CNPQ – CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO
LABORATÓRIO DE GESTÃO DE RESERVATÓRIOS
INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
A ATENUAÇÃO DA RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA E VISÍVEL EM
RESERVATÓRIOS E LAGOS DE MINAS GERAIS: INFLUÊNCIA DO USO DO
SOLO E O PAPEL DO CARBONO ORGÂNICO DISSOLVIDO
Relatório Final
Ricardo Motta Pinto Coelho
Novembro - 2007
INDICE
Descrição Pág.
1 Resumo 2
2 Equipe de Trabalho 4
3 Introdução 5
4 Objetivos 9
5 Metodologia 10
6 Resultados 26
7 Discussão 70
8 Conclusões 91
9 Produtos Gerados 92
10 Agradecimentos 95
11 Referências 96
12 Declaração 99
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 2
1 – RESUMO
O presente relatório traz os resultados da pesquisa que objetivou determinar os
coeficientes de atenuação da radiação visível e de da radiação ultravioleta em um
conjunto de diferentes reservatórios e lagos do estado de Minas Gerais. A pesquisa
inicia-se com uma fase inicial de montagem, testes, calibração e treinamento com o
software da sonda BIC 104 adquirida com os recursos dessa pesquisa. A seguir foram
visitados oito reservatórios de diferentes graus de trofia e quatro lagos situados no
distrito lacustre do médio rio Doce. Os resultados mostraram que embora a radiação UV
penetre bem menos do que a radiação fotossinteticamente ativa na coluna de água dos
sistemas estudados, ela penetra ativamente o suficiente na região do epilímnion da
maioria dos ambientes estudados para exercer consideráveis efeitos sobre a biota
existente nessa região, particularmente os organismos planctônicos. A seguir, a
pesquisa procurou-se investigar quais das diferentes propriedades físico-químicas
(óticas) da água tiveram um papel mais relevante na explicação dos padrões
encontrados. Finalmente, o relatório destaca quais os possíveis impactos que a
penetração da radiação UV pode causar nas biotas desses ambientes, procurando
enumerar, ainda, algumas sugestões para novos estudos a serem conduzidos no futuro
próximo no campo da radiação UV em ambientes aquáticos tropicais.
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2 – EQUIPE DE TRABALHO
1- Ricardo Motta Pinto Coelho, Prof. Dr.
2- José Fernandes Bezerra Neto, doutorando PG ECMVS
3 –Alessandra Jardim de Souza, bacharelanda C. Biológicas, UFMG
4- Cid Antônio Morais Jr., Biólogo, técnico laboratorista, UFMG
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3.0 INTRODUÇÂO
A radiação UV (100-400 nm) compreende atualmente cerca de 7-9 % do total de
radiação emitida pelo sol (Quadro 1). Esse tipo de radiação é responsável por uma série
de reações fotoquímicas que ocorrem em regiões mais elevadas da atmosfera.
Quadro 1 – Tipologia do espectro da radiação solar incidente na atmosfera terrestre. A radiação UV corresponde aos comprimentos de onda de 100 até 400 nm. A maior parte dos comprimentos mais energéticos (100-280 nm) é totalmente absorvida nas altas camadas da atmosfera terrestre. Apenas a radiação UV-A e UV-B atingem efetivamente a superfície terrestre. Fonte: INPE, http://satelite.cptec.inpe.br/uv/R-UV.html: acessado em 16/09/2007.
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 5
A radiação ultravioleta normalmente é classificada em três tipos de radiação UV
(UV-A, UV-B e UV-C) dependendo do seu comprimento de onda:
UV-A: 320-340 nm
UV-B: 280-320 nm
UV-C: 100-280 nm
A radiação UV-C é totalmente absorvida pelo oxigênio e ozônio presentes na
atmosfera. A radiação UV-B é fortemente absorvida pelo ozônio presente na
estratosfera e atinge a superfície da terra em quantidades muito tênues. A UV_A é
pouco absorvida pelos gases e atinge a superfície em maiores quantidades.
Estudos sobre os níveis de radiação UV têm grande importância multidisciplinar
. Eles podem contribuir para a compreensão da variação de ozônio na atmosfera a para o
conhecimento de toda influência exercida pelos aerossóis atmosféricos sobre os fluxos
radiativos que atingem a atmosfera. Em relação a saúde humana, basta mencionar que o
câncer de pele é considerado como doença de cunho epidêmico no Brasil.
Ao atingir a superfície da terra a UV pode causar:
a) atenuação do crescimento de plantas (Calwell et al. 2003);
b) diminuição da produção do fitoplâncton (Haeder et al. 2003);
c) câncer em peixes e anfibios (Tiete et al. 2001);
d) Os efeitos biológicos dessa radiação em seres humanos têm sido investigados
desde o início do século passado e hoje se sabe que ela é causadora de males como o
câncer de pele, a imunossupressão, o envelhecimento precoce da pele, a catarata e
outras doenças dentre elas aquelas associadas à imunossupressão, ao envelhecimento
precoce da pele, a catarata.
Efeitos benéficos:
a) síntese de vitamina D-3 (osteoblástica e paratireóides) (Webb e Holick, 1988).
Esse tipo de vitamina é fundamental para a saúde dos ossos no organismo humano e
demais vertebrados. Além disso, nos últimos anos tem crescido a suspeita de que essa
vitamina pode estar ligada à prevenção de alguns tipos de câncer, esclerose múltipla,
artrite, hipertensão e doenças periodontais.
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 6
Os corpos aquáticos são indicadores sensíveis das mudanças ambientais que
ocorrem nas bacias hidrográficas que os circundam, assim como nas populações e nos
processos que ocorrem no seu interior. Em particular, os lagos têm proporcionado
evidências das mudanças regionais no clima e de outros impactos que ocorrem
concomitantemente, através de interações entre estes e as mudanças climáticas
(Williamson et al., 1996). Um destes impactos diz respeito à radiação ultravioleta e o
interesse têm sido particularmente crescente sobre a radiação UV devido às evidências
de que os seus níveis no ambiente estão se elevando em resposta à destruição da camada
de ozônio estratosférico (Tevini, 1993).
A radiação ultravioleta (UV, 280-400 nm) é a faixa mais reativa da radiação
solar no ambiente aquático e tem uma enorme gama de efeitos fotobiológicos e
fotoquímicos nos ecossistemas marinhos e lacustres (Vincent & Neale, 2000). Desde o
informe inicial do “buraco de ozônio” na Antártica (Farman et al., 1985), pesquisas têm
focado sobre os ecossistemas marinhos (Weiler e Penhale, 1994), onde radiação UV-B
têm sido detectada a profundidades de 60-70 m e a inibição de processos biológicos têm
sido detectados a profundidades de 20-30 m (Karentz e Lutze, 1990). Entretanto,
existem evidências substanciais de que fluxos de radiação ultravioleta podem ter um
impacto negativo sobre as comunidades que compõem os ecossistemas lacustres, de
bactéria e fitoplâncton (Vicent & Roy, 1993) a zooplâncton e peixe (Williamson, 1995).
Por exemplo, em ambientes rasos, sujeito a padrões sazonais de estratificação, altos
fluxos de radiação ultravioleta podem potencialmente expor a danos os organismos
aquáticos que permanecem nas águas superficiais durante o dia (Rowena et al., 2001).
Os efeitos danosos da radiação UV aumentam dramaticamente com a
diminuição do comprimento de onda, particularmente nos baixos comprimentos de onda
conhecidos como UV-B (280-320 nm). Os comprimentos de onda entre 320 e 400 nm,
conhecidos como UV-A, estão envolvidos tanto no dano ao DNA dos organismos,
quanto no reparo do mesmo, enquanto os comprimentos de onda no espectro da
radiação fotossinteticamente ativa (conhecida como radiação PAR, 400-700 nm), estão
envolvidos no reparo aos danos causados pela radiação ultravioleta (Karentz et al.,
1991).
A atenuação da radiação ultravioleta em águas naturais é afetada principalmente
pela matéria orgânica dissolvida colorida ou cromofórica (MODC), freqüentemente
medida como carbono orgânico dissolvido (COD). As chamadas substâncias húmicas e
fúlvicas são principalmente derivadas da vegetação da bacia de drenagem e do solo. A
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concentração de MODC pode ser influenciada por mudanças climáticas regionais, bem
como outras variáveis ambientais, devido ao fato do clima influenciar a hidrologia da
bacia hidrográfica e a vegetação e assim influenciar a exportação de carbono para os
corpos de água (Schindler & Curtis, 1997). Lagos em áreas com vegetação esparsa têm
baixas concentrações de COD e tem sido mostrado que estes ambientes são
relativamente transparentes aos comprimentos de onda da radiação UV (Vincent et al.,
1998). Recentemente, diversos estudos mostraram que a atenuação da radiação UV
pode também ser influenciada pela dispersão ou também pela absorção causada pelo
material particulado na água (Smith et al., 1999) ou pela concentração de clorofila-a
(Hodoki & Watanabe, 1998).
Apesar da tendência do aumento da radiação ultravioleta e das evidências dos
danos causados nos organismos aquáticos, muito pouco é conhecido acerca da ecologia
da radiação ultravioleta nos corpos aquáticos brasileiros. Este projeto visa descrever a
atenuação da luz na faixa do visível (400-700 nm), UV-A (320-400 nm) e UV-B (280-
320 nm) em reservatórios e lagos naturais em Minas Gerais.
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 8
4. OBJETIVOS:
A) Caracterizar os padrões sazonais de radiação solar (PAR e UV) na coluna de água de
água de reservatórios e lagos naturais de Minas Gerais, através da mensuração da
profundidade da penetração da radiação visível e ultravioleta e determinação do
coeficiente de atenuação difusa da luz (Kd) na faixa do UV-B, UV-A e PAR entre os
diferentes sistemas.
B) Determinar as contribuições do carbono orgânico dissolvido (COD), os sólidos totais
em suspensão (STS, principal responsável pela turbidez nos ambientes aquáticos) e do
fitoplâncton na atenuação da luz na faixa do UV e visível e dos índices
espectrofotométricos de absorção da água.
C) Associar os padrões de penetração da radiação visível e UV com as possíveis
contribuições de material alóctone provenientes da bacia e detectar os possíveis fatores
associados a uma eventual degradação da qualidade ótica da água.
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 9
5. METODOLOGIA
Áreas de estudo
Foram estudados 8 reservatórios, quatro lagos (Tabela I), todos em Minas Gerais
ou na divisa de Minas com os Estados de Goiás. Além disso, quatro lagos naturais
foram amostrados, todos pertencentes ao sistema de lagos do Parque Estadual do Rio
Doce – Minas Gerais e arredores (Lagoa Carioca, Dom Helvécio, Silvana e Patos).
O distrito lacustre do médio rio Doce é o maior distrito lacustre do Brasil (Fig.
1-A). Nesse distrito, destaca-se o Parque Estadual do Rio Doce - PERD que trata-se do
maior remanescente de Mata Atlântica de Minas Gerais, com 36.000 ha, rodeado por
plantações de Eucalyptus spp (Barbosa, 1997), com os lagos ocupando uma área de
3,530 ha, correspondentes a 9,8% da sua área total, Duas das lagoas estudadas (D.
Helvécio e Carioca), encontram-se dentro do Parque Estadual do Rio Doce e duas outras
lagoas (Silvana e Patos), situam-se em áreas totalmente cobertas por monoculturas de
Eucalyptus (Fig. 1-B) .
A cascata de reservatórios do rio Grande é hoje formada por dez reservatórios:
Camargos, Itutinga, Furnas, Peixoto, Estreito, Jaguara, Igarapava, Volta Grande, Porto
Colômbia, Marimbondo e Água Vermelha (Fig 2, 3-A e 3-B). A presente pesquisa fez
coleta em 6 desses reservatórios escolhidos em diferentes porções desse sistema (Fig. 3-
A e 3-B).
A represa da Pampulha é um pequeno reservatório urbano com cerca de 2,1 km2
de área alagada, situado no município de Belo Horizonte. A sua bacia de captação que
abrange cerca de 98 km2, cobre áreas tanto do município de Belo Horizonte e também o
município de Contagem, MG (Fig. 4).
Outro ambiente investigado foi a Lagoa da Capela (Fig. 5), localizada no Parque
Estadual do Itacolomi (PEI-IEF/MG), a 1.328 metros de altitude. O ponto de coletas
nesse lago situa-se nas coordenadas UTM 23K 0655546; 7739874. A Lagoa da Capela é
um reservatório de pequeno porte (menos de um hectare de lâmina d’água e 2,20m de
profundidade máxima) que até cerca de 40 anos atrás recebeu rejeitos de uma
suinocultura.
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Fig. 1 - Mapa de localização mostrando a rede hidrográfica; em verde a área de Mata
Atlântica preservada dentro do Parque do Rio Doce (em cima esq.); imagem do Google
Earth mostrando as lagoas dos Patos e Silvana, localizadas próximo à cidade de
Ipatinga, na junção (seta) dos rios Doce com o Piracicaba (em cima, à direita); imagem
Landsat ilustrando parte do distrito lacustre (dir.); e (abaixo) uma foto ilustrando um
lago típico da região (Lagoa da Carioca).
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Fig 1B - Localização das lagoas estudadas no distrito lacustre do médio rio Doce, com
a divisão política dos municípios da região.
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Fig. 2 - Esquema ilustrando as diferenças de nível entre os reservatórios da cascata do
rio Grande.
