Quim. Nova, Vol. 30, No. 4, 797-804, 2007

Artigo

*e-mail: hhrschor@ufmg.br

TRATAMENTO ESTATSTICO DOS PARMETROS DA QUALIDADE DAS GUAS DA BACIA DO ALTO CURSODO RIO DAS VELHAS

Eliana A. NonatoDepartamento de Qumica, Instituto de Cincias Exatas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte - MG; Centrode Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, Belo Horizonte MG, BrasilZenilde G. G. ViolaInstituto Mineiro de Gesto das guas, Rua Esprito Santo, 495, 30160-030 Belo Horizonte MG; Instituto de CinciasBiolgicas, Universidade Federal de Minas Gerais, 31270-901 Belo Horizonte MG, BrasilKatiane C. B. AlmeidaInstituto Mineiro de Gesto das guas, Rua Esprito Santo, 495, 30160-030 Belo Horizonte MG, BrasilHeloiza H. R. Schor*Departamento de Qumica, Instituto de Cincias Exatas, Universidade Federal de Minas Gerais, CP 702, 31270-901 BeloHorizonte MG, Brasil

Recebido em 16/2/06; aceito em 15/9/06; publicado na web em 26/3/07

STATISTICAL TREATMENT OF WATER QUALITY PARAMETERS MEASURED AT THE UPPER COURSE OF THE RIO DASVELHAS BASIN. Water quality was monitored at the upper course of the Rio das Velhas, a major tributary of the So Franciscobasin located in the state of Minas Gerais, over an extension of 108 km from its source up to the limits with the Sabara district.Monitoring was done at 37 different sites over a period of 2 years (2003-2004) for 39 parameters. Multivariate statistical techniqueswere applied to interpret the large water-quality data set and to establish an optimal long-term monitoring network. Cluster analysisseparated the sampling sites into groups of similarity, and also indicated the stations investigated for correlation and recommendedto be removed from the monitoring network. Principal component analysis identified four components, which are responsible forthe data structure explaining 80% of the total variance of the data. The principal parameters are characterized as due to miningactivities and domestic sewage. Significant data reduction was achieved.

Keywords: Rio das Velhas basin; water quality; multivariate analysis.

INTRODUO

Os corpos de gua do estado de Minas Gerais vm sendo moni-torados desde 1977, sob coordenao do Instituto Mineiro de Ges-to das guas-IGAM desde 2001, com objetivos de levantar, co-nhecer e divulgar as condies da qualidade das guas superficiaisdo Estado e propor aes de planejamento e controle de usos dasmesmas.

Com uma rede atual de 29 estaes de amostragem na Baciado Rio das Velhas, este programa de monitoramento vem sendocontinuamente avaliado, visando aprimorar a localizao dos pon-tos de amostragem, os parmetros analisados e a freqncia domonitoramento. Os relatrios anuais vm alertando sobre a situa-o crtica na qual encontram-se suas guas, acusando problemasrelacionados tanto a fontes pontuais de poluio, representadas pelosesgotos sanitrios, atividades de minerao e efluentes de peque-nas indstrias, quanto a fontes difusas, representadas pela drena-gem pluvial da rea urbana e rural e por rejeitos de minerao. Osresultados indicam, preliminarmente, que a situao de qualidadedas guas da bacia vem piorando ao longo dos anos, fato que podeestar relacionado a uma maior presso do uso e ocupao do solona regio exigindo aes de controle ambiental especficas1,2.

Os resultados dos trabalhos realizados evidenciaram a necessi-dade premente de instalao e operao de um sistema demonitoramento que permita caracterizar a situao ambiental da

regio com nvel de detalhe ampliado, permitindo maior efetividadenas aes de controle ambiental visando a melhoria das condiesambientais. Os estudos e levantamentos realizados sobre a quali-dade das guas da bacia do rio das Velhas tm sido direcionadospara o atendimento a objetivos gerais, de modo que a distribuioespacial dos pontos de amostragem e os parmetros consideradosno so suficientes para o pleno conhecimento da regio. Assim, oIGAM vem realizando desde 2003, paralelamente ao monitoramentode toda a bacia do Rio das Velhas, o Programa de Aperfeioamen-to do Monitoramento da Qualidade das guas da Bacia do AltoCurso do Rio das Velhas 3, que objetiva o aumento do nvel deconhecimento das condies de qualidade das guas de uma reaespecfica de grande importncia econmica e social do Rio dasVelhas e de seus formadores e, em particular, dos pontos crticospara o abastecimento de gua, permitindo avaliaes mais precisasda efetividade dos sistemas de controle ambiental implantados.

