Universidade Estadual de Santa Cruz
Programa Regional de Pós-graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente
UESC
Mestrado em Desenvolvimento Regional e Meio Ambiente
ESTUDO DA QUALIDADE DAS ÁGUAS
DO RIO CACHOEIRA –REGIÃO SUL DA BAHIA
ACÁCIA GOMES PINHO
ILHÉUS – BAHIA
2001
ACÁCIA GOMES PINHO
ESTUDO DA QUALIDADE DAS ÁGUAS
DO RIO CACHOEIRA-REGIÃO SUL DA BAHIA
Dissertação apresentada ao Programa Regional de Pósgraduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente, Subprograma Universidade Estadual de Santa Cruz, como
parte dos requisitos para a obtenção do título de Mestre
em Desenvolvimento Regional e meio Ambiente, Subárea de concentração : Planejamento e Gestão Ambiental
no Trópico Úmido
Professor Dr. Neylor Calazans Rêgo
Orientador
ILHÉUS – BAHIA
2001
À Maria Luzia de Melo Torres,
simbolizando todos os promotores de
soluções harmônicas homem-ambiente
na Bacia do Rio Cachoeira.
AGRADECIMENTOS
Ao término do Curso de Mestrado, foram muitas as pessoas que contribuíram para esse
fim. A todos que colaboraram de forma decisiva para a realização de trabalho, instituições,
professores, amigos, colegas, alunos e familiares, externo meus agradecimentos, e em
especial:
À Universidade Estadual de Santa Cruz pela oportunidade oferecida e apoio durante todo o
programa de pós-graduação, nas pessoas da Reitora Professora Renée Albagli Nogueira,
dos seus professores e funcionários;
Ao coordenador do curso professor Dr. Max de Menezes, em função da extrema
dedicação;
Aos professores e colegas de curso que contribuíram para a formação de novos
conhecimentos;
Ao professor Dr. Neylor Calazans Rêgo, pela gentileza em aceitar ser orientador e pela
forma educada e competente como a conduziu;
Aos professores Dr. Arno Heren de Oliveira e Ms. Irene Maurício Carzorla cujas
contribuições tornaram este trabalho muito melhor;
Aos professores Dr. Hélio Barroco e Jorge Octávio Alves Moreno pela revisão e auxílio
no emprego correto das normas técnicas de redação científica.
Aos estagiários Giovani Batista de Souza e Jorsanete Passos Cardoso pela colaboração
responsável nas coletas e boa parceria construída;
À EMASA, nas pessoas do Engo. Cláudio Fontes por disponibilizar seus conhecimentos e
dados fundamentais, a Cláudia Maria de Almeida Souza e João Baptista dos Santos
Bittencourt pela preparação das coletas biológicas;
À EMBASA, pelas análises laboratoriais;
À Maria Conceição Oliveira pela semente plantada;
Ao Carlos Fernando da Costa Mattedi, pelo companheirismo, incentivo e pouca cobrança
pelas horas ausentes do convívio familiar.
O reconhecimento sincero da autora.
RESUMO
ESTUDO DA QUALIDADE DAS ÁGUAS
DO RIO CACHOEIRA -REGIÃO SUL DA BAHIA
Este trabalho avalia a qualidade das águas do Rio Cachoeira Sul da Bahia e suas variações
temporal e espacial, no período de Janeiro-99 a Dezembro-99, usando variáveis fisicoquímicas e biológicas tais como: potencial hidrogeniônico, temperatura, condutividade
elétrica, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, fósforo total, resíduo total,
coliformes fecal e total. Fez-se também o estudo de autodepuração utilizando-se o modelo
matemático de Streeter & Phelps. Foram escolhidos 8 pontos de coleta,
estudos de autodepuração em quatro trechos. Os valores de pH
efetuado os
variam de neutro a
levemente básica, mantendo-se numa temperatura média de 26,4oC, seguindo a
classificação da resolução CONAMA n°. 20, o rio é classe 2 em 50% do seu percurso,
passando a classes 3, quando da recepção dos esgotos do Matadouro municipal de Itabuna,
da cidade de Itabuna e de Indústrias, trechos P4-P5 e P5-P6. A análise da autodepuração
indica tratamento secundário para os efluentes destes trechos, o que permitirá também
reduzir a quantidade de coliformes total e fecal já que a situação atual é classe 4, para este
critério. A concentração de fósforo é no mínimo o dobro do estabelecido pelo resolução
CONAMA n°. 20. Verificou-se que as ações antrópicas estão degradando as águas do Rio
Cachoeira, não há preservação qualitativa das suas águas e vê-se como fundamental o
investimento no tratamento das águas residuárias. No capítulo 3 é mostrado os estudos já
realizados concernentes a qualidade da água em corpos d´água. O capítulo 4 é dedicado
descrição da área de estudo e modelos matemáticos empregados e finalmente o capítulo 5
apresenta os resultados e discussões.