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Fig. 3A - Cascata de reservatórios do rio Grande. Imagem cedida pelo serviço Google
Earth.
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Fig 3 B - Reservatórios de Furnas e Estreito, cascata do rio Grande.
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Fig. 3C - Reservatórios de Jaguara e Igarapava, cascata do rio Grande.
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Fig. 3D – Reservatórios de Volta Grande e Porto Colômbia, cascata de reservatórios do
rio Grande.
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Fig. 4 - Represa da Pampulha. Imagem da satélite do serviço Google Earth (capturada
em 26 de setembro de 2007).
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 18
Fig. 5 - Açude da Capela, Parque Estadual do Itacolomi, Ouro Preto/Ouro Branco,
Minas Gerais, em dois painéis com a sem as coordenadas geográficas. Imagens cedidas
pelo serviço Google Earth (captura da imagem em 26 de setembro de 2007).
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 19
Tab. I A – Relação dos lagos e reservatórios que foram amostrados. Nome Rio Data
Coleta
Coordenadas Localização Altitude
1 Furnas Grande 5/9/06
23K7714861
364327 São José da
Barra – MG
766
2 Estreito Grande 6/9/07
23K7768612
262854 Fronteira –MG 630
3 Jaguara Grande 6/9/06
23K7782370
790968 Rifaina -SP 558
4 Igarapava Grande 7/9/06
23K7787250
211715 512
5 Volta
Grande
Grande 8/9/06
22 K7782370
790968 494,0
6 Porto
Colômbia
Grande 8/9/06
22K7772091
754483 466
7 Pampulha Rib.
Pampulha
18/4/07
10:10 hs
10:13 hs.
23K 7804984
607887 Belo Horizonte,
Contagem -
MG
800
8 Açude da
Capela
Córrego
Manso
23K
7739874 655546
PE do
Itacolomi,
Ouro
Preto/Outro
Branco – MG
1300
Lagos
9 Lago D.
Helvécio
Bacia do
Rio Doce
29/5/07
10:27 hs
12:49 hs
15:06 hs
23K
7812327
7810816
7811086
751249
752311
750771
Marliéria - MG 290
10 Lagoa da
Carioca
Bacia do
Rio Doce
30/5/07
14:15 hs
23K
7813681
749635
Marliéria – MG 285
11 Lagoa
Silvana
Bacia do
Rio Doce
31/5/07 23K
7843224
770132 Ipatinga – MG 260
12 Lagoa dos
Patos
Bacia do
Rio Doce
01/6/07 23K
7842730
768993 Ipatinga – MG 257
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 20
Tab. I B - Coordenadas geográficas da represa da Pampulha referentes aos pontos de
coletas de variáveis limnológicas do dia 22 de maio de 2007. O ponto onde foi realizado
o perfil de radiação (ponto 18) está demarcado de modo especial (PAR-UV).
Estação
UTM (23 K)
Long Lat
1
605485,484 7805311,114
2
605437,297 7805068,992
3
605801,343 7805101,288
4
605629,192 7804893,833
5
606053,236 7804745,88
6
606360,549 7804690,812
7
606422,461 7804483,114
8
606873,921 7804406,592
9
606846,15 7804073,038
10
606712,858 7803827,352
11
607023,521 7803844,368
12
607172,959 7803625,801
13
606906,411 7804752,64
14
607132,973 7804517,391
15
607297,314 7804855,673
16
607412,805 7804444,818
17
607843,205 7804391,358
18 (PAR UV)
607887,352 7804984,384
19
608053,109 7805035,887
20
607937,485 7805344,313
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 21
As excursões foram sempre feitas nos períodos de seca de 2006 e 2007, nos
diferentes corpos de água acima descritos. As coletas foram feitas na zona limnética
central dos respectivos corpos de água sendo que, no caso dos reservatórios, serão
sempre realizadas na zona lacustre do sistema (evitando o canal de acesso à tomada de
água, onde os gradientes verticais são perturbados pelos procedimentos diários de
variação de vazão das turbinas). Os seguintes procedimentos no campo e em laboratório
serão realizados:
A – Medidas de atenuação in situ
As medidas de penetração da radiação solar (UV e PAR) foram realizadas com
o radiômetro BIC (Biospherical Instruments; San Diego, CA, USA) importado dos EUA
especificamente para esse projeto de pesquisas (Fig. 6A e 6B). O equipamento realiza
medidas de irradiância (cosine downwelling irradiance) na faixa do PAR (400-700nm),
bem como na faixa do UV, 305 (radiação UV-B), 320 e 340 nm (radiação UV-A).
Fig. 6 A - Radiômetro BIC (Biospherical Instruments; San Diego, CA, USA) adquirido
no convênio CNPq/Radiação UV. O equipamento realiza medidas de irradiância (cosine
downwelling irradiance) na faixa do PAR (400-700nm), bem como na faixa do UV,
305, 320 e 340 nm.
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 22
Fig
.
6-B
–
Doi
s
tip
os
de
Fig 6 B - Representação (teórica) gráfica a partir dos perfis de irradiância que podem
oram feitos perfis onde as irradiâncias tanto da radiação PAR quanto de três
faixas e
tomadas a partir da linha d’água até a profundidade de 1%
das me
m-1
ser tomados com a sonda BIC.
F
spectrais na região da radiação UV serão plotadas em função da profundidade da
água (eixo das ordenadas) como visto acima. No esquema à direita, pode-se ver que as
curvas tomam um aspecto linear após as irradiâncias sofrerem uma transformação
logarítimica (Fig. 6-B).
As medidas foram
didas de irradiância superficial. O coeficiente de atenuação difusa da luz para o
PAR, Kd(PAR) (m-1), e para os comprimentos de onda na faixa do ultravioleta, Kd(UV-B) e
Kd(UV-A) ( ), serão calculados pela regressão linear entre logaritmo natural dos valores
de irradiância (Id) e a profundidade (z). As fórmulas usadas para as estimativas dos
coeficientes de atenuação são dadas a seguir:
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 23
Onde :
I: intensidade de radiação medida em µWatt.cm-1.nm-1 (rad. UV) ou em µE.m-1.s-1 (
rad. PAR)
I0: intensidade na superfície da água
IZ: intensidade medida a uma dada profundidade (z: metros)
K: coeficiente de atenuação.
De um modo geral, as medidas de radiação solar sempre foram feitas em dias
ensolarados, com ausência de nebulosidade, em horário próximo às 12 horas. Em alguns
casos, foram também executadas algumas mensurações em dias com nebulosidade
variável para se verificar os efeitos diferenciais da nebulosidade sobre a penetração da
radiação PAR e UV na coluna de água.
B – Seston e medidas de carbono orgânico dissolvido
Conjuntamente com as medidas in situ de irradiância, amostras de água da sub-
superfície (1m) foram coletadas para análises químicas e óticas. A concentração de
clorofila-a (clor-a) foi estimada através do método espectrofotométrico de Lorenzen
(1967).
Os sólidos totais suspensos foram estimados gravimetricamente a partir de duas
réplicas de cada amostra de água, filtradas utilizando-se filtros GF/C (Schleicher &
Schuell) secos (105 ºC, 1 h) e pré-pesados. A seguir os filtros foram novamente secos
(105 ºC, 1 h) e pesados para a determinação dos sólidos totais em suspensão em mg .l-1.
O carbono orgânico dissolvido foi medido a partir amostras filtradas (filtros
GF/F, Whatman), utilizando-se o equipamento TOC analyzer (Shimadzu TOC-5000).
Até a realização das análises as amostras serão guardadas em frascos escuros a 4ºC. As
análises de carbono orgânico dissolvido foram executadas no laboratório do Prof. Dr.
Fábio Roland (UFJF, MG).
A absorção espectrofotométrica da matéria orgânica dissolvida na água foi
medida de amostras de água filtradas (filtros GF/F, Whatman), em cubetas de quartzo
de 1 cm utilizando-se o espectrofotômetro UV-1201 Shimadzu equipado com um
software específico ().
O coeficiente de absorção, αλ, nos comprimentos de onda 305, 320, 340, 380 e
440 nm foi calculado a partir da equação:
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αλ = 2303 Aλ/r
om a sonda YSI 650 onde
ão mensurados: oxigênio dissolvido (mg/l), temperatura
C), condutividade elétrica (µS/cm), pH e potencial de oxi-redução (mV). Além disso,
amostr
em autoclave com perssulfato de potássio,
posterior redução para nitritos (Mackereth et al., 1978).
Onde Aλ é a absorbância espectrofotométrica a λ nm e r é o caminho ótico da cubeta (m)
C – Caracterização limnológica básica
Em cada ambiente estudado serão realizados perfis c
os seguintes parâmetros ser
(º
as de água para análise do fósforo total e nitrogênio total serão coletadas nas
zonas epi, meta e hipolimnéticas, utilizando-se garrafa de Van Dorn com capacidade
para 2 litros. O fósforo total (PT) será determinado pelo método de Murphy & Riley
(1962), após digestão a quente com perssulfato de potássio. O nitrogênio total (NT) será
determinado através da digestão das amostras
e
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 25
6.0 RESULTADOS
alizada em oito diferentes reservatórios e quatro lagos todos eles muito diferenciados
tes bacias hidrográficas (rio Grande, rio Doce
série nitrogenada, apenas os
valores de nitrato é que ficaram oscilando em patamares mais elevados sendo que a
faixa de variação para essa variável ficou entre 0,0 e 25,0 ug.l-1, observado em Furnas
(Tab. III). Os valores de fósforo total também sempre estiveram inferiores a 1,0 ug.l-1 .
A clorofila-a também ficou restrita a faixa 0-1 ug.l-1. Os valores de sólidos totais
variaram entre 0,0 (não detectável) e 2,5 mg.l-1 (Tab. III).
Outros dois pequenos reservatórios foram estudados. Um deles, a represa da
Pampulha é um ambiente tipicamente eutrófico embora com uma grande
compartimentação espacial observável na qualidade da água (Tab. V). Os teores de
amônio, no dia da coleta (22 de maio de 2007), variaram entre 295 e 703 ug.l-1 N-NH4.
O nitrito variou entre 15,0 e 47,8 ug.l-1 de N-NO2. O nitrogênio total variou entre 1,7 e
10,1 mg.l-1 , e os teores de fósforo total variaram entre 5,3 e 45,1 ug.l-1. Os teores de
sólidos totais variaram entre 9,3 e 78,0 mg.l-1 sendo que a maior contrição foi sempre da
fração de sólidos orgânicos. A represa da Pampulha sempre apresentou os valores de
turbidez mais elevados de todos os ambientes estudados. A faixa de variação foi de 18 a
88 NTU (Tab. V). Os teores de clorofila também se destacaram claramente dos demais
ambientes estudados. A variação dos teores de clorofila-a na represa da Pampulha foi
muito ampla ficando entre 6,3 e 93,7 ug.l-1 (Tab. VI).
Os quatro lagos estudados na região do médio rio Doce apresentaram
características limnológicas bem diferenciadas entre si e também uma elevada
compartimentação espacial nesses valores, comono caso do lago D. Helvécio (Tab.
VII). De um modo geral esses lagos apresentaram uma caracterização geral que os situa
A pesquisa sobre a penetração de radiação UV e PAR na coluna de água foi
re
tanto em termos de localização em diferen
e rio São Francisco) características morfométricas (Tab. I e Tab. II).
Em termos de reservatórios, foram amostrados tanto grandes reservatórios tais
como Furnas, reservatórios do tipo “fio de água” (Volta Grande, Jaguara ou Igarapava)
na bacia do rio Grande. As altitudes dos reservatórios amostrados nessa região variiu
entre 766 m (Furnas) a 443 (Porto Colômbia). As coletas feitas (setembro de 2006)
indicaram que todos os reservatórios amostrados ao longo do rio Grande se mostraram
com características tipicamente oligotróficas (Tabs. III e IV). Os valores de amônio
sempre estiveram abaixo dos limites de detecção. Os valores de nitrito nunca
ultrapassaram a barreira dos 3,0 ug.l-1. Em relação a
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 26
em um patamar de trofia mais elevado do que os reservatórios do rio Grande mas
claram
não apresentaram
concen
em 4,0 NTU bem acima dos
valores
no mínimo – 12 metros podendo
chegar
ente ainda mais oligotróficos do que a represa da Pampulha. A lagoa da Carioca
apresentou as maiores concentrações de amônio (212,0 ug.l-1) enquanto que o lago D.
Helvécio exibiu regiões onde esse valor não passou de 54, 0 (ug.l-1). Ao contrário dos
reservatórios estudados, a maioria dos lagos do médio rio Doce
trações detectáveis de nitrato a não ser o caso do lago dos Patos que está situado
fora do PERD e que apresentou uma concentração não desprezível de cerca de 9,0 ug.l-1
para essa espécie de nitrogênio inorgânico. Os valores de fósforo total sempre estiveram
acima dos valores observados para a cascata de reservatórios do rio Grande e variaram
entre 1,9 (Dom Helvécio) e 3,7 ug.l-1 (Lago dos Patos) (Tab. VII). Os valores de
nitrogênio total para esses lagos variaram entre 0,5 mg.l-1 (Dom Helvécio) e 0,6 mg.l-1
(Lago dos Patos). A clorofila-a variou entre 5,0 e 7,0 ug.l-1 e a turbidez variou entre 1 e
2 NTU (Tab. VII).
O açude no Parque do Itacolomi situado a cerca de 1300 metros de altitude (Tab.
