pre-

dominantes Outro ponto a se destacar com essa

alternacircncia eacute a necessidade de adaptar mecanis-

mos de monitoramento de toxinas em funccedilatildeo da

variaccedilatildeo da composiccedilatildeo fitoplanctocircnica

A partir da aplicaccedilatildeo de ACP observou-se se um

resfriamento gradual da aacutegua no segundo se-

mestre assim como uma reduccedilatildeo da densidade

de cianobacteacuterias De forma contraditoacuteria en-

tretanto identificou-se correlaccedilatildeo positiva entre

temperatura e cianobacteacuteria no primeiro semes-

tre e negativa no segundo Tambeacutem se constatou

que no segundo semestre ocorreu o aumento da

concentraccedilatildeo de nutrientes e da turbidez que se

relaciona com o processo de desestratificaccedilatildeo da

coluna de aacutegua Essas variaccedilotildees identificam que

as estrateacutegias de tratamento de aacutegua do accedilude

gaviatildeo devem ser programadas de forma a se

adequar agraves sazonalidades da qualidade da aacutegua

5 CONTRIBUICcedilAtildeO DOS AUTORESTodos os autores contribuiacuteram de forma igualitaacuteria

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122

Tabela 1 - Variaacuteveis do monitoramento qualitativo do accedilude Gaviatildeo no ano de 2016

Paracircmetros Sigla LQ Meacutetodo

Alcalinidade de bicarbonato (mg CaCO3L) HCO3- 895 Titrimetria Aacutecido-Base (2320 B) - APHA 2012

Condutividade eleacutetrica (mScm) CE 0002 Condutimetria (2510 B) - APHA 2012

Caacutelcio (mg CaL) Ca 040 Titrimetria com EDTA (3500-Ca B) - APHA 2012

Cloretos (mg Cl-L) Cl 735 Argentimeacutetrico (4500-Cl-B) - APHA 2012

Clorofila-a (μgL) Cl-a 100 Espectrofotomeacutetrico (10200 H) - APHA 2012

Cianobacteacuterias (CeacutelulamL) Cian - Sedgewick-Rafter - do Standard Methods for the Examination of Water e Wastewater 2012

Demanda quiacutemica de oxigecircnio (mg O2L) DQO 200 Refluxo fechado Espectrofotometria (4104) ndash EPA 1993

Demanda bioloacutegica de oxigecircnio (mg O2L) DBO 200 Iodometria (5210 B) - APHA 2012

Foacutesforo Total (mg PL) PT 0010 Meacutetodo do Persulfato (4500-P-J) e (4500-P-E) ndash APHA 2012

Magneacutesio (mg MgL) Mg 0240 Meacutetodo do Caacutelculo (3500-Mg B) - APHA 2012

Nitrogecircnio total (mg NL) NT 0937 Meacutetodo do Persulfato (4500-P-J) e (4500-NO3--E)ndash APHA 2012

Oxigecircnio dissolvido (mg O2L) OD - Sonda YSI 6600

pH pH - Sonda YSI 6600

Potaacutessio (mg KL) K 200 Fotometria de Emissatildeo de Chama (3500-K-B) - APHA 2012

Salinidade Sal - Sonda YSI 6600

Soacutedio (mg NaL) Na 200 Fotometria de Emissatildeo de Chama (3500-Na-B) - APHA 201

Soacutelidos dissolvidos totais (mgL) SDT 200 Gravimetria (2540 D) e Caacutelculo - APHA 2012

Soacutelidos totais (mgL) ST 200 Gravimetria (2540 B) - APHA 2012

Sulfatos (mgL) SO4 768 Turbidimetria ndash (4500-SO42-E) - APHA 2012

Temperatura da aacutegua (ordmC) TH2O - Sonda YSI 6600

Turbidez (UNT) Turb 01 Nefelomeacutetrico (2130B) - APHA 2012

Fonte COGERH 2016

23 Anaacutelise Estatiacutestica dos Dados

Foram aplicadas teacutecnicas da estatiacutestica descri-

tiva de forma a observar o comportamento e

descrever os dados coletados Os dados foram

inicialmente organizados em graacuteficos e tabelas

para facilitar a interpretaccedilatildeo e a descriccedilatildeo do fe-

nocircmeno Logo apoacutes utilizou-se anaacutelise da com-

ponente principal (ACP) Essa teacutecnica foi utilizada

para geraccedilatildeo de agrupamento de informaccedilotildees

transformando linearmente um conjunto origi-

nal de variaacuteveis correlacionadas entre si em um

conjunto substancialmente menor de variaacuteveis

natildeo correlacionadas que contecircm a maior parte

da informaccedilatildeo do conjunto original (HONGYU et

al 2016) O procedimento estatiacutestico foi realiza-

do com uso do programa BioEstat 5

3 RESULTADOS E DISCUSSAtildeO31 Gestatildeo das Aacuteguas do Macro Sistema

A recarga hiacutedrica do accedilude Gaviatildeo assim como

a da maioria dos reservatoacuterios dos estados do

Nordeste eacute dependente da precipitaccedilatildeo concen-

trada no primeiro semestre (SILANS 2003) Ou-

tra caracteriacutestica importante quando compara-

da agrave maioria dos sistemas manejados no Cearaacute

eacute o aporte de aacutegua ao reservatoacuterio por meio da

transposiccedilatildeo de aacutegua de outras bacias hidrograacute-

ficas com aduccedilatildeo a partir de canais e rios prove-

nientes de outros reservatoacuterios agrave montante (CO-

GERH 2016) A vazatildeo meacutedia que passa no Canal

da Integraccedilatildeo a montante do accedilude Gaviatildeo eacute de

9 msup3s principalmente no segundo semestre jaacute

que a recarga do reservatoacuterio no primeiro se-

mestre (periacuteodo de chuvas) reduz a necessidade

de aduccedilatildeo ao reservatoacuterio (COGERH 2020)

Conforme apresentado na Fig 2 a insolaccedilatildeo na

aacuterea em estudo apresenta depressotildees mais sig-

nificativas na estaccedilatildeo de chuvas haja vista que

neste periacuteodo o sol fica frequentemente enco-

berto por nuvens diminuindo a insolaccedilatildeo meacute-

dia disponiacutevel para crescimento fitoplactocircnico e

aquecimento da camada superior do lago no pe-

riacuteodo A frequecircncia de chuvas foi tambeacutem maior

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no primeiro semestre apresentando eventos de

chuvas de ateacute 100 mm Observa-se ainda que a

velocidade meacutedia dos ventos aumentou no se-

gundo semestre passando de cerca de 2 para

quase 3 ms com um pico de aproximadamente

6 ms no mecircs de novembro

Figura 2 - Dados de precipitaccedilatildeo velocidade do vento e insolaccedilatildeo do ano de 2016

Em consequecircncia das chuvas na regiatildeo (Fig 2)

o accedilude atingiu a cota de sangria (36 m) no mecircs

de abril (Fig 3) No restante do periacuteodo o con-

trole operacional manteve o volume reservado

praticamente estaacutevel em 3049 hmsup3 na cota

345 com objetivo de fornecer aacutegua por gravi-

dade para a estaccedilatildeo de tratamento de aacutegua do

Gaviatildeo (COGERH 2020) O aporte de aacutegua pelo

canal da integraccedilatildeo na estaccedilatildeo de chuvas eacute re-

duzido ou mesmo paralisado intentando-se

economizar esse recurso hiacutedrico para o semes-

tre subsequente

Figura 3 - Volume do accedilude Gaviatildeo do ano de 2016 Fonte COGERH 2020

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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124

32 Processo de Estratificaccedilatildeo

Identificou-se uma predominacircncia de estratifi-

caccedilatildeo teacutermica e quiacutemica no primeiro semestre

pela avaliaccedilatildeo dos paracircmetros temperatura (Fig

4A) oxigecircnio dissolvido (Fig 4B) e pH (Fig 4B)

principalmente devido agrave maior variaccedilatildeo na den-

sidade da aacutegua em diferentes profundidades e

menor velocidade dos ventos Jaacute a partir do mecircs

de maio ateacute dezembro a coluna drsquoaacutegua demons-

trou uma tendecircncia a desestratificar Na camada

superficial a temperatura apresentou uma ten-

decircncia de resfriamento gradual de 288 ordmC no

mecircs de maio a 276 ordmC no mecircs de junho julho e

outubro voltando a aumentar em seguida E re-

tornando a 288 ordmC em dezembro

Eacute comum ocorrer a reduccedilatildeo da vazatildeo afluente pelo

macrossistema para atender agrave demanda da esta-

ccedilatildeo de tratamento de aacutegua da CAGECE em con-

sequecircncia do periacuteodo de chuvas na aacuterea da bacia

hidrograacutefica do accedilude Gaviatildeo cujo volume atingiu

a maacutexima capacidade em abril de 2016 (COGERH

2016) A reduccedilatildeo da transposiccedilatildeo de aacutegua entre

as bacias hidrograacuteficas concomitantemente com

a menor velocidade dos ventos na aacuterea de estudo

satildeo os fatores apontados para manter o perfil cli-

nogrado nos quatro primeiros meses do primeiro

semestre que eacute considerado o periacuteodo de maior

precipitaccedilatildeo na regiatildeo (Fig 4A 4B 4C)

Mesmo em baixas latitudes onde as diferen-

ccedilas sazonais satildeo menos intensas que em climas

temperados os ecossistemas aquaacuteticos experi-

mentam regimes teacutermicos que variam de acordo

com as taxas diaacuterias e anuais (OLDEN e NAIMAN

2010) como foi observado nesta pesquisa Em

regiotildees tropicais como as do Nordeste do Bra-

sil as variaacuteveis climaacuteticas sugerem que a maioria

dos reservatoacuterios de baixa latitude se natildeo todos

apresenta estratificaccedilatildeo sazonal (WINTON et al

2019) Jaacute foi comprovado por diversas pesquisas

que fatores climaacuteticos como insolaccedilatildeo precipi-

taccedilatildeo e vento contribuem para alteraccedilotildees nos

processos teacutermicos em reservatoacuterios (SOUSA

2014 FERREIRA e CUNHA 2013)

Pode-se visualizar no perfil de oxigecircnio dissolvi-

do (Fig 4B) que durante o periacuteodo de janeiro a

abril o oxigecircnio atingiu os menores valores (apro-

ximadamente 15 mgL) no hipoliacuteminio No mecircs

de marccedilo o oxigecircnio atingiu o menor valor na

superfiacutecie (aproximadamente 55 mgL) mesmo

mecircs de maior precipitaccedilatildeo na aacuterea em estudo

(Fig 3) e seguindo um padratildeo graacutefico similar ao

da temperatura para o mesmo periacuteodo O perfil

ortogrado presente no segundo semestre pode

estar relacionado principalmente a dois fatores

1) turbulecircncia ocasionada pela transposiccedilatildeo de

aacuteguas pelo macrossistema 2) maior velocidade

dos ventos Depreende-se dos fatores supraci-

tados que a desestratificaccedilatildeo do reservatoacuterio

no segundo semestre ocasionou o aumento da

turbidez cuja meacutedia aumentou de 775 UNT no

primeiro semestre para 1081 UNT no segundo

semestre (Tabela 2) Em relaccedilatildeo aos reservatoacute-

rios artificiais como eacute o caso do accedilude Gaviatildeo

estes podem ter uma estratificaccedilatildeo teacutermica mais

variaacutevel do que os lagos naturais devido ao siste-

ma de gestatildeo operacional pela tomada de aacutegua

a jusante ou pela recepccedilatildeo de aacutegua de outros re-

servatoacuterio a montante (HARRIS e BAXTER 1996

HAN 2000)

A proliferaccedilatildeo das bacteacuterias aeroacutebicas e facul-

tativas decompositoras de mateacuteria orgacircnica

provoca o raacutepido consumo de oxigecircnio Caso a

produccedilatildeo do oxigecircnio pelo fitoplacircncton natildeo con-

siga suprir essa demanda os niacuteveis de oxigecircnio

satildeo reduzidos causando impactos diretos nos

seres aquaacuteticos aeroacutebios principalmente os de

vida superior que desaparecem empobrecendo

a biodiversidade local (BAacuteRBARA et al 2009) O

pH tambeacutem demonstrou a tendecircncia de estrati-

ficaccedilatildeo nos primeiros meses do ano e de deses-

tratificaccedilatildeo no final do ano O pH na superfiacutecie

variou em torno de 82 demonstrando o consu-

mo de CO2 pelos produtores primaacuterios enquan-

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to nas camadas mais profundas o valor do pH

apresentou valores de ateacute 72 no mecircs de janeiro

e marccedilo indicando a possibilidade de ambientes

anaeroacutebios e a geraccedilatildeo de CO2 pelos organis-

mos decompositores (SILVA et al 2008) E aleacutem

disso a hipoacutexia ou anoxia no hipoliacutemnio promo-

ve a formaccedilatildeo de gases como amocircnia metano

e sulfetos Quando ocorre a mistura da coluna

de aacutegua aleacutem desses gases ocorre a liberaccedilatildeo

de nutrientes (foacutesforo ferro) e ressuspensatildeo de

sedimentos que retorna para a zona eufoacutetica no

momento da desestratificaccedilatildeo aumentando a

turbidez (ARAUJO et al 2008) como foi o caso do

reservatoacuterio do Gaviatildeo

A

B

C

Figura 4 - Variaccedilatildeo de (A) temperatura (B) oxigecircnio dissolvido e (C) pH da coluna de aacutegua ao longo de 2016

33 Processo de Eutrofizaccedilatildeo

Depreende-se da estatiacutestica descritiva apre-

sentada na Tabela 2 que ocorreu maior concen-

traccedilatildeo dos paracircmetros Ca Cl Cl-a Cian DBO

DQO OD pH Na SO4 e T

H2O no primeiro semestre

enquanto as demais variaacuteveis HCO3

- CE Mg PT

NT K Sal SDT ST e Turb foram mais elevadas no

segundo semestre do ano

Com base nos perfis de temperatura apresenta-

dos anteriormente estima-se que a maior con-

centraccedilatildeo de foacutesforo e nitrogecircnio no segundo

semestre pode estar relacionada com o aporte

da transposiccedilatildeo e ciclagem interna em conse-

quecircncia do processo de desestratificaccedilatildeo A

modelagem da recirculaccedilatildeo interna do foacutesforo

(P) no lago Okeechobee quantificou que os flu-

xos internos de P excedem as entradas externas

em meacutedia por um fator de 26 Nesse caso as

medidas mitigadoras relacionadas ao manejo

na bacia hidrograacutefica natildeo seraacute eficiente para

melhorar a qualidade da aacutegua do lago (POLL-

MAN e JAMES 2011) Valores meacutedio de foacutesforo

total (008 e 009 mgL) e de clorofila-a (54 e

51 μgL) para ambos os periacuteodos classificam o

reservatoacuterio como eutroacuteficos e supereutroacutefico

respectivamente conforme Lamparelli (2004)

Em relaccedilatildeo agrave densidade de cianobacteacuterias em

aacutegua natural preconiza-se para dessedentaccedilatildeo

animal valores inferiores 50000 celml (classe

2) Para essa mesma classe recomenda-se tra-

tamento convencional e para valores superiores

a 100000 celmL (classe 3) eacute recomendado tra-

tamento avanccedilado para abastecimento humano

(Brasil 2005) Pode-se visualizar na Tabela 2 que

os valores meacutedios de cianobacteacuterias registrados

no primeiro (217783 ceacutelulasmL) e segundo se-

mestre (144596 ceacutelulasmL) foram superiores

aos advertidos anteriormente

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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Tabela 2 - Anaacutelise descritiva das variaacuteveis fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas

Paracircmetros

Primeiro semestre Segundo semestre

Meacutedia Coeficiente de variaccedilatildeo Desvio padratildeo Meacutedia Coeficiente de

variaccedilatildeo Desvio padratildeo

HCO3- 10864 866 941 11570 959 1109

CE 051 650 003 055 450 002

Ca 1258 1582 199 1051 8743 919

Cl 10469 1283 1344 9737 485 473

Cl-a 5447 4553 2480 5105 2608 1331

Cian 217783 7252 157936 144596 10336 149453

DBO 802 3667 294 539 10588 571

DQO 4154 1186 493 3266 3303 1079

PT 008 5139 004 009 7212 006

Mg 1767 381 067 1872 1284 240

NT 147 5353 079 162 2118 034

OD 731 1394 102 724 994 072

pH 843 405 034 842 281 024

K 1171 1641 192 1450 1731 251

Sal 026 402 001 028 754 002

Na 7083 853 604 6767 1177 797

SDT 30433 626 1906 32345 1103 3566

ST 31442 704 2213 33400 967 3229

SO4888 5981 531 802 7721 620

TH2O

2953 140 041 2813 187 053

Turb 775 6401 496 1081 3679 398

Visualiza-se na Figura 5 que nos meses de abril

e maio as floraccedilotildees de cianobacteacuterias foram re-

duzidas Esse evento pode ser ter sido ocasio-

nado pela intensa precipitaccedilatildeo na aacuterea em es-

tudo Jaacute no segundo semestre houve em meacutedia

uma menor quantidade de cianobacteacuterias com

exceccedilatildeo do mecircs de setembro quando foi obser-

vada uma floraccedilatildeo similar agrave do mecircs de marccedilo A

instabilidade e a competiccedilatildeo entre algas preju-

dicaram o estabelecimento de floraccedilotildees levan-

do a mudanccedilas na composiccedilatildeo e na biomassa

da comunidade de cianobacteacuterias em reserva-

toacuterios tropicais (DANTAS et al 2011 HUANG

et al 2014) Aleacutem desses fatores a distribuiccedilatildeo

e a proliferaccedilatildeo de cianobacteacuterias satildeo comu-

mente influenciadas pela concentraccedilatildeo e pro-

porccedilatildeo de nitrogecircnio e foacutesforo temperatura

oxigecircnio pH herbivoria e estabilidade de colu-

na de aacutegua que pode atuar sinergicamente ou

de forma antagocircnica (PAERL 2008)

Os padrotildees temporais de distribuiccedilatildeo fitoplanc-

tocircnica satildeo influenciados por fatores ambientais

a favor do aumento ou diminuiccedilatildeo da diversida-

de culminando na dominacircncia de determina-

das espeacutecies de cianobacteacuterias (RANGEL et al

2009) Nesse periacuteodo as condiccedilotildees favoraacuteveis de

estabilidade da coluna drsquoaacutegua de temperatura

de pH de concentraccedilatildeo de nutrientes proporcio-

naram a proliferaccedilatildeo demasiada de Cianobacteacute-

rias (SALVO e ISAAC 2002)

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] Figura 5 - Densidade de cianobacteacuteria e precipitaccedilatildeo na aacuterea em estudo ao longo do ano de 2016

Conforme a Fig 6 observa-se a codominacircncia

dos gecircneros de cianobacteacuterias Pseudanabaena sp

(33) Planktothrix sp (20) Microcystis sp (13)

Raphidiopsis sp (7) Cylindrospermopsis sp (6)

em relaccedilatildeo agrave densidade dos demais fitoplacircnctons

(20) No periacuteodo de chuvas (primeiro semestre)

em que a coluna de aacutegua apresentou processo de

estratificaccedilatildeo ocorreu a predominacircncia de Pseu-

danabaena sp No segundo semestre em aacuteguas

misturadas predominou a Planktothrix sp As ele-

vadas densidades identificadas de cianobacteacuteria

(gt100000 ceacutelulamL) foram compostas por espeacute-

cies potencialmente toacutexicas e estabelecem poten-

cial risco para a sauacutede puacuteblica (BELLEacuteM 2011)