i
ABSTRACT
A WATER QUALITY STUDY
OF THE RIO CACHOEIRA - SOUTH REGION OF BAHIA
This work evaluates the water quality of the Cachoeira’s river located on the south of
Bahia and its variations in time and space during the period of January through December99, using physical-chemistries variables such as pH, temperature, electric conductivity,
dissolved oxygen, biochemistry oxygen demand, total phosphorus, total residue, fecal and
total coliform. It was also developed the self-purification study using the mathematical
model of Streeter & Phelps. It was chosen 8 collection points, making the self-purification
studies in four segments. The pH values varies between neutral the slightly basic, a mean
temperature of 26,4C, following the CONAMA’s resolution number 20, the river is class 2
in 50% of its course, passing to class 3, when it receives the sewers of the municipal
slaughter-house of Itabuna, of the Itabuna’s city and of industries, segments P4-P5 and P5P6. The self-purification analysis indicates secondary treatment for the residual water of
these places, what will also allow for the reduction of the total and fecal coliform since the
current situation is class 4 for this criterion. The phosphorus concentration is at least the
double of the established by the CONAMA’s resolution number 20. It was verified that the
anthropic actions are degrading the Cachoeira’s river, there is not qualitative preservation
of its water and it is considered to be fundamental the investment in the treatment of the
residual waters. In chapter 3 it is shown the studies already accomplished concerning the
water quality of rivers. Chapter 4 is dedicated to the description of the study area and
mathematical models, and finally chapter 5 presents the results and conclusions.
ii
SUMÁRIO
Página
Lista de Figuras..........................................................................................................
Lista de Quadros........................................................................................................
Lista de Quadros..........................................................................................................
iv
vii
viii
1. INTRODUÇÃO.......................................................................................................
1
2. OBJETIVOS............................................................................................................
3
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA................................................................................
3.1. Qualidade de Água...............................................................................................
3.2.. Parâmetros de Qualidade.....................................................................................
3.3. Impacto de Cargas Biodegradáveis......................................................................
4
4
7
16
4. MATERIAL E MÉTODOS.....................................................................................
4.1. Área de Estudo.....................................................................................................
4.2. Amostragem.........................................................................................................
4.3. Estratégia de Análise dos Dados..........................................................................
4.4. Modelo de Autodepuração OD-DBO...................................................................
31
31
35
37
38
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO............................................................................
5.1. Análise da qualidade da água...............................................................................
5.2. Análise da Autodepuração....................................................................................
50
50
74
6. CONCLUSÕES.......................................................................................................
85
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................................
87
8.ANEXO 01...............................................................................................................
91
9.ANEXO 02............................................................................................................... 102
iii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Tendência no consumo global de água, 1900-2000. ......................................
Página
6
Figura 2 - Variação da condutividade de solução de NaCl com a concentração...............
8
Figura 3 - Classificação das diferentes formas de fosfato presentes.................................
13
Figura 4 - Determinação dos sólidos da amostra..............................................................
15
Figura 5 - Representação esquemática dos efeitos de efluente orgânico sobre um rio.....
16
Figura 6 - Ciclo do carbono, nitrogênio e enxofre na decomposição aeróbica ...............
18
Figura 7 - Fatores que afetam a interação OD-DBO ......................................................
20
Figura 8 - Progressão do consumo de oxigênio para um mesmo valor de Lo e diferentes
valores de K1....................................................................................................
22
Figura 9 - Variação da DBO em 9, 20 e 300C ...................................................................
23
Figura 10 - Decomposição Bentônica no Rio Cachoeira...................................................