I) apresentou valores de algumas variáveis limnológicas que indicam estar em uma
típica condição oligotrófica (Tab. VIII), muito embora suas águas devam receber uma
considerável contribuição de sólidos da bacia. A condutividade elétrica, por exemplo,
ficou entre 8,7 e 9,1 uS.cm-1 enquanto que a turbidez ficou
observados tanto para a cascata de reservatórios do rio Grande bem como
quanto para os lagos do rio Doce. A transparência foi de 0,9 m.
A penetração da luz fotossinteticamente ativa foi, como seria de se esperar,
muito mais intensa do que a penetração da radiação UV em todos os sistemas estudados.
No entanto, houve grandes variações nos coeficientes de atenuação e, por conseguinte,
nos limites verticais de penetração tanto da radiação PAR quanto em termos de radiação
UV (Tabs. IX-A e IX-B) (Figs. 7 – 47).
Os reservatórios da cascata do rio Grande se destacaram como sendo os
ambientes onde tanto a radiação PAR quanto a radiação UV penetraram mais
profundamente na coluna de água (Figs. 7 – 12). Os coeficientes de atenuação para a
radiação PAR para esses ambientes variaram entre 0,299 (Furnas) e 0,376 (Volta
Grande) o que sempre garantiu uma zona eufótica de –
até 15.6 metros (Tab. IX-A).
Os reservatórios da Pampulha e da Capela exibiram zonas eufóticas muito
menores iguais ou menores do que 2,1 metros (Tab. IX A) (Figs. 18 e 19). Já os lagos
do médio rio Doce ficaram em uma situação intermediária com zonas eufóticas variando
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 27
entre 0,9 e 1,5 metros (Tab. IX-B) (Figs. 13-17). Os coeficientes de atenuação para a luz
PAR variaram nesses lagos entre 0,85 (lago Dom Helvécio) e 1,51 (lagoa da Carioca).
A grande surpresa dessa pesquisa foi a constatação dos grandes índices de
penetração de radiação UV nos reservatórios da cascata de reservatórios do rio Grande.
Os Kd´s para as diferentes faixas de radiação UV encontrados para esses reservatórios
variaram entre 2,8 e 3,7 (UV-B, 305 nm), 2,2 e 2,6 (UV-A, 320 nm) e 1,6 e 1,8 (UV-A,
340 nm) enquanto que os mesmos valores para os demais reservatórios estudados foram
sempre muito mais elevados (Tab. IX-A). O limite inferior para a penetração da
radiação UV-A (340 nm) nesses reservatórios sempre ultrapassou os 2,5 metros de
profundidade enquanto que nos reservatórios da Pampulha e da Capela esses limites
foram, respectivamente, 0,5 e 0,4 metros.
Como já visto anteriormente, a faixa de radiação UV-A de 340 nm foi a que
mais profundamente penetrou na coluna de água nos lagos do médio rio Doce (Tab. IX-
B). Ess
. No presente estudo,
mediu-
Jaguará bem acima dessa faixa) (Tab. X). Os
lagos d
aciais mais intensos do que a radiação UV. Foram
tomado
es lagos apresentaram Kd´s variando entre 4,9 e 8,4 (305 nm), 4,6 e 7,1 (320 nm)
e 4,2 e 5,5 (340 nm). A radiação UV-A penetrou (1% de I-UV0) de 0,8 a 1,1 metros de
profundidade nos lagos estudados, portanto, penetrando cerca de 2,5 vezes menos do
que nos reservatórios da cascata de reservatórios do rio Grande.
O carbono orgânico dissolvido apresenta (COD), como se sabe, grande
influência nos índices de penetração de radiação UV na coluna de água de todos os
ambientes aquáticos sejam eles marinhos ou epicontinentais
se os valores de COD nos reservatórios da cascata de reservatórios do rio Grande
bem como nos lagos do médio rio Doce. Na cascata de reservatórios, houve uma grande
variabilidade dos dados mas, de um modo geral, a maioria das concentrações de COD
nesses ambientes ficou oscilando na faixa de 3,5 a 8,5 mgC.l-1 (exceto dois valores do
tipo “ouliers” observados em Furnas e
o médio rio Doce apresentaram em geral concentrações menos elevadas de COD
e os valores oscilaram numa faixa muito estreita (4,1 – 5,5 mgCl-1) (Tab. XI).
O efeito da compartimentação espacial que comumente ocorre em reservatórios
foi investigado em uma série de perfis de radiação PAR e UV tomados no dia 18 de
abril de 2007 no reservatório da Pampulha. As observações sugerem que os níveis de
radiação PAR formam gradientes esp
s onze perfis em cinco diferentes pontos da represa (Figs. 20 – 30) (Tab. XII).
As regiões mais oligotróficas (pontos centrais e próximos a barragem, pontos 3 e 4)
apresentaram os menores valores de Kd tanto para a faixa espectral do visível (PAR)
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 28
quanto para a radiação UV. Os valores de Kd oscilaram entre 1,4 e 2,1 (PAR) e 7,9 e
9,8 (UV-A, 340 nm) para essa região. Já na região mais eutrofizada próxima a enseada
que dá
estudadas (340 nm) e, ainda, dois outros
abaixam
m experimento com o
sensor
s de uma
maneir
acesso a Ilha dos Amores (ponto 5), os valores de Kd foram bem mais elevados
ficando entre 3,1 e 4,6 (PAR) e 9,7 e 13,0 (UV-A, 340 nm).
A maior capacidade de penetração da radiação UV-A (340 nm) na coluna de
água, vista em todos os perfis dessa pesquisa, pode ser explicada através do espectro da
água filtrada em filtros de membrana de 0,2 um de abertura de poro obtido numa
varredura espectral com o espectrofotômetro UV-VIS Shimadzu 1205 que percorreu a
faixa espectral de 320 nm a 700 nm (Fig. 31). É possível observar claramente que há um
nítido abaixamento das absorvâncias de todos os filtrados na faixa 340-360 nm que
corresponde a uma das faixa do UV-A
entos sendo um deles na faixa dos 400-430 nm e outro acima dos 620 nm.
Dessa forma, das três faixas espectrais estudadas no âmbito da radiação UV (305, 320 e
340 nm) a faixa dos 340 seria exatamente aquela onde deveríamos esperar uma maior
penetração na coluna de água.
Estudou-se ainda o efeito de diferentes condições de tempo na penetração da
radiação PAR e UV na coluna de água. Para tanto foi feito u
colocado em uma profundidade fixa (0,5 m) em um dia com nebulosidade
variável. O experimento foi conduzido na lagoa da Capela (Fig. 32 e 33).
Os níveis de PAR e radiação UV obtidos com a sonda fixa na profundidade de
0,50 m mostraram ma variação devido a diferentes coberturas de nuvens bloqueando a
luz do sol ao longo do tempo (eixo das abscissas, em segundos). Quando se observa o
comportamento da radiação PAR é possível constatar que houve um “pico” de radiação
devido, provavelmente, a abertura das nuvens para a passagem da radiação solar.
Entretanto, quando se observa o comportamento das diferentes faixas espectrais de
radiação UV, é fácil notar que as faixas de 305 e 320 nm quase não são afetadas pela
passagem de uma nuvem enquanto que a faixa de 340 nm é mais afetada ma
a muito menos intensa do que foi visto para a radiação visível (PAR). Esse
padrão diferencial decorre do fato de que a radiação UV é menos afetada que a PAR ao
atravessar uma cobertura de nuvens.
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 29
Tabela II – Características gerais (data da coleta, hora da coleta, coordenadas dos
pontos de coletas, profundidade, temperatura de superfície, transparência do disco de
Secchi e condições de clima) nos reservatórios e lagos estudados.
Loca
Tempo l
Data da Coleta
Hora Coleta
Zona
Latitude
Longitude
Prof
Temp.
Sup (C)
Secchi
Furnas
Sol 5/9/2006 13:40 23K 364327 7714861 84,6 20,0 6
Estreito
Sol 6/9/2006 10:23 23K 262854 7768612 46,0 20,6 6,2
Jaguara
Sol 6/9/2006 13:55 23K 790968 7782370 31,0 22,6 5,2
Igarapava
Sol 7/9/2006 11:22 23K 211715 7787250 22,6 23,6 6,5
Volta Gran
Sol de 7/9/2006 14:08 22K 790968 7782370 39,4 24,3 6
Porto Colô
24 22K 754483 7772091 34,0 22,8 5,5 Sol mbia 8/9/2006 10:
Pampulha Sol 22/5/2007 11:39 23K 7804984 607887 12,0 22,8 1,2
Reservatór“Lagoa” da Capela
NubladoSol
io
25/7/200726/7/2007
11:04-11:07 10:13-11:14
23K 7739874 0655546 2,1 18,2 0,90
LAGOS NATURAIS
Lagoa D. Helvécio P-01
Sol 29/05/2007 10:37 hs 23K 7812327 751249 1,60
Lagoa D. HP-43
Sol elvécio 29/5/2007 12:46 hs 23 K 7810816 752311 36,0 1,60
Lagoa D. HP-55
Sol elvécio 29/5/2007 15:03 hs 23 K 7811086 750771 16,2 1,60
Lagoa D. HelP-66
Sol vécio 29/05/2007 16:07 hs 23 K 7811565 749170 5,57 1,65
Lagoa da C
Sol arioca 30/05/2007 14:15 hs. 23 K 7813681 749635
Lagoa Silva
Sol na 31/5/2007 11:05 hs 23K 7843224 770132 9,30 29,2 1,65
Lagoa dos
Sol Patos 01/6/2007 10:10 hs 23K 7842730 768993 3,00 24,5 1,40
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 30
Tabela III – Características li ológ s da cascata de reservatórios do rio Grande (Parte I: reservatórios de Furnas, Estreito e Ja
Reservatório mô
(µg.l-1) Nitr(µg.l-1)
Nitrato (µg.l-1)
ó o T(µg.l-1)
b z (NTU)
l -a (Lorenzen) (µg.l-1
(
guara)
PST mg.l
mn
A
ica
nio ito F sfor otal Tur ide C orofila
)
-1)
Furnas 1m 1 24 ,0 0 1, ,9 1 0,2 0,3 0,4
6m 1 13 ,9 0 1, ,8 0 0,4 0,1 0,6
12 m 0 1,1 3,7 0,7 0,2 0,0 0,5
30 1 0,0 ,1 m 0 1, 1 0,3 0,0 0,6
Estreito m 1 1,8 1,1 0,3 0,0 1 0 1, 0,7
m 1 16,6 ,6 6 0 1, 1 0,1 0,4 1,4
12,9 12 m 0 1,1 1,7 0,1 0,0 1,8
30 m 0 1,1 0,0 0,9 0,4 0,2 1,4
Jaguara 1 m 4 20,2 ,9 0 1, 0 0,2 0,3 2,1
m 3 10,3 ,9 6 0 1, 0 0,2 0,0 0,6
12 m 0 1,3 10,3 0,9 0,2 0,2 1,0
4 12,0 ,9 30 m 0 1, 0 0,2 0,1 2,5
Tabela IV - Características limnológicas da cascata de reservatórios do rio Grande (Parte II: reservatórios de Igarapava, Volta Grande e Porto
olômbia).
Reservatório nio
(µg.l-1)
o
(µg.l-1)
o
(µg.l-1)
Total
(µg.l-1)
idez
(NTU)
nzen)
(µ
(mg.l-1)
C
Amô Nitrit Nitrat Fósforo Turb Clorofila-a
(Lore
g.l-1
PST
Igarap m 7,1 0,3 0,1 0,1 1,6 ava 1 0 1,5
0 1,3 13,6 0,6 0,7 0,1 1,7 6m
m 0 0,3 3,8 0,6 0,4 0,1 0,0 12
20 m 0 1,7 19,1 0,3 0,4 0,1 0,6
Volta Grande m 0 2,1 0,9 0,6 0,4 0,7 0,3 1
0 2,2 0,0 0,2 0,6 0,5 0,3 6 m
m 0 2,3 5,5 0,1 0,2 0,3 0,2 12
30 m 0 2,0 0,2 0,01 0,1 0,4 0,2
Porto Colômb m 0 1,7 7,6 0,5 0,1 0,2 0,3 ia 1
0 1,8 10 0,4 0,1 0,1 0,06 m ,1
m 0 1,8 6,6 0,2 0,1 0,2 1,1 12
x
20 m 0 1,8 10,1 0,6 0,5 0,4 0,4
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 32
Reservatório da Pampulha
Tabela V - Caracterização limnológica da represa da Pampulha, Belo Horizonte, MG
(coleta e 2 de ma 07
Estação Coleta
Amôni(µ.g.l-1 -1)
N-Total -1)
FósforoTotal
Sólidos (mg/l)
M.I. (mg/l)
M.O. (mg/l)
Turbidez(NTU)
io de 20 ). m 2
o )
Nitrito (µ.g.l
Nitr(µ.g
ato.l-1) (µ.g.l
(µ.g.l-1) 1
295,9 23,2 24,3 37,1 n.d. 4968,1 14,2 28,8 4,5
2
376,2 15,0 n.d. 2927,8 10,0 18,3 4,0 14,3 28,0
3
512,5 21,5 6095,5 9,0 19,5 3,5 16,0 33,9 n.d.
4
367,7 24,1 2320,3 10,9 13,5 31,2 n.d. 13,8 3,3
5
527,2 27,9 2720,8 10,1 15,5 3,3 12,3 33,3 n.d.
6
433,8 30,1 2142,2 16,1 28,8 9,3 19,5 52,3 n.d.
