APLICAÇÃO DE PROTOCOLO DE AVALIAÇÃO RÁPIDA E
CONCENTRAÇÃO DO FÓSFORO INORGÂNICO DISSOLVIDO COMO
FERRAMENTA PARA A ANÁLISE DA QUALIDADE AMBIENTAL DO RIO
PAPAQUARA, ILHA DE SANTA CATARINA (SC, BRASIL)
Aichely Rodrigues da Silva
Universidade Federal de Santa Catarina –UFSC
[email protected]
Alessandra Larissa Fonseca
Universidade Federal de Santa Catarina –UFSC
[email protected]
Claudinei Rodrigues
Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade – ICMBio
[email protected]
INTRODUÇÃO
A zona costeira expressaos múltiplos usos do espaço e dos recursos naturais, e
compreender diversas forma de paisagem, dentre elas os estuáriosque são classificados
como ecossistemas de transição entre o oceano e continente (MIRANDA, 2002). A
interação estuarina está relacionada aos processos morfológicos, hidro-físicos
(circulação, mistura, troca da água e dinâmica eólica), térmicos, hidroquímicos,
bioquímicos e processos biológicos (DOLGOPOLOVA; ISUPOVA, 2010). Os
estuários são ecossistemas importantes, pois são berçários naturais e habitats de peixes e
crustáceos, atividades econômicas, recreativas, experiências científicas e educacionais
(WETZ; YOSKI WITZ, 2013). À medida que ocorre o crescimento populacional sem
planejamento surgemos conflitos de uso do solo, que acarretam em prejuízos para o
ecossistema e consequentemente para a sociedade. A paisagem estuarina é complexa e
vulnerável à influência antrópica, sendonecessária maior atenção para a proteção desse
ecossistema, visando ao seu aproveitamento de forma racional (MOREIRA et al.,
2012).
Aanálise da qualidade ambiental dos estuários é uma ferramenta, cujo intuito é
auxiliar o processo de gestão ambiental que pode ser avaliada por diversos fatores,tais
como: estética, sanitária, trófico e poluição por tóxicos (SILVA, 2000). O ambiente
estuarinoestá exposto a eutrofização cultural, proveniente dos despejos de esgotos
doméstico e industrial, e da descarga de fertilizantes agrícolas (TUNDISI;
MATSUMURA-TUNDISI, 2011), atrelado a densidade demográfica e o uso do solo
(SMITH et al., 1999)na área.A entrada de nutrientes nos corpos hídricos através de
efluentes,
dentre
esteso
fósforo,
que
exprimeuma
problemática
para
qualidadeambiental,considerado como principal responsável pela eutrofização artificial
(cultural)em águas continentais (ESTEVES, 1998).O aporte de fósforo nos ecossistemas
aquáticos é preocupante, devido ao seu papel limitante na produção primária e sua
contribuição para o processo de eutrofização. Este processo promove o aumento da
biomassa (algal e macrófitas), redução da transparência da água; restrições de atividades
recreativas e da qualidade de habitats(EPA, 1996).
Este estudo qualificou a paisagem do entorno da bacia do Rio Papaquara, por
intermédio do protocolo de avaliação rápida. Visto que,exprimeo resultado da ação e
interação dos recursos naturais e/ou fatores humanos (HIGGINS et al., 2012). Enquanto
a eutrofização foi avaliada pelaconcentração de fósforo inorgânico dissolvido,
considerado limitante na produção primária em águas continentais. A partir destes
descritores, o presente trabalho teve por objetivo avaliar o grau de perturbação antrópica
ao longo do Papaquara e região estuarina, focando nos efeitos do período de veraneio
(aumento da população flutuante) na qualidade da água.