27
Figura 11 – Localização da área de estudo.........................................................................
31
Figura 12 – Unidade Hidrográfica do Rio Cachoeira.........................................................
32
Figura 13 - Localização dos pontos de coleta e Fontes de Poluição................................
36
Figura 14 - Altura de coleta das amostras..........................................................................
37
Figura 15 - Pontos característicos da curva de depleção de OD........................................
41
Figura 16 - Variação sazonal do potencial hidrogeniônico (pH)......................................
50
Figura 17 - Variação do Potencial Hidrogeniônico (pH) médio.......................................
51
Figura 18 - Variação sazonal da condutividade nos oito pontos de coleta........................
52
Figura 19 - Variação sazonal da condutividade nos sete pontos de coleta.......................
53
Figura 20 - Variação sazonal da temperatura do corpo d’água..........................................
54
Figura 21 - Variação sazonal da temperatura do corpo d’água.......................................
55
iv
Figura 22 - Variação sazonal do oxigênio dissolvido.......................................................
56
Figura 23 - Variação do OD médio nos pontos de coleta................................................
57
Figura 24 - Variação sazonal da demanda bioquímica de oxigênio...................................
58
Figura 25 - Diagrama da caixa dos postos (rank) dos valores da DBO no pontos de coleta........
59
Figura 26 - Intervalo de confiança de 95% para a estimativa da DBO média...................
60
Figura 27 - Variação sazonal do fosfato...........................................................................
62
Figura 28 - Variação do fósforo total num intervalo de confiança 95%.........................
62
Figura 29 - Variação sazonal do resíduo total.....................................................................
64
Figura 30 - Variação do resíduo total.............................................................................
64
Figura 31 - Variação sazonal do coliforme total................................................................
66
Figura 32 - Variação sazonal do coliforme total...............................................................
66
Figura 33 - Variação coliformes fecal e total ................................................................
67
Figura 34 - Relação entre o DBO e a temperatura do rio Cachoeira.................................
71
Figura 35 - Relação entre o OD e a temperatura do rio Cachoeira....................................
72
Figura 36 – Perfil de OD Trecho P3-P4.............................................................................
76
Figura 37 – Perfil OD Trecho P4-P5...................................................................................
78
Figura 38 – Perfil OD Trecho P4-P5 com tratamento.........................................................
79
Figura 39 – Pefil OD Trecho P5-P6....................................................................................
81
Figura 40 – Perfil OD Trecho P5-P6 com tratamento.........................................................
82
Figura 41 - Perfil de OD Trecho P6-P7.........................................................................
84
Figura 47 – Visão dos múltiplos usos do rio Cachoeira.....................................................
91
v
LISTA DE TABELAS
Tabela 01 - OD médio e Classe
57
Tabela 02 - DBO médio e Classe
60
Tabela 03 - Índice de Coliforme e Classe
66
Tabela 04 - Matriz de correlação de Pearson entre as variáveis
68
Tabela 05 - Matriz de correlação (Spearman) entre as variáveis
69
Tabela 06 - Quantificação das Cargas Poluidoras
74
Tabela 07 – Dados de Entrada e Saída do Modelo Matemático Trecho P3-P4
75
Tabela 08 – Perfil de OD dissolvido ao longo do tempo e da distância -Trecho P3-P4
76
Tabela 09 – Dados de Entrada e Saída do Modelo Matemático -Trecho P4-P5
77
Tabela 10 – Perfil de OD dissolvido ao longo do tempo e da distância Trecho P4-P5
78
Tabela 11 – Dados de Entrada e Saída do Modelo Matemático -Trecho P5-P6
80
Tabela 12 – Perfil de OD dissolvido ao longo do tempo e da distância Trecho P5-P6
81
Tabela 13 – Dados de Entrada e Saída do Modelo Matemático -Trecho P6-P7
83
Tabela 14 – Perfil de OD dissolvido ao longo do tempo e da distância Trecho P6-P7
84
vi
LISTA DE QUADROS
Página
Quadro 1 – Variação de pH...................................................................................................
10
Quadro 2 - Concentração de Saturação de OD e sobrevivência dos peixes.........................
12
Quadro 3 – Classificação de ambientes aquáticos em relação á produtividade.....................
14
Quadro 4 - Valores típicos de K2 (base e, 200C)..............................................................