8
524,5 18,0 1 35,5 58,6 n.d. 0115,5 45,1 57,8 22,3
9
386,2 18,2 n.d. 11373,8 62,3 78,0 27,3 50,7 88,3
10
684,1 19,9 n.d. 5251,9 31,3 54,3 19,0 35,3 80,5
11
703,0 18,2 4617,0 35,8 24,8 38,4 n.d. 38,3 13,5
12
369,1 26,0 n.d. 1702,9 13,1 23,3 6,8 16,5 43,3
13
621,7 31,4 n.d. 3018,3 8,1 14,8 3,5 11,3 30,8
14
394,7 33,0 5933,3 7,3 18,3 5,5 12,8 30 n.d.
15
603,6 30,1 1972,4 7,7 9,3 29,6 n.d. 13,5 4,3
16
493,6 47,8 n.d. 5722,5 5,3 9,5 3,5 6,0 22,6
17
502,3 47,1 1625,7 6,1 9,5 3,3 6,3 18,7 n.d.
18
463,4 38,0 4408,6 6,5 6,0 22,0 n.d. 9,3 3,3
19
558,6 30,8 n.d. 3977,4 8,6 15,5 3,3 12,3 30,9
20
493,5 25,4 n.d. 3930,5 6,2 14,8 3,5 11,3 30,5
Tabela VI - Variação espacial das concentrações de clorofila-a na represa da Pampulha
e maio de 2007. Método de Lorenzen. em coletas tomadas no dia 22 d
Amostra Concentração
Clorofila-a (µg.l-1) Média (µg/L)
46,86 1 38,3 29,70
17,16 2 ,8
1616,50 14,52 3
20,46 17,5
15,18 4 4
13,9 12,515,18 5
12,9
10,5623,76 6
23,8
23,7660,72 8
56,4
52,14107,36 9
93,7
80,0844,00 1
0
40,5 36,96 34,98 11
25,08 30,0
17,82 12 19,14
18,5
14,52 13
12,2 9,908,58 14
6 9,6
10,57,92 15
6 9,2
10,59,24 16
7,9
6,606,60 17
6,6
6,605,94 18
6,2
6,60 14,52 19
15,18 14,9
11,22 20 11,88
11,6
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 34
Tabela VII – Caracterização limnológica dos lagos do médio rio Doce .
Data
Local
Amônia (ug.l-1)
ititro g.l-1) (ug
Lg.l-1)
TALl-1)
Clorofila-a (ug.l-1)
PST (mg.l-1)
Turbidez(NTU)
Nu(
Nitr
-TOTAato
.l-1) P(u
N-TO( g.u
29/5/2007 D.Helvécio P- 01
57,60 0 0 2,2 4,4 7,4 2,7 2,1 61
29/5/2007 D.Helvécio P- 43
54,00 0 0 1,9 5,0 2,3 1,9 450,0
29/5/2007 D.Helvécio P- 55
60,40 0,3 0 2,4 5,7 5,8 2,8 1,8 55
29/5/2007 D.Helvécio P- 66
15,20 0 0 2,9 4,9 5,8 3,6 1,4 54
29/5/2007 D. Helvécio Praia (saida barco)
69,90 0,2 0 2,0 5,0 2,7 1,9 434,1
30/5/2007 L. Carioca (ponto PELD)
212,00 0 0 2,6 4,5 6,0 1,8 572,5
31/5/2007 L. Silvana
137,50 1,1 0 3,0 6,5 4,0 3,8 1,4 36
31/5/2007 L. Patos
117,90 12 8 3,7 7,3 7,2 2,1 ,9 610,1
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 35
Tabela VIII - Caracterização limnológica do reservatório “Lagoa da Capela”, Parque
stadual do Itacolomi, municípios de Ouro Preto/Ouro Branco, MG.
Variável
Prof. Valor
E
Porfundid
m 2ade (m) Z ax ,14
Transparência Secchi - (m)
Z Secchi 0,90
Superfície 18,0 Temperatura (C)
undo 17,2F
Superfície 6,70 pH
undo 6,40F
Superfície 8,70 Condutividade (uS.cm-1)
undo 9,18F
Superfície 4,0 Turbidez (NTU)
undo 4,0 F
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 36
Tabela IX A - Coeficientes de extinção da radiação UV (305 nm, 320 nm e 340 nm) e
da radiação PAR (400-700 nm) nos reservatórios estudados.
RESERVATÓRIOS
Kd
NOME
m 32 340 nm PAR 305 n 0 nm
Furnas
3,066 (ZUVB= 1,5 m)
2(ZUVA2
1,600 (ZUVA2= 2.8 m)
0,299 (Zeu= 15.4 m)
,179 = 2,1 m)
Estreito
(ZUVB= 1,3 m) 2,409
(ZUV ) 1,724
(ZUVA2= 2.7 m) 0,296
(Zeu= 15.6 m)
3,427
A2= 1,9 m
Jaguará
1 (ZUVB= 1,3 m)
2(ZUV )
1,698 (ZUVA2= 2.7 m)
0,307 (Zeu= 15.0 m)
3,63 ,491
A2= 1,9 m
Igarapava 2,785 (ZUVB= 1,7 m)
2,360 (ZUVA2= 1,9 m)
1,797 (ZUVA2= 2.6 m)
0,318 (Zeu= 14.5 m)
Volta Grande
3,715 (ZUVB= 1,2 m)
2,573 (ZUVA2= 1,8 m)
1,887 (ZUVA2= 2.4 m)
0,376 (Zeu= 12.3 m)
Pto. Colômbia
3,109 (ZUVB= 1,4 m)
2,394 (ZUVA2= 1,9 m)
1,786 (ZUVA2= 2.6 m)
0,313 (Zeu= 14.7 m)
Pampulha
(22/5/2007)|
10,65 (ZUVB= 0,4 m)
9,34 (ZUVA2= 0,5 m)
6,38 (ZUVA2= 0,7 m)
2,06 (Zeu= 2.2 m)
Lagoa da
Capela (PEI)
14,29 (ZUVB= 0,3 m)
12,48 (ZUVA2= 0,4 m)
10,10 (ZUVA2= 0,5 m)
1,24 (Zeu= 3.7 m)
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 37
Tabela IX B- Coeficientes de extinção da radiação UV (305 nm, 320 nm e 340 nm) e
LAGOS NATURAIS
da radiação PAR (400-700 nm) nos lagos estudados.
Kd´s
Lago 305 nm 320 nm 340 nm PAR
D. Helvécio
(ZU(Perfil I)
5,459
VB
5,432 B m) (ZU m) (ZU m) (Z ) = 0.8 VA1= 0,8
4,241
VA2= 1,1
0,857
eu= 5.4 m
D. Helvécio (ZU(Perfil II)
6,72
VB
5,68 B m) (ZU m) (ZU m) (Z ) = 0,7 VA1= 0,8
4,59
VA2= 1,0
0,98
eu= 4.7 m
Carioca (ZU
8,435
VB
7,110 B m) (ZU m) (ZU m) (Z ) = 0,5 VA1= 0,6
5,507
VA2= 0.8
1,510
eu= 3.1 m
Silvana (ZU
6,399
VB
5,506 B m) (ZU m) (ZU m) (Z ) = 0,7 VA1= 0,8
4,506
VA2= 1,0
1,120
eu= 4,1 m
Patos (ZU
4,914
VB
4,604 B m) (ZUV m) (ZUV m) (Zeu ) = 0,9 A1= 1,0
4,208
A2= 1,1
1,338 = 3,5 m
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 38
Tabela X – Valores de carbono orgânico dissolvido (mg C.l-1) nos reservatórios da
RESERVATÓRIO
CARBONO ORGÂNICO
DISSOLVIDO - COD (mg L-1)
cascata do rio Grande.
Amostra
DOC
Média
DP
4,7522FURNAS-1 ,6908
4,7 0,0 4
27,3151FURNAS-2
27,0 0,5 26,667217,7877JAGUARA-1
18,291718,0 0,4
3,924JAGUARA-2 4
3,8 0,2 3,608
3,1002ESTREITO-1 56
3,0 0,2 2,85
3,487ESTREITO-2 3,5619
0,1 3,5
8,6021IGARAPAVA-1 8 0,5
7,9264,3
3,4885IGARAPAVA-2 45
0,1 3,37
3,4
5,2393VO -1 33
0,4 LTA GRANDE 4,71
5,0
5,8117VOLT -2 0,1 A GRANDE 5,9855
5,9
8,3984PORTO MBIA-1 23
0,2 8,5 COLÔ 8,65
2,7576POR A -2 2,5935
0,1 TO COLÔMBI 2,7
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 39
Tabela XI – Valores de carbono orgânico dissolvido (mg C.l-1) nos lagos naturais do
médio rio Doce.
Lago
Carbono Orgânico Dissolvido -CO
(mgC.l-1
Turb(NTUL
D
idez
) ab.
)
D.Helvécio P 01
4,4
2,09
D.Helvécio P 43
4,1
1,92
D.Helvécio P 55
4,3
1,83
D.Helvécio P 66
4,3
1,38
D. HelvécPraia (said
1,88 io
a barcSem dado
o) s
L. Cario(Ponto
4,5
1,75 ca
PELD, boia)
L. Silvana
5,5
1,36
L. Patos
5,2
2,08
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 40
Kd 305 = 3,066
Perfil - Furnas
Ln µWatts/cm²/nmµWatts/cm²/nm
Kd 320 = 2,179
Kd 340 =1,600
Kd PAR = 0,299
Fig. 7 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de três
comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na
coluna de água da zona limnética do reservatório de Furnas.
0 10 20 30 40 50 60 7
Pro
f. (m
)
0
1
2
3
4
5
12 Edz305nm Edz320nm Edz340nm
1 2 3 4 5
Ln Edz305nm Ln Edz320nm Ln Edz340nm
Ln µEinsteins/m²/sµEinsteins/m²/s
400 800 1200 1600 2000 2400
Pro
f. (m
)
28000
2
4
6
8
10
12
14
EdzPAR
2 3 5 6 7 8 94
Ln EdzPAR
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 41
Perfil - Estreito
Ln µWatts/cm²/nmµWatts/cm²/nm
Kd 305 = 3,427
Kd 320 = 2,409
Kd 340 = 1,724
Kd PAR = 0,296
Fig 8 – Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de três
comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na
coluna de água da zona limnética do reservatório de Estreito.
0 10 20 30 40 50 60 70
Prof
. (m
)
1
2
3
4
511
12
13
14
15
Edz305nm Edz320nm Edz340nm
1 2 3 4 5
Ln Edz305nm Ln Edz320nm Ln Edz340nm
Ln µEinsteins/m²/sµEinsteins/m²/s
400 800 1200 1600 2000 2400 2800
Prof
. (m
)
0
2
4
6
8
10
12
14
EdzPAR
2 3 4 5 6 7 8
Ln EdzPAR
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 42
Kd 305 = 3,631
Perfil - Jaguara
Ln µWatts/cm²/nmµWatts/cm²/nm
Kd 320 = 2,491
Kd 340 = 1,698
Kd PAR = 0,307
rvatório de Jaguara.
Fig. 9 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de
três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na
coluna de água da zona limnética do rese
0 10 20 30 40 50 60 70
Pro
f. (m
)
1
2
3
4
5
611
12
13
14
15
16
17
18
Edz305nm Edz320nm Edz340nm
1 2 3 4 5
Ln Edz305nm Ln Edz320nm Ln Edz340nm
Ln µEinsteins/m²/sµEinsteins/m²/s
400 800 1200 1600 2000 2400 2800
Prof
. (m
)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
EdzPAR
1 2 3 4 5 6 7 8
Ln EdzPAR
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 43
305
Perfil - Igarapava
Ln µWatts/cm²/nmµWatts/cm²/nm
Kd = 2,785
Kd = 2,360 320
Kd = 1,797 340
Kd = 0,318 PAR
Fig. 10 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de
três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na
coluna de água da zona limética do reservatório de Igarapava.
0 10 20 30 40 50 60 70
Pro
f. (m
)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Edz305nm Edz320nm Edz340nm
1 2 3 4 5
Ln Edz305nm Ln Edz320nm Ln Edz340nm
Ln µEinsteins/m²/sµEinsteins/m²/s
400 800 1200 1600 2000 2400 2800
Pro
f. (m
)
0
2
4
6
8
10
EdzPAR
1 2 3 4 5 6 7 8
Ln EdzPAR
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 44
Kd 305 = 3,715
Perfil - Volta Grande
Ln µWatts/cm²/nmµWatts/cm²/nm
Kd 320 = 2,573
Kd 340 = 1,887
Kd PAR = 0,376
ig. 11 – Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de F
três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na
coluna de água da zona limética do reservatório de Volta Grande.
0 10 20 30 40 50 60 70
Prof
. (m
)
1
2
3
4
5
611
12
13
14
15
Edz305nm Edz320nm Edz340nm
1 2 3 4 5
Ln Edz305nm Ln Edz320nm Ln Edz340nm Col 13 vs Col 14
Ln µEinsteins/m²/sµEinsteins/m²/s
400 800 1200 1600 2000 2400 2800
Pro
f. (m
)
0
2
4
6
8
10
12
14
EdzPAR
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Ln EdzPAR
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 45
Perfil - Porto Colômbia
Ln µWatts/cm²/nmµWatts/cm²/nm
Kd 305 = 3,109
Kd 320 = 2,394
Kd 340 = 1,786
Kd PAR = 0,313
Fig. 12 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de
três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na
coluna de água da zona limética do reservatório de Porto Colômbia.