METODOLOGIA
2.1Área de Estudo
A bacia hidrográfica do rio Papaquara está localizadanascoordenadas
geográficas 27°26'31,03"S e 48°25'4.42"W e 27°28'6,43"S e 48°29'58.77" W, ao norte
da Ilha de Santa Catarina, município de Florianópolis– SC (Fig. 1). A referida bacia
hidrográfica possui uma extensão aproximada de 8,4 km e uma área de drenagem de
13,83 km2 (PORTO FILHOet al., 2012).
Figura 1 - Mapa de localização bacia hidrográfica do rio Papaquara, com os pontos amostrais e a
divisão da área amostral em: interno, mediano e externo.
Fonte: FIDÉLIS FILHO (2009).Adaptado
Essa bacia hidrográfica é uma grande planície de cotas não superior a dois
metros emrelação ao nível do mar e com lençol freático superficial. A vegetação ciliar
do rio Papaquara foi suprimida em grande extensão, para obras de retilinização tendo o
objetivo de drenar a área. Em condições pluviométricas normais, a vazão é quase nula e
em alguns trechos, ocorreestagnação do fluxo de água, evidenciada pela grande
proliferação de algas e macrófitas aquáticas (PORTO FILHOet al., 2012).
A foz da bacia hidrográfica encontra-se inserida no interior da Unidade de
Conservação–UC, federal, denominada Estação Ecológica de Carijós (E.E. Carijós),
criada pelo Decreto Federal nº 94.656/87. Consoante, a Resolução CONAMA n°
357/05, o rio Papaquara pode ser classificado como água salobra, por apresentar
salinidade média ao longo dos pontos amostrais na em seu leito principal valores
mínimos de 0,2 e máximos de 31,9‰psu. E de acordo com a mesma norma,o rio é
classificado como Classe 1, por ausência de classificação por normas estaduais, cujasas
águas podem ser destinadas à recreação de contato primário, à proteção das
comunidades aquáticas, à aquicultura e à atividade de pesca
A área de estudo contempla os bairros de Canasvieira, Cachoeira do Bom Jesus,
Vargem Grande, Vargem Pequena e Vila União. Conforme o último censo demográfico
(IBGE, 2010), os distritos totalizam 30.899 habitantes residentes. Ressalta-se que esta
estimativa populacional não contempla a população flutuante que, conforme projeções
de Campenário (2007) é quase 10 vezes maior no período de veraneio nos meses de
janeiro e fevereiro.
Procedimentos metodológicos
As amostragens da água do rio Papaquara foram realizadas em três datas nos
períodos amostrais do pré-veraneio, veraneio e pós-veraneio(Tab. 1), influência de maré
de sizígia e pluviosidade baixa à moderada. O rio foi dividido em 3regiões: i) a mais
internarelacionada com maior aporte fluvial e com salinidades menores do que 1,
englobando área a montante do rio; ii) a zona estuarina superior com salinidades
variando de 1 a 25; iii) e a zona estuarina inferiorcom maior influência marinha e
salinidade superior a 25(marés, ondas e correntes).
Tabela 1 - Datas das amostragens no rio Papaquara ao longo dos três períodos
amostrais definidos na pesquisa.
Pré-veraneio
23/outubro/2013
07/novembro/2013
05 e 06/dezembro/2013
Veraneio
22/janeiro/2014
14/fevereiro/2014
18/fevereiro/2014
Pós-Veraneio
30/março/2014
16/abril/2014
29/abril/2014
As amostras de água superficiaisforam obtidas manualmente em cada ponto
amostral com a submersão, da garrafa de coleta até uma profundidade entre 20 a 30 cm.
Para esse procedimento utilizou-se um cambão de 1m de comprimento, permitindo
coletar a água na porção mediana do rio. Nos pontos amostrais com presença de pontes,
a água foi coletada com garrafa de Van Dorn. As amostras de água foram armazenadas
e filtradas seguindo orientações de Strickland e Parsons (1972), utilizou-se um filtro de
microfibra de vidro 47mm GF-5. Imediatamente, após a filtração as amostras foram
congeladas à -20ºC até a análise.