Os feitos de toxidade de cianobacteacuterias satildeo muito

variados compreendendo desde hepatotoacutexicos

neutoacutexicos e dermatotoacutexicos (SOARES 2009 MO-

LICA e AZEVEDO 2009) O tipo mais comum de

intoxicaccedilatildeo envolvendo cianobacteacuterias eacute ocasiona-

do por hepatotoxinas que apresentam uma accedilatildeo

mais lenta podendo causar morte num intervalo

de poucas horas a poucos dias Os gecircneros Micro-

cystis sp Anabaena sp Nodularia sp Oscillatoria

sp Nostoc sp Cylindrospermopsis sp Planktotrix

sp Oscillatoria sp Radiocystis sp e Arthrospira sp

foram identificadas como produtoras dessas he-

patotoxinas (MERILUOTO e CODD 2005 MOLICA e

AZEVEDO 2009) O predomiacutenio das cianobacteacuterias

em reservatoacuterios tropicais eutroacuteficos deve-se a um

conjunto de fatores como elevadas temperaturas

baixa precipitaccedilatildeo pH alcalino e altas concentra-

ccedilotildees de nutrientes principalmente N e P (BOUVY et

al 2000 CHELLAPPA e COSTA 2003)

Existem diversos estudos sobre a dinacircmica de va-

riaccedilatildeo das populaccedilotildees de cianobacteacuterias (COSTA

et al 2009 MOLISANI et al 2010 DANTAS et al

2011 LIRA et al 2011) As espeacutecies que fixam ni-

trogecircnio atmosfeacuterico como Anabaena sp Apha-

nizomenon sp e Cylindrospermopsis sp usual-

mente dominam ambientes com aacuteguas pobres em

nutrientes Microcystis sp eacute dominante em lagos

eutroacuteficos com grande estabilidade teacutermica e as

oscilatoacuterias e as filamentosas como Pseudana-

baena sp e Planktothrix sp dominam o placircncton

de ambientes polimiacuteticos eutroacuteficos que contam

com elevada turbidez e baixa penetraccedilatildeo de luz

(TUNDISI e T TUNDISI 2008) Gecircneros coloniais

como Microcystis Anabaenae e Aphanizomenon

formam colocircnias contendo ceacutelulas em forma de

cocos e filamentos gerando espumas na superfiacute-

cie Muitas delas possuem vesiacuteculas de gaacutes sendo

uma vantagem competitiva durante aacuteguas calmas

ou em periacuteodos de baixa intensidade luminosa

poreacutem as mesmas natildeo conseguem se estabelecer

em ambientes com maior turbulecircncia na coluna

drsquoaacutegua (BLOTTIERE et al 2016)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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34 Avaliaccedilatildeo Multivariada dos dados

No total foram vinte e um paracircmetros utilizados

cujos resultados da ACP explicam 90 e 100

da variaccedilatildeo para o primeiro e segundo semestre

respectivamente (Tabela 3) As cargas dos fatores

podem ser classificadas como muito significante

significante e insignificante correspondendo aos

valores absolutos iguais a gt 075 075 - 050 lt

050 respectivamente (HAIR 2005) Em relaccedilatildeo ao

primeiro semestre (Tabela 3) o CP1 apresenta con-

vergecircncia positiva das variaacuteveis Sal CE Cian pH

TH2O

e negativa SO4 Cl-a PT (explica 27 da vari-

acircncia) O CP2 tem relaccedilatildeo positiva dos paracircmetros

HCO3

- Cl e negativa DBO Mg OD (explica 24 da

variacircncia) O CP3 inclui relaccedilatildeo positiva ST SDT

DQO e negativa NT (explica 20 da variacircncia) O

CP4 compreende variaacuteveis positivas Turb K e ne-

gativa Ca e Na (explica 19 da variacircncia)

Com relaccedilatildeo a CP1 identificou-se que a densi-

dade de cianobacteacuterias se mostrou significante

principalmente com a salinidade e temperatu-

ra o que culminou com maior densidade celular

Resultados semelhantes a esse foram constata-

dos por Fonseca et al (2010) ao pesquisar vaacuterios

mananciais no estado de Satildeo Paulo A correlaccedilatildeo

negativa entre cianobacteacuterias e Clorofila-a pode

ser devida ao fato de que esse estudo considerou

apenas a comunidade de cianobacteacuterias No en-

tanto outros grupos de fitoplacircnctons estavam

presentes nas amostras e tambeacutem possuem esses

pigmentos Resultados semelhantes a esses foram

constatados por Lira et al (2011) ao estudar re-

servatoacuterios no estado de Pernambuco Outro fator

que se correlaciona com o aumento de densidade

fitoplanctocircnica (CP1) eacute o pH tendo em vista que

a atividade fotossinteacutetica reduz a disponibilidade

de CO2 com consequente aumento do pH (PALMA

et al 2010) Uma correlaccedilatildeo positiva entre o pH e

o fitoplacircncton tambeacutem foi encontrada em pesqui-

sas realizadas em reservatoacuterio do estado de Satildeo

Paulo (CUNHA E CALIJURI 2011) Em referecircncia agrave

CP3 os resultados refletem o comportamento da

concentraccedilatildeo dos ST e SDT que se associam com

o aumento de DQO provavelmente devido ao ar-

raste de mateacuteria orgacircnica aloctone (SANTI 2013)

Esse resultado pode refletir no aumento da polui-

ccedilatildeo no local amostrado (ARAUJO et al 2008) No

que concerne agrave CP4 os caacutetions Ca e Na tecircm maior

concentraccedilatildeo no primeiro semestre e concate-

nam-se negativamente a Turb e K que apresen-

tam maior concentraccedilatildeo no semestre posterior

conforme apresentado na anaacutelise descritiva (Ta-

bela 3) Os referidos iacuteons conferem dureza agrave aacutegua

(SILVA et al 2017) E as principais fontes podem

ser aacutereas de agricultura efluentes eou prove-

niente da bacia hidrograacutefica local onde se cons-

tatam processos antroacutepicos ocasionados pelo

uso desordenado das aacutereas (ISLAM et al 1997)

A maior concentraccedilatildeo de sulfatos presentes na

Figura 6 - Espeacutecies de cianobacteacuterias predominantes no accedilude Gaviatildeo no ano de 2016

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aacutegua do reservatoacuterio na primeira estaccedilatildeo pode ser

proveniente de processos naturais do solo como

intemperismo das rochas sedimentares e a mu-

danccedilas na intensidade desses processos e insu-

mos antropogecircnicos ou seja fertilizantes agrave base

de enxofre (S) (GRASBY et al 1997)

No segundo semestre conforme a Tabela 3 o CP1

apresenta correlaccedilatildeo positiva das variaacuteveis HCO3

CE Sal Na SDT ST TH2O

e negativa Cian e Turb

(explica 34 da variacircncia) O CP2 tem participa-

ccedilatildeo positiva dos paracircmetros Ca Cl DQO NT K

SO4 e negativa Cl-a (explica 30 da variacircncia) O

CP3 inclui reciprocidade positiva DBO CE e ne-

gativa PT Mg (explica 22 da variacircncia) O CP4

compreende as variaacuteveis positivas OD e negativa

pH (explica 14 da variacircncia) Ainda com relaccedilatildeo

agrave CP1 verificou-se que a TH2O se correlacionou

negativamente com a produtividade primaacuteria

Com referecircncia ao aumento da concentraccedilatildeo das

demais variaacuteveis ST SDT Sal CE HCO3- haacute indiacute-

cios de ser consequecircncia da turbulecircncia oca-

sionada pela transferecircncia de aacutegua entre bacias

hidrograacuteficas retirada de aacutegua pela tomada de

aacutegua pela CAGECE ou instabilidade da coluna de

aacutegua pelo processo de desestratificaccedilatildeo que po-

dem ocasionar a reduccedilatildeo da densidade das Cia-

nobacteacuterias (VIDOTTI e ROLLEMBERG 2003) Em

menccedilatildeo agrave CP2 as variaacuteveis Ca Cl DQO NT K SO4

estatildeo correlacionadas negativamente com a Cl-a

Nessa matriz a Cl-a eacute considerada uma medida

indireta do aumento da densidade celular (KNOLL

et al 2015) Em alusatildeo agrave CP3 as variaacuteveis DBO e

CE se agrupam com sinal oposto a PT e Mg Nesse

caso a degradaccedilatildeo e a mineralizaccedilatildeo da mateacuteria

orgacircnica (DBO) tiveram como consequecircncia o au-

mento do nutriente na coluna drsquoaacutegua (BRAUNS-

CHWEIG et al 2003) A respeito da CP4 a redu-

ccedilatildeo do pH pode ser consequecircncia da mistura de

coluna de aacutegua e incorporaccedilatildeo de gaacutes da coluna

eou mesmo da atmosfera assim como pode ser

causa da poluiccedilatildeo por ureia e compostos quiacutemi-

cos originados das aacutereas de pecuaacuteria e agricultura

(MORAIS e SILVA 2012) No entanto o aumento

da contrataccedilatildeo de OD pode ser proveniente da

maior velocidade dos ventos pertinentes ao seu

aumento no segundo semestre

Tabela 3 - Resultado da anaacutelise da componente principal para o ano de 2016

DadosPrimeiro semestre Segundo semestre

PC1 PC2 PC3 PC4 PC1 PC2 PC3 PC4

HCO3

- -010 089 019 041 070 036 011 061

DBO -005 -093 007 021 -002 -019 097 016Cl-a -088 012 003 046 -046 -073 046 -020Ca -021 037 006 -089 038 074 -054 009Cl 043 077 014 -009 006 085 043 028

DQO 027 032 079 -033 027 095 006 014Cian 075 063 013 -009 -080 029 010 052OD -013 -059 002 030 036 024 047 077CE 076 062 021 001 062 038 067 -014K 012 035 030 087 043 085 024 021

Mg 044 -076 -018 042 005 -005 -099 -014Na -008 020 024 -094 065 040 065 006pH 053 -052 037 015 008 -004 023 -097Sal 096 004 -007 003 094 -024 -004 024SO

4-088 010 -017 -037 016 074 008 065

SDT -007 018 094 -007 081 057 -013 -012T

H2O075 012 -007 011 083 047 -025 017

NT 018 041 -072 -001 -023 092 -031 -003

ST -007 018 098 003 076 061 -015 -017

PT -062 -035 043 053 022 015 -091 032

Turb -035 -036 -043 073 -093 -036 -008 -005

Muito significante (gt075) significante (075 - 050) insignificante (lt050)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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4 CONSIDERACcedilOtildeES FINAISIdentificou-se que o reservatoacuterio apresenta di-

ferentes processos de estratificaccedilatildeodesestrati-

ficaccedilatildeo em funccedilatildeo da eacutepoca do ano a) estrati-

ficou no primeiro semestre periacuteodo de maiores

precipitaccedilotildees menores incidecircncia da insolaccedilatildeo e

velocidade dos ventos b) desestratificou no se-

gundo semestre periacuteodo de menor precipitaccedilatildeo

e maior intensidade dos ventos e insolaccedilatildeo e a

presenccedila do aporte de aacutegua advindo da transpo-

siccedilatildeo de outras bacias hidrograacuteficas para atender

ao abastecimento da Capital Ainda natildeo se pode

afirmar que a transposiccedilatildeo de aacuteguas entre ba-

cias induz a desestratificaccedilatildeo desse reservatoacuterio

sendo necessaacuterios mais estudos na aacuterea para um

maior esclarecimento sobre o assunto

Em ambos os periacuteodos as aacuteguas estavam eutro-

fizadas apresentando elevado IET e altas con-

centraccedilotildees de cianobacteacuterias destacando-se

os gecircneros potencialmente toacutexicos tais como a

Pseudanabaena sp Planktothrix sp Microcystis

sp Raphidiopsis sp Cylindrospermopsis sp No

primeiro semestre ocorreu a predominacircncia da

espeacutecie Pseudonabaena sp e no semestre se-

guinte o gecircnero Planktothix sp sobressaiu-se

no ambiente Essa caracteriacutestica de alternacircncia

ciacuteclica de espeacutecies pode representar um desafio

para o tratamento de aacutegua para abastecimen-

to humano jaacute que as estrateacutegias de tratamento

podem variar dependendo dos organismos pre-

dominantes Outro ponto a se destacar com essa

alternacircncia eacute a necessidade de adaptar mecanis-

mos de monitoramento de toxinas em funccedilatildeo da

variaccedilatildeo da composiccedilatildeo fitoplanctocircnica

A partir da aplicaccedilatildeo de ACP observou-se se um

resfriamento gradual da aacutegua no segundo se-

mestre assim como uma reduccedilatildeo da densidade

de cianobacteacuterias De forma contraditoacuteria en-

tretanto identificou-se correlaccedilatildeo positiva entre

temperatura e cianobacteacuteria no primeiro semes-

tre e negativa no segundo Tambeacutem se constatou

que no segundo semestre ocorreu o aumento da

concentraccedilatildeo de nutrientes e da turbidez que se

relaciona com o processo de desestratificaccedilatildeo da

coluna de aacutegua Essas variaccedilotildees identificam que

as estrateacutegias de tratamento de aacutegua do accedilude

gaviatildeo devem ser programadas de forma a se

adequar agraves sazonalidades da qualidade da aacutegua

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no primeiro semestre apresentando eventos de

chuvas de ateacute 100 mm Observa-se ainda que a

velocidade meacutedia dos ventos aumentou no se-

gundo semestre passando de cerca de 2 para

quase 3 ms com um pico de aproximadamente

6 ms no mecircs de novembro

Figura 2 - Dados de precipitaccedilatildeo velocidade do vento e insolaccedilatildeo do ano de 2016

Em consequecircncia das chuvas na regiatildeo (Fig 2)

o accedilude atingiu a cota de sangria (36 m) no mecircs

de abril (Fig 3) No restante do periacuteodo o con-

trole operacional manteve o volume reservado

praticamente estaacutevel em 3049 hmsup3 na cota

345 com objetivo de fornecer aacutegua por gravi-

dade para a estaccedilatildeo de tratamento de aacutegua do

Gaviatildeo (COGERH 2020) O aporte de aacutegua pelo

canal da integraccedilatildeo na estaccedilatildeo de chuvas eacute re-

duzido ou mesmo paralisado intentando-se

economizar esse recurso hiacutedrico para o semes-

tre subsequente

Figura 3 - Volume do accedilude Gaviatildeo do ano de 2016 Fonte COGERH 2020

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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32 Processo de Estratificaccedilatildeo

Identificou-se uma predominacircncia de estratifi-

caccedilatildeo teacutermica e quiacutemica no primeiro semestre

pela avaliaccedilatildeo dos paracircmetros temperatura (Fig

4A) oxigecircnio dissolvido (Fig 4B) e pH (Fig 4B)

principalmente devido agrave maior variaccedilatildeo na den-

sidade da aacutegua em diferentes profundidades e

menor velocidade dos ventos Jaacute a partir do mecircs

de maio ateacute dezembro a coluna drsquoaacutegua demons-

trou uma tendecircncia a desestratificar Na camada

superficial a temperatura apresentou uma ten-

decircncia de resfriamento gradual de 288 ordmC no

mecircs de maio a 276 ordmC no mecircs de junho julho e

outubro voltando a aumentar em seguida E re-

tornando a 288 ordmC em dezembro

Eacute comum ocorrer a reduccedilatildeo da vazatildeo afluente pelo

macrossistema para atender agrave demanda da esta-

ccedilatildeo de tratamento de aacutegua da CAGECE em con-

sequecircncia do periacuteodo de chuvas na aacuterea da bacia

hidrograacutefica do accedilude Gaviatildeo cujo volume atingiu

a maacutexima capacidade em abril de 2016 (COGERH

2016) A reduccedilatildeo da transposiccedilatildeo de aacutegua entre

as bacias hidrograacuteficas concomitantemente com

a menor velocidade dos ventos na aacuterea de estudo

satildeo os fatores apontados para manter o perfil cli-

nogrado nos quatro primeiros meses do primeiro

semestre que eacute considerado o periacuteodo de maior

precipitaccedilatildeo na regiatildeo (Fig 4A 4B 4C)

Mesmo em baixas latitudes onde as diferen-

ccedilas sazonais satildeo menos intensas que em climas

temperados os ecossistemas aquaacuteticos experi-

mentam regimes teacutermicos que variam de acordo

com as taxas diaacuterias e anuais (OLDEN e NAIMAN

2010) como foi observado nesta pesquisa Em

regiotildees tropicais como as do Nordeste do Bra-

sil as variaacuteveis climaacuteticas sugerem que a maioria

dos reservatoacuterios de baixa latitude se natildeo todos

apresenta estratificaccedilatildeo sazonal (WINTON et al

2019) Jaacute foi comprovado por diversas pesquisas

que fatores climaacuteticos como insolaccedilatildeo precipi-

taccedilatildeo e vento contribuem para alteraccedilotildees nos

processos teacutermicos em reservatoacuterios (SOUSA

2014 FERREIRA e CUNHA 2013)

Pode-se visualizar no perfil de oxigecircnio dissolvi-

do (Fig 4B) que durante o periacuteodo de janeiro a

abril o oxigecircnio atingiu os menores valores (apro-

ximadamente 15 mgL) no hipoliacuteminio No mecircs

de marccedilo o oxigecircnio atingiu o menor valor na

superfiacutecie (aproximadamente 55 mgL) mesmo

mecircs de maior precipitaccedilatildeo na aacuterea em estudo

(Fig 3) e seguindo um padratildeo graacutefico similar ao

da temperatura para o mesmo periacuteodo O perfil

ortogrado presente no segundo semestre pode

estar relacionado principalmente a dois fatores

1) turbulecircncia ocasionada pela transposiccedilatildeo de

aacuteguas pelo macrossistema 2) maior velocidade

dos ventos Depreende-se dos fatores supraci-

tados que a desestratificaccedilatildeo do reservatoacuterio

no segundo semestre ocasionou o aumento da

turbidez cuja meacutedia aumentou de 775 UNT no

primeiro semestre para 1081 UNT no segundo

semestre (Tabela 2) Em relaccedilatildeo aos reservatoacute-

rios artificiais como eacute o caso do accedilude Gaviatildeo

estes podem ter uma estratificaccedilatildeo teacutermica mais

variaacutevel do que os lagos naturais devido ao siste-

ma de gestatildeo operacional pela tomada de aacutegua

a jusante ou pela recepccedilatildeo de aacutegua de outros re-

servatoacuterio a montante (HARRIS e BAXTER 1996

HAN 2000)

A proliferaccedilatildeo das bacteacuterias aeroacutebicas e facul-

tativas decompositoras de mateacuteria orgacircnica

provoca o raacutepido consumo de oxigecircnio Caso a

produccedilatildeo do oxigecircnio pelo fitoplacircncton natildeo con-

siga suprir essa demanda os niacuteveis de oxigecircnio

satildeo reduzidos causando impactos diretos nos

seres aquaacuteticos aeroacutebios principalmente os de

vida superior que desaparecem empobrecendo

a biodiversidade local (BAacuteRBARA et al 2009) O

pH tambeacutem demonstrou a tendecircncia de estrati-

ficaccedilatildeo nos primeiros meses do ano e de deses-

tratificaccedilatildeo no final do ano O pH na superfiacutecie

variou em torno de 82 demonstrando o consu-

mo de CO2 pelos produtores primaacuterios enquan-

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to nas camadas mais profundas o valor do pH

apresentou valores de ateacute 72 no mecircs de janeiro

e marccedilo indicando a possibilidade de ambientes

anaeroacutebios e a geraccedilatildeo de CO2 pelos organis-

mos decompositores (SILVA et al 2008) E aleacutem

disso a hipoacutexia ou anoxia no hipoliacutemnio promo-

ve a formaccedilatildeo de gases como amocircnia metano

e sulfetos Quando ocorre a mistura da coluna

de aacutegua aleacutem desses gases ocorre a liberaccedilatildeo

de nutrientes (foacutesforo ferro) e ressuspensatildeo de

sedimentos que retorna para a zona eufoacutetica no

momento da desestratificaccedilatildeo aumentando a

turbidez (ARAUJO et al 2008) como foi o caso do

reservatoacuterio do Gaviatildeo

A

B

C

Figura 4 - Variaccedilatildeo de (A) temperatura (B) oxigecircnio dissolvido e (C) pH da coluna de aacutegua ao longo de 2016