0 10 20 30 40 50 60 70
Pro
f. (m
)
1
2
3
4
5
611
12
13
14
15
16
17
Edz305nm Edz320nm Edz340nm
1 2 3 4 5
Ln Edz305nm Ln Edz320nm Ln Edz340nm
Ln µEinsteins/m²/sµEinsteins/m²/s
400 800 1200 1600 2000 2400 2800
Pro
f. (m
)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
EdzPAR
1 2 3 4 5 6 7 8
Ln EdzPAR
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 46
µWatts/cm²/nm0 5 10 15 20
Prof
. (m
)
4
8
12
16
20
24
28
32
Edz305nm Edz320nm Edz340nm
Perfil - Lagoa Dom Helvécio 1
Ln µWatts/cm²/nm0 1 2 3 4
Ln Edz305nm Ln Edz320nm Ln Edz340nm
µEinsteins/m²/s
200 400 600 800
Prof
. (m
)
0
4
8
12
16
20
24
28
32
EdzPAR
Ln µEinsteins/m²/s
0 1 2 3 4 5 6 7
Ln EdzPAR
Kd 305 nm
Fig 13 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de
três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na
coluna de água da zona limnética no Lago D. Helvécio, PERD.
= 5,459
= 5,432
241
Kd PAR = 0,857
Kd 320 nm
Kd 340 nm = 4,
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 47
µWatts/cm²/nm0 5 10 15 20 25 30 35 40
Prof
. (m
) 4
8
Edz305nm Edz320nm Edz340nm
Perfil 154936- Lagoa Dom Helvécio
Ln µWatts/cm²/nm0 1 2 3
Ln Edz305nm Ln Edz320nm Ln Edz340nm
µEinsteins/m²/s
400 800 1200 1600
Prof
. (m
)
0
4
8
12
16
EdzPAR
Ln µEinsteins/m²/s
0 2 4 6 8
Ln EdzPAR
Kd 305 nm =6,72
Kd 320 nm = 5,68
Kd 340 nm = 4,59
Kd PAR = 0,98
Fig 14 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de
três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na
coluna de água da zona limnética no Lago D. Helvécio, PERD.
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 48
20 e 340 nm, UV-A) na
oluna de água da zona limnética no Lagoa Carioca, PERD.
Fig 15 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de
três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 3
Perfil - Lagoa Carioca
cc
µWatts/cm²/nm0 10 20 30 40 50 60
Prof
. (m
)
2
4
6
8
10
12
Edz305nm Edz320nm Edz340nm
Ln µWatts/cm²/nm0 1 2 3 4 5
Ln Edz305nm Ln Edz320nm Ln Edz340nm
µEinsteins/m²/s
400 800 1200 1600 2000 2400 2800
Prof
. (m
)
0
2
4
6
8
10
12
EdzPAR
Ln µEinsteins/m²/s
0 2 4 6 8 10
Ln EdzPAR
Kd 305 nm = 8,435
Kd 320 nm = 7,110
Kd 340 nm = 5,507
Kd PAR
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 49
20 e 340 nm, UV-A) na
oluna de água da zona limnética no Lagoa Carioca, PERD.
Fig 15 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de
três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 3
Perfil - Lagoa Carioca
Ln µWatts/cm²/nmµWatts/cm²/nm0 10 20 30 40 50 60
Prof
. (m
)
2
4
6
8
10
12
Edz305nm Edz320nm Edz340nm
0 1 2 3 4 5
Ln Edz305nm Ln Edz320nm Ln Edz340nm
Ln µEinsteins/m²/sµEinsteins/m²/s
400 800 1200 1600 2000 2400 2800
Prof
. (m
)
0
2
4
6
8
10
12
EdzPAR
0 2 4 6 8 10
Ln EdzPAR
Kd 305 nm = 8,435
Kd 320 nm = 7,110
Kd 340 nm = 5,507
Kd PAR = 1,510
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 49
Fig 16 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de
três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na
coluna de água da zona limnética na Lagoa Silvana, município de Ipatinga.
Lagoa Silvana
µEinsteins/m²/sµWatts/cm²/nm
Kd 305 nm = 6,399
Kd 320 nm = 5,506
Kd 340 nm = 4,506
Kd PAR = 1,120
0 10 20 30 40
Pro
f. (m
)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Edz305nm Edz320nm Edz340nm
400 800 1200 1600 2000
EdzPAR
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 50
µEinsteins/m²/sµWatts/cm²/nm400 800 1200 1600 2000 2400
ig 17 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de F
três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na
coluna de água da zona limnética na Lagoa dos Patos, município de Ipatinga.
0 10 20 30 40 50 60
Prof
. (m
)
EdzPAR
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
Edz305nm Edz320nm Edz340nm
A B
Kd 305 nm = 4,914
Kd 320 nm = 4,604
Kd 340 nm = 4,208
Lagoa dos Patos
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 51
Pampulha 22/05/2007
Ln µWatts/cm²/nmµWatts/cm²/nm1 2 3 4 5
Fig 18 – Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de
três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na
coluna de água da zona limnética na Represa da Pampulha, Belo Horizonte, MG..
0 10 20 30
Prof
. (m
)
2
4
6
8
10
12
Edz305nm Ln Edz305nm Edz320nm Ln Edz320nm Edz340nm Ln Edz340nm
Ln µEinsteins/m²/sµEinsteins/m²/s
400 800 1200
Prof
. (m
)
0
2
4
6
8
10
12
EdzPAR
0 2 4 6 8
Ln EdzPAR
Kd 305 nm = 10,65
Kd 320 nm = 9,34
Kd 340 nm = 6,38
Kd PAR = 2,06
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 52
ig 19 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de
Res. da Capela - PEI 25 Jul. 2007
Ln µWatts/cm²/nmµWatts/cm²/nm
F
três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na
coluna de água da zona limnética na represa da Capela, Parque Estadual do Itacolomi,
Ouro Preto, MG..
0 10 20 30 40 50 60 70
Prof
. (m
)
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
Edz305nm Edz320nm Edz340nm
1 2 3 4
Ln Edz305nm Ln Edz320nm Ln Edz340nm
µEinsteins/m²/s Ln µEinsteins/m²/s0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800
Prof
. (m
)
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
EdzPAR
4 6 8 10
Ln EdzPAR
Kd 305 nm = 14,29
Kd 320 nm = 12,48
Kd 340 nm = 10,10
Kd PAR = 1,24
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 53
Variação espacial na penetração de radiação PAR e UV
Reservatório da Pampulha
_________________
Perfis de Radiação UV e PAR
(18/4/2007 )
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 54
Fig. 20 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na coluna de água da zona limnética na Represa da Pampulha, Belo Horizonte, MG.
Pampulha 1 - 18/05/2007
Ln µWatts/cm²/nmµWatts/cm²/nm1 2 3 4 50 2 4 6 8 10
Pro
f. (m
)
2
4
6
10
12
8 Edz305nm Edz320nm Edz340nm
Ln Edz305nm Ln Edz320nm Ln Edz340nm
Ln µEinsteins/µEinsteins/m²/s
40
Pro
f. (m
)
80 120 160 2000
2
4
6
8
10
12
EdzPAR
m²/s
0 1 2 3 4 5
Ln EdzPAR
Kd 305 nm = 14,24
Kd 320 nm = 13,81
Kd 340 nm = 9,65
Kd PAR = 2,16
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 55
µWatts/cm²/nm0 5 10 15 20 25 30
Pro
f. (m
)
2
4
6
8
10
12
Edz305nm Edz320nm Edz340nm
Pampulha 2 - 18/05/2007
Ln µWatts/cm²/nm
1 2 3 4 5
Ln Edz305nm Ln Edz320nm Ln Edz340nm
µEinsteins/m²/s
200 400 600 800
Pro
f. (m
)
0
2
4
6
8
10
12
EdzPAR
Ln µEinsteins/m²/s
0 1 2 3 4 5 6 7
Ln EdzPAR
Kd 305 nm = 11,57
Kd 320 nm = 12,83
Kd 340 nm = 9,42
Kd PAR = 1,79 Fig 21 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na coluna de água da zona limnética na Represa da Pampulha, Belo Horizonte, MG
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 56
µWatts/cm²/nm0 10 20 30 40 50 60
Pro
f. (m
)
2
4
6
8
10
12
Edz305nm Edz320nm Edz340nm
Pampulha 3 - 18/05/2007
Ln µWatts/cm²/nm
1 2 3 4 5
Ln Edz305nm Ln Edz320nm Ln Edz340nm
µEinsteins/m²/s
500 1000 1500 2000
Pro
f. (m
)
0
2
4
6
8
10
12
EdzPAR
Ln µEinsteins/m²/s
0 2 4 6 8
Ln EdzPAR
Kd 305 nm = 12,27
Kd 320 nm = 11,89
Kd 340 nm = 9,47
Kd PAR = 2,21 Fig 22 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV
ente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na coluna de água da zona limnética na Represa da Pampulha, Belo Horizonte, MG
-A) na coluna de água da zona limnética na Represa da Pampulha, Belo Horizonte, MG
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 57
Pampulha 4 - 18/05/2007
Ln µWatts/cm²/nmµWatts/cm²/nm1 2 3 4 5
Fig 23 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na coluna de água da zona limnética na Represa da Pampulha, Belo Horizonte, MG
0 10 20 30 40 50 60 70
Pro
f. (m
)
2
4
6
8
10
12
Edz305nm Ln Edz305nm Edz320nm Ln Edz320nm Edz340nm Ln Edz340nm
Ln µEinsteins/m²/sµEinsteins/m²/s
500 1000 1500 2000 2500 3000
Pro
f. (m
)
0
2
4
6
8
10
12
EdzPAR
0 2 4 6 8 10
Ln EdzPAR
Kd 305 nm = 13,18
Kd 320 nm = 11,81
Kd 340 nm = 9,03
Kd PAR = 2,27
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 58
Pampulha 5- 18/04/2007
Ln µWatts/cm²/nmµWatts/cm²/nm1 2 3 4 5
Fig 24 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na coluna de água da zona limnética na Represa da Pampulha, Belo Horizonte, MG
0 10 20 30 40 50 60 70
Pro
f. (m
)
2
4
6
8
10
12
Edz305nm Ln Edz305nm Edz320nm Ln Edz320nm Edz340nm Ln Edz340nm
Ln µEinsteins/m²/sµEinsteins/m²/s
500 1000 1500 2000 2500 3000
Pro
f. (m
)
0
2
4
6
8
10
12
EdzPAR
0 2 4 6 8
Ln EdzPAR
Kd 305 nm = 13,12
Kd 320 nm = 11,56
Kd 340 nm = 9,11
Kd PAR = 1,45
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 59
µWatts/cm²/nm0 10 20 30 40 50 60 70
Pro
f. (m
)
2
4
6
8
10
12
Edz305nm Edz320nm Edz340nm
Pampulha 6- 18/04/2007
Ln µWatts/cm²/nm
1 2 3 4 5
Ln Edz305nm Ln Edz320nm Ln Edz340nm
µEinsteins/m²/s
500 1000 1500 2000 2500
Pro
f. (m
)
0
2
4
6
8
10
12
EdzPAR
Ln µEinsteins/m²/s
0 2 4 6 8 10
Ln EdzPAR
Kd 305 nm = 12,15
Kd 320 nm = 11,89
Kd 340 nm = 8,03
Kd PAR = 1,53 Fig 25 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de
a três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) ncoluna de água da zona limnética na Represa da Pampulha, Belo Horizonte, MG
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 60
Fig 26 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) n
a
coluna de água da zona limnética na Represa da Pampulha, Belo Horizonte, MG
Pampulha 7- 18/04/2007
Ln µWatts/cm²/nmµWatts/cm²/nm1 2 3 4 50 10 20 30 40 50
Pro
f. (m
)
2
4
6
8
10
12
Edz305nm Ln Edz305nm Edz320nm Ln Edz320nm Edz340nm Ln Edz340nm
Ln µEinsteins/m²/sµEinsteins/m²/s
500 1000 1500 2000
Pro
f. (m
)
0
2
4
6
8
10
12
EdzPAR
0 2 4 6 8
Ln EdzPAR
Kd 305 nm = 12,05
Kd 320 nm = 9,82
Kd 340 nm = 7,93
Kd PAR = 1,62
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 61
Pampulha 8- 18/04/2007
Ln µWatts/cm²/nmµWatts/cm²/nm1 2 3 4 5
Fig 27 – Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na coluna de água da zona limnética na Represa da Pampulha, Belo Horizonte, MG
0 10 20 30 40 50
Pro
f. (m
)
2
4
6
8
10
12
Edz305nm Ln Edz305nm Edz320nm Ln Edz320nm Edz340nm Ln Edz340nm
Ln µEinsteins/m²/sµEinsteins/m²/s
500 1000 1500 2000
Pro
f. (m
)
0
2
4
6
8
10
12
EdzPAR
0 2 4 6 8
Ln EdzPAR
Kd 305 nm = 9,88
Kd 320 nm = 11,00
Kd 340 nm = 7,80
Kd PAR = 1,77
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 62
µWatts/cm²/nm0 10 20 30 40 50 60
Pro
f. (m
)
2
4
6
8
10
12
Edz305nm Edz320nm Edz340nm
Pampulha 9- 18/04/2007
Ln µWatts/cm²/nm
1 2 3 4 5
Ln Edz305nm Ln Edz320nm Ln Edz340nm
µEinsteins/m²/s
500 1000 1500 2000 2500
Pro
f. (m
)
0
2
4
6
8
10
12
EdzPAR
Ln µEinsteins/m²/s
0 2 4 6 8 10
Ln EdzPAR
Kd 305 nm = 11,78
Kd 320 nm = 13,96
Kd 340 nm = 9,81
Kd PAR = 2,05 Fig 28 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na coluna de água da zona limnética na Represa da Pampulha, Belo Horizonte, MG
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 63
µWatts/cm²/nm0 5 10 15 20
Pro
f. (m
)
2
4
6
8
10
12
Edz305nm Edz320nm Edz340nm
Pampulha 10- 18/04/2007
Ln µWatts/cm²/nm
1 2 3 4 5
Ln Edz305nm Ln Edz320nm Ln Edz340nm
µEinsteins/m²/s
100 200 300 400 500
Pro
f. (m
)
0
2
4
6
8
10
12
EdzPAR
Ln µEinsteins/m²/s
0 1 2 3 4 5 6 7
Ln EdzPAR
Kd 305 nm = 11,64
Kd 320 nm = 13,80
Kd 340 nm = 13,11
Kd PAR = 4,57 Fig 29 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) na coluna de água da zona limnética na Represa da Pampulha, Belo Horizonte, MG
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 64
µWatts/cm²/nm0 10 20 30 40 50 60
Pro
f. (m
)
2
4
6
8
10
12
Edz305nm Edz320nm Edz340nm
Pampulha 11- 18/04/2007
Ln µWatts/cm²/nm
1 2 3 4 5
Ln Edz305nm Ln Edz320nm Ln Edz340nm
µEinsteins/m²/s
500 1000 1500 2000 2500
Pro
f. (m
)
0
2
4
6
8
10
12
EdzPAR
Ln µEinsteins/m²/s
0 2 4 6 8 10
Ln EdzPAR
Kd 305 nm = 11,38
Kd 320 nm = 11,27
Kd 340 nm = 9,73
Kd PAR = 3,14 Fig 30 - Perfis de radiação fotossintéticamente ativa (aprox. 400-700 nm, PAR) e de três comprimentos de onda de radiação UV (305 nm, UV-B e 320 e 340 nm, UV-A) n
a
coluna de água da zona limnética na Represa da Pampulha, Belo Horizonte, MG
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 65
Tab. XII – Coeficientes de atenuação da radiação solar (UV-A, UV-B e rad. PAR) na represa da Pampulha em uma série de perfis tomados nos dias 18 de abril e 22 de maio de 2007.