Análise qualitativa e quantitativa
Na pesquisa foiutilizado um protocolo, que constitui em uma análise que reúnem
procedimentos metodológicos aplicáveis à avaliação rápida, qualitativa e semiquantitativa, de variáveis representativas para a área pesquisada que condicionam e
controlam os processos e funções ecológicas dos sistemas fluviais (MINATTIFERREIRA; BEAUMORD 2006; RODRIGUES et al., 2008). Os valores do PAR são
avaliados conforme as observações da paisagem encontrada in loco, onde valores de 0 a
25indicam local impactado, de 26 a 50 alterado e de 51 a 75 trecho natural (tabela 2).
Os dados foram representados por porcentagem de impacto, conforme a análise dos
períodos amostrais.
Tabela 2 - Protocolo de Avaliação Rápida, aplicado na bacia hidrográfica do
Papaquara. Adaptado a partir deHannaford et al., (1997) e Callisto et al. (2002).
LEGENDA
5 Pontos
1. Presença de mata
ciliar
Acima de 90% da
vegetação ripária
2. Extensão da mata
ciliar
Largura da vegetação
ripária maior que 18m
(sem atividade
antrópica)
Largura da vegetação ripária
entre 6 e 12%, influência
antrópica intensa.
Largura da vegetação
ripária menor que 6m;
vegetação restrita
3. Vegetação
circundante
Espécies nativas bem
preservadas
Vegetação constituída por
espécies nativas e vegetação
exótica escassa
Vegetação constituída por
espécies exóticas e
vegetação nativa escassa
4.Tipo de ocupação das
margens do corpo
d'água (principal
atividade)
Vegetação Natural
Campo de
pastagem/Agricultura/Monoc
ultura/ Reflorestamento
Residencial/Comercial/In
dustrial
5. Tipo de Fundo
Areia/Lama
Areia / Resíduo sólido (lixo,
material de construção civil e
etc.)
Cimento/Canalizado
Ausente
Moderada
Acentuada
Transparente
Turva
Opaca ou colorida
8. Sinuosidade do Canal
Ocorrência de curvas
Habitat monótonos pouca
presença de curvas
Canalização/ canal reto
9. Alteração no canal do
rio
Não canalizado
40 a 80% do rio modificado
10. Alteração antrópica
Ausente
Alterações de origem
doméstica (esgoto, lixo e etc.)
6.Erosão próxima e/ou
das margens do rio e
assoreamento em seu
leito
7. Transparência da
água
2,5 Pontos
Entre 50 e 70% com
vegetação nativa com
presença de desflorestamento
0 Ponto
Menos de 50% da mata
ciliar nativa
Margens modificadas
acima de 80%
Alterações de origem
industrial/urbana
(fábricas, canalização,
retilinização do curso
hídrico)
11. Fonte pontuais de
Ausente
Moderada
poluição visível
12. Despejo de resíduos
Ausente
Moderado
sólidos
13. Urbanização nas
Ausente
Moderada
proximidades do curso
de água
Ausência de vegetação
14. Presença de
Pouca presença de macrófitas
aquática no leito
macrófitas
15. Presença de fauna
Visível presença da
Presença distinta da fauna
nativa (peixes, répteis,
fauna
mamíferos etc.)
Acentuada
Acentuado
Intensa
Grande quantidade de
macrófitas aquáticas
Sem presença de fauna
A análise de fósforo inorgânico dissolvido foi realizadapor método
colorimétrico, utilizando-se o espectrofotômetro Hach DR/2500 conforme metodologia
descrita em Grasshoff et al. (1983).O teste Tukey foi utilizado para a análise estatística,
pois este mostra a diferença significativa entre as variáveis pelo período amostral.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Resultados qualitativos do rio Papaquara
De acordo com o PAR, a área interna do rio Papaquara encontrou-se 65,4%
impactada no período de pré-veraneio, 71% no veraneio e 63% no pós-veraneio (Fig. 2).