33 Processo de Eutrofizaccedilatildeo

Depreende-se da estatiacutestica descritiva apre-

sentada na Tabela 2 que ocorreu maior concen-

traccedilatildeo dos paracircmetros Ca Cl Cl-a Cian DBO

DQO OD pH Na SO4 e T

H2O no primeiro semestre

enquanto as demais variaacuteveis HCO3

- CE Mg PT

NT K Sal SDT ST e Turb foram mais elevadas no

segundo semestre do ano

Com base nos perfis de temperatura apresenta-

dos anteriormente estima-se que a maior con-

centraccedilatildeo de foacutesforo e nitrogecircnio no segundo

semestre pode estar relacionada com o aporte

da transposiccedilatildeo e ciclagem interna em conse-

quecircncia do processo de desestratificaccedilatildeo A

modelagem da recirculaccedilatildeo interna do foacutesforo

(P) no lago Okeechobee quantificou que os flu-

xos internos de P excedem as entradas externas

em meacutedia por um fator de 26 Nesse caso as

medidas mitigadoras relacionadas ao manejo

na bacia hidrograacutefica natildeo seraacute eficiente para

melhorar a qualidade da aacutegua do lago (POLL-

MAN e JAMES 2011) Valores meacutedio de foacutesforo

total (008 e 009 mgL) e de clorofila-a (54 e

51 μgL) para ambos os periacuteodos classificam o

reservatoacuterio como eutroacuteficos e supereutroacutefico

respectivamente conforme Lamparelli (2004)

Em relaccedilatildeo agrave densidade de cianobacteacuterias em

aacutegua natural preconiza-se para dessedentaccedilatildeo

animal valores inferiores 50000 celml (classe

2) Para essa mesma classe recomenda-se tra-

tamento convencional e para valores superiores

a 100000 celmL (classe 3) eacute recomendado tra-

tamento avanccedilado para abastecimento humano

(Brasil 2005) Pode-se visualizar na Tabela 2 que

os valores meacutedios de cianobacteacuterias registrados

no primeiro (217783 ceacutelulasmL) e segundo se-

mestre (144596 ceacutelulasmL) foram superiores

aos advertidos anteriormente

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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Tabela 2 - Anaacutelise descritiva das variaacuteveis fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas

Paracircmetros

Primeiro semestre Segundo semestre

Meacutedia Coeficiente de variaccedilatildeo Desvio padratildeo Meacutedia Coeficiente de

variaccedilatildeo Desvio padratildeo

HCO3- 10864 866 941 11570 959 1109

CE 051 650 003 055 450 002

Ca 1258 1582 199 1051 8743 919

Cl 10469 1283 1344 9737 485 473

Cl-a 5447 4553 2480 5105 2608 1331

Cian 217783 7252 157936 144596 10336 149453

DBO 802 3667 294 539 10588 571

DQO 4154 1186 493 3266 3303 1079

PT 008 5139 004 009 7212 006

Mg 1767 381 067 1872 1284 240

NT 147 5353 079 162 2118 034

OD 731 1394 102 724 994 072

pH 843 405 034 842 281 024

K 1171 1641 192 1450 1731 251

Sal 026 402 001 028 754 002

Na 7083 853 604 6767 1177 797

SDT 30433 626 1906 32345 1103 3566

ST 31442 704 2213 33400 967 3229

SO4888 5981 531 802 7721 620

TH2O

2953 140 041 2813 187 053

Turb 775 6401 496 1081 3679 398

Visualiza-se na Figura 5 que nos meses de abril

e maio as floraccedilotildees de cianobacteacuterias foram re-

duzidas Esse evento pode ser ter sido ocasio-

nado pela intensa precipitaccedilatildeo na aacuterea em es-

tudo Jaacute no segundo semestre houve em meacutedia

uma menor quantidade de cianobacteacuterias com

exceccedilatildeo do mecircs de setembro quando foi obser-

vada uma floraccedilatildeo similar agrave do mecircs de marccedilo A

instabilidade e a competiccedilatildeo entre algas preju-

dicaram o estabelecimento de floraccedilotildees levan-

do a mudanccedilas na composiccedilatildeo e na biomassa

da comunidade de cianobacteacuterias em reserva-

toacuterios tropicais (DANTAS et al 2011 HUANG

et al 2014) Aleacutem desses fatores a distribuiccedilatildeo

e a proliferaccedilatildeo de cianobacteacuterias satildeo comu-

mente influenciadas pela concentraccedilatildeo e pro-

porccedilatildeo de nitrogecircnio e foacutesforo temperatura

oxigecircnio pH herbivoria e estabilidade de colu-

na de aacutegua que pode atuar sinergicamente ou

de forma antagocircnica (PAERL 2008)

Os padrotildees temporais de distribuiccedilatildeo fitoplanc-

tocircnica satildeo influenciados por fatores ambientais

a favor do aumento ou diminuiccedilatildeo da diversida-

de culminando na dominacircncia de determina-

das espeacutecies de cianobacteacuterias (RANGEL et al

2009) Nesse periacuteodo as condiccedilotildees favoraacuteveis de

estabilidade da coluna drsquoaacutegua de temperatura

de pH de concentraccedilatildeo de nutrientes proporcio-

naram a proliferaccedilatildeo demasiada de Cianobacteacute-

rias (SALVO e ISAAC 2002)

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] Figura 5 - Densidade de cianobacteacuteria e precipitaccedilatildeo na aacuterea em estudo ao longo do ano de 2016

Conforme a Fig 6 observa-se a codominacircncia

dos gecircneros de cianobacteacuterias Pseudanabaena sp

(33) Planktothrix sp (20) Microcystis sp (13)

Raphidiopsis sp (7) Cylindrospermopsis sp (6)

em relaccedilatildeo agrave densidade dos demais fitoplacircnctons

(20) No periacuteodo de chuvas (primeiro semestre)

em que a coluna de aacutegua apresentou processo de

estratificaccedilatildeo ocorreu a predominacircncia de Pseu-

danabaena sp No segundo semestre em aacuteguas

misturadas predominou a Planktothrix sp As ele-

vadas densidades identificadas de cianobacteacuteria

(gt100000 ceacutelulamL) foram compostas por espeacute-

cies potencialmente toacutexicas e estabelecem poten-

cial risco para a sauacutede puacuteblica (BELLEacuteM 2011)

Os feitos de toxidade de cianobacteacuterias satildeo muito

variados compreendendo desde hepatotoacutexicos

neutoacutexicos e dermatotoacutexicos (SOARES 2009 MO-

LICA e AZEVEDO 2009) O tipo mais comum de

intoxicaccedilatildeo envolvendo cianobacteacuterias eacute ocasiona-

do por hepatotoxinas que apresentam uma accedilatildeo

mais lenta podendo causar morte num intervalo

de poucas horas a poucos dias Os gecircneros Micro-

cystis sp Anabaena sp Nodularia sp Oscillatoria

sp Nostoc sp Cylindrospermopsis sp Planktotrix

sp Oscillatoria sp Radiocystis sp e Arthrospira sp

foram identificadas como produtoras dessas he-

patotoxinas (MERILUOTO e CODD 2005 MOLICA e

AZEVEDO 2009) O predomiacutenio das cianobacteacuterias

em reservatoacuterios tropicais eutroacuteficos deve-se a um

conjunto de fatores como elevadas temperaturas

baixa precipitaccedilatildeo pH alcalino e altas concentra-

ccedilotildees de nutrientes principalmente N e P (BOUVY et

al 2000 CHELLAPPA e COSTA 2003)

Existem diversos estudos sobre a dinacircmica de va-

riaccedilatildeo das populaccedilotildees de cianobacteacuterias (COSTA

et al 2009 MOLISANI et al 2010 DANTAS et al

2011 LIRA et al 2011) As espeacutecies que fixam ni-

trogecircnio atmosfeacuterico como Anabaena sp Apha-

nizomenon sp e Cylindrospermopsis sp usual-

mente dominam ambientes com aacuteguas pobres em

nutrientes Microcystis sp eacute dominante em lagos

eutroacuteficos com grande estabilidade teacutermica e as

oscilatoacuterias e as filamentosas como Pseudana-

baena sp e Planktothrix sp dominam o placircncton

de ambientes polimiacuteticos eutroacuteficos que contam

com elevada turbidez e baixa penetraccedilatildeo de luz

(TUNDISI e T TUNDISI 2008) Gecircneros coloniais

como Microcystis Anabaenae e Aphanizomenon

formam colocircnias contendo ceacutelulas em forma de

cocos e filamentos gerando espumas na superfiacute-

cie Muitas delas possuem vesiacuteculas de gaacutes sendo

uma vantagem competitiva durante aacuteguas calmas

ou em periacuteodos de baixa intensidade luminosa

poreacutem as mesmas natildeo conseguem se estabelecer

em ambientes com maior turbulecircncia na coluna

drsquoaacutegua (BLOTTIERE et al 2016)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

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34 Avaliaccedilatildeo Multivariada dos dados

No total foram vinte e um paracircmetros utilizados

cujos resultados da ACP explicam 90 e 100

da variaccedilatildeo para o primeiro e segundo semestre

respectivamente (Tabela 3) As cargas dos fatores

podem ser classificadas como muito significante

significante e insignificante correspondendo aos

valores absolutos iguais a gt 075 075 - 050 lt

050 respectivamente (HAIR 2005) Em relaccedilatildeo ao

primeiro semestre (Tabela 3) o CP1 apresenta con-

vergecircncia positiva das variaacuteveis Sal CE Cian pH

TH2O

e negativa SO4 Cl-a PT (explica 27 da vari-

acircncia) O CP2 tem relaccedilatildeo positiva dos paracircmetros

HCO3

- Cl e negativa DBO Mg OD (explica 24 da

variacircncia) O CP3 inclui relaccedilatildeo positiva ST SDT

DQO e negativa NT (explica 20 da variacircncia) O

CP4 compreende variaacuteveis positivas Turb K e ne-

gativa Ca e Na (explica 19 da variacircncia)

Com relaccedilatildeo a CP1 identificou-se que a densi-

dade de cianobacteacuterias se mostrou significante

principalmente com a salinidade e temperatu-

ra o que culminou com maior densidade celular

Resultados semelhantes a esse foram constata-

dos por Fonseca et al (2010) ao pesquisar vaacuterios

mananciais no estado de Satildeo Paulo A correlaccedilatildeo

negativa entre cianobacteacuterias e Clorofila-a pode

ser devida ao fato de que esse estudo considerou

apenas a comunidade de cianobacteacuterias No en-

tanto outros grupos de fitoplacircnctons estavam

presentes nas amostras e tambeacutem possuem esses

pigmentos Resultados semelhantes a esses foram

constatados por Lira et al (2011) ao estudar re-

servatoacuterios no estado de Pernambuco Outro fator

que se correlaciona com o aumento de densidade

fitoplanctocircnica (CP1) eacute o pH tendo em vista que

a atividade fotossinteacutetica reduz a disponibilidade

de CO2 com consequente aumento do pH (PALMA

et al 2010) Uma correlaccedilatildeo positiva entre o pH e

o fitoplacircncton tambeacutem foi encontrada em pesqui-

sas realizadas em reservatoacuterio do estado de Satildeo

Paulo (CUNHA E CALIJURI 2011) Em referecircncia agrave

CP3 os resultados refletem o comportamento da

concentraccedilatildeo dos ST e SDT que se associam com

o aumento de DQO provavelmente devido ao ar-

raste de mateacuteria orgacircnica aloctone (SANTI 2013)

Esse resultado pode refletir no aumento da polui-

ccedilatildeo no local amostrado (ARAUJO et al 2008) No

que concerne agrave CP4 os caacutetions Ca e Na tecircm maior

concentraccedilatildeo no primeiro semestre e concate-

nam-se negativamente a Turb e K que apresen-

tam maior concentraccedilatildeo no semestre posterior

conforme apresentado na anaacutelise descritiva (Ta-

bela 3) Os referidos iacuteons conferem dureza agrave aacutegua

(SILVA et al 2017) E as principais fontes podem

ser aacutereas de agricultura efluentes eou prove-

niente da bacia hidrograacutefica local onde se cons-

tatam processos antroacutepicos ocasionados pelo

uso desordenado das aacutereas (ISLAM et al 1997)

A maior concentraccedilatildeo de sulfatos presentes na

Figura 6 - Espeacutecies de cianobacteacuterias predominantes no accedilude Gaviatildeo no ano de 2016

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

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aacutegua do reservatoacuterio na primeira estaccedilatildeo pode ser

proveniente de processos naturais do solo como

intemperismo das rochas sedimentares e a mu-

danccedilas na intensidade desses processos e insu-

mos antropogecircnicos ou seja fertilizantes agrave base

de enxofre (S) (GRASBY et al 1997)

No segundo semestre conforme a Tabela 3 o CP1

apresenta correlaccedilatildeo positiva das variaacuteveis HCO3

CE Sal Na SDT ST TH2O

e negativa Cian e Turb

(explica 34 da variacircncia) O CP2 tem participa-

ccedilatildeo positiva dos paracircmetros Ca Cl DQO NT K

SO4 e negativa Cl-a (explica 30 da variacircncia) O

CP3 inclui reciprocidade positiva DBO CE e ne-

gativa PT Mg (explica 22 da variacircncia) O CP4

compreende as variaacuteveis positivas OD e negativa

pH (explica 14 da variacircncia) Ainda com relaccedilatildeo

agrave CP1 verificou-se que a TH2O se correlacionou

negativamente com a produtividade primaacuteria

Com referecircncia ao aumento da concentraccedilatildeo das

demais variaacuteveis ST SDT Sal CE HCO3- haacute indiacute-

cios de ser consequecircncia da turbulecircncia oca-

sionada pela transferecircncia de aacutegua entre bacias

hidrograacuteficas retirada de aacutegua pela tomada de

aacutegua pela CAGECE ou instabilidade da coluna de

aacutegua pelo processo de desestratificaccedilatildeo que po-

dem ocasionar a reduccedilatildeo da densidade das Cia-

nobacteacuterias (VIDOTTI e ROLLEMBERG 2003) Em

menccedilatildeo agrave CP2 as variaacuteveis Ca Cl DQO NT K SO4

estatildeo correlacionadas negativamente com a Cl-a

Nessa matriz a Cl-a eacute considerada uma medida

indireta do aumento da densidade celular (KNOLL

et al 2015) Em alusatildeo agrave CP3 as variaacuteveis DBO e

CE se agrupam com sinal oposto a PT e Mg Nesse

caso a degradaccedilatildeo e a mineralizaccedilatildeo da mateacuteria

orgacircnica (DBO) tiveram como consequecircncia o au-

mento do nutriente na coluna drsquoaacutegua (BRAUNS-

CHWEIG et al 2003) A respeito da CP4 a redu-

ccedilatildeo do pH pode ser consequecircncia da mistura de

coluna de aacutegua e incorporaccedilatildeo de gaacutes da coluna

eou mesmo da atmosfera assim como pode ser

causa da poluiccedilatildeo por ureia e compostos quiacutemi-

cos originados das aacutereas de pecuaacuteria e agricultura

(MORAIS e SILVA 2012) No entanto o aumento

da contrataccedilatildeo de OD pode ser proveniente da

maior velocidade dos ventos pertinentes ao seu

aumento no segundo semestre

Tabela 3 - Resultado da anaacutelise da componente principal para o ano de 2016

DadosPrimeiro semestre Segundo semestre

PC1 PC2 PC3 PC4 PC1 PC2 PC3 PC4

HCO3

- -010 089 019 041 070 036 011 061

DBO -005 -093 007 021 -002 -019 097 016Cl-a -088 012 003 046 -046 -073 046 -020Ca -021 037 006 -089 038 074 -054 009Cl 043 077 014 -009 006 085 043 028

DQO 027 032 079 -033 027 095 006 014Cian 075 063 013 -009 -080 029 010 052OD -013 -059 002 030 036 024 047 077CE 076 062 021 001 062 038 067 -014K 012 035 030 087 043 085 024 021

Mg 044 -076 -018 042 005 -005 -099 -014Na -008 020 024 -094 065 040 065 006pH 053 -052 037 015 008 -004 023 -097Sal 096 004 -007 003 094 -024 -004 024SO

4-088 010 -017 -037 016 074 008 065

SDT -007 018 094 -007 081 057 -013 -012T

H2O075 012 -007 011 083 047 -025 017

NT 018 041 -072 -001 -023 092 -031 -003

ST -007 018 098 003 076 061 -015 -017

PT -062 -035 043 053 022 015 -091 032

Turb -035 -036 -043 073 -093 -036 -008 -005

Muito significante (gt075) significante (075 - 050) insignificante (lt050)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

130

4 CONSIDERACcedilOtildeES FINAISIdentificou-se que o reservatoacuterio apresenta di-

ferentes processos de estratificaccedilatildeodesestrati-

ficaccedilatildeo em funccedilatildeo da eacutepoca do ano a) estrati-

ficou no primeiro semestre periacuteodo de maiores

precipitaccedilotildees menores incidecircncia da insolaccedilatildeo e

velocidade dos ventos b) desestratificou no se-

gundo semestre periacuteodo de menor precipitaccedilatildeo

e maior intensidade dos ventos e insolaccedilatildeo e a

presenccedila do aporte de aacutegua advindo da transpo-

siccedilatildeo de outras bacias hidrograacuteficas para atender

ao abastecimento da Capital Ainda natildeo se pode

afirmar que a transposiccedilatildeo de aacuteguas entre ba-

cias induz a desestratificaccedilatildeo desse reservatoacuterio

sendo necessaacuterios mais estudos na aacuterea para um

maior esclarecimento sobre o assunto

Em ambos os periacuteodos as aacuteguas estavam eutro-

fizadas apresentando elevado IET e altas con-

centraccedilotildees de cianobacteacuterias destacando-se

os gecircneros potencialmente toacutexicos tais como a

Pseudanabaena sp Planktothrix sp Microcystis

sp Raphidiopsis sp Cylindrospermopsis sp No

primeiro semestre ocorreu a predominacircncia da

espeacutecie Pseudonabaena sp e no semestre se-

guinte o gecircnero Planktothix sp sobressaiu-se

no ambiente Essa caracteriacutestica de alternacircncia

ciacuteclica de espeacutecies pode representar um desafio

para o tratamento de aacutegua para abastecimen-

to humano jaacute que as estrateacutegias de tratamento

podem variar dependendo dos organismos pre-

dominantes Outro ponto a se destacar com essa

alternacircncia eacute a necessidade de adaptar mecanis-

mos de monitoramento de toxinas em funccedilatildeo da

variaccedilatildeo da composiccedilatildeo fitoplanctocircnica

A partir da aplicaccedilatildeo de ACP observou-se se um

resfriamento gradual da aacutegua no segundo se-

mestre assim como uma reduccedilatildeo da densidade

de cianobacteacuterias De forma contraditoacuteria en-

tretanto identificou-se correlaccedilatildeo positiva entre

temperatura e cianobacteacuteria no primeiro semes-

tre e negativa no segundo Tambeacutem se constatou

que no segundo semestre ocorreu o aumento da

concentraccedilatildeo de nutrientes e da turbidez que se

relaciona com o processo de desestratificaccedilatildeo da

coluna de aacutegua Essas variaccedilotildees identificam que

as estrateacutegias de tratamento de aacutegua do accedilude

gaviatildeo devem ser programadas de forma a se

adequar agraves sazonalidades da qualidade da aacutegua

5 CONTRIBUICcedilAtildeO DOS AUTORESTodos os autores contribuiacuteram de forma igualitaacuteria

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124

32 Processo de Estratificaccedilatildeo

Identificou-se uma predominacircncia de estratifi-

caccedilatildeo teacutermica e quiacutemica no primeiro semestre

pela avaliaccedilatildeo dos paracircmetros temperatura (Fig

4A) oxigecircnio dissolvido (Fig 4B) e pH (Fig 4B)

principalmente devido agrave maior variaccedilatildeo na den-

sidade da aacutegua em diferentes profundidades e

menor velocidade dos ventos Jaacute a partir do mecircs

de maio ateacute dezembro a coluna drsquoaacutegua demons-

trou uma tendecircncia a desestratificar Na camada

superficial a temperatura apresentou uma ten-

decircncia de resfriamento gradual de 288 ordmC no

mecircs de maio a 276 ordmC no mecircs de junho julho e

outubro voltando a aumentar em seguida E re-

tornando a 288 ordmC em dezembro

Eacute comum ocorrer a reduccedilatildeo da vazatildeo afluente pelo

macrossistema para atender agrave demanda da esta-

ccedilatildeo de tratamento de aacutegua da CAGECE em con-

sequecircncia do periacuteodo de chuvas na aacuterea da bacia

hidrograacutefica do accedilude Gaviatildeo cujo volume atingiu

a maacutexima capacidade em abril de 2016 (COGERH

2016) A reduccedilatildeo da transposiccedilatildeo de aacutegua entre

as bacias hidrograacuteficas concomitantemente com

a menor velocidade dos ventos na aacuterea de estudo

satildeo os fatores apontados para manter o perfil cli-

nogrado nos quatro primeiros meses do primeiro

semestre que eacute considerado o periacuteodo de maior

precipitaccedilatildeo na regiatildeo (Fig 4A 4B 4C)