25
Quadro 5 - Valores de K2 segundo modelos dados hidraulicos............................................
25
Quadro 6 - Valores médios da demanda de oxigênio de leitos de rios ................................
28
Quadro 7 - Valores médios da produção fotossintética bruta de OD..................................
30
Quadro 8 – Valores característicos médios e históricos de vazão......................................
33
Quadro 9 - Valores característicos mínimos de 7 dias .......................................................
34
Quadro 10
35
Data das coletas de amostras.......................................................................
Quadro 11 - Localização geográfica dos pontos..................................................................
35
Quadro 12 - Distância dos Trechos.......................................................................................
36
Quadro 13 - Interpretação das relações Lo/Do e K2/K1.........................................................
43
Quadro 14 - Consumo per capita de água.............................................................................
45
Quadro 15 - Vazões específicas médias de algumas indústrias...........................................
45
Quadro 16 - Valores de DBO5 em função das características do curso d’água....................
46
Quadro 17 - Características químicas dos esgotos domésticos brutos..................................
47
Quadro 18 - Características das águas residuárias indústrias.............................................
47
vii
Quadro 19 - Valores típicos de K1........................................................................................
47
Quadro 20 - Valores típicos de K2 (base e, 200C).................................................................
48
Quadro 21 - Valores do coeficiente K2 segundo modelos baseados em dados
hidráulicos (base e) 200C..............................................................................
Quadro 22 - Concentração de Saturação de oxigênio (mg/l).................................................
48
Quadro 23 - Teores mínimos permissíveis de OD - Resolução Conama n0 20, 18/06/86................
49
viii
49
1
1. INTRODUÇÃO
Rio Cachoeira Região Sul da Bahia Rio Morto ou Rio Vivo?
É uma indagação pertinente aos tempos atuais pois, o Rio Cachoeira, foi um rio de históricas
enchentes, como as dos anos de 1967, 1972, 1976 e 1980 que estão na memória de muitos
moradores pois parte das cidades ribeirinhas ficaram submersas e inúmeros foram os danos
sociais, econômicos e ambientais, o que levou, em 1974 a um estudo por parte do governo do
estado, intitulado: Controle de Enchentes na área da Cidade de Itabuna.
Na década de noventa foi uma pergunta que periodicamente, a depender da ocorrência ou não
de chuvas, retornava às manchetes dos jornais regionais, à conversa de moradores e visitantes.
Em períodos de estiagem o rio apresenta-se com o seu leito rochoso à mostra, filetes de água
barrenta escorrendo em redemoinhos suaves, trechos recoberto por macrófitas, com odores
desagradáveis no ar, proliferação de insetos, limitações no abastecimento doméstico e
industrial, chegando a ser classificado por membros da comunidade como um esgoto a céu
aberto. Quando chove, o cenário modifica-se, as macrófitas são empurradas rio abaixo,
transferindo o problema para as praias de Ilhéus.
Há uma alternância freqüente destes dois últimos quadros ao longo de cada ano,
a
intensificação do uso, principalmente do consuntivo (irrigação, abastecimento urbano e
industrial) e da diluição de efluentes domésticos e industriais não tratados, o que torna cada
vez mais escassa a existência de água de boa qualidade para consumo humano e demais fins.
O Rio Cachoeira, banha três municípios, sendo dois deles, Itabuna e Ilhéus, pólos de
desenvolvimento do estado da Bahia e, juntamente com o Salgado e o Colônia, forma a Bacia
do Cachoeira.
A escolha deste rio para estudo extrapola a importância econômica,
demográfica e social dos municípios que banha, porque ele representa a síntese do que ocorre
ao longo da bacia, pois todas as águas desta bacia convergem para o Rio Cachoeira, que
reflete as condições ambientais da região.
Como exemplo, pode-se citar dejetos orgânicos e inorgânicos espalhados ao longo do Rio
Cachoeira, provenientes do lixão, a céu aberto, localizado às margens do Rio Colônia, que
são arrastados na época das grandes chuvas.
2
Ao longo dos seus 50 km, do ponto de vista antropológico, seu uso principal é como receptor
de esgotos urbanos e industriais. A população ribeirinha usa sua água como fonte de
alimentação, renda através da pesca e também para o laser, a água ainda alimenta indústrias
e irriga plantações e é do seu leito que resulta o comércio da areia lavada.