No ponto amostral 1, observou-se uma pequena faixa de vegetação ciliar e no entorno
sucessão secundária de Pinus sp., canalização, retilinização e pobreza de habitats. Neste
local é despejado o efluente da ETE Canasvieira, o qual é tratado pelo sistema UASB
(Upflow Anaerobic Sludge Blanket). Além desta fonte de nutrientes, observa-se
ocupação de áreas de APP (Área de Preservação Ambiental), favorecendo a
eutrofização ea presença de plantas aquáticas e macrófitas típicas desta condição, como
a Pistia stratiotes (alface d’água) e Eichhornia crassipes (aguapé).
Período Amostral
EXTERNO
MEDIANO
INTERNO
PÓS-VERANEIO
VERANEIO
PRÉ-VERANEIO
0
25
Pontuação do PAR
50
75
Figura 2 -Gráfico dos valores do PAR, aplicados no rio Papaquara, divididos por período amostral e área
amostral. Os valores indicam que a área amostral interna apresenta trecho impacto, mediano alterado e área
externa trechos naturais em todos os períodos.
Na área mediana do estuário,a porcentagem de área impactada foi de 53%no préveraneio, 58,7% veraneio e 53,4% pós veraneio. O ponto 4 é uma área urbanizada com
desflorestamento parcial de suas margens. Nota-se no ponto amostral 5,uma área
desmatada com ocupação de campo de pastagem, erosão moderada nas margens e
pobreza de habitats.
Na área externa do rio, estuário, os valores foram de 16% de impactada nos três
períodos amostrais.Nesta área observa-se a ocupação de Área de Preservação
Permanente (APP) por residências e o desflorestamento parcial. O ponto amostral 9,
encontra-se localizado no limite da ESEC Carijós e apresenta a melhor condição
ambiental aqui avaliada.A área é composta pelo ecossistema de manguezal, assim atua
como um berçário natural para grande parte da fauna local (WÖSTEN et al., 2003).
Qualidade da Água
O rio Papaquara, consoante ao CONAMA 357/05, é classificado como rio de
água salobra classe 1, cuja concentração máxima permitida de fósforo total é de 0,124
mg.l-1. Nesse estudo foram encontradas concentrações de fósforo inorgânico dissolvido
(PID) superiores ao máximo estabelecido na norma para valor de fósforo total. Isto
demonstra a desconformidade desse parâmetro frente à norma, sendo que o PID é uma
das frações do fósforo total indicado pela resolução. O fósforo de origem antrópica
encontra-se principalmente nas formas inorgânicas, devido ao uso indiscriminado de
fertilizantes químicos, como o diidrogenofosfato de cálcio Ca(H2PO4), pelas emissões
de efluentes urbanos, que contêm polifosfatos dosprodutos de limpezae ortofosfato e
fosfatos inorgânicos condensados dos esgotamentos sanitários não tratados(MARINS et
al., 2007).Fato esse, explicado pela ação antrópica na bacia hidrográfica, que no
veraneio recebe um grande número de população flutuante (turistas), no norte da Ilha de
Santa Catarina, o que leva ao aumento da demanda por água, luz, produção de lixo e
esgoto. Com isso, os efluentes tratados da ETE, também sofre aumento, visto que,esses
são despejados em um canal do rio Papaquara (ponto amostral 1), entre os pontos 2 e 3
(interno do estuário), conforme tabela2.