Mesmo em baixas latitudes onde as diferen-

ccedilas sazonais satildeo menos intensas que em climas

temperados os ecossistemas aquaacuteticos experi-

mentam regimes teacutermicos que variam de acordo

com as taxas diaacuterias e anuais (OLDEN e NAIMAN

2010) como foi observado nesta pesquisa Em

regiotildees tropicais como as do Nordeste do Bra-

sil as variaacuteveis climaacuteticas sugerem que a maioria

dos reservatoacuterios de baixa latitude se natildeo todos

apresenta estratificaccedilatildeo sazonal (WINTON et al

2019) Jaacute foi comprovado por diversas pesquisas

que fatores climaacuteticos como insolaccedilatildeo precipi-

taccedilatildeo e vento contribuem para alteraccedilotildees nos

processos teacutermicos em reservatoacuterios (SOUSA

2014 FERREIRA e CUNHA 2013)

Pode-se visualizar no perfil de oxigecircnio dissolvi-

do (Fig 4B) que durante o periacuteodo de janeiro a

abril o oxigecircnio atingiu os menores valores (apro-

ximadamente 15 mgL) no hipoliacuteminio No mecircs

de marccedilo o oxigecircnio atingiu o menor valor na

superfiacutecie (aproximadamente 55 mgL) mesmo

mecircs de maior precipitaccedilatildeo na aacuterea em estudo

(Fig 3) e seguindo um padratildeo graacutefico similar ao

da temperatura para o mesmo periacuteodo O perfil

ortogrado presente no segundo semestre pode

estar relacionado principalmente a dois fatores

1) turbulecircncia ocasionada pela transposiccedilatildeo de

aacuteguas pelo macrossistema 2) maior velocidade

dos ventos Depreende-se dos fatores supraci-

tados que a desestratificaccedilatildeo do reservatoacuterio

no segundo semestre ocasionou o aumento da

turbidez cuja meacutedia aumentou de 775 UNT no

primeiro semestre para 1081 UNT no segundo

semestre (Tabela 2) Em relaccedilatildeo aos reservatoacute-

rios artificiais como eacute o caso do accedilude Gaviatildeo

estes podem ter uma estratificaccedilatildeo teacutermica mais

variaacutevel do que os lagos naturais devido ao siste-

ma de gestatildeo operacional pela tomada de aacutegua

a jusante ou pela recepccedilatildeo de aacutegua de outros re-

servatoacuterio a montante (HARRIS e BAXTER 1996

HAN 2000)

A proliferaccedilatildeo das bacteacuterias aeroacutebicas e facul-

tativas decompositoras de mateacuteria orgacircnica

provoca o raacutepido consumo de oxigecircnio Caso a

produccedilatildeo do oxigecircnio pelo fitoplacircncton natildeo con-

siga suprir essa demanda os niacuteveis de oxigecircnio

satildeo reduzidos causando impactos diretos nos

seres aquaacuteticos aeroacutebios principalmente os de

vida superior que desaparecem empobrecendo

a biodiversidade local (BAacuteRBARA et al 2009) O

pH tambeacutem demonstrou a tendecircncia de estrati-

ficaccedilatildeo nos primeiros meses do ano e de deses-

tratificaccedilatildeo no final do ano O pH na superfiacutecie

variou em torno de 82 demonstrando o consu-

mo de CO2 pelos produtores primaacuterios enquan-

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

125

to nas camadas mais profundas o valor do pH

apresentou valores de ateacute 72 no mecircs de janeiro

e marccedilo indicando a possibilidade de ambientes

anaeroacutebios e a geraccedilatildeo de CO2 pelos organis-

mos decompositores (SILVA et al 2008) E aleacutem

disso a hipoacutexia ou anoxia no hipoliacutemnio promo-

ve a formaccedilatildeo de gases como amocircnia metano

e sulfetos Quando ocorre a mistura da coluna

de aacutegua aleacutem desses gases ocorre a liberaccedilatildeo

de nutrientes (foacutesforo ferro) e ressuspensatildeo de

sedimentos que retorna para a zona eufoacutetica no

momento da desestratificaccedilatildeo aumentando a

turbidez (ARAUJO et al 2008) como foi o caso do

reservatoacuterio do Gaviatildeo

A

B

C

Figura 4 - Variaccedilatildeo de (A) temperatura (B) oxigecircnio dissolvido e (C) pH da coluna de aacutegua ao longo de 2016

33 Processo de Eutrofizaccedilatildeo

Depreende-se da estatiacutestica descritiva apre-

sentada na Tabela 2 que ocorreu maior concen-

traccedilatildeo dos paracircmetros Ca Cl Cl-a Cian DBO

DQO OD pH Na SO4 e T

H2O no primeiro semestre

enquanto as demais variaacuteveis HCO3

- CE Mg PT

NT K Sal SDT ST e Turb foram mais elevadas no

segundo semestre do ano

Com base nos perfis de temperatura apresenta-

dos anteriormente estima-se que a maior con-

centraccedilatildeo de foacutesforo e nitrogecircnio no segundo

semestre pode estar relacionada com o aporte

da transposiccedilatildeo e ciclagem interna em conse-

quecircncia do processo de desestratificaccedilatildeo A

modelagem da recirculaccedilatildeo interna do foacutesforo

(P) no lago Okeechobee quantificou que os flu-

xos internos de P excedem as entradas externas

em meacutedia por um fator de 26 Nesse caso as

medidas mitigadoras relacionadas ao manejo

na bacia hidrograacutefica natildeo seraacute eficiente para

melhorar a qualidade da aacutegua do lago (POLL-

MAN e JAMES 2011) Valores meacutedio de foacutesforo

total (008 e 009 mgL) e de clorofila-a (54 e

51 μgL) para ambos os periacuteodos classificam o

reservatoacuterio como eutroacuteficos e supereutroacutefico

respectivamente conforme Lamparelli (2004)

Em relaccedilatildeo agrave densidade de cianobacteacuterias em

aacutegua natural preconiza-se para dessedentaccedilatildeo

animal valores inferiores 50000 celml (classe

2) Para essa mesma classe recomenda-se tra-

tamento convencional e para valores superiores

a 100000 celmL (classe 3) eacute recomendado tra-

tamento avanccedilado para abastecimento humano

(Brasil 2005) Pode-se visualizar na Tabela 2 que

os valores meacutedios de cianobacteacuterias registrados

no primeiro (217783 ceacutelulasmL) e segundo se-

mestre (144596 ceacutelulasmL) foram superiores

aos advertidos anteriormente

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

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Tabela 2 - Anaacutelise descritiva das variaacuteveis fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas

Paracircmetros

Primeiro semestre Segundo semestre

Meacutedia Coeficiente de variaccedilatildeo Desvio padratildeo Meacutedia Coeficiente de

variaccedilatildeo Desvio padratildeo

HCO3- 10864 866 941 11570 959 1109

CE 051 650 003 055 450 002

Ca 1258 1582 199 1051 8743 919

Cl 10469 1283 1344 9737 485 473

Cl-a 5447 4553 2480 5105 2608 1331

Cian 217783 7252 157936 144596 10336 149453

DBO 802 3667 294 539 10588 571

DQO 4154 1186 493 3266 3303 1079

PT 008 5139 004 009 7212 006

Mg 1767 381 067 1872 1284 240

NT 147 5353 079 162 2118 034

OD 731 1394 102 724 994 072

pH 843 405 034 842 281 024

K 1171 1641 192 1450 1731 251

Sal 026 402 001 028 754 002

Na 7083 853 604 6767 1177 797

SDT 30433 626 1906 32345 1103 3566

ST 31442 704 2213 33400 967 3229

SO4888 5981 531 802 7721 620

TH2O

2953 140 041 2813 187 053

Turb 775 6401 496 1081 3679 398

Visualiza-se na Figura 5 que nos meses de abril

e maio as floraccedilotildees de cianobacteacuterias foram re-

duzidas Esse evento pode ser ter sido ocasio-

nado pela intensa precipitaccedilatildeo na aacuterea em es-

tudo Jaacute no segundo semestre houve em meacutedia

uma menor quantidade de cianobacteacuterias com

exceccedilatildeo do mecircs de setembro quando foi obser-

vada uma floraccedilatildeo similar agrave do mecircs de marccedilo A

instabilidade e a competiccedilatildeo entre algas preju-

dicaram o estabelecimento de floraccedilotildees levan-

do a mudanccedilas na composiccedilatildeo e na biomassa

da comunidade de cianobacteacuterias em reserva-

toacuterios tropicais (DANTAS et al 2011 HUANG

et al 2014) Aleacutem desses fatores a distribuiccedilatildeo

e a proliferaccedilatildeo de cianobacteacuterias satildeo comu-

mente influenciadas pela concentraccedilatildeo e pro-

porccedilatildeo de nitrogecircnio e foacutesforo temperatura

oxigecircnio pH herbivoria e estabilidade de colu-

na de aacutegua que pode atuar sinergicamente ou

de forma antagocircnica (PAERL 2008)

Os padrotildees temporais de distribuiccedilatildeo fitoplanc-

tocircnica satildeo influenciados por fatores ambientais

a favor do aumento ou diminuiccedilatildeo da diversida-

de culminando na dominacircncia de determina-

das espeacutecies de cianobacteacuterias (RANGEL et al

2009) Nesse periacuteodo as condiccedilotildees favoraacuteveis de

estabilidade da coluna drsquoaacutegua de temperatura

de pH de concentraccedilatildeo de nutrientes proporcio-

naram a proliferaccedilatildeo demasiada de Cianobacteacute-

rias (SALVO e ISAAC 2002)

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

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] Figura 5 - Densidade de cianobacteacuteria e precipitaccedilatildeo na aacuterea em estudo ao longo do ano de 2016

Conforme a Fig 6 observa-se a codominacircncia

dos gecircneros de cianobacteacuterias Pseudanabaena sp

(33) Planktothrix sp (20) Microcystis sp (13)

Raphidiopsis sp (7) Cylindrospermopsis sp (6)

em relaccedilatildeo agrave densidade dos demais fitoplacircnctons

(20) No periacuteodo de chuvas (primeiro semestre)

em que a coluna de aacutegua apresentou processo de

estratificaccedilatildeo ocorreu a predominacircncia de Pseu-

danabaena sp No segundo semestre em aacuteguas

misturadas predominou a Planktothrix sp As ele-

vadas densidades identificadas de cianobacteacuteria

(gt100000 ceacutelulamL) foram compostas por espeacute-

cies potencialmente toacutexicas e estabelecem poten-

cial risco para a sauacutede puacuteblica (BELLEacuteM 2011)

Os feitos de toxidade de cianobacteacuterias satildeo muito

variados compreendendo desde hepatotoacutexicos

neutoacutexicos e dermatotoacutexicos (SOARES 2009 MO-

LICA e AZEVEDO 2009) O tipo mais comum de

intoxicaccedilatildeo envolvendo cianobacteacuterias eacute ocasiona-

do por hepatotoxinas que apresentam uma accedilatildeo

mais lenta podendo causar morte num intervalo

de poucas horas a poucos dias Os gecircneros Micro-

cystis sp Anabaena sp Nodularia sp Oscillatoria

sp Nostoc sp Cylindrospermopsis sp Planktotrix

sp Oscillatoria sp Radiocystis sp e Arthrospira sp

foram identificadas como produtoras dessas he-

patotoxinas (MERILUOTO e CODD 2005 MOLICA e

AZEVEDO 2009) O predomiacutenio das cianobacteacuterias

em reservatoacuterios tropicais eutroacuteficos deve-se a um

conjunto de fatores como elevadas temperaturas

baixa precipitaccedilatildeo pH alcalino e altas concentra-

ccedilotildees de nutrientes principalmente N e P (BOUVY et

al 2000 CHELLAPPA e COSTA 2003)

Existem diversos estudos sobre a dinacircmica de va-

riaccedilatildeo das populaccedilotildees de cianobacteacuterias (COSTA

et al 2009 MOLISANI et al 2010 DANTAS et al

2011 LIRA et al 2011) As espeacutecies que fixam ni-

trogecircnio atmosfeacuterico como Anabaena sp Apha-

nizomenon sp e Cylindrospermopsis sp usual-

mente dominam ambientes com aacuteguas pobres em

nutrientes Microcystis sp eacute dominante em lagos

eutroacuteficos com grande estabilidade teacutermica e as

oscilatoacuterias e as filamentosas como Pseudana-

baena sp e Planktothrix sp dominam o placircncton

de ambientes polimiacuteticos eutroacuteficos que contam

com elevada turbidez e baixa penetraccedilatildeo de luz

(TUNDISI e T TUNDISI 2008) Gecircneros coloniais

como Microcystis Anabaenae e Aphanizomenon

formam colocircnias contendo ceacutelulas em forma de

cocos e filamentos gerando espumas na superfiacute-

cie Muitas delas possuem vesiacuteculas de gaacutes sendo

uma vantagem competitiva durante aacuteguas calmas

ou em periacuteodos de baixa intensidade luminosa

poreacutem as mesmas natildeo conseguem se estabelecer

em ambientes com maior turbulecircncia na coluna

drsquoaacutegua (BLOTTIERE et al 2016)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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34 Avaliaccedilatildeo Multivariada dos dados

No total foram vinte e um paracircmetros utilizados

cujos resultados da ACP explicam 90 e 100

da variaccedilatildeo para o primeiro e segundo semestre

respectivamente (Tabela 3) As cargas dos fatores

podem ser classificadas como muito significante

significante e insignificante correspondendo aos

valores absolutos iguais a gt 075 075 - 050 lt

050 respectivamente (HAIR 2005) Em relaccedilatildeo ao

primeiro semestre (Tabela 3) o CP1 apresenta con-

vergecircncia positiva das variaacuteveis Sal CE Cian pH

TH2O

e negativa SO4 Cl-a PT (explica 27 da vari-

acircncia) O CP2 tem relaccedilatildeo positiva dos paracircmetros

HCO3

- Cl e negativa DBO Mg OD (explica 24 da

variacircncia) O CP3 inclui relaccedilatildeo positiva ST SDT

DQO e negativa NT (explica 20 da variacircncia) O

CP4 compreende variaacuteveis positivas Turb K e ne-

gativa Ca e Na (explica 19 da variacircncia)

Com relaccedilatildeo a CP1 identificou-se que a densi-

dade de cianobacteacuterias se mostrou significante

principalmente com a salinidade e temperatu-

ra o que culminou com maior densidade celular

Resultados semelhantes a esse foram constata-

dos por Fonseca et al (2010) ao pesquisar vaacuterios

mananciais no estado de Satildeo Paulo A correlaccedilatildeo

negativa entre cianobacteacuterias e Clorofila-a pode

ser devida ao fato de que esse estudo considerou

apenas a comunidade de cianobacteacuterias No en-

tanto outros grupos de fitoplacircnctons estavam

presentes nas amostras e tambeacutem possuem esses

pigmentos Resultados semelhantes a esses foram

constatados por Lira et al (2011) ao estudar re-

servatoacuterios no estado de Pernambuco Outro fator

que se correlaciona com o aumento de densidade

fitoplanctocircnica (CP1) eacute o pH tendo em vista que

a atividade fotossinteacutetica reduz a disponibilidade

de CO2 com consequente aumento do pH (PALMA

et al 2010) Uma correlaccedilatildeo positiva entre o pH e

o fitoplacircncton tambeacutem foi encontrada em pesqui-

sas realizadas em reservatoacuterio do estado de Satildeo

Paulo (CUNHA E CALIJURI 2011) Em referecircncia agrave

CP3 os resultados refletem o comportamento da

concentraccedilatildeo dos ST e SDT que se associam com

o aumento de DQO provavelmente devido ao ar-

raste de mateacuteria orgacircnica aloctone (SANTI 2013)

Esse resultado pode refletir no aumento da polui-

ccedilatildeo no local amostrado (ARAUJO et al 2008) No

que concerne agrave CP4 os caacutetions Ca e Na tecircm maior

concentraccedilatildeo no primeiro semestre e concate-

nam-se negativamente a Turb e K que apresen-

tam maior concentraccedilatildeo no semestre posterior

conforme apresentado na anaacutelise descritiva (Ta-

bela 3) Os referidos iacuteons conferem dureza agrave aacutegua

(SILVA et al 2017) E as principais fontes podem

ser aacutereas de agricultura efluentes eou prove-

niente da bacia hidrograacutefica local onde se cons-

tatam processos antroacutepicos ocasionados pelo

uso desordenado das aacutereas (ISLAM et al 1997)

A maior concentraccedilatildeo de sulfatos presentes na

Figura 6 - Espeacutecies de cianobacteacuterias predominantes no accedilude Gaviatildeo no ano de 2016

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

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aacutegua do reservatoacuterio na primeira estaccedilatildeo pode ser

proveniente de processos naturais do solo como

intemperismo das rochas sedimentares e a mu-

danccedilas na intensidade desses processos e insu-

mos antropogecircnicos ou seja fertilizantes agrave base

de enxofre (S) (GRASBY et al 1997)

