Negócios e Tendências em
Biotecnologia
“Ferramentas” de Avaliação e Tecnologias
de Recuperação Ambiental em
Reservatórios Brasileiros
Ricardo M. Pinto-Coelho
Depto. Biologia Geral
Instituto de Ciências Biológicas
Universidade Federal de Minas Gerais
E-mail: [email protected]
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
1
Rede Hidrográfica do Brasil: abundância de rios e
escassez de lagos naturais de grande porte
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
2
Principais Reservatórios em Minas Gerais
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
3
Reservo ir
Riv er
ca pa city ( MW )
R EGIÃO NO R TE
T ucu ruí
T o can tins
Balbina
Uat um ã
3 .98 0
2 50
R EGIÃO NO RD ES TE
P au lo Afonso
S ão F rancisco
2 .46 0
S o brad in ho
S ão Francisco
1 .05 0
Mo xo t ó
S ão Francisco
4 39 ,2
It aparica
S ão Francisco
1 .50 0
Xing ó
S ão Francisco
3 .00 0
Paranaíba
1 .71 5
R EGIÃO S UD ES TE
S ão S imão
No va P o nt e
Águ a Vermelha
Arag u ar i
Grand e
5 10
1 .38 0
T rês I rmão s
Tietê
Embo rcação
Paranaíba
1 .19 2
Ilha S o lt eir a
Paraná
3 .23 0
P o rto P rimav er a
Paraná
1 85 4
Jagu ara
Grand e
4 25 ,6
S ão Francisco
3 87 ,6
I gu açú
2 .51 1
T rês Marias
8 08
R EGIÃO S UL
Fo z d o Areia
Cap iv ar a
It aip u
P ar ig o t de S o uza
It aúb a
S alt o Osó rio
P aranapan em a
6 40
Paraná
1 2.6 0 0
Capivari
2 46 ,9 6
Jacu í
I gu açu
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
6 25
1 .05 0
4
Problemática Ambiental nos Reservatórios
Brasileiros:
•
•
•
•
•
•
•
Eutrofização
– Crescimento maciço de algas e plantas (macrófitas)
– Mortandade de peixes
– Má qualidade de água (alta turbidez e DBO, baixo OD)
Assoreamento
Extinções locais de componentes da ictiofauna (peixes)
Contaminação com agrotóxicos e outros insumos agrícolas
Contamination através de dejetos industriais e de mineração
Acúmulo de lixo
Aumento nas taxas de infecção de diversas “doenças tropicais”
– Esquistosomose
– Malaria
– Febres hemorrágicas e outras “doenças emergentes”.
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5
Eutrofização nos Reservatórios Brasileiros

A eutrofização é causada pelo aporte de
nutrientes limitantes (N, P) que leva a um
aumento da produção biológica para além da
capacidade de suporte do meio. Em
consequência, temos um desequilíbrio no
sistema com sérias consequências para seu
manejo e gestão.
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6

Pretendemos demonstrar que o fósforo é um
elemento cujo aporte está frequentemente
associado ao aparecimento da eutrofização
em reservatórios:
– Os reservatórios acumulam o fósforo que chega
–
–
–
–
ao sistema;
Existe associação entre a dinâmica espaçotemporal do fósforo e a eutrofização;
O aporte de fósforo está intimamente ligado às
atividades humanas na bacia de captação;
A gestão dos reservatórios passa pelo controle do
aporte de fósforo;
Existem tecnologias consolidadas para reverter o
quadro de aporte indiscriminado de fósforo aos
reservatórios brasileiros.
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
7
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
8
Reservatório de Itaipú (Rio Paraná)
Figure 1 Imagem de satélite do reservatório de Itaipú no Rio Paraná
que nesta região faz a divisa do Brasil com o Paraguai.
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Reservatório do Paranoá (Brasília, DF)
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Reservatórios Estudados
(Grupo de Gestão Ambiental
de Reservatórios, ICB, UFMG)