O estudo de variação da composição química, como conseqüência de poluentes via líquida,
por ação antrópica, não são raros em outras bacias, porém na bacia do Cachoeira, esses ainda
não são significativos, poucos trabalhos podem ser citados:
a) Plano Diretor de Recursos Hídricos – Bacias do Leste, Secretaria de Recursos Hídricos
Saneamento e Habitação da Bahia (1976);
b) Enquadramento da Bacia Hidrográfica da Região Administrativa Leste, Centro de
Recursos Ambientais do Estado da Bahia (1998);
c) Relatório de visita técnica à Bacia Hidrográfica do Rio Cachoeira – CENA (1997);
d) Estudo preliminar de avaliação do regime hídrico - Subprojeto de esgotamento sanitário de
Itabuna . Empresa Municipal de Água e Saneamento-EMASA (1996).
O objetivo deste trabalho é a avaliação da qualidade das águas do Rio Cachoeira-Sul da Bahia
que permitirá desenvolver estudo de monitoramento da qualidade destas águas e poderá
proporcionar uma resposta adequada para as dúvidas atuais e auxiliar no planejamento de
ações futuras.
A pesquisa busca também contribuir com dados para a recuperação da qualidade das águas do
rio, ao fazer um estudo de avaliação da qualidade das águas do Rio Cachoeira ao longo de 12
meses do ano de 1999 e um estudo de autodepuração utilizando-se do modelo de StreeterPhelps, determinando a qualidade permitida para o efluente a ser lançado, incluindo o nível de
tratamento necessário e a eficiência a ser atingida na remoção da demanda bioquímica do
oxigênio (DBO).
3
2. OBJETIVOS
2.1. OBJETIVO GERAL
Avaliação da qualidade das águas do Rio Cachoeira Sul da Bahia e suas variações temporal e
espacial.
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
2.2.1. Estudo do comportamento das variáveis físico-químicas tais como: potencial
hidrogeniônico(pH), condutividade elétrica, oxigênio dissolvido (OD),
demanda bioquímica do oxigênio (DBO), temperatura (T), resíduo total (RT) e
fósforo total (P).
2.2.2. Estudo do comportamento das variáveis biológicas Coliformes Total e Fecal.
2.2.3. Estudo de autodepuração do Rio Cachoeira, utilizando-se do modelo
matemático de Streeter e Phelps, para a simulação do oxigênio dissolvido no
rio.
2.2.4. Determinar a qualidade dos efluentes a serem lançados, incluindo o nível de
tratamento necessário e a eficiência a ser atingida na remoção da demanda
bioquímica de oxigênio.
4
3.
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1. QUALIDADE DE ÁGUA
Águas fluviais são misturas aquosas, cujas características que identificam sua qualidade, são
função do ecossistema do qual ela é parte integrante e de ações intervenientes neste sistema.
Assim, a análise destas misturas, possibilita obter-se informações que contribuam para o seu
gerenciamento, desde que se tenha a percepção generalizada das conexões entre
desenvolvimento, manejo, uso e tratamento dos recursos hídricos e dos ecossistemas
aquáticos.
De acordo com Chorley e Kennedy (1971) os três mais importantes sistemas periféricos
externos, que respondem pelo fornecimento de matéria e energia ao sistema hídrico
superficial, são:
a) abiótico representado principalmente pelo substrato geológico e pelo clima;
b) biótico representado pelas comunidades vegetais e animais;
c) antrópico representado pela ação humana que responde, decisivamente, pelo equilíbrio
entre os sistemas, geralmente gerando modificações nos processos e nas formas.
São sistemas distintos, mas estritamente inter-relacionados.
De acordo com Chistofoletti (1995), a abordagem sistêmica, como concepção holística, surge
como adequada para o estudo dos sistemas ambientais físicos, ficando evidente que as águas
fluviais não podem ser estudadas de maneira isolada ou estanque, uma vez que o equilíbrio do
sistema hídrico depende do completo ajustamento das suas variáveis internas às condições
externas. Os sistemas periféricos controlam a qualidade e quantidade de matéria e energia
liberada a fluir pelo sistema fluvial. Assim é que, todas as variações nas condições
hidrometeorológicas do rio, produzem flutuações nas características das águas. Quando a
precipitação torna-se maior, a vazão do rio tende a crescer, promovendo uma maior diluição
dos efluentes domésticos e industriais, levando ao decréscimo da intensidade da poluição
(Branco,1991).