Esse programa de monitoramento dispendioso e por isso hnecessidade de otimizao da rede de amostragem proposta bemcomo da freqncia de amostragem e do nmero de parmetrosanalisados, sem perda da informao. Com essa finalidade foramempregadas as tcnicas de anlise estatstica multivariada e de an-lise exploratria, especificamente anlise de agrupamentos e an-lise de componentes principais, tcnicas que tm sido empregadasfreqentemente em tratamento de bases de dados de poluio4-6, notratamento da base de dados constituda de medidas de parmetrosqumicos e fsico-qumicos feitas no perodo de 2003-2004 em guasda bacia do alto curso do Rio das Velhas. Os resultados desse estu-do esto aqui apresentados.

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REDE DE MONITORAMENTO

O Rio das Velhas tem sua nascente na Serra do Veloso, proximida-de de Ouro Preto, e desgua no Rio So Francisco, em Guaicu, distri-to de Vrzea da Palma, prximo a Pirapora, com uma vazo mdia de265 m3/s, percorrendo uma extenso de 716 km e drenando uma baciade 29.173 km2. Para facilitar a descrio da bacia, ela dividida emalto, mdio e baixo curso7. O alto curso da bacia do Rio das Velhascompreende uma rea de 1.943 km2, englobando desde a proximidadede sua nascente entre a Serra de Antnio Pereira, municpio de OuroPreto, distrito de So Bartolomeu, at os limites dos municpios deRaposos e Sabar englobando os municpios de Belo Horizonte, Con-tagem e Caet. O mdio curso compreende a regio do Rio Parana, oprincipal afluente do Rio das Velhas, do crrego Salobinho ao norte,at os municpios de Curvelo e Corinto. O baixo curso compreende osmunicpios de Corinto, Diamantina, Buenpolis e Pirapora7.

O trecho enfocado apresenta um percurso de cerca de 108 kmda regio do alto curso do Rio das Velhas e sua localizao noEstado de Minas Gerais e na bacia do Rio das Velhas apresentadana Figura 1.

A bacia do Rio das Velhas, notadamente seu alto curso, abrigaum dos principais mananciais de abastecimento urbano de gua daregio metropolitana de Belo Horizonte, atendendo a cerca de 50%de sua populao, equivalente a 2 milhes de habitantes. Ao mes-mo tempo, as guas do alto curso do Rio das Velhas recebemefluentes de esgotos municipais e industriais de grande parte daregio metropolitana de Belo Horizonte3.

A importncia econmica do alto curso do Rio das Velhas advmdo intenso desenvolvimento de atividades de minerao represen-tadas, principalmente, por exploraes de minrio de ferro, ouro egemas e da crescente ocupao urbana associada forte expanso

imobiliria que configura um cenrio de aparente incompatibilida-de de usos, que tende a gerar conflitos de interesses inconciliveis3.

Este estudo foi realizado na rede de amostragem definida peloPrograma de Aperfeioamento do Monitoramento da Qualidade dasguas da Bacia do Alto Curso do Rio das Velhas. Esta rede com-posta por 7 estaes operadas pela Companhia de Saneamento de Mi-nas Gerais - COPASA (AV220, AV230, AV240, AV260, AV270, AV280e AV290), 6 estaes (AV040, AV110, AV130, AV210, AV310, AV330e AV350) monitoradas pelo Programa guas de Minas2 e mais 24novas estaes de amostragem, que permitem uma melhor caracteri-zao da situao de qualidade e dos efeitos de fontes pontuais e difusasde poluio, a partir da anlise de parmetros fsico-qumicos e biol-gicos. O Programa de Aperfeioamento do Monitoramento da Quali-dade das guas da Bacia do Alto Curso do Rio das Velhas engloba nototal 37 estaes de monitoramento divididas em redes bsicas3 AV005,AV010, AV030, AV040, AV050, AV080, AV110, AV130, AV160,AV180, AV200, AV210, AV330, AV340, AV345 e AV350, redesdirigidas para controle da poluio3 AV020, AV060, AV070, AV090,AV100, AV120, AV140, AV150, AV170, AV190, AV250, AV300, AV310e AV320 e em redes dirigidas para o abastecimento domstico3, AV220,AV230, AV240, AV260, AV270, AV280 e AV290.

Foram adotadas as freqncias de amostragem mensal, paracrregos que drenam reas reconhecidamente impactadas3, esta-es AV090, AV100, AV120, AV140, AV150, AV300 e AV320, etrimestral para as demais estaes. Os servios de coleta e anlisede amostras de gua foram realizados pela Fundao CentroTecnolgico de Minas Gerais CETEC.