R. Pampulha
Coordenadas UTM (23K)
Kd
Perfil Data Hora X Y 305 320 340 PAR 1 18/4/2007 09:37hs 1 1 14,24 13,81 9,65 2,16 2 18/4/2007 09:45hs 2 2 11,57 12,83 9,42 1,79 3 18/4/2007 09:48hs 2 2 12,27 11,89 9,47 2,21 4 18/4/2007 09:52hs 2 2 13,18 11,81 9,03 2,27 5 18/4/2007 10:02hs 3 3 13,12 11,56 9,11 1,45 6 18/4/2007 10:06hs 3 3 12,15 11,89 8,03 1,53 7 18/4/2007 10:13hs 4 4 12,05 9,82 7,93 1,62 8 18/4/2007 10:17hs 4 4 9,88 11,00 7,80 1,77 9 18/4/2007 10:20hs 4 4 11,78 13,96 9,81 2,05 10 18/4/2007 10:25hs 5 5 11,64 13,80 13,11 4,57 11 18/4/2007 10:28hs 5 5 11,38 11,27 9,73 3,14 12 22/5/2007 11:39hs 6 6 10,65 9,34 6,38 2,06
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 66
Fig. 31 – Espectro das absorbâncias de um extrato filtrado em filtros Millipore 0.22 um
de amostras da região limnética de seis reservatórios da cascata do rio Grande , Minas
Gerais, Espectrofotômetro Shimazu, cubeta de quartzo de 1,0 cm de paço ótico.,
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 67
Fig. 32 – Variação da PAR com o tempo na profundidade 0,50 m no reservatório da
Capela, Parque Estadual do Itacolomi, no dia 26/7/2007.
220
240
260
280
300
320
340
360
PAR
Tempo (seg)
PA
R( µ
Eins
tein
s/m
²/s)
50780 50800 50820 50840 50860 50880 50900 50920
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 68
-0,05
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
Fig. 33 – Variação da UV com o tempo na profundidade 0,50 m no reservatório da
Capela, Parque Estadual do Itacolomi, no dia 26/7/2007.
UV
Tempo (seg)
Tempo vs 305 Tempo vs 320 Tempo vs 340
UV
(µW
atts
/cm
²/nm
)
50780 50800 50820 50840 50860 50880 50900 50920
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 69
7. DISCUSSÃO
grau de penetração de radiação UV na coluna de água de ecossistemas lacustres e
ceânicos (Morris. & Hargreaves. 1997). Recentemente, um novo conceito foi
troduzido, ou seja, aquela fração que possui atividade cromofórica da matéria
rgânica dissolvida seria agora chamada de matéria orgânica dissolvida cromofórica, ou
ja, o MODC.
Os efeitos da matéria orgânica dissolvida (MOD) na absorção de radiação solar
odem ser investigados através de curvas espectrais de absorbância em função de
omprimentos de onda. Essas curvas espectrais normalmente utilizam a faixa espectral
s da
tados sugerem que a natureza
o COD é extremamente constante em todos os reservatórios estudados no rio Grande já
que os espectros foram praticamente idênticos em todos os casos. E, ao contrário, do
que sugerem alguns estudos conduzidos em regiões temperadas, os perfis apresentados
nesse estudo apresentaram as maiores abosorbâncias na faixa do visível (470-620 nm)
em não na faixa da radiação ultravioleta (<350 nm).
É interessante notar que se uma parte expressiva da matéria orgânica dissolvida
(DOM) não contiver substâncias cromofóricas certamente serão muito baixas as chances
Vários fatores interferem nas disponibilidades de radiação PAR e UV nos corpos
de água e, dentre eles, podemos citar a altitude, latitude, os teores de matéria orgânica e
especialmente de carbono dissolvido (MOD e COD), além de todas as variáveis que
refletem as propriedades óticas das águas tais como a transparência da água, os teores
de sólidos em suspensão ou a turbidez (Hargreaves, 2003). No presente estudo, não
encontramos evidências dos possíveis efeitos da altitude na penetração de radiação UV
na coluna de água dos sistemas estudados (Fig. 34). Essa ausência de interação entre as
duas variáveis deve-se muito provavelmente ao fato de que outras variáveis tais como
os teores de sólidos ou de turbidez foram mais importantes na determinação dos
coeficientes de extinção, como se verá abaixo.
É sabido que as substâncias orgânicas ditas cromofóricas profundamente
afetadas e também interferem de modo marcante no grau de penetração da radiação UV
em sistemas aquáticos (Osburn & Morris, 2003). Inúmeros estudos têm demonstrado
que os teores de matéria orgânica dissolvida (DOM) e principalmente de carbono
orgânico dissolvido (DOC) são largamente responsáveis em exercer um controle no
o
in
o
se
p
c
entre 320 e 600 nm. Esse tipo de curva foi feito no presente estudo para as amostra
cascata de reservatórios do rio Grande (Fig. 31). Os resul
d
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 70
de se encontrar associações muito nítidas (e significativas) entre os coeficientes de
atenuaç
e Kd para radiação UV (basicamente para os comprimentos de onda de
320 e
levados de Kd estão normalmente
ssociados a intensa atividade de ressuspensão de sedimentos, elevado aporte de matéria
orgânic
ão para a radiação UV e os teores de carbono ou matéria orgânica dissolvida.
Esse parece ser o presente caso uma vez que seja nos lagos do rio Doce estudados seja
nos reservatórios da cascata de reservatórios do rio Grande, não conseguimos encontrar
uma boa associação entre essas variáveis (Figs. 35). Entretanto, não devemos supor que
essas associações não existam uma vez que elas estão quase sempre presentes seja em
ambientes marinhos ou de água doce e normalmente são significativas seja para os
coeficientes de atenuação relativos a UV-A quanto a radiação UV-B (Figs. 36 e 37).
Nesse ponto, fica clara a necessidade de uma maior intensificação dos estudos em
ambientes tropicais a fim de que esse tipo de associação possa ser devidamente
quantificado.
As águas naturais diferem muito entre si em relação às suas propriedades óticas
especialmente no tocante a cor, transparência, turbidez e teores de sólidos em
suspensão. As propriedades óticas dos corpos de água são tão importantes que vários
sistemas de classificação ou tipologias nesse sentido foram criados (Mobey, 1994). No
caso dos oceanos as águas oceânicas abertas ou as águas costeiras são dois tipos de
águas cuja classificação obedece basicamente às suas propriedades óticas. Kik (1980)
classificou as águas interiores segundo as suas propriedades óticas nas classes “W”, “G”
(Gilvin = CDOM), “A” (de algas) e “T” (de tripton).
Em uma recente revisão (Hargreaves, 2003), fornece uma tabela com centenas
de estimativas d
380 nm). Enquanto que os valores de Kd,320 para ambientes marinhos variaram
entre 0,07 a 37,0 m-1, nos ambientes de água doce a faixa de variação dos Kd,320 foi
muito maior indo de 0,05 a 165. Os valores muito baixos foram encontados em
ambientes muito especiais tais como áreas abertas dos oceanos (mar de Sargaços) ou
lagos extremanente profundos e oligotróficos tais como Crater Lake ou Lake Vanda..
Em todos esses casos, tratam-se de sistemas bastante isolados de influências terrestres e
com tempos de residência na zona fótica. Os valores de Kd,320 encontrados na presente
pesquisa para os reservatórios ficaram entre 2,17 e 12,48 (Tab. IX-A) e para os lagos
(Tab. IX-B) ficaram entre 4,6 e 7,1, portanto muito abaixo dos valores extremos
reportados por Hargreaves (2003). Valores mais e
a
a (MOD) ou elevada turbidez da água.
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 71
Wetzel (2001) também faz um revisão recente sobre o assunto e plota uma série
de medidas de coeficientes de atenuação de diferentes faixas da radiação UV em função
da concentração de carbono dissolvido (Figs. 36 e 37). Em geral, há uma relação linear
entre os valores dos coeficientes de atenuação (Kd) na faixa da para a radiação UV
(UV-A e UV-B) e as concentrações de carbono dissolvido sendo que os valores de Kd
são em geral mais elevados para os ambientes de água doce se comparados aos
ambientes marinhos para um dado nível de COD. A possível explicação para esses
valores mais elevados dos Kd nos ecossistemas epicontinentais seria uma maior
influência dos compostos aromáticos que vem através de contribuições alóctones da
bacia de captação dos diferentes corpos de água (Fig. 38).
No presente estudo, encontramos uma clara influência de todas as propriedades
que afe
m suspensão e os valores dos
coefici
siderando o fato de que os sistemas
tropicais de um modo geral apresentam padrões de estratificação térmica marcantes
tam as propriedades óticas da água e os coeficientes de atenuação seja na faixa
do visível seja na faixa da radiação UV. Como seria de se esperar, a transparência da
água relacionou-se inversamente com os valores dos coeficentes de atenuação seja para
a radiação fotossinteticamente ativa seja para a radiação UV (Fig. 39). O interessante,
contudo, é que essa relação não foi linear sendo melhor descrita por uma função
exponencial (Tab. XIII). As estimativas tanto para os coeficientes dessa função bem
como os valores de R2 foram estatisticamente significativos (Tab. XIII).
A relação entre os teores de sólidos totais e
entes de atenuação tanto para a radiação PAR quanto para a radiação UV também
mostrou-se estatisticamente significativa (Fig. 40). O modelo linear nesse caso foi o
mais adequado (Tab. XIII).
A turbidez mostrou-se também como uma variável com grande potencial
explicativo para os coefcientes de atenuação tanto da radiação UV quanto para a
radiação PAR A relação pode ser descrita por uma função de saturação (Fig. 41) do tipo
Y= a.(1-bx), onde x é a turbidez e y é o coeficiente de atenuação considerado (Tab.
XIII).
A clorofila da água também mostrou associações não lineares mas significativas com os
valores de Kd estudados (Fig. 42) (Tab. XIII).
A estrutura vertical da coluna de água e, de modo especial, os padrões de
estratificação térmica irão determinar o tempo de residência dos organismos na
chamada zona “fotoativa”. Dessa forma, con
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 72
principalmente durante o dia pode-se inferir que o tempo de residência dos organismos
planctônicos na região fotoativa para a radiação UV seja proporcionalmente maior do
que em regiões temperadas. Esse tempo pode variar bastante indo de alguns minutos
(ventos superiores a 8 m.s-1) a várias horas (ventos abaixo de 5 m.s-1). Assim, os
organismos planctônicos habitantes de lagos tropicais situados em depressões de vales
bem protegidos da ação do vento e com padrões de estratificação bastante estáveis
estariam bastante sujeitos a ter que enfrentar longos períodos de tempo na chamada
zona “fotoativa” do UV. Esse seria o caso dos lagos estudados no sistema lacustre do rio
Doce.
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 73
A) Influência da Altitude.
Fig. 34 – Efeito da altitude nos coeficientes de atenuação na coluna de água da radiação
PAR e de três diferentes comprimentos de onda na faixa do ultravioleta (305, 320 e 340
nm) em lagos e reservatórios de Minas Gerais. Coletas entre setembro de 2006 e julho
de 2007.