Reservatório de Furnas (Laura R. Aguila, MSc,
bolsa da AECI, Espanha, concluída em 2001)
Reservatório de Volta Grande (Magda Greco, PhD,
bolsa CNPq, concluída em 2002)
Reservatório da Pampulha (Isabela Torres, MSc,
bolsa CAPES, concluída em 1999)
Reservatório de São Simão (Maria Castellanos de
Solá, PhD, bolsa CNPq, em andamento)
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11
Caso I:Reservatório de Furnas
(Rios Grande/Sapucaí, Minas Gerais):
Os efeitos conjuntos da expansão urbana e da
atividade agrícola
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Furnas Reservoir (Minas Gerais, Brazil)
Dam area/Central axis: oligotrophic zone (Aug, 10, 1999)
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13
Furnas reservoir (Rio Sapucaí: Eutrophic
region – Alfenas /Machado, MG.
Landsat image, 1997.
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
14
Figura 3. Distribuição da concentração de fósforo total (g.l-1) ao longo dos pontos
amostrados, sendo estes: Mangueira1(M1); Mangueira 2(M2); Mangueira 3(M3);
Guapé 1(G1); Guapé 2(G2); Guapé 3(G3); Itací (I1); Itací 2 (I2); Itací 3 (I3); Fama
1(F1); Fama 2 (F2); Fama 3 (F3).
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
15
Guapé 1(G1); Guapé 2(G2); Guapé 3(G3); Itací (I1); Itací 2 (I2); Itací 3 (I3); Fama
1(F1); Fama 2 (F2); Fama 3 (F3).
Figura 4 . Distribuição da concentração de N-NH4 (g.l-1) ao longo dos pontos amostrados,
sendo estes: Mangueira1(M1); Mangueira 2(M2); Mangueira 3(M3); Guapé 1(G1);
Guapé 2(G2); Guapé 3(G3); Itací (I1); Itací 2 (I2); Itací 3 (I3); Fama 1(F1); Fama
2 (F2); Fama 3 (F3).
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
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Figura 9. População urbana. Mapa mostrando o número de habitantes em áreas
urbanasem cada um dos municípios do braço do rio Sapucaí.
Figura 8. População rural. Mapa mostrando o número de habitantes em áreas rurais em
cada um dos municípios do braço do rio Sapucaí.
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
17
Resultados da Nossa Pesquisa em Furnas
-existe um gradiente espacial na degradação da
qualidade de água no reservatório;
- essa degradação está associada à entrada de
nutrientes essenciais através dos tributários,
principalmente o rio Sapucaí;
- a entrada de nutrientes em Furnas está ligada
a questão da expansão urbana na bacia e às
atividades antrópicas;
- as concentrações de fósforo na água podem
ser usadas como eficiente “traçador” ambiental
da degradação.
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
18
Caso II:
Reservatório de Volta Grande
(Rios Grande, Minas Gerais-São
Paulo):
O início da degradação de um sistema
Aguila, 2000
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19
bacia de contribuição
4.391 Km2
Estimada através do
programa Spring
(INPE)
Execução:
Marcelo Ávila
Fonte: mosaico não
equalizado das
imagens 200_074 e
221_074 de
11/06/01 e
06/09/01, do
sensor
ETM+/Landsat-7.
Fusão das bandas
3(B),4(G) e 5(R) de
30m com banda
pancromática de
15m.
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20
C. Gameleira
C. Buritis
M. Uberaba
P. Industrial
R. Grande
M. Água Comprida
VG2
VG1
C. Divisa
C. Água
Comprida
M. Aramina
R. Carmo
C. São Miguel
C. Lageado
M. Ituverava
M. Miguelópolis
Mapa do reservatório dePinto-Coelho,
Volta Grande,
indicação
dos pontos amostrais
R.M. (UFMG
- Brazil)
21
-1
FÓSFORO TOTAL (ton.mês )
CARGAS DE FÓSFORO
RIO GRANDE
JUSANTE
240
200
160
120
80
40
0
N D
J
F M A M
J
J
A
S O N D
J
DATA (1997-1999)
BALANÇO DE MASSA
RETENÇÃO (1998) = 251,8 TONELADAS
34,8 
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
22
Os resultados da Pesquisa em Volta Grande:
- o reservatório ainda encontra-se em um estágio
de oligotrofia sendo que a qualidade de água ainda
é boa na grande maioria do reservatório;
-existem já importantes fontes pontuais de entrada
de fósforo no sistema associadas à atividade agrícola
no estado de São Paulo e ao Distrito Industrial de Ube
- o reservatório tem “estocado” grandes quantidades
fósforo que é um nutriente limitante no sistema. Esta
característica permite antever o estabelecimento de u
processo de eutrofização para os próximos anos.
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Caso III
Reservatório da Pampulha (Belo Horizonte):
Colapso Ecológico e Expansão Urbana Desordenada
Surface: 2.1 Km2
Volume: 12 mio m3
Shoreline: 18 Km
Max Depth: 17 m
Mean depth: 5 m
Res. Time: 200 days
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Pampulha Reservoir (Belo Horizonte, MG)
Landsat image
Landsat image, reclassified. GIS-TIFF format
SMMA-PBH, Belo Horizonte, MG. Photo by rmpc
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Eutrophication in Pampulha reservoir
(1993-1998)
800
600
400
200
0
1
0
9/
3/
96
1
0
7/
7/
96
0
1
5/
1/
96
0
P(sup)
0
5/
3/
97
0
0
3/
7/
97
0
1
4/
1/
97
1
P(fun)
A period of increased
nutrient inputs through
Main tributaries
0
3/
3/
98
0
0
7/
7/
98
1
1
0/
1/
98
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
1994-1998
CONDlm
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
COND 4m
26
set-98
95
mai-98
9/
jan-98
2
0
0/
set-97
95
mai-97
1/
jan-97
1
0
0/
set-96
94
mai-96
6/
jan-96
0
0
8/
set-95
93
mai-95
0/
jan-95
1
1
9/
set-94
93
mai-94
2/
jan-94
1
0
6/
COND (uS/cm )
ug.l-1 P-PO 4
1000
Pampulha Reservoir: Hydrographic Basin
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
27
Pampulha: P-Budget
Torres, I.C. 1999
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28
Reservatório de São Simão (MG/GO):
Agricultura e Degradação da Qualidade de Água
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
29
Rede Amonstral no Reservatório
de São Simão (MG/GO)
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
30
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
31
Ecology of Brazilian Reservoirs:
Uses of GIS