Os dados analisados representam 39 parmetros fsico-qumi-cos monitorados nas 37 estaes de amostragem ao longo da baciado Alto Curso do Rio das Velhas, que avaliam o grau de contami-nao das guas. A partir de alguns desses parmetros so calcula-dos os indicadores da situao ambiental que so o ndice de Qua-lidade das guas, IQA, e a Contaminao por Txicos, CT. O IQAreflete a interferncia por esgotos sanitrios, nutrientes e slidos3.Os valores de IQA variam de 0 a 100 e o nvel de qualidade da gua a avaliado como excelente (90 < IQA 100), bom(70 < IQA 90), mdio (50 < IQA 70), ruim (25 < IQA 50) emuito ruim (0 < IQA 25). A CT avaliada considerando-se aconcentrao de amnia, arsnio, brio, cdmio, chumbo, cianetos,cobre, cromo hexavalente, ndice de fenis, mercrio, nitritos, ni-tratos e zinco. A CT classificada como baixa (

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ram coletadas em profundidades diferentes, os dados foram orga-nizados em uma matriz X de elementos x

ik, onde i corresponde a

cada uma das 40 linhas compostas pelas 37 estaes de amostrageme de 3 pontos coletados abaixo da superfcie (AV030F, AV160F eAV180F) e k aos 39 parmetros medidos.

Devido s diferenas nas escalas dos parmetros monitorados,eles foram ranqueados atravs da Equao 1

(1)

onde xi a mdia nos 40 pontos de amostragem do i-simo parmetro

e si seu desvio padro. Assim foi construda a nova matriz das me-

dianas ranqueadas, objeto do tratamento estatstico. Essa padroni-zao mostrou-se mais adequada para a base de dados em estudodevido grande variao dos ndices de contaminao nos diferen-tes pontos de coleta11.

A tcnica de agrupamento hierrquico, combinada com a an-lise de componentes principais12-15 e a avaliao de grficos de dis-perso entre estaes foram utilizadas com a finalidade de avaliaras similaridades das estaes de amostragem e parmetros moni-torados. Para anlise dos dados foi utilizado o pacote de programasAdvanced Data Analysis Software S-PLUS 4.516.

A anlise de agrupamentos produz um dendrograma, onde asamostras so aglomeradas atravs de um critrio de similaridadecom respeito aos parmetros medidos. A proximidade das estaesno dendrograma indica similaridade em relao aos parmetros.Neste trabalho, a distncia Euclidiana foi calculada na matriz dasmedianas ranqueadas das estaes e como tcnica hierrquicaaglomerativa foi utilizado o mtodo de Ward, que utiliza a anlisedas varincias para determinar as distncias entre os agrupamen-tos, como mtodo de agregao. Complementarmente s medidasde distncia, a medida de similaridade tambm foi utilizada naconstruo do dendrograma, onde, no eixo vertical so representa-das as amostras e no eixo horizontal o ndice se similaridade, s

ij,

entre os pontos i e j calculado pela expresso

(2)

onde dij a distncia entre os pontos i e j e d

max a distncia mxi-

ma encontrada entre os pontos11-16.O propsito da anlise de componentes principais a reduo

da complexidade dos dados multivariados e a deteco de estruturana relao entre os dados, transformando-os em um novo conjuntode variveis, as chamadas componentes principais, escritas comouma combinao linear das variveis originais. As contribuiesde cada varivel nas componentes principais correspondem aospesos (loadings). Nas novas componentes geradas, as n compo-nentes que expliquem a maior variabilidade dos dados so escolhi-das de modo a caracterizar a base de dados. A primeira componen-te principal explica a maior proporo da varincia total entre to-das as combinaes lineares dos dados originais, a segunda termenor proporo de varincia total que a primeira e assim sucessi-vamente. A proporo da varincia total definida como

(3)

onde

Tabela 1. Parmetros analisados em guas do alto curso do Rio dasVelhas. As anlises laboratoriais atendem s normas aprovadas peloInstituto Nacional de Metrologia, Normalizao e Qualidade In-dustrial ou, na sua ausncia, aos mtodos indicados na ref. 9. Oslimites de deteco dos mtodos de anlise devero, na medida daspossibilidades tcnicas, ser pelo menos 10 vezes inferiores aospadres definidos para guas de classe 1 de enquadramento, deacordo com a deliberao normativa do conselho de polticaambiental- COPAM n0 10/86.