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
Altitude x Kd (PAR)
Altitude (m)
200 400 600 800 1000 1200 1400
6
8
10
12
Kd (P
AR
)
Altitude x Kd (340 nm)
Altitude (m)
40 n
m)
Kd
(30
2
4
200 400 600 800 1000 1200 1400
Altitude x Kd (320 nm)
Altitude (m)
200 400 600 800 1000 1200 1400
Kd
(320
nm
)
0
2
4
6
8
10
12
14
2
4
6
8
10
12
14
16
Altitude x Kd (305 nm)
Altitude (m)
Kd
(305
nm
)
200 400 600 800 1000 1200 1400
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 74
B) Influência dos Teores de Carbono Dissolvido (COD)
na coluna de água da radiação PAR e de três diferentes comprimentos de
onda na faixa do ultravioleta (305, 320 e 340 nm) em lagos e reservatórios de Minas
Gerais. Coletas entre setembro de 2006 e julho de 2007.
Fig. 35 – Efeito dos teores de carbono dissolvido na água (COD) nos coeficientes de
atenuação
Kd (PAR) x COD
COD (mg C.l-1)
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5
Kd (P
AR
)
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
Kd (340 nm) x COD
COD (mgC.l-1)
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5
Kd (3
40 n
m)
1
2
3
4
5
6
Kd (320 nm) x COD
COD (mgC.l-1)
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5
Kd (3
20 n
m)
1
2
3
4
5
6
7
8
2
3
4
5
6
7
8
9
Kd (305 nm) x COD
COD (mgC.l-1)
Kd
(305
nm
)
3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 75
bsorção de UV-B (Kd, m ), ou
seja, 280-320 nm nas profundidades onde são medidas cerca de 1% da radiação
incidente na superfície em função das concentrações de carbono dissolvido em
ambientes marinhos (círculos vazios) e de água doce (círculos cheios), (Wetzel, 2001).
Fig 36 - Valores dos coeficientes de atenuação vertical absorção de UV-A (Kd, m-1),
ou seja, 320-400 nm nas profundidades onde são medidas cerca de 1% da radiação
incidente na superfície em função das concentrações de carbono dissolvido em
ambientes marinhos (círculos vazios) e de água doce (círculos cheios), (Wetzel, 2001).
Fig. 37 - Valores dos coeficientes de atenuação vertical a -1
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 76
ig. 38 – ecossistemas
quáticos. O COD alóctone de origem terrestre é frequentemente composto por
oléculas aromáticas que normalmente possuem uma alta capacidade de absorver
diação seja na faixa do visível seja na faixa do UV.
F Tipificação da origem do carbono orgânico dissolvido em
a
m
ra
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 77
Influência da Transparência da Água
rimentos de onda na faixa do
ultravioleta (305, 320 e 340 nm) em lagos e reservatórios de Minas Gerais. Coletas entre
setembro de 2006 e julho de 2007.
Fig. 39 – Efeito da transparência da água nos coeficientes de atenuação na coluna de
água da radiação PAR e de três diferentes comp
Secchi x Kd (PAR)
Secchi (m)
0 2 4 6
Kd (P
AR
)
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
Secchi x Kd (340 nm)
Secchi (m)
0 2 4 6
Kd (3
40 n
m)
0
2
4
6
8
10
12
Secchi x Kd (320 nm)
Secchi (m)
0 2 4 6
Kd (3
20 n
m)
0
2
4
6
8
10
12
14
Secchi x Kd (305 nm)
Secchi (m)
0 2 4 6
Kd (3
05 n
m)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 78
C) Influência dos Sólidos em Suspensão na Água
320 e 340 nm) em lagos e reservatórios de Minas
Gerais. Coletas entre setembro de 2006 e julho de 2007.
Fig. 40 – Efeito dos teores de sólidos em suspensão (sólidos totais) nos coeficientes de
atenuação na coluna de água da radiação PAR e de três diferentes comprimentos de
onda na faixa do ultravioleta (305,
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
Sólidos x Kd (PAR)
Solidos Totais (mg.l-1)
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Kd
(PA
R)
1
2
3
4
5
6
7
8
Sólidos x Kd (340 nm)
Sólidos (mg.l-1)
Kd (3
40 n
m)
0 2 4 6 8 10 12 14 16
0
2
4
6
8
10
12
Sólidos x Kd (320 nm)
-1Sólidos (mg.l )
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Kd (3
20 n
m)
Sólidos x Kd (305 nm)
Sólidos (mg.l-1)
Kd (3
05 n
m)
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 79
faixa do ultravioleta (305,
20 e 340 nm) em lagos e reservatórios de Minas Gerais. Coletas entre setembro de
2006 e julho de 2007.
D) Influência da Turbidez
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
Fig. 41 – Efeito da turbidez nos coeficientes de atenuação na coluna de água da
radiação PAR e de três diferentes comprimentos de onda na
3
Turbidez x Kd (PAR)
Turbidez (NTU)
0 10 20 30
Kd
(PA
R)
0
2
4
6
8
10
12
Turbidez x Kd (340 nm)
Turbidez (NTU)
Kd
(340
nm
)
0 10 20 30
0
2
4
6
8
10
12
14
Turbidez x Kd (320 nm)
Turbidez (NTU)
0 10 20 30
Kd
(320
nm
)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Turbidez x Kd (305 nm)
Turbidez (NTU)
Kd
(305
nm
)
0 10 20 30
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 80
E) Influência da Clorofila-a
Fig. 42 – Efeito das concentrações de clorofila-a nos coeficientes de atenuação na
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
coluna de água da radiação PAR e de três diferentes comprimentos de onda na faixa do
ultravioleta (305, 320 e 340 nm) em lagos e reservatórios de Minas Gerais. Coletas entre
setembro de 2006 e julho de 2007.
Clorofila-a x Kd (PAR)
Clorofila-a (ug.l-1)
0 2 4 6 8 10 12 14
Kd
(PA
R)
0
1
2
3
4
5
6
7
clorofila-a x Kd (340 nm)
Clorofila-a (ug.l-1)
Kd (3
40 n
m)
0 2 4 6 8 10 12 14
0
2
4
6
8
10
Clorofila-a x Kd (320 nm)
Clorofila-a (ug,l-1)
0 2 4 6 8 10 12 14
Kd (3
20 n
m)
0
2
4
6
8
10
12
Clorofila-a x Kd (305 nm)
Clorofila-a (ug.l-1)
Kd (3
05 n
m)
0 2 4 6 8 10 12 14
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 81
Tab XIII – Estatísticas das regressões lineares e não lineares significativas encontradas
entr ão da radiação PAR e UV e algumas variáveis
mnológicas que normalmente interferem na penetração de luz na água.
2
e os coeficientes de atenuaç
li
Regressão Modelo P1 P2 P3 R
Sólidos
Kd (PAR)
y= y0 + a.x y 0 = 0,354
P= 0,0025
a = 0,1296
P < 0,0001
0,84
Sólidos
Kd(340 nm)
y = y0 + ax y 0 = 2,133
P= 0,0002
a = 0,338
P = 0,0011
0,67
Sólidos
Kd(320 nm)
y = y0 + ax y 0 = 2,6611
P< 0,0001
a = 0,4748
P = 0,0003
0,7453
Sólidos
Kd(305 nm)
y = y0 + ax y 0 = 3,4302
P< 0,0001
a = 0,4984
P = 0,0004
0,7364
Turbidez
Kd (PAR)
y=y0+a* (1-bx) y 0 = 0,2132
p= 0,07
a = 1,7448
p < 0,0001
b= 0,6809
p < 0,0001
0,8635
Turbidez
Kd (340)
y=a* (1-bx) a = 7,5896
p < 0,0001
b= 0,5239
p = 0,0008
0,7399
Turbidez
Kd (320)
y=a* (1-bx) a = 10,3019
p < 0,0001
b= 0,5751
p = 0,0001
0,7348
Turbidez
Kd (305)
y=a* (1-bx) a = 11,5145
p < 0,0001
b= 0,5545
p = 0,0008
0,5959
Secchi
Kd (PAR)
y= a*e (-b.x) a= 2,0577
p<0,0001
b= 0,3300
p=0,0016
0,81
Secchi
Kd (340)
y= a*e (-b.x) a= 9,1392
p<0,0001
b= 0,3280
p=0,0036
0,7682
Secchi y= a*e (-b.x) a= 11,1967 b= 0,3017 0,7281
Kd (320) p<0,0001 p=0,0016
Secchi y= a*e (-b.x) a= 11,6894 b= 0,2416 0,6443
Kd (305) p<0,0001 p=0,0058
Clorofila-a
Kd (PAR)
y=a* (1-bx) a = 2,0922
p = 0,0009
b= 0,7261
p < 0,0001
0,6300
Clorofila-a
Kd (340)
y=a* (1-bx) a = 6,0237
p
b= 0,5610 0,5194
= 0,0007 p = 0,0014
Clorofila-a
Kd (320)
y=a* (1-bx) a = 9,0237
p = 0,0003
b= 0,6475
p < 0,0001
0,5668
Clorofila-a
Kd (305)
y=a* (1-bx) a = 10,0117
p = 0,0005
b= 0,6174
p = 0,0002
0,4322
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 82
F) Comparando os valores de Kd em lagos com reservatórios.
É interessante a comparação dos coeficientes de atenuação entre os lagos e
reservatórios estudados (Tab. IX A e IX B). Nos reservatórios do rio grande observou-
de um modo geral valores muito baixos para os coeficientes de atenuação da radiação
PAR am ,29 e 0 Nos rese tórios da pulha e da Capela esses
valores foram bem ados im
os do médio rio D efi atenuação para a radiação PAR
foram ais elevados do que aqueles observados para a cascata de reservatórios
do rio grande sendo que a variação ficou re ixa de 0,8 a 1 res mais
comp presa da Capela Pa
elaçã fe d , o mesmo padrão pode ser
obser que os valores s os do médio rio Doce ficaram
em patam ais comparáveis aos pul
mp e os é ce os reserva a cascata
do rio Grande sugere que não somente a lu s também todas as formas de
radia est netr un amente na coluna desses
reservatórios, locais, portanto onde seria de se esperar que haja maior probabilidade de
serem dos de a V obre a biot tica, seja
organism
se
que variar entre 0 ,38. rva Pam
mais elev sempre ac a de 1,2.
Nos lag oce, os co cientes de
sempre m
strita a fa ,5, valo
aráveis à re ou mesmo mpulha.
Em r o aos Kd re rentes a ra iação UV
vado sendo mensurado para os lag
ares m reservatórios da Pam ha ou da Capela.
Essa co aração entr lagos do m dio rio Do e tórios d
z PAR ma
ção UV udadas pe am muito mais prof d
observa os efeitos letérios da r diação U s a aquá
os planctônicos ou peixes.
Zooplâncton (C a)
urn treito ra a V.Grande lômbia
s. R
Abun
dânc
ia (m
3)
opepod
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
F as Es Jagua Iguapav P.Co
Re io Grande
Notodiaptomus henseni Thermocyclops minutusThermo piecyclops deci ns Microcyclops anceps
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 83
Fig na cascata de
rese
ides no zooplâncton ou mesmo
a maio
de calanóides com a ocorrência
de ap
m outros
reserva
. 43 – Composição e densidade de copépodes zooplanctônicos
rvatórios do Rio Grande. Dados processados pelo Dr. Raul Soares Peixoto. Coletas
realizadas com arrastos verticais de uma rede de 90 um, nos mesmos locais e datas onde
foram tomados os perfis de radiação PAR e UV apresentados acima.
A associação entre os níveis de radiação UV e a dominância de cianobactérias no
fitoplâncton, a redução no número de espécies de calanó
r ocorrência de processos degenerativos no tecido epitelial da ictiofauna seriam
alguns dos padrões a serem estudados em futuras pesquisas nesses reservatórios.
A composição e densidade do zooplâncton nos reservatórios estudados na cascata do
rio grande (Fig. 43) sugere uma baixíssima diversidade
enas uma única espécie, embora ainda dominante nesta taxocenose
(Notodiaptomus henseni). Outros estudos recentemente publicados na literatura também
atestam para a uma clara redução de diversidade desse grupo (calanóides) e
tórios brasileiros (Nogueira et al. 2005).
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 84
G) Revisão dos efeitos deletérios da radiação UV em organismos aquáticos.
De um modo geral, existem uma série de trabalhos que vem ressaltando que o
aum
adeias
alim
Os efeitos da radiação UV têm sido estudados são as plantas de marismas
(banhados costeiros alagados periodicamente por água salgada) já estão sujeitas a fortes
fatores seletivos, tais como, variações de salinidade, submersão periódica, condições
hipóxicas no sedimento, baixos potenciais hídricos e correntes de maré. Os crescentes
níveis de radiação UV e especialmente os níveis de UV-B estão associados a quedas na
biodiversidade, a estrutura e o funcionamento das plantas que seriam os principais
produtores destes ecossistemas intermareais (Costa et al. 2007).
Os efeitos da radiação ultravioleta A e B sobre a ecologia de microorganismos
aquáticos no estuário da Lagoa dos Patos e região adjacente também foram estudados
recentemente (Hickenbick et al. 2004). A pesquisa objetivou a caracterização do efeito
da radiação ultravioleta A e B sobre a comunidade microbiana durante o processo de
degradação de macrófitas aquáticas (Scirpus maritimus e Spartina alterniflora),
quantificação “in situ” dos efeitos UV-A e UV-B sobre a produção de detrito e
determinação, através de experimentos laboratoriais, do efeito de UV-A e UV-B sobre a
comunidade microbiana envolvendo a mudanças nos padrões de sucessão, biomassa e
de produção.