No segundo semestre conforme a Tabela 3 o CP1

apresenta correlaccedilatildeo positiva das variaacuteveis HCO3

CE Sal Na SDT ST TH2O

e negativa Cian e Turb

(explica 34 da variacircncia) O CP2 tem participa-

ccedilatildeo positiva dos paracircmetros Ca Cl DQO NT K

SO4 e negativa Cl-a (explica 30 da variacircncia) O

CP3 inclui reciprocidade positiva DBO CE e ne-

gativa PT Mg (explica 22 da variacircncia) O CP4

compreende as variaacuteveis positivas OD e negativa

pH (explica 14 da variacircncia) Ainda com relaccedilatildeo

agrave CP1 verificou-se que a TH2O se correlacionou

negativamente com a produtividade primaacuteria

Com referecircncia ao aumento da concentraccedilatildeo das

demais variaacuteveis ST SDT Sal CE HCO3- haacute indiacute-

cios de ser consequecircncia da turbulecircncia oca-

sionada pela transferecircncia de aacutegua entre bacias

hidrograacuteficas retirada de aacutegua pela tomada de

aacutegua pela CAGECE ou instabilidade da coluna de

aacutegua pelo processo de desestratificaccedilatildeo que po-

dem ocasionar a reduccedilatildeo da densidade das Cia-

nobacteacuterias (VIDOTTI e ROLLEMBERG 2003) Em

menccedilatildeo agrave CP2 as variaacuteveis Ca Cl DQO NT K SO4

estatildeo correlacionadas negativamente com a Cl-a

Nessa matriz a Cl-a eacute considerada uma medida

indireta do aumento da densidade celular (KNOLL

et al 2015) Em alusatildeo agrave CP3 as variaacuteveis DBO e

CE se agrupam com sinal oposto a PT e Mg Nesse

caso a degradaccedilatildeo e a mineralizaccedilatildeo da mateacuteria

orgacircnica (DBO) tiveram como consequecircncia o au-

mento do nutriente na coluna drsquoaacutegua (BRAUNS-

CHWEIG et al 2003) A respeito da CP4 a redu-

ccedilatildeo do pH pode ser consequecircncia da mistura de

coluna de aacutegua e incorporaccedilatildeo de gaacutes da coluna

eou mesmo da atmosfera assim como pode ser

causa da poluiccedilatildeo por ureia e compostos quiacutemi-

cos originados das aacutereas de pecuaacuteria e agricultura

(MORAIS e SILVA 2012) No entanto o aumento

da contrataccedilatildeo de OD pode ser proveniente da

maior velocidade dos ventos pertinentes ao seu

aumento no segundo semestre

Tabela 3 - Resultado da anaacutelise da componente principal para o ano de 2016

DadosPrimeiro semestre Segundo semestre

PC1 PC2 PC3 PC4 PC1 PC2 PC3 PC4

HCO3

- -010 089 019 041 070 036 011 061

DBO -005 -093 007 021 -002 -019 097 016Cl-a -088 012 003 046 -046 -073 046 -020Ca -021 037 006 -089 038 074 -054 009Cl 043 077 014 -009 006 085 043 028

DQO 027 032 079 -033 027 095 006 014Cian 075 063 013 -009 -080 029 010 052OD -013 -059 002 030 036 024 047 077CE 076 062 021 001 062 038 067 -014K 012 035 030 087 043 085 024 021

Mg 044 -076 -018 042 005 -005 -099 -014Na -008 020 024 -094 065 040 065 006pH 053 -052 037 015 008 -004 023 -097Sal 096 004 -007 003 094 -024 -004 024SO

4-088 010 -017 -037 016 074 008 065

SDT -007 018 094 -007 081 057 -013 -012T

H2O075 012 -007 011 083 047 -025 017

NT 018 041 -072 -001 -023 092 -031 -003

ST -007 018 098 003 076 061 -015 -017

PT -062 -035 043 053 022 015 -091 032

Turb -035 -036 -043 073 -093 -036 -008 -005

Muito significante (gt075) significante (075 - 050) insignificante (lt050)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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4 CONSIDERACcedilOtildeES FINAISIdentificou-se que o reservatoacuterio apresenta di-

ferentes processos de estratificaccedilatildeodesestrati-

ficaccedilatildeo em funccedilatildeo da eacutepoca do ano a) estrati-

ficou no primeiro semestre periacuteodo de maiores

precipitaccedilotildees menores incidecircncia da insolaccedilatildeo e

velocidade dos ventos b) desestratificou no se-

gundo semestre periacuteodo de menor precipitaccedilatildeo

e maior intensidade dos ventos e insolaccedilatildeo e a

presenccedila do aporte de aacutegua advindo da transpo-

siccedilatildeo de outras bacias hidrograacuteficas para atender

ao abastecimento da Capital Ainda natildeo se pode

afirmar que a transposiccedilatildeo de aacuteguas entre ba-

cias induz a desestratificaccedilatildeo desse reservatoacuterio

sendo necessaacuterios mais estudos na aacuterea para um

maior esclarecimento sobre o assunto

Em ambos os periacuteodos as aacuteguas estavam eutro-

fizadas apresentando elevado IET e altas con-

centraccedilotildees de cianobacteacuterias destacando-se

os gecircneros potencialmente toacutexicos tais como a

Pseudanabaena sp Planktothrix sp Microcystis

sp Raphidiopsis sp Cylindrospermopsis sp No

primeiro semestre ocorreu a predominacircncia da

espeacutecie Pseudonabaena sp e no semestre se-

guinte o gecircnero Planktothix sp sobressaiu-se

no ambiente Essa caracteriacutestica de alternacircncia

ciacuteclica de espeacutecies pode representar um desafio

para o tratamento de aacutegua para abastecimen-

to humano jaacute que as estrateacutegias de tratamento

podem variar dependendo dos organismos pre-

dominantes Outro ponto a se destacar com essa

alternacircncia eacute a necessidade de adaptar mecanis-

mos de monitoramento de toxinas em funccedilatildeo da

variaccedilatildeo da composiccedilatildeo fitoplanctocircnica

A partir da aplicaccedilatildeo de ACP observou-se se um

resfriamento gradual da aacutegua no segundo se-

mestre assim como uma reduccedilatildeo da densidade

de cianobacteacuterias De forma contraditoacuteria en-

tretanto identificou-se correlaccedilatildeo positiva entre

temperatura e cianobacteacuteria no primeiro semes-

tre e negativa no segundo Tambeacutem se constatou

que no segundo semestre ocorreu o aumento da

concentraccedilatildeo de nutrientes e da turbidez que se

relaciona com o processo de desestratificaccedilatildeo da

coluna de aacutegua Essas variaccedilotildees identificam que

as estrateacutegias de tratamento de aacutegua do accedilude

gaviatildeo devem ser programadas de forma a se

adequar agraves sazonalidades da qualidade da aacutegua

5 CONTRIBUICcedilAtildeO DOS AUTORESTodos os autores contribuiacuteram de forma igualitaacuteria

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125

to nas camadas mais profundas o valor do pH

apresentou valores de ateacute 72 no mecircs de janeiro

e marccedilo indicando a possibilidade de ambientes

anaeroacutebios e a geraccedilatildeo de CO2 pelos organis-

mos decompositores (SILVA et al 2008) E aleacutem

disso a hipoacutexia ou anoxia no hipoliacutemnio promo-

ve a formaccedilatildeo de gases como amocircnia metano

e sulfetos Quando ocorre a mistura da coluna

de aacutegua aleacutem desses gases ocorre a liberaccedilatildeo

de nutrientes (foacutesforo ferro) e ressuspensatildeo de

sedimentos que retorna para a zona eufoacutetica no

momento da desestratificaccedilatildeo aumentando a

turbidez (ARAUJO et al 2008) como foi o caso do

reservatoacuterio do Gaviatildeo

A

B

C

Figura 4 - Variaccedilatildeo de (A) temperatura (B) oxigecircnio dissolvido e (C) pH da coluna de aacutegua ao longo de 2016

33 Processo de Eutrofizaccedilatildeo

Depreende-se da estatiacutestica descritiva apre-

sentada na Tabela 2 que ocorreu maior concen-

traccedilatildeo dos paracircmetros Ca Cl Cl-a Cian DBO

DQO OD pH Na SO4 e T

H2O no primeiro semestre

enquanto as demais variaacuteveis HCO3

- CE Mg PT

NT K Sal SDT ST e Turb foram mais elevadas no

segundo semestre do ano

Com base nos perfis de temperatura apresenta-

dos anteriormente estima-se que a maior con-

centraccedilatildeo de foacutesforo e nitrogecircnio no segundo

semestre pode estar relacionada com o aporte

da transposiccedilatildeo e ciclagem interna em conse-

quecircncia do processo de desestratificaccedilatildeo A

modelagem da recirculaccedilatildeo interna do foacutesforo

(P) no lago Okeechobee quantificou que os flu-

xos internos de P excedem as entradas externas

em meacutedia por um fator de 26 Nesse caso as

medidas mitigadoras relacionadas ao manejo

na bacia hidrograacutefica natildeo seraacute eficiente para

melhorar a qualidade da aacutegua do lago (POLL-

MAN e JAMES 2011) Valores meacutedio de foacutesforo

total (008 e 009 mgL) e de clorofila-a (54 e

51 μgL) para ambos os periacuteodos classificam o

reservatoacuterio como eutroacuteficos e supereutroacutefico

respectivamente conforme Lamparelli (2004)

Em relaccedilatildeo agrave densidade de cianobacteacuterias em

aacutegua natural preconiza-se para dessedentaccedilatildeo

animal valores inferiores 50000 celml (classe

2) Para essa mesma classe recomenda-se tra-

tamento convencional e para valores superiores

a 100000 celmL (classe 3) eacute recomendado tra-

tamento avanccedilado para abastecimento humano

(Brasil 2005) Pode-se visualizar na Tabela 2 que

os valores meacutedios de cianobacteacuterias registrados

no primeiro (217783 ceacutelulasmL) e segundo se-

mestre (144596 ceacutelulasmL) foram superiores

aos advertidos anteriormente

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

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Tabela 2 - Anaacutelise descritiva das variaacuteveis fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas

Paracircmetros

Primeiro semestre Segundo semestre

Meacutedia Coeficiente de variaccedilatildeo Desvio padratildeo Meacutedia Coeficiente de

variaccedilatildeo Desvio padratildeo

HCO3- 10864 866 941 11570 959 1109

CE 051 650 003 055 450 002

Ca 1258 1582 199 1051 8743 919

Cl 10469 1283 1344 9737 485 473

Cl-a 5447 4553 2480 5105 2608 1331

Cian 217783 7252 157936 144596 10336 149453

DBO 802 3667 294 539 10588 571

DQO 4154 1186 493 3266 3303 1079

PT 008 5139 004 009 7212 006

Mg 1767 381 067 1872 1284 240

NT 147 5353 079 162 2118 034

OD 731 1394 102 724 994 072

pH 843 405 034 842 281 024

K 1171 1641 192 1450 1731 251

Sal 026 402 001 028 754 002

Na 7083 853 604 6767 1177 797

SDT 30433 626 1906 32345 1103 3566

ST 31442 704 2213 33400 967 3229

SO4888 5981 531 802 7721 620

TH2O

2953 140 041 2813 187 053

Turb 775 6401 496 1081 3679 398

Visualiza-se na Figura 5 que nos meses de abril

e maio as floraccedilotildees de cianobacteacuterias foram re-

duzidas Esse evento pode ser ter sido ocasio-

nado pela intensa precipitaccedilatildeo na aacuterea em es-

tudo Jaacute no segundo semestre houve em meacutedia

uma menor quantidade de cianobacteacuterias com

exceccedilatildeo do mecircs de setembro quando foi obser-

vada uma floraccedilatildeo similar agrave do mecircs de marccedilo A

instabilidade e a competiccedilatildeo entre algas preju-

dicaram o estabelecimento de floraccedilotildees levan-

do a mudanccedilas na composiccedilatildeo e na biomassa

da comunidade de cianobacteacuterias em reserva-

toacuterios tropicais (DANTAS et al 2011 HUANG

et al 2014) Aleacutem desses fatores a distribuiccedilatildeo

e a proliferaccedilatildeo de cianobacteacuterias satildeo comu-

mente influenciadas pela concentraccedilatildeo e pro-

porccedilatildeo de nitrogecircnio e foacutesforo temperatura

oxigecircnio pH herbivoria e estabilidade de colu-

na de aacutegua que pode atuar sinergicamente ou

de forma antagocircnica (PAERL 2008)

Os padrotildees temporais de distribuiccedilatildeo fitoplanc-

tocircnica satildeo influenciados por fatores ambientais

a favor do aumento ou diminuiccedilatildeo da diversida-

de culminando na dominacircncia de determina-

das espeacutecies de cianobacteacuterias (RANGEL et al

2009) Nesse periacuteodo as condiccedilotildees favoraacuteveis de

estabilidade da coluna drsquoaacutegua de temperatura

de pH de concentraccedilatildeo de nutrientes proporcio-

naram a proliferaccedilatildeo demasiada de Cianobacteacute-

rias (SALVO e ISAAC 2002)

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

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] Figura 5 - Densidade de cianobacteacuteria e precipitaccedilatildeo na aacuterea em estudo ao longo do ano de 2016

Conforme a Fig 6 observa-se a codominacircncia

dos gecircneros de cianobacteacuterias Pseudanabaena sp

(33) Planktothrix sp (20) Microcystis sp (13)

Raphidiopsis sp (7) Cylindrospermopsis sp (6)

em relaccedilatildeo agrave densidade dos demais fitoplacircnctons

(20) No periacuteodo de chuvas (primeiro semestre)

em que a coluna de aacutegua apresentou processo de

estratificaccedilatildeo ocorreu a predominacircncia de Pseu-

danabaena sp No segundo semestre em aacuteguas

misturadas predominou a Planktothrix sp As ele-

vadas densidades identificadas de cianobacteacuteria

(gt100000 ceacutelulamL) foram compostas por espeacute-

cies potencialmente toacutexicas e estabelecem poten-

cial risco para a sauacutede puacuteblica (BELLEacuteM 2011)

Os feitos de toxidade de cianobacteacuterias satildeo muito

variados compreendendo desde hepatotoacutexicos

neutoacutexicos e dermatotoacutexicos (SOARES 2009 MO-

LICA e AZEVEDO 2009) O tipo mais comum de

intoxicaccedilatildeo envolvendo cianobacteacuterias eacute ocasiona-

do por hepatotoxinas que apresentam uma accedilatildeo

mais lenta podendo causar morte num intervalo

de poucas horas a poucos dias Os gecircneros Micro-

cystis sp Anabaena sp Nodularia sp Oscillatoria

sp Nostoc sp Cylindrospermopsis sp Planktotrix

sp Oscillatoria sp Radiocystis sp e Arthrospira sp

foram identificadas como produtoras dessas he-

patotoxinas (MERILUOTO e CODD 2005 MOLICA e

AZEVEDO 2009) O predomiacutenio das cianobacteacuterias

em reservatoacuterios tropicais eutroacuteficos deve-se a um

conjunto de fatores como elevadas temperaturas

baixa precipitaccedilatildeo pH alcalino e altas concentra-

ccedilotildees de nutrientes principalmente N e P (BOUVY et

al 2000 CHELLAPPA e COSTA 2003)

Existem diversos estudos sobre a dinacircmica de va-

riaccedilatildeo das populaccedilotildees de cianobacteacuterias (COSTA

et al 2009 MOLISANI et al 2010 DANTAS et al

2011 LIRA et al 2011) As espeacutecies que fixam ni-

trogecircnio atmosfeacuterico como Anabaena sp Apha-

nizomenon sp e Cylindrospermopsis sp usual-

mente dominam ambientes com aacuteguas pobres em

nutrientes Microcystis sp eacute dominante em lagos

eutroacuteficos com grande estabilidade teacutermica e as

oscilatoacuterias e as filamentosas como Pseudana-

baena sp e Planktothrix sp dominam o placircncton

de ambientes polimiacuteticos eutroacuteficos que contam

com elevada turbidez e baixa penetraccedilatildeo de luz

(TUNDISI e T TUNDISI 2008) Gecircneros coloniais

como Microcystis Anabaenae e Aphanizomenon

formam colocircnias contendo ceacutelulas em forma de

cocos e filamentos gerando espumas na superfiacute-

cie Muitas delas possuem vesiacuteculas de gaacutes sendo

uma vantagem competitiva durante aacuteguas calmas

ou em periacuteodos de baixa intensidade luminosa

poreacutem as mesmas natildeo conseguem se estabelecer

em ambientes com maior turbulecircncia na coluna

drsquoaacutegua (BLOTTIERE et al 2016)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

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34 Avaliaccedilatildeo Multivariada dos dados

No total foram vinte e um paracircmetros utilizados

cujos resultados da ACP explicam 90 e 100

da variaccedilatildeo para o primeiro e segundo semestre

respectivamente (Tabela 3) As cargas dos fatores

podem ser classificadas como muito significante

significante e insignificante correspondendo aos

valores absolutos iguais a gt 075 075 - 050 lt

050 respectivamente (HAIR 2005) Em relaccedilatildeo ao

primeiro semestre (Tabela 3) o CP1 apresenta con-

vergecircncia positiva das variaacuteveis Sal CE Cian pH

TH2O

e negativa SO4 Cl-a PT (explica 27 da vari-

acircncia) O CP2 tem relaccedilatildeo positiva dos paracircmetros

HCO3

- Cl e negativa DBO Mg OD (explica 24 da

variacircncia) O CP3 inclui relaccedilatildeo positiva ST SDT

DQO e negativa NT (explica 20 da variacircncia) O

CP4 compreende variaacuteveis positivas Turb K e ne-

gativa Ca e Na (explica 19 da variacircncia)

Com relaccedilatildeo a CP1 identificou-se que a densi-

dade de cianobacteacuterias se mostrou significante

principalmente com a salinidade e temperatu-

ra o que culminou com maior densidade celular

Resultados semelhantes a esse foram constata-

dos por Fonseca et al (2010) ao pesquisar vaacuterios

mananciais no estado de Satildeo Paulo A correlaccedilatildeo

negativa entre cianobacteacuterias e Clorofila-a pode

ser devida ao fato de que esse estudo considerou

apenas a comunidade de cianobacteacuterias No en-

tanto outros grupos de fitoplacircnctons estavam

presentes nas amostras e tambeacutem possuem esses

pigmentos Resultados semelhantes a esses foram

constatados por Lira et al (2011) ao estudar re-

servatoacuterios no estado de Pernambuco Outro fator

que se correlaciona com o aumento de densidade

fitoplanctocircnica (CP1) eacute o pH tendo em vista que

a atividade fotossinteacutetica reduz a disponibilidade

de CO2 com consequente aumento do pH (PALMA

et al 2010) Uma correlaccedilatildeo positiva entre o pH e

o fitoplacircncton tambeacutem foi encontrada em pesqui-

sas realizadas em reservatoacuterio do estado de Satildeo

Paulo (CUNHA E CALIJURI 2011) Em referecircncia agrave

CP3 os resultados refletem o comportamento da

concentraccedilatildeo dos ST e SDT que se associam com

o aumento de DQO provavelmente devido ao ar-

raste de mateacuteria orgacircnica aloctone (SANTI 2013)

Esse resultado pode refletir no aumento da polui-

ccedilatildeo no local amostrado (ARAUJO et al 2008) No

que concerne agrave CP4 os caacutetions Ca e Na tecircm maior

concentraccedilatildeo no primeiro semestre e concate-

nam-se negativamente a Turb e K que apresen-

tam maior concentraccedilatildeo no semestre posterior

conforme apresentado na anaacutelise descritiva (Ta-

bela 3) Os referidos iacuteons conferem dureza agrave aacutegua

(SILVA et al 2017) E as principais fontes podem

ser aacutereas de agricultura efluentes eou prove-

niente da bacia hidrograacutefica local onde se cons-

tatam processos antroacutepicos ocasionados pelo

uso desordenado das aacutereas (ISLAM et al 1997)

A maior concentraccedilatildeo de sulfatos presentes na

Figura 6 - Espeacutecies de cianobacteacuterias predominantes no accedilude Gaviatildeo no ano de 2016

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

129

aacutegua do reservatoacuterio na primeira estaccedilatildeo pode ser

proveniente de processos naturais do solo como

intemperismo das rochas sedimentares e a mu-

danccedilas na intensidade desses processos e insu-

mos antropogecircnicos ou seja fertilizantes agrave base

de enxofre (S) (GRASBY et al 1997)