PARMETRO ENSAIO/ LIMITE DE DETECO

Alcalinidade total Potenciometria1

Arsnio EAA* gerador de hidretos1/< 0,0003 mg/LBrio EAA* plasma1/< 0,005 mg/LChumbo EAA* forno de grafite1/< 0,005 mg/LCloreto Colorimetria2/< 0,3 mg/LCobre EAA*plasma1/< 0,004 mg/LColiformes fecais Tubos mltiplos1

Condutividade Condutimetria1

eltricaCor Colorimetria1/< 5 UPtDemanda bioqumica Winkler/incubao3/< 2 mg/Lde oxignioDemanda qumica Titulometria3/< 5 mg/Lde oxignioDureza clcio Titulometria1

Dureza magnsio Titulometria1

Estreptococos Tubos mltiplos1

Ferro solvel EAA*plasma1/< 0,03 mg/LFerro total EAA* plasma1/< 0,03 mg/LFluoretos Potenciometria1/< 0,25 mg/LFsforo Colorimetria1/ 0,010 mg/Lndice de fenis Colorimetria3/< 0,001 mg/LMangans EAA*plasma1/< 0,003 mg/LNquel EAA* forno de grafite1/< 0,004 mg/LNitrognio amoniacal Colorimetria3/< 0,10 mg/LN Nitrato Colorimetria1/< 0,010 mg/LN Nitrito Colorimetria1/< 0,010 mg/LN orgnico Colorimetria1/< 0,10 mg/LOxignio dissolvido Titulometria1/< 0,5 mg/LpH in loco Potenciometria1

pH laboratorial Potenciometria1

Potssio EAA* plasma1/

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e os autovalores, j, da matriz de covarincia

nxnrepresentam a

varincia da j-sima componente principal12,17,18.O mtodo de Cattel14 foi empregado para escolha das n compo-

nentes mais importantes, propondo uma separao visual das com-ponentes mais importantes das menos importantes atravs do gr-fico de autovalores da matriz de covarincia em funo das com-ponentes principais12,17,18. O nmero de componentes principais im-portantes para descrio da variabilidade dos dados bem menorque o nmero de parmetros da base de dados original pois, a par-tir de certa componente limite, a varincia das componentes tendea zero, sendo desnecessria a incluso dessas componentes na novabase de dados reduzida.

RESULTADOS

O dendrograma exibido na Figura 2 mostra as estaes agrupa-das e o isolamento das estaes AV310, Rio das Velhas a montantedo Ribeiro de gua Suja, e AV320, Rio das Velhas a montante doCrrego da Mina.

A separao das estaes no dendrograma reflete os resultadosobtidos no monitoramento das guas dos cursos do Alto Rio dasVelhas3 que apontam as melhores condies de qualidade da gua,segundo o ndice de qualidade das guas, IQA, e contaminao portxicos, CT, para a estao AV005, Rio das Velhas a montante deSo Bartolomeu, enquanto as estaes isoladas no dendrograma,AV310 e AV320, apresentaram os piores IQA e CT. A qualidadedas guas do Ribeiro gua Suja, AV310, apresentou nvel ruimnas coletas, segundo os ndices CT e IQA3. A estao AV320, Riodas Velhas a montante do Crrego da Mina, apresentou IQA mdioe alto ndice de CT. As demais estaes apresentaram valores in-termedirios3. O isolamento das duas ltimas estaes mais conta-minadas no dendrograma sugere que a proximidade entre as esta-es reflete o grau de contaminao das guas. A proximidade daestao AV005 no dendrograma s estaes AV090, Crrego Cari-oca a montante da cidade de Itabirito, AV170, Crrego Lagoa Grandea montante da represa das Codornas, AV100, Crrego da Ona amontante do Rio Itabirito, AV120, Crrego Moleque a montantedo Rio Itabirito, e AV140, Crrego Fazenda Velha a montante do

Rio das Velhas, AV150, Ribeiro Congonhas a montante da Repre-sa das Codornas, AV240 Crrego Seco na captao Fechos, AV290Crrego Mutuca na captao Mutuca, barragem auxiliar e AV280Crrego Mutuca na captao Mutuca, barragem principal, sugerecontaminaes mais baixas ou pouco significantes nessas estaes,confirmadas pelo bom IQA e baixa CT. A estao AV340, Ribeiroda Prata a montante do Rio das Velhas apresentou IQA mdio ebaixa CT. As estaes AV070, AV080, AV300, AV330 e AV350,agrupadas proximamente s estaes AV310 e AV320, foram ava-liadas como de baixa qualidade em relao aos ndices IQA e CT3.A proximidade de estaes no dendrograma de agrupamento indi-ca tambm uma possvel correlao entre elas.