Os raios ultravioleta (UV) também estão causando vários distúrbios fisiológicos
nos peixes dos rios da Amazônia (Val, 2004). Os principais danos são epiteliais e
ento observado na radiação UV vem afetando vários aspectos dos ecossistemas
terrestres e aquáticos. As pesquisas têm demonstrado que os níveis mais elevados de
radiação UV (principalmente o UV-B) observados em vários tipos de ecossistemas
podem estar associados à alterações do crescimento, a mudanças nas c
entares e até em alterações nas taxas de transferências entre os compartimentos
bióticos e abióticos em diversos ciclos bioquímicos. As comunidades mais afetadas no
meio aquático seriam aquelas que possuem uma história de vida mais ligada à superfície
da água ou às zonas epilimnéticas. É exatamente nessas regiões onde espécies de plantas
que formam a base da cadeia alimentar são mais abundantes. A seguir, iremos examinar
alguns desses trabalhos.
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 85
bioquímicos. Segundo Val, a exposição do pirarucu (Arapaima gigas) à radiação
ultr na-
, indicando uma provável ativação de um processo inflamatório. O estudo mostrou os
efei
avioleta (R-UV) por 240 minutos resultou em um aumento significativo da proteí
C
tos da radiação ultravioleta sobre os organismos aquáticos, que pode ocorrer quando
a mesma atinge as águas de alta transparência ou quando as espécies vêm à superfície
para respirar, como é o caso da Amazônia, pois seus ambientes são pouco oxigenados.
Os principais efeitos observados nos peixes são:
• Aumento significativo da proteína-C (ativação de processo inflamatório);
• Aumento das anormalidades nucleares eritrocíticas (ENA) – ou seja, causando a
formação de células mutantes ou de células com erros genéticos;
• Modificação da estrutura populacional por alterações na variabilidade genética.
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 86
H) Estudos Futuros – O uso de propriedades óticas da água na
determinação da compartimentação espacial de reservatórios e lagos
tropicais. O exemplo de Três Marias e Furnas.
Fig. 44 – Variação espacial (interpolação obtida com o programa Surfer 8.0) mostrando
o aumento dos coeficientes de extinção da radiação fotossinteeticamente ativa (PAR,
430-700 nm) no reservatório de Furnas. Medidas efetuadas em fevereiro de 2007 com o
radiômetro LI-COR. Os dados foram gerados no âmbito do convênio 8713-
FUNDEP/SECTES/SEAP – Delimitação dos Parques Aquícolas de Furnas e Três
Marias, MG, sob a coordenação de Ricardo MP Coelho.
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 87
Fig. 45 – Padrões espaciais (volores pontuais que serviram de base para a interpolação
da figura 44) mostrando o aumento dos coeficientes de extinção (Kd) da luz
fotossinteiticamente ativa nos dois sub-eixos do reservatório de Furnas. Medidas
efetuadas em fevereiro de 2007 com o radiômetro LI-COR. Os dados foram gerados no
âmbito do convênio 8713- FUNDEP/SECTES/SEAP – Delimitação dos Parques
Aquícolas de Furnas e Três Marias, MG, sob a coordenação de Ricardo MP Coelho
A mensuração dos coeficientes de atenuação de radiação PAR e UV na coluna
de água de lagos e reservatórios tem um outro uso aplicado na Limnologia. Esse estudo
demonstrou que as propriedades óticas da água são muito diferenciadas nos lagos
reservatórios estudados. Essas propriedades podem tem um potencial como um
instrumento para a caracterização dos padrões espaciais observados na qualidade de
u valores de Kd mais elevados
do que o sub-eixo do Sapucaí (Figs. 44 e 45).
água dos reservatórios tropicais. As figuras acima ilustram a variação dos coeficientes
de atenuação nos reservatórios de Furnas (Figs 44 e 45) e Três Marias (Figs. 46 e 47). É
possível notar que tais coeficientes de atenuação demarcaram nitidamente diferentes
compartimentos nos reservatórios bem como foram capazes de separar nitidamente os
dois sub-eixos do reservatório de Furnas. No caso do reservatório de Furnas, ficou
evidente que o braço (sub-eixo) do rio Grande apresento
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 88
Fig. 46 – Variação espacial (interpolação obtida com o programa Surfer 8.0) mostrando
o aumento dos coeficientes de extinção da radiação fotossinteeticamente ativa (PAR,
430-700 nm) no reservatório de Três Marias, rio São Francisco. Medidas efetuadas em
março de 2007 com o radiômetro LI-COR. Os dados foram gerados no âmbito do
convênio 8713- FUNDEP/SECTES/SEAP – Delimitação dos Parques Aquícolas de
Furnas e Três Marias, MG, sob a coordenação de Ricardo MP Coelho.
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 89
etuadas em março de 2007 com o radiômetro LI-COR. Os dados foram
Fig. 47 – Padrões espaciais (valores pontuais que serviram de base para a interpolação
da figura 46) mostrando o aumento dos coeficientes de extinção (Kd) da luz
fotossinteiticamente ativa no reservatório de Três Marias, rio São Francisco, MG.
Medidas ef
gerados no âmbito do convênio 8713- FUNDEP/SECTES/SEAP – Delimitação dos
Parques Aquícolas de Furnas e Três Marias, MG, sob a coordenação de Ricardo MP
Coelho.
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 90
8.0 CONCLUSÕES
A pesquisa foi capaz de traçar um panorama dos padrões observados na
penetração da radiação PAR e UV em um conjunto bastante diferenciado de lagos
naturais e reservatórios do sudeste brasileiro. Foi igualmente demonstrado que as
principais variáveis que refletem as propriedades óticas da água (Secchi, sólidos em
suspensão, turbidez e clorofila-a) se relacionaram de modo significativo com os valores
mensurados de Kd.
A determinação dos coeficientes de atenuação seja da radiação
fotossinteticamente ativa seja da radiação UV pode também ser útil para um maior
refinamento dos padrões de compartimentação dos reservatórios brasileiros como visto
na seção anterior. A presente pesquisa demonstrou esse ponto para o reservatório da
Pampulha (Fig. 20 a Fig. 30) usando inclusive os dados de penetração de radiação UV
na coluna de água como também os dados de radiação PAR. Dados similares também
foram apresentados para os reservatórios de Furnas e Três Marias (Figs. 44 a 47)
btidos em um outro projeto de pesquisa do nosso grupo de pesquisas.
Devido ao crescente número de citações bibliográficas sobre os efeitos danosos
em novas abordagens experimentais que possam evidenciar os efeitos da
diação UV sobre diferentes compartimentos da biota. Importantes eventos, em larga
scala (independentes de fatores regionais), podem estar diretamente ligados aos
aiores níveis de radiação UV observados nos ecossistemas tropicais e, dentre eles,
odemos destacar a queda na diversidade de copépodes calanóides, a crescente
ominância de algas e principalmente de cianobactérias mais protegidas contra a ação
de radiação UV além de alterações genéticas e fisiológicas em macrófitas, peixes e
outros vertebrados aquáticos.
o
da radiação UV em diversos componentes da biota aquática no Brasil (alguns dos quais
acima citados), torna-se imprescindível que os limnólogos brasileiros dediquem maiores
esforços sejam na mensuração dos níveis de radiação UV nos diferentes tipos de
ecossistemas aquáticos existentes no país. É imprescindível a aplicação de novos
investimentos em novas tecnologias e métodos voltados para não somente para
monitoramento dessa radiação nos diferentes ecossistemas aquáticos brasileiros como
também
ra
e
m
p
d
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 91
9.0 PRODUTOS GERADOS PELO PROJETO
A seguir, apresentamos um resumo de um manuscrito que será em breve para a
Acta Limnologica Brasiliensia. O trabalho será igualmente apresentado no Seminário
sobre Estudos Limnológicos em Clima Subtropical, patrocinado pela Fundação
Universidade Federal do Rio Grande a Sociedade Brasileira de Limnologia, nos dias 27
a 29 de março de 2008.
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 92
RESUMO
A AT
NTO-COELHO & JOSÉ FERNANDES BEZERRA-NETO
Laboratório de Gestão de Reservatórios Tropicais, Departamento de Biologia Geral,
Instituto de Ciências Biológicas, UFMG. CP 486, 31270-901, Belo Horizonte - MG,
Brasil. E-mail: [email protected] 2 Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Conservação e Manejo da Vida Silvestre,
Instituto de Ciências Biológicas, UFMG. E-mail: [email protected]
Resumo – Este estudo teve como objetivo caracterizar a atenuação da radiação solar
fotossinteticamente ativa (visível) e ultravioleta na coluna de água de quatro lagos
naturais e oito reservatórios localizados no estado de Minas Gerais. Trata-se de um
estudo inédito, pois inexistem dados brasileiros sobre a penetração da radiação
ultravioleta em corpos aquáticos. Os lagos estudados localizam-se no Parque Estadual
do Rio Doce (PERD), Minas Gerais e região do entorno (Lagoa Carioca, Lagoa Dom
Helvécio, Lagoa Silvana e Lagoa dos Patos), além da Lagoa da Capela, localizada no
Parque do Itacolomi, também em Minas Gerais. Entre os reservatórios, seis pertencem à
cascata de reservatórios do Rio Grande em Minas Gerais (Furnas, Estreito, Igarapava,
Jaguara, Volta Grande e Porto Colômbia), além do reservatório da Pampulha, Belo
Horizonte, MG. Foram determinadas as profundidades da penetração da radiação
fotossinteticamente ativa (RFA) na coluna de água e o coeficiente de atenuação escalar
da luz (Ko) nos diferentes sistemas. Foram tomadas medidas de variáveis químicas e
biológicas da água (sólidos totais em suspensão (STS), carbono orgânico dissolvido
(COD), matéria orgânica dissolvida colorida (MODC) e clorofila-a (clor-a)) para se
determinar a contribuição relativa destes componentes na atenuação da luz. As medidas
de Ko 320 nm da radiação UV-B nos lagos analisados apresentaram uma variação
marcante, com o maior (7,11m-1) e o menor valor de Ko (2,18 m-1) sendo registrados
para as lagoas Capela e Carioca, respectivamente. Já para os reservatórios, os valores do
coeficiente de atenuação de radiação UV-B foram menores, variando de 2,18 (Furnas) a
2,57 (Volta Grande). Isto implica numa maior penetração da radiação UV nestes corpos
de água, quando comparamos com a penetração da luz ultravioleta nos lagos. A
ENUAÇÃO DA RADIAÇÃO VISÍVEL E ULTRAVIOLETA EM
LAGOS E RESERVATÓRIOS BRASILEIROS E O PAPEL DO
CARBONO ORGÂNICO DISSOLVIDO RICARDO MOTTA PI
1
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 93
variação de Ko da radiação visível e ultravioleta entre os lagos e reservatórios pode ser
xplicada principalmente pelas mudanças nas concentrações de clor-a e MODC nestes
possíveis contribuições de material alóctone proveniente da bacia e discutidas as
e
ambientes. Foram analisados os padrões de penetração da radiação visível e UV com as
possíveis causas nas diferenças na qualidade ótica da água encontradas entre os corpos
de água estudados. Palavras-chave: Matéria orgânica dissolvida colorida; atenuação da radiação visível;
atenuação da radiação ultravioleta; mudanças climáticas
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 94
10.0 AGRADECIMENTOS
a) ao CNPq pelo financiamento a essa pesquisa
b) ao projeto FUNDEP-UFMG/FAPEMIG “Elaboração de um banco de dados
sobre biota aquática no médio rio Doce” pela concessão de recursos que
possibilitaram a aquisição de materiais e serviços essenciais à execução dessa
“Delimitação de Parques
Aquícolas nos reservatórios de Furnas e Três Marias”, pela concessão de
recursos essenciais ao execução dessa pesquisa.
d) Ao biólogo Rafael Resck pela ajuda prestada e pela estreita colaboração nessa
pesquisa.
e) Ao Prof. Dr. Fábio Roland pela cessão do TOC analyzer de seu laboratório e
pela sua colaboração à execução dessa pesquisa.
f) Ao técnico de laboratório Cid Antônio Morais Jr. pelas análises físico-químicas
realizadas.
g) Ao departamento de Biologia Geral pelo apoio dado em termos de infra-
estrutura a essa pesquisa.
pesquisa
c) ao projeto FUNDEP-UFMG/SECTES/SEAP
Relatório CNPq – Radiação UV Proc. 478022/2004-2 95
11.0 REFERÊNCIAS:
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12.0 DECLARAÇÃO
irradiância
for gências de fomento (FAPEMIG e
cie
env
pró contar da presente data.
Belo Horizonte, 30 de outubro de 2007
P
r
o
f
Dr. Ricardo Motta Pinto Coelho
Coordenador da Pesquisa
Declaro que as informações acima prestadas são verdadeiras. Os dados de
obtidos no presente projeto de pesquisa foram adquiridos com os recursos e meios
necidos pelo CNPq bem como de outras a
SEAP/PR). Esses dados já foram parcialmente apresentados em comunicações
ntíficas e são a base de um artigo científico em fase de preparo. Comprometemos a
iar o manuscrito completo já enviado para uma revista especializada na área nos
ximos 90 dias a
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