No segundo semestre conforme a Tabela 3 o CP1

apresenta correlaccedilatildeo positiva das variaacuteveis HCO3

CE Sal Na SDT ST TH2O

e negativa Cian e Turb

(explica 34 da variacircncia) O CP2 tem participa-

ccedilatildeo positiva dos paracircmetros Ca Cl DQO NT K

SO4 e negativa Cl-a (explica 30 da variacircncia) O

CP3 inclui reciprocidade positiva DBO CE e ne-

gativa PT Mg (explica 22 da variacircncia) O CP4

compreende as variaacuteveis positivas OD e negativa

pH (explica 14 da variacircncia) Ainda com relaccedilatildeo

agrave CP1 verificou-se que a TH2O se correlacionou

negativamente com a produtividade primaacuteria

Com referecircncia ao aumento da concentraccedilatildeo das

demais variaacuteveis ST SDT Sal CE HCO3- haacute indiacute-

cios de ser consequecircncia da turbulecircncia oca-

sionada pela transferecircncia de aacutegua entre bacias

hidrograacuteficas retirada de aacutegua pela tomada de

aacutegua pela CAGECE ou instabilidade da coluna de

aacutegua pelo processo de desestratificaccedilatildeo que po-

dem ocasionar a reduccedilatildeo da densidade das Cia-

nobacteacuterias (VIDOTTI e ROLLEMBERG 2003) Em

menccedilatildeo agrave CP2 as variaacuteveis Ca Cl DQO NT K SO4

estatildeo correlacionadas negativamente com a Cl-a

Nessa matriz a Cl-a eacute considerada uma medida

indireta do aumento da densidade celular (KNOLL

et al 2015) Em alusatildeo agrave CP3 as variaacuteveis DBO e

CE se agrupam com sinal oposto a PT e Mg Nesse

caso a degradaccedilatildeo e a mineralizaccedilatildeo da mateacuteria

orgacircnica (DBO) tiveram como consequecircncia o au-

mento do nutriente na coluna drsquoaacutegua (BRAUNS-

CHWEIG et al 2003) A respeito da CP4 a redu-

ccedilatildeo do pH pode ser consequecircncia da mistura de

coluna de aacutegua e incorporaccedilatildeo de gaacutes da coluna

eou mesmo da atmosfera assim como pode ser

causa da poluiccedilatildeo por ureia e compostos quiacutemi-

cos originados das aacutereas de pecuaacuteria e agricultura

(MORAIS e SILVA 2012) No entanto o aumento

da contrataccedilatildeo de OD pode ser proveniente da

maior velocidade dos ventos pertinentes ao seu

aumento no segundo semestre

Tabela 3 - Resultado da anaacutelise da componente principal para o ano de 2016

DadosPrimeiro semestre Segundo semestre

PC1 PC2 PC3 PC4 PC1 PC2 PC3 PC4

HCO3

- -010 089 019 041 070 036 011 061

DBO -005 -093 007 021 -002 -019 097 016Cl-a -088 012 003 046 -046 -073 046 -020Ca -021 037 006 -089 038 074 -054 009Cl 043 077 014 -009 006 085 043 028

DQO 027 032 079 -033 027 095 006 014Cian 075 063 013 -009 -080 029 010 052OD -013 -059 002 030 036 024 047 077CE 076 062 021 001 062 038 067 -014K 012 035 030 087 043 085 024 021

Mg 044 -076 -018 042 005 -005 -099 -014Na -008 020 024 -094 065 040 065 006pH 053 -052 037 015 008 -004 023 -097Sal 096 004 -007 003 094 -024 -004 024SO

4-088 010 -017 -037 016 074 008 065

SDT -007 018 094 -007 081 057 -013 -012T

H2O075 012 -007 011 083 047 -025 017

NT 018 041 -072 -001 -023 092 -031 -003

ST -007 018 098 003 076 061 -015 -017

PT -062 -035 043 053 022 015 -091 032

Turb -035 -036 -043 073 -093 -036 -008 -005

Muito significante (gt075) significante (075 - 050) insignificante (lt050)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

130

4 CONSIDERACcedilOtildeES FINAISIdentificou-se que o reservatoacuterio apresenta di-

ferentes processos de estratificaccedilatildeodesestrati-

ficaccedilatildeo em funccedilatildeo da eacutepoca do ano a) estrati-

ficou no primeiro semestre periacuteodo de maiores

precipitaccedilotildees menores incidecircncia da insolaccedilatildeo e

velocidade dos ventos b) desestratificou no se-

gundo semestre periacuteodo de menor precipitaccedilatildeo

e maior intensidade dos ventos e insolaccedilatildeo e a

presenccedila do aporte de aacutegua advindo da transpo-

siccedilatildeo de outras bacias hidrograacuteficas para atender

ao abastecimento da Capital Ainda natildeo se pode

afirmar que a transposiccedilatildeo de aacuteguas entre ba-

cias induz a desestratificaccedilatildeo desse reservatoacuterio

sendo necessaacuterios mais estudos na aacuterea para um

maior esclarecimento sobre o assunto

Em ambos os periacuteodos as aacuteguas estavam eutro-

fizadas apresentando elevado IET e altas con-

centraccedilotildees de cianobacteacuterias destacando-se

os gecircneros potencialmente toacutexicos tais como a

Pseudanabaena sp Planktothrix sp Microcystis

sp Raphidiopsis sp Cylindrospermopsis sp No

primeiro semestre ocorreu a predominacircncia da

espeacutecie Pseudonabaena sp e no semestre se-

guinte o gecircnero Planktothix sp sobressaiu-se

no ambiente Essa caracteriacutestica de alternacircncia

ciacuteclica de espeacutecies pode representar um desafio

para o tratamento de aacutegua para abastecimen-

to humano jaacute que as estrateacutegias de tratamento

podem variar dependendo dos organismos pre-

dominantes Outro ponto a se destacar com essa

alternacircncia eacute a necessidade de adaptar mecanis-

mos de monitoramento de toxinas em funccedilatildeo da

variaccedilatildeo da composiccedilatildeo fitoplanctocircnica

A partir da aplicaccedilatildeo de ACP observou-se se um

resfriamento gradual da aacutegua no segundo se-

mestre assim como uma reduccedilatildeo da densidade

de cianobacteacuterias De forma contraditoacuteria en-

tretanto identificou-se correlaccedilatildeo positiva entre

temperatura e cianobacteacuteria no primeiro semes-

tre e negativa no segundo Tambeacutem se constatou

que no segundo semestre ocorreu o aumento da

concentraccedilatildeo de nutrientes e da turbidez que se

relaciona com o processo de desestratificaccedilatildeo da

coluna de aacutegua Essas variaccedilotildees identificam que

as estrateacutegias de tratamento de aacutegua do accedilude

gaviatildeo devem ser programadas de forma a se

adequar agraves sazonalidades da qualidade da aacutegua

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126

Tabela 2 - Anaacutelise descritiva das variaacuteveis fiacutesico-quiacutemicas e bioloacutegicas

Paracircmetros

Primeiro semestre Segundo semestre

Meacutedia Coeficiente de variaccedilatildeo Desvio padratildeo Meacutedia Coeficiente de

variaccedilatildeo Desvio padratildeo

HCO3- 10864 866 941 11570 959 1109

CE 051 650 003 055 450 002

Ca 1258 1582 199 1051 8743 919

Cl 10469 1283 1344 9737 485 473

Cl-a 5447 4553 2480 5105 2608 1331

Cian 217783 7252 157936 144596 10336 149453

DBO 802 3667 294 539 10588 571

DQO 4154 1186 493 3266 3303 1079

PT 008 5139 004 009 7212 006

Mg 1767 381 067 1872 1284 240

NT 147 5353 079 162 2118 034

OD 731 1394 102 724 994 072

pH 843 405 034 842 281 024

K 1171 1641 192 1450 1731 251

Sal 026 402 001 028 754 002

Na 7083 853 604 6767 1177 797

SDT 30433 626 1906 32345 1103 3566

ST 31442 704 2213 33400 967 3229

SO4888 5981 531 802 7721 620

TH2O

2953 140 041 2813 187 053

Turb 775 6401 496 1081 3679 398

Visualiza-se na Figura 5 que nos meses de abril

e maio as floraccedilotildees de cianobacteacuterias foram re-

duzidas Esse evento pode ser ter sido ocasio-

nado pela intensa precipitaccedilatildeo na aacuterea em es-

tudo Jaacute no segundo semestre houve em meacutedia

uma menor quantidade de cianobacteacuterias com

exceccedilatildeo do mecircs de setembro quando foi obser-

vada uma floraccedilatildeo similar agrave do mecircs de marccedilo A

instabilidade e a competiccedilatildeo entre algas preju-

dicaram o estabelecimento de floraccedilotildees levan-

do a mudanccedilas na composiccedilatildeo e na biomassa

da comunidade de cianobacteacuterias em reserva-

toacuterios tropicais (DANTAS et al 2011 HUANG

et al 2014) Aleacutem desses fatores a distribuiccedilatildeo

e a proliferaccedilatildeo de cianobacteacuterias satildeo comu-

mente influenciadas pela concentraccedilatildeo e pro-

porccedilatildeo de nitrogecircnio e foacutesforo temperatura

oxigecircnio pH herbivoria e estabilidade de colu-

na de aacutegua que pode atuar sinergicamente ou

de forma antagocircnica (PAERL 2008)

Os padrotildees temporais de distribuiccedilatildeo fitoplanc-

tocircnica satildeo influenciados por fatores ambientais

a favor do aumento ou diminuiccedilatildeo da diversida-

de culminando na dominacircncia de determina-

das espeacutecies de cianobacteacuterias (RANGEL et al

2009) Nesse periacuteodo as condiccedilotildees favoraacuteveis de

estabilidade da coluna drsquoaacutegua de temperatura

de pH de concentraccedilatildeo de nutrientes proporcio-

naram a proliferaccedilatildeo demasiada de Cianobacteacute-

rias (SALVO e ISAAC 2002)

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

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127

] Figura 5 - Densidade de cianobacteacuteria e precipitaccedilatildeo na aacuterea em estudo ao longo do ano de 2016

Conforme a Fig 6 observa-se a codominacircncia

dos gecircneros de cianobacteacuterias Pseudanabaena sp

(33) Planktothrix sp (20) Microcystis sp (13)

Raphidiopsis sp (7) Cylindrospermopsis sp (6)

em relaccedilatildeo agrave densidade dos demais fitoplacircnctons

(20) No periacuteodo de chuvas (primeiro semestre)

em que a coluna de aacutegua apresentou processo de

estratificaccedilatildeo ocorreu a predominacircncia de Pseu-

danabaena sp No segundo semestre em aacuteguas

misturadas predominou a Planktothrix sp As ele-

vadas densidades identificadas de cianobacteacuteria

(gt100000 ceacutelulamL) foram compostas por espeacute-

cies potencialmente toacutexicas e estabelecem poten-

cial risco para a sauacutede puacuteblica (BELLEacuteM 2011)

Os feitos de toxidade de cianobacteacuterias satildeo muito

variados compreendendo desde hepatotoacutexicos

neutoacutexicos e dermatotoacutexicos (SOARES 2009 MO-

LICA e AZEVEDO 2009) O tipo mais comum de

intoxicaccedilatildeo envolvendo cianobacteacuterias eacute ocasiona-

do por hepatotoxinas que apresentam uma accedilatildeo

mais lenta podendo causar morte num intervalo

de poucas horas a poucos dias Os gecircneros Micro-

cystis sp Anabaena sp Nodularia sp Oscillatoria

sp Nostoc sp Cylindrospermopsis sp Planktotrix

sp Oscillatoria sp Radiocystis sp e Arthrospira sp

foram identificadas como produtoras dessas he-

patotoxinas (MERILUOTO e CODD 2005 MOLICA e

AZEVEDO 2009) O predomiacutenio das cianobacteacuterias

em reservatoacuterios tropicais eutroacuteficos deve-se a um

conjunto de fatores como elevadas temperaturas

baixa precipitaccedilatildeo pH alcalino e altas concentra-

ccedilotildees de nutrientes principalmente N e P (BOUVY et

al 2000 CHELLAPPA e COSTA 2003)

Existem diversos estudos sobre a dinacircmica de va-

riaccedilatildeo das populaccedilotildees de cianobacteacuterias (COSTA

et al 2009 MOLISANI et al 2010 DANTAS et al

2011 LIRA et al 2011) As espeacutecies que fixam ni-

trogecircnio atmosfeacuterico como Anabaena sp Apha-

nizomenon sp e Cylindrospermopsis sp usual-

mente dominam ambientes com aacuteguas pobres em

nutrientes Microcystis sp eacute dominante em lagos

eutroacuteficos com grande estabilidade teacutermica e as

oscilatoacuterias e as filamentosas como Pseudana-

baena sp e Planktothrix sp dominam o placircncton

de ambientes polimiacuteticos eutroacuteficos que contam

com elevada turbidez e baixa penetraccedilatildeo de luz

(TUNDISI e T TUNDISI 2008) Gecircneros coloniais

como Microcystis Anabaenae e Aphanizomenon

formam colocircnias contendo ceacutelulas em forma de

cocos e filamentos gerando espumas na superfiacute-

cie Muitas delas possuem vesiacuteculas de gaacutes sendo

uma vantagem competitiva durante aacuteguas calmas

ou em periacuteodos de baixa intensidade luminosa

poreacutem as mesmas natildeo conseguem se estabelecer

em ambientes com maior turbulecircncia na coluna

drsquoaacutegua (BLOTTIERE et al 2016)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

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34 Avaliaccedilatildeo Multivariada dos dados

No total foram vinte e um paracircmetros utilizados

cujos resultados da ACP explicam 90 e 100

da variaccedilatildeo para o primeiro e segundo semestre

respectivamente (Tabela 3) As cargas dos fatores

podem ser classificadas como muito significante

significante e insignificante correspondendo aos

valores absolutos iguais a gt 075 075 - 050 lt

050 respectivamente (HAIR 2005) Em relaccedilatildeo ao

primeiro semestre (Tabela 3) o CP1 apresenta con-

vergecircncia positiva das variaacuteveis Sal CE Cian pH

TH2O

e negativa SO4 Cl-a PT (explica 27 da vari-

acircncia) O CP2 tem relaccedilatildeo positiva dos paracircmetros

HCO3

- Cl e negativa DBO Mg OD (explica 24 da

variacircncia) O CP3 inclui relaccedilatildeo positiva ST SDT

DQO e negativa NT (explica 20 da variacircncia) O

CP4 compreende variaacuteveis positivas Turb K e ne-

gativa Ca e Na (explica 19 da variacircncia)

Com relaccedilatildeo a CP1 identificou-se que a densi-

dade de cianobacteacuterias se mostrou significante

principalmente com a salinidade e temperatu-

ra o que culminou com maior densidade celular

Resultados semelhantes a esse foram constata-

dos por Fonseca et al (2010) ao pesquisar vaacuterios

mananciais no estado de Satildeo Paulo A correlaccedilatildeo

negativa entre cianobacteacuterias e Clorofila-a pode

ser devida ao fato de que esse estudo considerou

apenas a comunidade de cianobacteacuterias No en-

tanto outros grupos de fitoplacircnctons estavam

presentes nas amostras e tambeacutem possuem esses

pigmentos Resultados semelhantes a esses foram

constatados por Lira et al (2011) ao estudar re-

servatoacuterios no estado de Pernambuco Outro fator

que se correlaciona com o aumento de densidade

fitoplanctocircnica (CP1) eacute o pH tendo em vista que

a atividade fotossinteacutetica reduz a disponibilidade

de CO2 com consequente aumento do pH (PALMA

et al 2010) Uma correlaccedilatildeo positiva entre o pH e

o fitoplacircncton tambeacutem foi encontrada em pesqui-

sas realizadas em reservatoacuterio do estado de Satildeo

Paulo (CUNHA E CALIJURI 2011) Em referecircncia agrave

CP3 os resultados refletem o comportamento da

concentraccedilatildeo dos ST e SDT que se associam com

o aumento de DQO provavelmente devido ao ar-

raste de mateacuteria orgacircnica aloctone (SANTI 2013)

Esse resultado pode refletir no aumento da polui-

ccedilatildeo no local amostrado (ARAUJO et al 2008) No

que concerne agrave CP4 os caacutetions Ca e Na tecircm maior

concentraccedilatildeo no primeiro semestre e concate-

nam-se negativamente a Turb e K que apresen-

tam maior concentraccedilatildeo no semestre posterior

conforme apresentado na anaacutelise descritiva (Ta-

bela 3) Os referidos iacuteons conferem dureza agrave aacutegua

(SILVA et al 2017) E as principais fontes podem

ser aacutereas de agricultura efluentes eou prove-

niente da bacia hidrograacutefica local onde se cons-

tatam processos antroacutepicos ocasionados pelo

uso desordenado das aacutereas (ISLAM et al 1997)

A maior concentraccedilatildeo de sulfatos presentes na

Figura 6 - Espeacutecies de cianobacteacuterias predominantes no accedilude Gaviatildeo no ano de 2016

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

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aacutegua do reservatoacuterio na primeira estaccedilatildeo pode ser

proveniente de processos naturais do solo como

intemperismo das rochas sedimentares e a mu-

danccedilas na intensidade desses processos e insu-

mos antropogecircnicos ou seja fertilizantes agrave base

de enxofre (S) (GRASBY et al 1997)

No segundo semestre conforme a Tabela 3 o CP1

apresenta correlaccedilatildeo positiva das variaacuteveis HCO3

CE Sal Na SDT ST TH2O

e negativa Cian e Turb

(explica 34 da variacircncia) O CP2 tem participa-

ccedilatildeo positiva dos paracircmetros Ca Cl DQO NT K

SO4 e negativa Cl-a (explica 30 da variacircncia) O

CP3 inclui reciprocidade positiva DBO CE e ne-

gativa PT Mg (explica 22 da variacircncia) O CP4

compreende as variaacuteveis positivas OD e negativa

pH (explica 14 da variacircncia) Ainda com relaccedilatildeo

agrave CP1 verificou-se que a TH2O se correlacionou

negativamente com a produtividade primaacuteria

Com referecircncia ao aumento da concentraccedilatildeo das

demais variaacuteveis ST SDT Sal CE HCO3- haacute indiacute-

cios de ser consequecircncia da turbulecircncia oca-

sionada pela transferecircncia de aacutegua entre bacias

hidrograacuteficas retirada de aacutegua pela tomada de

aacutegua pela CAGECE ou instabilidade da coluna de

aacutegua pelo processo de desestratificaccedilatildeo que po-

dem ocasionar a reduccedilatildeo da densidade das Cia-

nobacteacuterias (VIDOTTI e ROLLEMBERG 2003) Em

menccedilatildeo agrave CP2 as variaacuteveis Ca Cl DQO NT K SO4

estatildeo correlacionadas negativamente com a Cl-a

Nessa matriz a Cl-a eacute considerada uma medida

indireta do aumento da densidade celular (KNOLL

et al 2015) Em alusatildeo agrave CP3 as variaacuteveis DBO e

CE se agrupam com sinal oposto a PT e Mg Nesse

caso a degradaccedilatildeo e a mineralizaccedilatildeo da mateacuteria

orgacircnica (DBO) tiveram como consequecircncia o au-

mento do nutriente na coluna drsquoaacutegua (BRAUNS-

CHWEIG et al 2003) A respeito da CP4 a redu-

ccedilatildeo do pH pode ser consequecircncia da mistura de

coluna de aacutegua e incorporaccedilatildeo de gaacutes da coluna

eou mesmo da atmosfera assim como pode ser

causa da poluiccedilatildeo por ureia e compostos quiacutemi-

cos originados das aacutereas de pecuaacuteria e agricultura

(MORAIS e SILVA 2012) No entanto o aumento

da contrataccedilatildeo de OD pode ser proveniente da

maior velocidade dos ventos pertinentes ao seu

aumento no segundo semestre

Tabela 3 - Resultado da anaacutelise da componente principal para o ano de 2016

DadosPrimeiro semestre Segundo semestre

PC1 PC2 PC3 PC4 PC1 PC2 PC3 PC4

HCO3

- -010 089 019 041 070 036 011 061

DBO -005 -093 007 021 -002 -019 097 016Cl-a -088 012 003 046 -046 -073 046 -020Ca -021 037 006 -089 038 074 -054 009Cl 043 077 014 -009 006 085 043 028