Com base na anlise do dendrograma de agrupamento foiinvestigada a correlao entre as estaes mais prximas nos agru-pamentos atravs dos grficos de disperso das variveis de cadapar de estaes e clculo do coeficiente de correlao de Pearson17.A linearidade indicativa da correlao entre as estaes pode serempregada para reduo da base de dados, eliminando estaescorrelacionadas.

Na Figura 3 esto representadas as disperses das variveis dealguns pares de estaes prximas no dendrograma: no painel A asestaes AV220 e AV230, localizadas no Crrego Fechos na barra-gem principal e na barragem auxiliar, respectivamente, com coefici-ente de correlao r = 0,96; no painel B as estaes AV240, localiza-da no Crrego Seco na captao Fechos e AV290, localizada noCrrego Mutuca na captao Mutuca, barragem auxiliar, com r =0,90; no painel C as estaes AV240 e AV280 localizadas na barra-gem principal do Crrego Mutuca na captao Mutuca com r = 0,61;e no painel D as estaes AV280 e AV290 com r = 0,75. As estaesAV260 e AV270 localizadas no Rio das Velhas em Bela Fama na aladireita e na ala esquerda respectivamente tambm esto correla-cionadas, com r = 0,86. possvel eliminar da amostragem algumasdas estaes correlacionadas empregando-se um critrio de seleo,como os valores de IQA, CT e o valor de r acima do mnimo 0,8, porexemplo. Sugere-se assim a eliminao das estaes AV220 e AV240por apresentarem melhores ndices de qualidade das guas em rela-o s respectivas estaes correlacionadas, reduzindo a rede demonitoramento do Alto Rio das Velhas. A estao AV280, apesar decorrelacionada com a estao AV290, apresentou valor de r = 0,61com a estao AV240 e por isso deve ser mantida no monitoramentoda rede de abastecimento domstico. As estaes AV260 e AV270,com r = 0,86 e IQA de mdio a ruim, devem tambm ser mantidas.

O mtodo de Cattel, aplicado aos autovalores da matriz decovarincia para as 10 primeiras componentes principais apresen-tadas na Figura 4, mostra que a partir da quarta componente osautovalores tendem para valores menores que 1,5, valor considera-do pouco significativo, mostrando que as 4 primeiras componentesprincipais so as mais importantes. As propores das varinciastotais dessas 4 componentes principais so 44, 19, 10 e 7%, res-pectivamente. Essas componentes somadas explicam 80% da vari-abilidade dos dados.

As contribuies dos 6 parmetros mais importantes nas 4 pri-meiras componentes principais esto representadas na Figura 5. Nacomponente 1 os parmetros com maior peso so nitrognioamoniacal, nitritos, K, Na, nitratos e condutividade; na componente2, so fsforo, estreptococos, coliformes fecais, surfactantes DBO eDQO; na componente 3, so brio, turbidez, ferro total, slidos emsuspenso, temperatura do ar e cor e na componente 4, so pH lab,pH loco, cor, ferro solvel, temperatura do ar e alcalinidade. Os de-mais parmetros esto correlacionados com aqueles presentes nascomponentes principais mais importantes. Por exemplo, os teoresde arsnio esto correlacionados com DBO, DQO, surfactantes, fs-foro, nitrognio amoniacal, alcalinidade, nitratos, coliformes fecais,

Figura 2. Dendrograma indicando as estaes separadas em grupos e oisolamento das estaes AV310 e AV320

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Na e K, presentes nas componentes 1 e 2. Os parmetros mais im-portantes nas componentes 1 e 2 so caractersticos de efluentesdomsticos e industriais, indicando contaminao por estes efluentesnas guas do Alto Curso do Rio das Velhas.

Representando graficamente os escores e os pesos (loadings)de cada parmetro nas componentes principais possvel avaliar aimportncia desses parmetros e das estaes na base de dados. NaFigura 6 esto representados por vetores os pesos de cada parmetronas componentes principais 1 e 2 e simultaneamente os escores decada medida em um grfico biplot, onde pesos e escores foramescalonados por mtodos convencionais5,14,17,19. Quanto mais parale-lo o vetor de peso ao eixo da componente principal maior a im-portncia do parmetro correspondente. Novamente observadaa ntida separao das estaes AV310 e AV320 das demais, comona anlise de agrupamentos. Observa-se tambm uma distino dasestaes AV300, Crrego da Barragem Nova Lima, e AV330, Riodas Velhas a jusante do Crrego da Mina das estaes restantes.