Tabela 2 - Resultado da avaliação do PAR e Média e desvio padrão (±) das concentrações de PID na
bacia hidrográfica do rio Papaquara
Período
Pré-veraneio
Veraneio
Pós-Veraneio
Amostral
Variáveis
PAR
PID (mg.L-1)
PAR
PID (mg.L-1)
PAR
PID (mg.L-1)
Interna
Ponto 1
Impactado
2,31±0,94
Impactado
3,80±0,36
Impactado
2,80±0,74
Ponto 2
Impactado
0,23±0,32
Impactado
0,90±0,75
Impactado
0,09±0,09
Ponto 3
Impactado
0,53±0,59
Impactado
0,84±0,83
Impactado
1,16±0,11
Mediana
Ponto 4
Alterado
0,12±0,06
Alterado
0,20±0,16
Alterado
0,60±0,43
Ponto 5
Alterado
0,02±0,01
Alterado
0,01±0,00
Alterado
0,02±0,01
Ponto 6
Alterado
0,14±0,12
Alterado
0,22±0,13
Alterado
0,55±0,34
Externa
Ponto 7
Natural
0,07±0,04
Natural
0,12±0,06
Natural
0,47±0,22
Ponto 8
Natural
0,03±0,02
Natural
0,30±0,37
Natural
0,41±0,22
Ponto 9
Natural
0,01±0,00
Natural
0,04±0,02
Natural
0,18±0,28
O ponto 1, recebe efluentes direto da ETE Canasvieiras, essa ETE possui
eficiência reduzida na remoção de fósforo totalde 30%. Com isso, a concentração do
efluente no ano de 2013 de 2,50 mg.l-1 de P na forma total ICMBio (2011). O ponto 1
apresentou as maiores concentrações de PID, de 3,37 mg.l-1 (Fig.2), decrescendo para os
demais pontos, sendo 0,08 mg.l-1no ponto 2, e 1,07 mg.l-1no ponto 3.Na área mediana
do estuário há uma redução significativas na concentração do PID em comparação a
área anterior, nos pontos 4 e 6. As reduções observadas entre as áreas podem ser
explicadas pela diluição promovida pelas águas da Baía Norte que, segundo Simonassi
(2010), apresenta concentração de PID de 0,02 mg.l-1. Além disto, processos
biogeoquímicos, como adsorção ao sedimento e matéria orgânica e absorção pelos
produtores primários também podem estar influenciando este resultado.
Na área externa do estuárioa concentração de PID se manteve relativamente
estável. No ponto 9 foram encontradasconcentraçõesmáximasde 0,102 mg.L-1no préveraneio, no veraneio de0,726 mg.L-1 e no pós-veraneio de0,688 mg.L-1
O teste estatístico de Tukey HSD (p < 0,05, df = 78, Diferença Média = 0,62),
com as variáveis PID nos três períodos amostrais. Com isso, demonstrou-se que a área
interna apresentou (p < 0,05, DM 1,40) as maiores concentrações PID em comparação
as demais áreas do estuário, na área mediana (p < 0,05, DM 0,20) e externa (p < 0,05,
DM 0,18). A junção dos dados proposto na análise estão representados na (Tab. 2),
fazendo a junção dos dados da paisagem in loco pelo resultado por PAR, e os dados P
pela análise da água da bacia do rio Papaquara.O período de veraneio os valores de PID
foram mais elevados, devido ao aumento populacional na área durante o veraneio e ao
maior aporte de esgoto doméstico.A análiseindicou a baixa qualidade ambientalda
porção interna rio Papaquara, destacando que quanto mais impactada está a área,
maioressão os valores de PID.
CONCLUSÃO
Este estudodemonstrou o efeito da urbanização na qualidade da água e a
susceptibilidade de eutrofização do rio Papaquara.Os valores ade fósforo ao longo do
rioindicam que o fósforo apresenta acentuada dinâmica, a qual pode estar relacionada
aos processos físicos (de diluição das águas) e biogeoquímicos (de adsorção e
absorção). O resultado do PAR revelou que abacia sofre fortes impactosantrópicos
decorrentes do uso e ocupação do soloe do lançamento de efluente tratado de forma
secundária, que prejudicam a qualidade ambiental e consequentemente a qualidade da
água. Os resultados deste estudo são úteis para a compreensão da ligação entre as
características da paisagem e da qualidade da água.
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