DQO 027 032 079 -033 027 095 006 014Cian 075 063 013 -009 -080 029 010 052OD -013 -059 002 030 036 024 047 077CE 076 062 021 001 062 038 067 -014K 012 035 030 087 043 085 024 021

Mg 044 -076 -018 042 005 -005 -099 -014Na -008 020 024 -094 065 040 065 006pH 053 -052 037 015 008 -004 023 -097Sal 096 004 -007 003 094 -024 -004 024SO

4-088 010 -017 -037 016 074 008 065

SDT -007 018 094 -007 081 057 -013 -012T

H2O075 012 -007 011 083 047 -025 017

NT 018 041 -072 -001 -023 092 -031 -003

ST -007 018 098 003 076 061 -015 -017

PT -062 -035 043 053 022 015 -091 032

Turb -035 -036 -043 073 -093 -036 -008 -005

Muito significante (gt075) significante (075 - 050) insignificante (lt050)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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4 CONSIDERACcedilOtildeES FINAISIdentificou-se que o reservatoacuterio apresenta di-

ferentes processos de estratificaccedilatildeodesestrati-

ficaccedilatildeo em funccedilatildeo da eacutepoca do ano a) estrati-

ficou no primeiro semestre periacuteodo de maiores

precipitaccedilotildees menores incidecircncia da insolaccedilatildeo e

velocidade dos ventos b) desestratificou no se-

gundo semestre periacuteodo de menor precipitaccedilatildeo

e maior intensidade dos ventos e insolaccedilatildeo e a

presenccedila do aporte de aacutegua advindo da transpo-

siccedilatildeo de outras bacias hidrograacuteficas para atender

ao abastecimento da Capital Ainda natildeo se pode

afirmar que a transposiccedilatildeo de aacuteguas entre ba-

cias induz a desestratificaccedilatildeo desse reservatoacuterio

sendo necessaacuterios mais estudos na aacuterea para um

maior esclarecimento sobre o assunto

Em ambos os periacuteodos as aacuteguas estavam eutro-

fizadas apresentando elevado IET e altas con-

centraccedilotildees de cianobacteacuterias destacando-se

os gecircneros potencialmente toacutexicos tais como a

Pseudanabaena sp Planktothrix sp Microcystis

sp Raphidiopsis sp Cylindrospermopsis sp No

primeiro semestre ocorreu a predominacircncia da

espeacutecie Pseudonabaena sp e no semestre se-

guinte o gecircnero Planktothix sp sobressaiu-se

no ambiente Essa caracteriacutestica de alternacircncia

ciacuteclica de espeacutecies pode representar um desafio

para o tratamento de aacutegua para abastecimen-

to humano jaacute que as estrateacutegias de tratamento

podem variar dependendo dos organismos pre-

dominantes Outro ponto a se destacar com essa

alternacircncia eacute a necessidade de adaptar mecanis-

mos de monitoramento de toxinas em funccedilatildeo da

variaccedilatildeo da composiccedilatildeo fitoplanctocircnica

A partir da aplicaccedilatildeo de ACP observou-se se um

resfriamento gradual da aacutegua no segundo se-

mestre assim como uma reduccedilatildeo da densidade

de cianobacteacuterias De forma contraditoacuteria en-

tretanto identificou-se correlaccedilatildeo positiva entre

temperatura e cianobacteacuteria no primeiro semes-

tre e negativa no segundo Tambeacutem se constatou

que no segundo semestre ocorreu o aumento da

concentraccedilatildeo de nutrientes e da turbidez que se

relaciona com o processo de desestratificaccedilatildeo da

coluna de aacutegua Essas variaccedilotildees identificam que

as estrateacutegias de tratamento de aacutegua do accedilude

gaviatildeo devem ser programadas de forma a se

adequar agraves sazonalidades da qualidade da aacutegua

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Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

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] Figura 5 - Densidade de cianobacteacuteria e precipitaccedilatildeo na aacuterea em estudo ao longo do ano de 2016

Conforme a Fig 6 observa-se a codominacircncia

dos gecircneros de cianobacteacuterias Pseudanabaena sp

(33) Planktothrix sp (20) Microcystis sp (13)

Raphidiopsis sp (7) Cylindrospermopsis sp (6)

em relaccedilatildeo agrave densidade dos demais fitoplacircnctons

(20) No periacuteodo de chuvas (primeiro semestre)

em que a coluna de aacutegua apresentou processo de

estratificaccedilatildeo ocorreu a predominacircncia de Pseu-

danabaena sp No segundo semestre em aacuteguas

misturadas predominou a Planktothrix sp As ele-

vadas densidades identificadas de cianobacteacuteria

(gt100000 ceacutelulamL) foram compostas por espeacute-

cies potencialmente toacutexicas e estabelecem poten-

cial risco para a sauacutede puacuteblica (BELLEacuteM 2011)

Os feitos de toxidade de cianobacteacuterias satildeo muito

variados compreendendo desde hepatotoacutexicos

neutoacutexicos e dermatotoacutexicos (SOARES 2009 MO-

LICA e AZEVEDO 2009) O tipo mais comum de

intoxicaccedilatildeo envolvendo cianobacteacuterias eacute ocasiona-

do por hepatotoxinas que apresentam uma accedilatildeo

mais lenta podendo causar morte num intervalo

de poucas horas a poucos dias Os gecircneros Micro-

cystis sp Anabaena sp Nodularia sp Oscillatoria

sp Nostoc sp Cylindrospermopsis sp Planktotrix

sp Oscillatoria sp Radiocystis sp e Arthrospira sp

foram identificadas como produtoras dessas he-

patotoxinas (MERILUOTO e CODD 2005 MOLICA e

AZEVEDO 2009) O predomiacutenio das cianobacteacuterias

em reservatoacuterios tropicais eutroacuteficos deve-se a um

conjunto de fatores como elevadas temperaturas

baixa precipitaccedilatildeo pH alcalino e altas concentra-

ccedilotildees de nutrientes principalmente N e P (BOUVY et

al 2000 CHELLAPPA e COSTA 2003)

Existem diversos estudos sobre a dinacircmica de va-

riaccedilatildeo das populaccedilotildees de cianobacteacuterias (COSTA

et al 2009 MOLISANI et al 2010 DANTAS et al

2011 LIRA et al 2011) As espeacutecies que fixam ni-

trogecircnio atmosfeacuterico como Anabaena sp Apha-

nizomenon sp e Cylindrospermopsis sp usual-

mente dominam ambientes com aacuteguas pobres em

nutrientes Microcystis sp eacute dominante em lagos

eutroacuteficos com grande estabilidade teacutermica e as

oscilatoacuterias e as filamentosas como Pseudana-

baena sp e Planktothrix sp dominam o placircncton

de ambientes polimiacuteticos eutroacuteficos que contam

com elevada turbidez e baixa penetraccedilatildeo de luz

(TUNDISI e T TUNDISI 2008) Gecircneros coloniais

como Microcystis Anabaenae e Aphanizomenon

formam colocircnias contendo ceacutelulas em forma de

cocos e filamentos gerando espumas na superfiacute-

cie Muitas delas possuem vesiacuteculas de gaacutes sendo

uma vantagem competitiva durante aacuteguas calmas

ou em periacuteodos de baixa intensidade luminosa

poreacutem as mesmas natildeo conseguem se estabelecer

em ambientes com maior turbulecircncia na coluna

drsquoaacutegua (BLOTTIERE et al 2016)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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34 Avaliaccedilatildeo Multivariada dos dados

No total foram vinte e um paracircmetros utilizados

cujos resultados da ACP explicam 90 e 100

da variaccedilatildeo para o primeiro e segundo semestre

respectivamente (Tabela 3) As cargas dos fatores

podem ser classificadas como muito significante

significante e insignificante correspondendo aos

valores absolutos iguais a gt 075 075 - 050 lt

050 respectivamente (HAIR 2005) Em relaccedilatildeo ao

primeiro semestre (Tabela 3) o CP1 apresenta con-

vergecircncia positiva das variaacuteveis Sal CE Cian pH

TH2O

e negativa SO4 Cl-a PT (explica 27 da vari-

acircncia) O CP2 tem relaccedilatildeo positiva dos paracircmetros

HCO3

- Cl e negativa DBO Mg OD (explica 24 da

variacircncia) O CP3 inclui relaccedilatildeo positiva ST SDT

DQO e negativa NT (explica 20 da variacircncia) O

CP4 compreende variaacuteveis positivas Turb K e ne-

gativa Ca e Na (explica 19 da variacircncia)

Com relaccedilatildeo a CP1 identificou-se que a densi-

dade de cianobacteacuterias se mostrou significante

principalmente com a salinidade e temperatu-

ra o que culminou com maior densidade celular

Resultados semelhantes a esse foram constata-

dos por Fonseca et al (2010) ao pesquisar vaacuterios

mananciais no estado de Satildeo Paulo A correlaccedilatildeo

negativa entre cianobacteacuterias e Clorofila-a pode

ser devida ao fato de que esse estudo considerou

apenas a comunidade de cianobacteacuterias No en-

tanto outros grupos de fitoplacircnctons estavam

presentes nas amostras e tambeacutem possuem esses

pigmentos Resultados semelhantes a esses foram

constatados por Lira et al (2011) ao estudar re-

servatoacuterios no estado de Pernambuco Outro fator

que se correlaciona com o aumento de densidade

fitoplanctocircnica (CP1) eacute o pH tendo em vista que

a atividade fotossinteacutetica reduz a disponibilidade

de CO2 com consequente aumento do pH (PALMA

et al 2010) Uma correlaccedilatildeo positiva entre o pH e

o fitoplacircncton tambeacutem foi encontrada em pesqui-

sas realizadas em reservatoacuterio do estado de Satildeo

Paulo (CUNHA E CALIJURI 2011) Em referecircncia agrave

CP3 os resultados refletem o comportamento da

concentraccedilatildeo dos ST e SDT que se associam com

o aumento de DQO provavelmente devido ao ar-

raste de mateacuteria orgacircnica aloctone (SANTI 2013)

Esse resultado pode refletir no aumento da polui-

ccedilatildeo no local amostrado (ARAUJO et al 2008) No

que concerne agrave CP4 os caacutetions Ca e Na tecircm maior

concentraccedilatildeo no primeiro semestre e concate-

nam-se negativamente a Turb e K que apresen-

tam maior concentraccedilatildeo no semestre posterior

conforme apresentado na anaacutelise descritiva (Ta-

bela 3) Os referidos iacuteons conferem dureza agrave aacutegua

(SILVA et al 2017) E as principais fontes podem

ser aacutereas de agricultura efluentes eou prove-

niente da bacia hidrograacutefica local onde se cons-

tatam processos antroacutepicos ocasionados pelo

uso desordenado das aacutereas (ISLAM et al 1997)

A maior concentraccedilatildeo de sulfatos presentes na

Figura 6 - Espeacutecies de cianobacteacuterias predominantes no accedilude Gaviatildeo no ano de 2016

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aacutegua do reservatoacuterio na primeira estaccedilatildeo pode ser

proveniente de processos naturais do solo como

intemperismo das rochas sedimentares e a mu-

danccedilas na intensidade desses processos e insu-

mos antropogecircnicos ou seja fertilizantes agrave base

de enxofre (S) (GRASBY et al 1997)

No segundo semestre conforme a Tabela 3 o CP1

apresenta correlaccedilatildeo positiva das variaacuteveis HCO3

CE Sal Na SDT ST TH2O

e negativa Cian e Turb

(explica 34 da variacircncia) O CP2 tem participa-

ccedilatildeo positiva dos paracircmetros Ca Cl DQO NT K

SO4 e negativa Cl-a (explica 30 da variacircncia) O

CP3 inclui reciprocidade positiva DBO CE e ne-

gativa PT Mg (explica 22 da variacircncia) O CP4

compreende as variaacuteveis positivas OD e negativa

pH (explica 14 da variacircncia) Ainda com relaccedilatildeo

agrave CP1 verificou-se que a TH2O se correlacionou

negativamente com a produtividade primaacuteria

Com referecircncia ao aumento da concentraccedilatildeo das

demais variaacuteveis ST SDT Sal CE HCO3- haacute indiacute-

cios de ser consequecircncia da turbulecircncia oca-

sionada pela transferecircncia de aacutegua entre bacias

hidrograacuteficas retirada de aacutegua pela tomada de

aacutegua pela CAGECE ou instabilidade da coluna de

aacutegua pelo processo de desestratificaccedilatildeo que po-

dem ocasionar a reduccedilatildeo da densidade das Cia-

nobacteacuterias (VIDOTTI e ROLLEMBERG 2003) Em

menccedilatildeo agrave CP2 as variaacuteveis Ca Cl DQO NT K SO4

estatildeo correlacionadas negativamente com a Cl-a

Nessa matriz a Cl-a eacute considerada uma medida

indireta do aumento da densidade celular (KNOLL

et al 2015) Em alusatildeo agrave CP3 as variaacuteveis DBO e

CE se agrupam com sinal oposto a PT e Mg Nesse

caso a degradaccedilatildeo e a mineralizaccedilatildeo da mateacuteria

orgacircnica (DBO) tiveram como consequecircncia o au-

mento do nutriente na coluna drsquoaacutegua (BRAUNS-

CHWEIG et al 2003) A respeito da CP4 a redu-

ccedilatildeo do pH pode ser consequecircncia da mistura de

coluna de aacutegua e incorporaccedilatildeo de gaacutes da coluna

eou mesmo da atmosfera assim como pode ser

causa da poluiccedilatildeo por ureia e compostos quiacutemi-

cos originados das aacutereas de pecuaacuteria e agricultura

(MORAIS e SILVA 2012) No entanto o aumento

da contrataccedilatildeo de OD pode ser proveniente da

maior velocidade dos ventos pertinentes ao seu

aumento no segundo semestre

Tabela 3 - Resultado da anaacutelise da componente principal para o ano de 2016

DadosPrimeiro semestre Segundo semestre

PC1 PC2 PC3 PC4 PC1 PC2 PC3 PC4

HCO3

- -010 089 019 041 070 036 011 061

DBO -005 -093 007 021 -002 -019 097 016Cl-a -088 012 003 046 -046 -073 046 -020Ca -021 037 006 -089 038 074 -054 009Cl 043 077 014 -009 006 085 043 028

DQO 027 032 079 -033 027 095 006 014Cian 075 063 013 -009 -080 029 010 052OD -013 -059 002 030 036 024 047 077CE 076 062 021 001 062 038 067 -014K 012 035 030 087 043 085 024 021

Mg 044 -076 -018 042 005 -005 -099 -014Na -008 020 024 -094 065 040 065 006pH 053 -052 037 015 008 -004 023 -097Sal 096 004 -007 003 094 -024 -004 024SO

4-088 010 -017 -037 016 074 008 065

SDT -007 018 094 -007 081 057 -013 -012T

H2O075 012 -007 011 083 047 -025 017

NT 018 041 -072 -001 -023 092 -031 -003

ST -007 018 098 003 076 061 -015 -017

PT -062 -035 043 053 022 015 -091 032

Turb -035 -036 -043 073 -093 -036 -008 -005

Muito significante (gt075) significante (075 - 050) insignificante (lt050)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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4 CONSIDERACcedilOtildeES FINAISIdentificou-se que o reservatoacuterio apresenta di-

ferentes processos de estratificaccedilatildeodesestrati-

ficaccedilatildeo em funccedilatildeo da eacutepoca do ano a) estrati-

ficou no primeiro semestre periacuteodo de maiores

precipitaccedilotildees menores incidecircncia da insolaccedilatildeo e

velocidade dos ventos b) desestratificou no se-

gundo semestre periacuteodo de menor precipitaccedilatildeo

e maior intensidade dos ventos e insolaccedilatildeo e a

presenccedila do aporte de aacutegua advindo da transpo-

siccedilatildeo de outras bacias hidrograacuteficas para atender

ao abastecimento da Capital Ainda natildeo se pode

afirmar que a transposiccedilatildeo de aacuteguas entre ba-

cias induz a desestratificaccedilatildeo desse reservatoacuterio

sendo necessaacuterios mais estudos na aacuterea para um

maior esclarecimento sobre o assunto

Em ambos os periacuteodos as aacuteguas estavam eutro-

fizadas apresentando elevado IET e altas con-

centraccedilotildees de cianobacteacuterias destacando-se

os gecircneros potencialmente toacutexicos tais como a

Pseudanabaena sp Planktothrix sp Microcystis

sp Raphidiopsis sp Cylindrospermopsis sp No

primeiro semestre ocorreu a predominacircncia da

espeacutecie Pseudonabaena sp e no semestre se-

guinte o gecircnero Planktothix sp sobressaiu-se

no ambiente Essa caracteriacutestica de alternacircncia

ciacuteclica de espeacutecies pode representar um desafio

para o tratamento de aacutegua para abastecimen-

to humano jaacute que as estrateacutegias de tratamento

podem variar dependendo dos organismos pre-

dominantes Outro ponto a se destacar com essa

alternacircncia eacute a necessidade de adaptar mecanis-

mos de monitoramento de toxinas em funccedilatildeo da

variaccedilatildeo da composiccedilatildeo fitoplanctocircnica

A partir da aplicaccedilatildeo de ACP observou-se se um

resfriamento gradual da aacutegua no segundo se-

mestre assim como uma reduccedilatildeo da densidade

de cianobacteacuterias De forma contraditoacuteria en-

tretanto identificou-se correlaccedilatildeo positiva entre

temperatura e cianobacteacuteria no primeiro semes-

tre e negativa no segundo Tambeacutem se constatou

que no segundo semestre ocorreu o aumento da

concentraccedilatildeo de nutrientes e da turbidez que se

relaciona com o processo de desestratificaccedilatildeo da

coluna de aacutegua Essas variaccedilotildees identificam que

as estrateacutegias de tratamento de aacutegua do accedilude

gaviatildeo devem ser programadas de forma a se

adequar agraves sazonalidades da qualidade da aacutegua

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34 Avaliaccedilatildeo Multivariada dos dados

No total foram vinte e um paracircmetros utilizados

cujos resultados da ACP explicam 90 e 100

da variaccedilatildeo para o primeiro e segundo semestre

respectivamente (Tabela 3) As cargas dos fatores

podem ser classificadas como muito significante

significante e insignificante correspondendo aos

valores absolutos iguais a gt 075 075 - 050 lt

050 respectivamente (HAIR 2005) Em relaccedilatildeo ao

primeiro semestre (Tabela 3) o CP1 apresenta con-

vergecircncia positiva das variaacuteveis Sal CE Cian pH

TH2O

e negativa SO4 Cl-a PT (explica 27 da vari-

acircncia) O CP2 tem relaccedilatildeo positiva dos paracircmetros

HCO3

- Cl e negativa DBO Mg OD (explica 24 da

variacircncia) O CP3 inclui relaccedilatildeo positiva ST SDT

DQO e negativa NT (explica 20 da variacircncia) O

CP4 compreende variaacuteveis positivas Turb K e ne-

gativa Ca e Na (explica 19 da variacircncia)