A proximidade das estaes ao vetor de peso de cada parmetromonitorado reflete a importncia do parmetro na separao das es-taes. Pode-se observar que a separao da estao AV320 se deveprincipalmente aos parmetros fluoretos, dureza Mg, sulfatos,condutividade, slidos dissolvidos, dureza Ca, Ni, Cu, Se, nitritos,Na, K, Zn, Mn, nitratos e N amoniacal, que apresentam correlaonegativa com o parmetro oxignio dissolvido. Estes parmetroscaracterizam os impactos causados por lanamento de esgoto semtratamento e atividades minerrias. A separao da estao AV310deve-se principalmente alcalinidade, As, DBO, DQO, fenis,surfactantes, coliformes fecais, estreptococos, fsforo, turbidez, fer-ro solvel, ferro total, que apresentam correlao negativa com o

Figura 3. Disperses das variveis de pares de estaes prximas nodendrograma: painel A, estaes AV220 e AV230; painel B, estaes AV240,

AV290; painel C, estaes AV240 e AV280; painel D, estaes AV280 e AV290.

Os valores de r correspondem ao coeficiente de correlao de Pearson

Figura 4. Grfico de autovalores da matriz de covarincia para 10componentes principais da base de dados. Quatro componentes principaisdescrevem 80% da variabilidade dos dados

Figura 5. As contribuies dos 6 parmetros mais importantes nas 4 primeirascomponentes principais

Figura 6. Grfico biplot de escores e pesos (loadings) para as duasprimeiras componentes principais para todas as estaes da rede de

monitoramento do alto curso do Rio das Velhas. Escala de escores no intervalode -1 a +1 e escala de pesos no intervalo de -6 a +6

802 Quim. NovaNonato et al.

parmetro oxignio dissolvido. Os parmetros que distinguem a es-tao AV310 so justificados pelos impactos dos lanamentos, tantode origem domstica quanto industrial e minerria, provenientes domunicpio de Nova Lima.

A anlise de componentes tambm foi realizada separadamen-te nas matrizes formadas pelas estaes que compem cada umdos trs grupos de estaes da rede de monitoramento, a rede bsi-ca, a rede dirigida para controle da poluio e a rede dirigida parao abastecimento domstico, buscando caracteriz-las nos seus res-pectivos grupos. O grfico biplot de escores e pesos de cadaparmetro para as duas primeiras componentes principais para asestaes da rede bsica, AV005, AV010, AV030, AV040, AV050,AV080, AV110, AV130, AV160, AV180, AV200, AV210, AV330,AV340, AV345 e AV350 mostrado na Figura 7.

Entre as estaes que compem a rede bsica, a estao AV080,Rio Itabirito a montante de Itabirito, AV350, Rio das Velhas a mon-tante do Ribeiro Sabar, AV110, Rio Itabirito a jusante do Crregodo Ona, AV210, Rio das Velhas a jusante de Rio Acima, e AV330,Rio das Velhas a jusante do Crrego da Mina foram caracterizadosos parmetros Zn, ferro total, Mn, Ba, slidos em suspenso eturbidez, que caracterizam atividades de minerao. As estaesAV030E e AV030F foram discriminadas por parmetros como fenise temperatura da gua e do ar e cor. As inconformidades verificadasem relao aos ndices de fenis esto relacionadas descarga deesgotos sanitrios e efluentes industriais nas proximidades dessaestao. A estao AV130, Rio das Velhas a jusante do Rio Itabirito,apresenta discriminao pelo parmetro oxignio dissolvido, re-fletindo na melhor qualidade da gua nessa estao. As demaisestaes que compem a rede bsica no apresentaram parmetrosque as discriminassem.

O grfico biplot de escores e pesos de cada parmetro paraas duas primeiras componentes principais para as estaes da rededirigida para controle da poluio, constituda das estaes AV020,AV060, AV070, AV090, AV100, AV120, AV140, AV150, AV170,AV190, AV250, AV300, AV310 e AV320 mostrado na Figura 8.