Description of basic morphometry (lake area, volume,
shoreline, catchment basin).
 Soil uses (determining areas and temporal dynamics
of urban, agriculture and forest resources/patches).
 Silting process (suspension solids plumes).
 Eutrophication (surface monitoring of chlorophyll-a).
 Geostatistics (horizontal distribution of chemical and
biological signals), qualitative analysis using fuzzy
logic, etc.
 Development of new strategies of recovery a
management of man made lakes (thematic mapping
of risk zones, quantification of non point sources of
pollution, etc).
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
32
Ferramentas de Avaliação Ambiental em
Reservatórios


Monitoramento ambiental (Química, Biologia e
Fisiologia)
– Qualidade de Água
– Avaliação da Biodiversidade
– Ecotoxicologia
Avaliação dos usos do solo (GIS)
– Expansão Urbana
– Atividade Agrícola
– Mineração
Pinto-Coelho, R.M. (UFMG - Brazil)
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Gestão Ambiental: onde estão as
vias de ligação com a atividade
Produtiva?






Legislação Ambiental
Certificação Ambiental (Iso 14001)
Novas Tecnologias de Tratamento
Capacitação Pessoal
Educação Ambiental
Desenvolvimento Sustentável
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34
Remoção Química do Fósforo a Baixo Custo
Reator Unitika (Japão)
(cristalização da estruvita - MgNH4PO4)
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35