Com relaccedilatildeo a CP1 identificou-se que a densi-

dade de cianobacteacuterias se mostrou significante

principalmente com a salinidade e temperatu-

ra o que culminou com maior densidade celular

Resultados semelhantes a esse foram constata-

dos por Fonseca et al (2010) ao pesquisar vaacuterios

mananciais no estado de Satildeo Paulo A correlaccedilatildeo

negativa entre cianobacteacuterias e Clorofila-a pode

ser devida ao fato de que esse estudo considerou

apenas a comunidade de cianobacteacuterias No en-

tanto outros grupos de fitoplacircnctons estavam

presentes nas amostras e tambeacutem possuem esses

pigmentos Resultados semelhantes a esses foram

constatados por Lira et al (2011) ao estudar re-

servatoacuterios no estado de Pernambuco Outro fator

que se correlaciona com o aumento de densidade

fitoplanctocircnica (CP1) eacute o pH tendo em vista que

a atividade fotossinteacutetica reduz a disponibilidade

de CO2 com consequente aumento do pH (PALMA

et al 2010) Uma correlaccedilatildeo positiva entre o pH e

o fitoplacircncton tambeacutem foi encontrada em pesqui-

sas realizadas em reservatoacuterio do estado de Satildeo

Paulo (CUNHA E CALIJURI 2011) Em referecircncia agrave

CP3 os resultados refletem o comportamento da

concentraccedilatildeo dos ST e SDT que se associam com

o aumento de DQO provavelmente devido ao ar-

raste de mateacuteria orgacircnica aloctone (SANTI 2013)

Esse resultado pode refletir no aumento da polui-

ccedilatildeo no local amostrado (ARAUJO et al 2008) No

que concerne agrave CP4 os caacutetions Ca e Na tecircm maior

concentraccedilatildeo no primeiro semestre e concate-

nam-se negativamente a Turb e K que apresen-

tam maior concentraccedilatildeo no semestre posterior

conforme apresentado na anaacutelise descritiva (Ta-

bela 3) Os referidos iacuteons conferem dureza agrave aacutegua

(SILVA et al 2017) E as principais fontes podem

ser aacutereas de agricultura efluentes eou prove-

niente da bacia hidrograacutefica local onde se cons-

tatam processos antroacutepicos ocasionados pelo

uso desordenado das aacutereas (ISLAM et al 1997)

A maior concentraccedilatildeo de sulfatos presentes na

Figura 6 - Espeacutecies de cianobacteacuterias predominantes no accedilude Gaviatildeo no ano de 2016

Franccedila JMB Lopes IKC Souza AC Paulino WD Monteiro CMG Avelino FF Capelo Neto J

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aacutegua do reservatoacuterio na primeira estaccedilatildeo pode ser

proveniente de processos naturais do solo como

intemperismo das rochas sedimentares e a mu-

danccedilas na intensidade desses processos e insu-

mos antropogecircnicos ou seja fertilizantes agrave base

de enxofre (S) (GRASBY et al 1997)

No segundo semestre conforme a Tabela 3 o CP1

apresenta correlaccedilatildeo positiva das variaacuteveis HCO3

CE Sal Na SDT ST TH2O

e negativa Cian e Turb

(explica 34 da variacircncia) O CP2 tem participa-

ccedilatildeo positiva dos paracircmetros Ca Cl DQO NT K

SO4 e negativa Cl-a (explica 30 da variacircncia) O

CP3 inclui reciprocidade positiva DBO CE e ne-

gativa PT Mg (explica 22 da variacircncia) O CP4

compreende as variaacuteveis positivas OD e negativa

pH (explica 14 da variacircncia) Ainda com relaccedilatildeo

agrave CP1 verificou-se que a TH2O se correlacionou

negativamente com a produtividade primaacuteria

Com referecircncia ao aumento da concentraccedilatildeo das

demais variaacuteveis ST SDT Sal CE HCO3- haacute indiacute-

cios de ser consequecircncia da turbulecircncia oca-

sionada pela transferecircncia de aacutegua entre bacias

hidrograacuteficas retirada de aacutegua pela tomada de

aacutegua pela CAGECE ou instabilidade da coluna de

aacutegua pelo processo de desestratificaccedilatildeo que po-

dem ocasionar a reduccedilatildeo da densidade das Cia-

nobacteacuterias (VIDOTTI e ROLLEMBERG 2003) Em

menccedilatildeo agrave CP2 as variaacuteveis Ca Cl DQO NT K SO4

estatildeo correlacionadas negativamente com a Cl-a

Nessa matriz a Cl-a eacute considerada uma medida

indireta do aumento da densidade celular (KNOLL

et al 2015) Em alusatildeo agrave CP3 as variaacuteveis DBO e

CE se agrupam com sinal oposto a PT e Mg Nesse

caso a degradaccedilatildeo e a mineralizaccedilatildeo da mateacuteria

orgacircnica (DBO) tiveram como consequecircncia o au-

mento do nutriente na coluna drsquoaacutegua (BRAUNS-

CHWEIG et al 2003) A respeito da CP4 a redu-

ccedilatildeo do pH pode ser consequecircncia da mistura de

coluna de aacutegua e incorporaccedilatildeo de gaacutes da coluna

eou mesmo da atmosfera assim como pode ser

causa da poluiccedilatildeo por ureia e compostos quiacutemi-

cos originados das aacutereas de pecuaacuteria e agricultura

(MORAIS e SILVA 2012) No entanto o aumento

da contrataccedilatildeo de OD pode ser proveniente da

maior velocidade dos ventos pertinentes ao seu

aumento no segundo semestre

Tabela 3 - Resultado da anaacutelise da componente principal para o ano de 2016

DadosPrimeiro semestre Segundo semestre

PC1 PC2 PC3 PC4 PC1 PC2 PC3 PC4

HCO3

- -010 089 019 041 070 036 011 061

DBO -005 -093 007 021 -002 -019 097 016Cl-a -088 012 003 046 -046 -073 046 -020Ca -021 037 006 -089 038 074 -054 009Cl 043 077 014 -009 006 085 043 028

DQO 027 032 079 -033 027 095 006 014Cian 075 063 013 -009 -080 029 010 052OD -013 -059 002 030 036 024 047 077CE 076 062 021 001 062 038 067 -014K 012 035 030 087 043 085 024 021

Mg 044 -076 -018 042 005 -005 -099 -014Na -008 020 024 -094 065 040 065 006pH 053 -052 037 015 008 -004 023 -097Sal 096 004 -007 003 094 -024 -004 024SO

4-088 010 -017 -037 016 074 008 065

SDT -007 018 094 -007 081 057 -013 -012T

H2O075 012 -007 011 083 047 -025 017

NT 018 041 -072 -001 -023 092 -031 -003

ST -007 018 098 003 076 061 -015 -017

PT -062 -035 043 053 022 015 -091 032

Turb -035 -036 -043 073 -093 -036 -008 -005

Muito significante (gt075) significante (075 - 050) insignificante (lt050)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

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4 CONSIDERACcedilOtildeES FINAISIdentificou-se que o reservatoacuterio apresenta di-

ferentes processos de estratificaccedilatildeodesestrati-

ficaccedilatildeo em funccedilatildeo da eacutepoca do ano a) estrati-

ficou no primeiro semestre periacuteodo de maiores

precipitaccedilotildees menores incidecircncia da insolaccedilatildeo e

velocidade dos ventos b) desestratificou no se-

gundo semestre periacuteodo de menor precipitaccedilatildeo

e maior intensidade dos ventos e insolaccedilatildeo e a

presenccedila do aporte de aacutegua advindo da transpo-

siccedilatildeo de outras bacias hidrograacuteficas para atender

ao abastecimento da Capital Ainda natildeo se pode

afirmar que a transposiccedilatildeo de aacuteguas entre ba-

cias induz a desestratificaccedilatildeo desse reservatoacuterio

sendo necessaacuterios mais estudos na aacuterea para um

maior esclarecimento sobre o assunto

Em ambos os periacuteodos as aacuteguas estavam eutro-

fizadas apresentando elevado IET e altas con-

centraccedilotildees de cianobacteacuterias destacando-se

os gecircneros potencialmente toacutexicos tais como a

Pseudanabaena sp Planktothrix sp Microcystis

sp Raphidiopsis sp Cylindrospermopsis sp No

primeiro semestre ocorreu a predominacircncia da

espeacutecie Pseudonabaena sp e no semestre se-

guinte o gecircnero Planktothix sp sobressaiu-se

no ambiente Essa caracteriacutestica de alternacircncia

ciacuteclica de espeacutecies pode representar um desafio

para o tratamento de aacutegua para abastecimen-

to humano jaacute que as estrateacutegias de tratamento

podem variar dependendo dos organismos pre-

dominantes Outro ponto a se destacar com essa

alternacircncia eacute a necessidade de adaptar mecanis-

mos de monitoramento de toxinas em funccedilatildeo da

variaccedilatildeo da composiccedilatildeo fitoplanctocircnica

A partir da aplicaccedilatildeo de ACP observou-se se um

resfriamento gradual da aacutegua no segundo se-

mestre assim como uma reduccedilatildeo da densidade

de cianobacteacuterias De forma contraditoacuteria en-

tretanto identificou-se correlaccedilatildeo positiva entre

temperatura e cianobacteacuteria no primeiro semes-

tre e negativa no segundo Tambeacutem se constatou

que no segundo semestre ocorreu o aumento da

concentraccedilatildeo de nutrientes e da turbidez que se

relaciona com o processo de desestratificaccedilatildeo da

coluna de aacutegua Essas variaccedilotildees identificam que

as estrateacutegias de tratamento de aacutegua do accedilude

gaviatildeo devem ser programadas de forma a se

adequar agraves sazonalidades da qualidade da aacutegua

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129

aacutegua do reservatoacuterio na primeira estaccedilatildeo pode ser

proveniente de processos naturais do solo como

intemperismo das rochas sedimentares e a mu-

danccedilas na intensidade desses processos e insu-

mos antropogecircnicos ou seja fertilizantes agrave base

de enxofre (S) (GRASBY et al 1997)

No segundo semestre conforme a Tabela 3 o CP1

apresenta correlaccedilatildeo positiva das variaacuteveis HCO3

CE Sal Na SDT ST TH2O

e negativa Cian e Turb

(explica 34 da variacircncia) O CP2 tem participa-

ccedilatildeo positiva dos paracircmetros Ca Cl DQO NT K

SO4 e negativa Cl-a (explica 30 da variacircncia) O

CP3 inclui reciprocidade positiva DBO CE e ne-

gativa PT Mg (explica 22 da variacircncia) O CP4

compreende as variaacuteveis positivas OD e negativa

pH (explica 14 da variacircncia) Ainda com relaccedilatildeo

agrave CP1 verificou-se que a TH2O se correlacionou

negativamente com a produtividade primaacuteria

Com referecircncia ao aumento da concentraccedilatildeo das

demais variaacuteveis ST SDT Sal CE HCO3- haacute indiacute-

cios de ser consequecircncia da turbulecircncia oca-

sionada pela transferecircncia de aacutegua entre bacias

hidrograacuteficas retirada de aacutegua pela tomada de

aacutegua pela CAGECE ou instabilidade da coluna de

aacutegua pelo processo de desestratificaccedilatildeo que po-

dem ocasionar a reduccedilatildeo da densidade das Cia-

nobacteacuterias (VIDOTTI e ROLLEMBERG 2003) Em

menccedilatildeo agrave CP2 as variaacuteveis Ca Cl DQO NT K SO4

estatildeo correlacionadas negativamente com a Cl-a

Nessa matriz a Cl-a eacute considerada uma medida

indireta do aumento da densidade celular (KNOLL

et al 2015) Em alusatildeo agrave CP3 as variaacuteveis DBO e

CE se agrupam com sinal oposto a PT e Mg Nesse

caso a degradaccedilatildeo e a mineralizaccedilatildeo da mateacuteria

orgacircnica (DBO) tiveram como consequecircncia o au-

mento do nutriente na coluna drsquoaacutegua (BRAUNS-

CHWEIG et al 2003) A respeito da CP4 a redu-

ccedilatildeo do pH pode ser consequecircncia da mistura de

coluna de aacutegua e incorporaccedilatildeo de gaacutes da coluna

eou mesmo da atmosfera assim como pode ser

causa da poluiccedilatildeo por ureia e compostos quiacutemi-

cos originados das aacutereas de pecuaacuteria e agricultura

(MORAIS e SILVA 2012) No entanto o aumento

da contrataccedilatildeo de OD pode ser proveniente da

maior velocidade dos ventos pertinentes ao seu

aumento no segundo semestre

Tabela 3 - Resultado da anaacutelise da componente principal para o ano de 2016

DadosPrimeiro semestre Segundo semestre

PC1 PC2 PC3 PC4 PC1 PC2 PC3 PC4

HCO3

- -010 089 019 041 070 036 011 061

DBO -005 -093 007 021 -002 -019 097 016Cl-a -088 012 003 046 -046 -073 046 -020Ca -021 037 006 -089 038 074 -054 009Cl 043 077 014 -009 006 085 043 028

DQO 027 032 079 -033 027 095 006 014Cian 075 063 013 -009 -080 029 010 052OD -013 -059 002 030 036 024 047 077CE 076 062 021 001 062 038 067 -014K 012 035 030 087 043 085 024 021

Mg 044 -076 -018 042 005 -005 -099 -014Na -008 020 024 -094 065 040 065 006pH 053 -052 037 015 008 -004 023 -097Sal 096 004 -007 003 094 -024 -004 024SO

4-088 010 -017 -037 016 074 008 065

SDT -007 018 094 -007 081 057 -013 -012T

H2O075 012 -007 011 083 047 -025 017

NT 018 041 -072 -001 -023 092 -031 -003

ST -007 018 098 003 076 061 -015 -017

PT -062 -035 043 053 022 015 -091 032

Turb -035 -036 -043 073 -093 -036 -008 -005

Muito significante (gt075) significante (075 - 050) insignificante (lt050)

Estudo das condiccedilotildees de estratificaccedilatildeo e da qualidade da aacutegua do reservatoacuterio Gaviatildeo (Cearaacute - Brasil)

Revista DAE | Satildeo Paulo | v 69 n 232 pp 119-132 | Out a Dez 2021

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4 CONSIDERACcedilOtildeES FINAISIdentificou-se que o reservatoacuterio apresenta di-

ferentes processos de estratificaccedilatildeodesestrati-

ficaccedilatildeo em funccedilatildeo da eacutepoca do ano a) estrati-

ficou no primeiro semestre periacuteodo de maiores

precipitaccedilotildees menores incidecircncia da insolaccedilatildeo e

velocidade dos ventos b) desestratificou no se-

gundo semestre periacuteodo de menor precipitaccedilatildeo

e maior intensidade dos ventos e insolaccedilatildeo e a

presenccedila do aporte de aacutegua advindo da transpo-

siccedilatildeo de outras bacias hidrograacuteficas para atender

ao abastecimento da Capital Ainda natildeo se pode

afirmar que a transposiccedilatildeo de aacuteguas entre ba-

cias induz a desestratificaccedilatildeo desse reservatoacuterio

sendo necessaacuterios mais estudos na aacuterea para um

maior esclarecimento sobre o assunto

Em ambos os periacuteodos as aacuteguas estavam eutro-

fizadas apresentando elevado IET e altas con-

centraccedilotildees de cianobacteacuterias destacando-se

os gecircneros potencialmente toacutexicos tais como a

Pseudanabaena sp Planktothrix sp Microcystis

sp Raphidiopsis sp Cylindrospermopsis sp No

primeiro semestre ocorreu a predominacircncia da

espeacutecie Pseudonabaena sp e no semestre se-

guinte o gecircnero Planktothix sp sobressaiu-se

no ambiente Essa caracteriacutestica de alternacircncia

ciacuteclica de espeacutecies pode representar um desafio

para o tratamento de aacutegua para abastecimen-

to humano jaacute que as estrateacutegias de tratamento

podem variar dependendo dos organismos pre-

dominantes Outro ponto a se destacar com essa

alternacircncia eacute a necessidade de adaptar mecanis-

mos de monitoramento de toxinas em funccedilatildeo da

variaccedilatildeo da composiccedilatildeo fitoplanctocircnica

A partir da aplicaccedilatildeo de ACP observou-se se um

resfriamento gradual da aacutegua no segundo se-

mestre assim como uma reduccedilatildeo da densidade

de cianobacteacuterias De forma contraditoacuteria en-

tretanto identificou-se correlaccedilatildeo positiva entre

temperatura e cianobacteacuteria no primeiro semes-

tre e negativa no segundo Tambeacutem se constatou

que no segundo semestre ocorreu o aumento da

concentraccedilatildeo de nutrientes e da turbidez que se

relaciona com o processo de desestratificaccedilatildeo da

coluna de aacutegua Essas variaccedilotildees identificam que

as estrateacutegias de tratamento de aacutegua do accedilude

gaviatildeo devem ser programadas de forma a se

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4 CONSIDERACcedilOtildeES FINAISIdentificou-se que o reservatoacuterio apresenta di-

ferentes processos de estratificaccedilatildeodesestrati-

ficaccedilatildeo em funccedilatildeo da eacutepoca do ano a) estrati-

ficou no primeiro semestre periacuteodo de maiores

precipitaccedilotildees menores incidecircncia da insolaccedilatildeo e

velocidade dos ventos b) desestratificou no se-

gundo semestre periacuteodo de menor precipitaccedilatildeo

e maior intensidade dos ventos e insolaccedilatildeo e a

presenccedila do aporte de aacutegua advindo da transpo-

siccedilatildeo de outras bacias hidrograacuteficas para atender

ao abastecimento da Capital Ainda natildeo se pode

afirmar que a transposiccedilatildeo de aacuteguas entre ba-

cias induz a desestratificaccedilatildeo desse reservatoacuterio

sendo necessaacuterios mais estudos na aacuterea para um

maior esclarecimento sobre o assunto

Em ambos os periacuteodos as aacuteguas estavam eutro-

fizadas apresentando elevado IET e altas con-

centraccedilotildees de cianobacteacuterias destacando-se

os gecircneros potencialmente toacutexicos tais como a

Pseudanabaena sp Planktothrix sp Microcystis

sp Raphidiopsis sp Cylindrospermopsis sp No

primeiro semestre ocorreu a predominacircncia da

espeacutecie Pseudonabaena sp e no semestre se-

guinte o gecircnero Planktothix sp sobressaiu-se

no ambiente Essa caracteriacutestica de alternacircncia

ciacuteclica de espeacutecies pode representar um desafio

para o tratamento de aacutegua para abastecimen-

to humano jaacute que as estrateacutegias de tratamento

podem variar dependendo dos organismos pre-

dominantes Outro ponto a se destacar com essa

alternacircncia eacute a necessidade de adaptar mecanis-

mos de monitoramento de toxinas em funccedilatildeo da

variaccedilatildeo da composiccedilatildeo fitoplanctocircnica

A partir da aplicaccedilatildeo de ACP observou-se se um

resfriamento gradual da aacutegua no segundo se-

mestre assim como uma reduccedilatildeo da densidade

de cianobacteacuterias De forma contraditoacuteria en-

tretanto identificou-se correlaccedilatildeo positiva entre

temperatura e cianobacteacuteria no primeiro semes-

tre e negativa no segundo Tambeacutem se constatou

que no segundo semestre ocorreu o aumento da

concentraccedilatildeo de nutrientes e da turbidez que se

relaciona com o processo de desestratificaccedilatildeo da

coluna de aacutegua Essas variaccedilotildees identificam que

as estrateacutegias de tratamento de aacutegua do accedilude

gaviatildeo devem ser programadas de forma a se

adequar agraves sazonalidades da qualidade da aacutegua

5 CONTRIBUICcedilAtildeO DOS AUTORESTodos os autores contribuiacuteram de forma igualitaacuteria

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