A anlise de componentes principais com as estaes que com-pem a rede dirigida para o controle de poluio apresenta distin-ta separao das estaes extremamente poludas AV310 e AV320.Essas estaes so discriminadas por parmetros que caracterizam

Figura 7. Grfico biplot de escores e pesos (loadings) para as duasprimeiras componentes principais para as estaes da rede bsica, constitudadas estaes AV005, AV010, AV030, AV040, AV050, AV080, AV110, AV130,

AV160, AV180, AV200, AV210, AV330, AV340, AV345 e AV350. Escala de

escores no intervalo de -0,4 a +0,6 e escala de pesos no intervalo de -4 a +5

rejeitos de minerao e tambm de poluio domstica e industri-al. Como os ndices de contaminao dessas duas estaes so bemsuperiores aos das demais, no possvel determinar os parmetrosque caracterizam as demais estaes da rede de controle de polui-o. Para essa finalidade, uma nova anlise foi realizada excluindoas estaes AV310 e AV320. O novo grfico biplot de escores epesos para esse subgrupo de estaes mostrado na Figura 9.

Nessa anlise observada a discriminao das estaes AV070,Ribeiro Mata Porcos, prximo de sua confluncia com o RibeiroSardinha, caracterizada pelos parmetros Pb, Ba, Ni, Zn e cor, carac-tersticos de atividades de minerao. Prximo a este ponto, a estaoAV060, Ribeiro Carioca a montante da confluncia do Ribeiro MataPorcos tambm distinguida pelos mesmos parmetros, evidencian-do a influncia de rejeitos de minerao. A estao AV300, Crrego da

Figura 8. Grfico biplot de escores e pesos (loadings) para as duas primeirascomponentes principais para as estaes da rede dirigida para controle da

poluio, constituda das estaes AV020, AV060, AV070, AV090, AV100, AV120,

AV140, AV150, AV170, AV190, AV250, AV300, AV310 e AV320. Escala de escoresno intervalo de -1 a +1 e escala de pesos no intervalo de -6 a +6

Figura 9. Grfico biplot de escores e pesos (loadings) escalonados paraas duas primeiras componentes principais para as estaes da rede dirigidapara controle da poluio, excluindo as estaes AV310 e AV320. Escala de

escores no intervalo de -1 a +1 e escala de pesos no intervalo de -5 a +4

803Tratamento estatstico dos parmetros da qualidade das guasVol. 30, No. 4

Barragem em Nova Lima, discriminada pelos parmetros coliformesfecais, estreptococos, fsforo, nitratos, nitrognio amoniacal, nitrog-nio orgnico e cloretos provenientes de efluentes sanitrios. A estaoAV020, Rio Maracuj a montante da confluncia do Crrego dos Pa-dres, foi caracterizada pelos parmetros alcalinidade, DBO e DQO,tambm caractersticos de efluentes sanitrios. As demais estaesso discriminadas pelo parmetro oxignio dissolvido, caractersticode gua de boa qualidade.

O grfico biplot de escores e pesos de cada parmetro para as 2primeiras componentes principais para as estaes da rede dirigidapara abastecimento domstico, constituda das estaes AV220, AV230,AV240, AV260, AV270, AV280 e AV290 mostrado na Figura 10.

Para as estaes que compem a rede dirigida ao abasteci-mento domstico, as estaes AV260, Rio das Velhas em Bela Fama(ala direita), e AV270, Rio das Velhas em Bela Fama (ala esquer-da), so discriminadas pelos parmetros slidos em suspenso,turbidez e Fe total, caractersticos de efluentes de minerao. Asestaes AV220, Crrego dos Fechos na barragem principal, eAV230, Crrego dos Fechos na barragem auxiliar so discrimina-das pelos parmetros alcalinidade e pH. A discriminao por essesparmetros no considerada relevante, uma vez que essas esta-es apresentaram excelente IQA e baixa contaminao por txi-cos3. As estaes AV240, AV280 e AV290 no so discriminadaspor nenhum parmetro de poluio, estando entre as menos polu-das da rede de abastecimento.

Com base na variabilidade explicada pelas componentes prin-cipais, foram avaliados os agrupamentos das estaes consideran-do-se apenas os principais parmetros de cada uma das quatro com-ponentes principais mais importantes, ou seja, nitrognio amoniacal,nitritos, K, Na, nitratos, condutividade; fsforo, estreptococos, coli-formes fecais, surfactantes, DBO, DQO, brio, turbidez, ferro to-tal, slidos em suspenso, temperatura do ar, cor, pH lab, pH inloco, ferro solvel e alcalinidade, somando 22 parmetros. O den-drograma obtido mostrado na Figura 11.

A reduo de parmetros no produziu alteraes significati-vas nos agrupamentos das estaes por similaridade. Esta observa-o permite concluir que a caracterizao e avaliao das estaespoderiam ser realizadas apenas com o monitoramento destes par-metros mais importantes.

Uma nova tabela de parmetros a serem analisados pode serproposta com base nos parmetros mais importantes na discrimi-nao das estaes, selecionados a partir da anlise de componen-tes principais e dos seus respectivos teores medianos. Os parmetrosconsiderados so nitrognio amoniacal, nitritos, K, Na, nitratos,condutividade; fsforo, estreptococos, coliformes fecais, surfac-tantes, DBO, DQO, brio, turbidez, ferro total, slidos em suspen-so, temperatura do ar, cor, pH laboratorial, pH in loco, cor, ferrosolvel e alcalinidade. Os parmetros pH laboratorial e pH in locoso empregados para controle e evidncia de conservao das amos-tras. Eles devem conter a mesma informao, o que fica evidenteno tratamento estatstico.

CONCLUSO

O tratamento estatstico dos dados de monitoramento da quali-dade da gua na regio do Alto Curso do Rio das Velhas mostrouque apenas 22 parmetros de qualidade descrevem as 4 componen-tes principais mais importantes, explicando 80% da variabilidadedos dados. Entre os principais parmetros esto presentes vari-veis que caracterizam impacto causado pelo lanamento de esgotosanitrio, como nitrognio amoniacal, nitratos, nitritos, fsforo,estreptococos, coliformes fecais, DBO e DQO. Esta observaonos permite concluir que o principal impacto causado no Alto Cur-so do Rio das Velhas atribudo falta de saneamento bsico.

Alguns parmetros caractersticos de efluentes de minerao,slidos em suspenso, turbidez, Fe total, esto entre os mais im-portantes, evidenciando o impacto ambiental causado por essa ati-vidade na regio.

Foi observada a correlao entre pares de algumas estaes darede dirigida para o abastecimento, o que recomenda a eliminaode uma das estaes correlacionadas, reduzindo o nmero de esta-

Figura 10. Grfico biplot de escores e pesos (loadings) para as duasprimeiras componentes principais para as estaes AV220, AV230, AV240,

AV260, AV270, AV280 e AV290, que constituem a rede dirigida para

abastecimento domstico. Escala de escores no intervalo de -0,6 a +0,8 eescala de pesos no intervalo de -2,5 a +3,5

Figura 11. Dendrograma obtido na anlise com os 22 principais parmetrosde cada uma das quatro componentes principais mais importantes, ou seja,

nitrognio amoniacal, nitritos, K, Na, nitratos, condutividade, fsforo,estreptococos, coliformes fecais, surfactantes, DBO, DQO, brio, turbidez,

Fe total, slidos em suspenso, temperatura do ar, cor, pH laboratorial, pH

in loco, ferro solvel e alcalinidade. A estao AV005 apresentou o melhorndice de qualidade da gua e baixa contaminao por txicos3

804 Quim. NovaNonato et al.

es nesse grupo em futuro monitoramento. Um critrio foi estabe-lecido, eliminando as estaes que apresentam melhores valores deIQA e CT em relao s suas respectivas estaes correlacionadas.

As estaes AV240, AV280 e AV290 no so discriminadas pornenhum parmetro, estando entre as de guas de melhor qualidadeda rede dirigida para o abastecimento. As estaes AV260 e AV270,localizadas no Rio das Velhas em Bela Fama nas alas direita eesquerda, respectivamente, so distinguidas pelos parmetros sli-dos em suspenso e turbidez, caractersticos de atividades mine-rrias e so as mais contaminadas desse grupo. Essas estaes soimportantes no abastecimento da cidade de Belo Horizonte e suacontaminao aumenta o custo do tratamento da gua.

Nas estaes da rede dirigida para o controle da poluio desta-cam-se as estaes AV310, Rio das Velhas a montante do Ribeiro degua Suja, e AV320, Rio das Velhas a montante do Crrego da Mina,como as guas de pior qualidade de toda a rede de monitoramento. Asituao dessas estaes exige medidas urgentes de saneamento. Poroutro lado, a anlise estatstica destacou as estaes onde a qualidadeda gua melhor, particularmente a estao AV005, Rio das Velhas amontante de So Bartolomeu.

A avaliao das principais variveis responsveis pelo agrupamentodas estaes permitiu a preparao de um novo mapa de monitoramentode parmetros de controle de poluio a ser empregado em futuromonitoramento do Alto Curso da Bacia do Rio das Velhas.

AGRADECIMENTOS

Ao Ministrio do Meio Ambiente que financiou o projeto demonitoramento da bacia do Alto Curso do Rio das Velhas (PNMAII), FAPEMIG pelo apoio financeiro e ao Instituto Mineiro de Ges-to das guas pela disponibilizao dos dados para publicao.

REFERNCIAS

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