5
Segundo Christofoletti (1979), a poluição hídrica não é apenas antiecológica e antiestética,
mas é também antieconômica, pois se o sistema é aberto, quando a poluição das águas é
excessiva, pode por efeito “feedback”, agir sobre os sistemas de produção, a ponto de
paralisá-los, ou mesmo, prejudicar o próprio desenvolvimento econômico da área da bacia.
A Lei n°. 9.433, de 08 de janeiro de 1997 no Capítulo I Art. 1° estabelece que a política
nacional de recursos hídricos baseia-se nos fundamentos de que a água é um bem de domínio
público, um recurso natural limitado, dotado de valor econômico e em situações de escassez,
o uso prioritário dos recursos hídricos é para o consumo humano e a dessedentação de animais
e ainda que a gestão dos recursos hídricos deve sempre proporcionar o uso múltiplo das
águas.
Os principais usos das águas são para abastecimento doméstico e industrial, irrigação,
dessedentação de animais, aquicultura, preservação da flora e da fauna, recreação e lazer,
harmonia paisagística, geração de energia elétrica, navegação. Isto implica, em padrões de
qualidades de água diferentes. (Branco, 1991)
A qualidade da água pode limitar o seu uso. Em regiões de águas salobra, o desenvolvimento
agrícola não deverá ser baseado em cultivos irrigados, por outro lado a forma de
implementação do uso pode comprometer a curto, médio ou longo prazo usos futuros. Por
exemplo o despejo de unidades industriais, a jusante de uma vila altera as características da
água não permitindo a sua retirada para abastecimento doméstico.
As ações antrópicas resultantes de um modelo que não é socialmente justo, economicamente
viável e ambientalmente prudente, que mais afetam a qualidade das água dos rios e lagos, são
em ordem variável de importância, segundo as diferentes situações, os esgotos domésticos
tratados de forma inadequados, controles inadequados de efluentes industriais, perda e
destruição dos sistemas de captação, localização errônea de unidades industriais,
desmatamento, agricultura migratória sem controle e práticas agrícolas deficientes. Os efeitos
danosos ao meio ambiente e a saúde humana constituem as conseqüências mensuráveis.
(Peixinho, 1996).
O capítulo 18 da Agenda 21 mostra que uma oferta de água confiável e o saneamento
ambiental são vitais para proteger o meio ambiente e o homem, pois estima-se que 80% de
6
todas as moléstias e mais de um terço dos óbitos dos países em desenvolvimento são causados
pelo consumo de água contaminada e, em média, até um décimo do tempo produtivo de cada
pessoa se perde no tratamento de a doenças relacionadas com a contaminação da água.
O desenvolvimento econômico e social dos povos está baseado na disponibilidade de água de
boa qualidade e na capacidade de conservação e proteção dos recursos hídricos. A Figura 1
mostra a dinâmica do consumo de água em km3/ano e sua evolução nos últimos 100 anos.
Uma das causas fundamentais do aumento no consumo de água, e da rápida deterioração da
qualidade, é o aumento da população mundial e a taxa de urbanização. No Brasil, 70% da
população, hoje vive em áreas urbanas com necessidades crescentes de água e com aumento
permanentes nos custos de tratamento (Tundisi, 1999).
Fonte: Biswas (1991) apud Tundisi (1999)
Figura 1 - Tendência no consumo global de água, 1900-2000.
7
3.2. PARÂMETROS DA QUALIDADE DA ÁGUA
A qualidade dos corpos d’água segue uma classificação, segundo as legislações:
1. Federal - Portaria MINTER no. GM 0013, de 15/01/76, que regulamenta a classificação
dos corpos d’água superficiais, com respectivos padrões de qualidade, e os padrões de
emissão para efluentes, e a Resolução no. 20, de 18/06/86 do Conselho Nacional do Meio
Ambiente (CONAMA), que estabelece nova classificação para as águas doces, bem como
inclui as águas salobras e salinas do Território Nacional.
2. Estadual - Decreto no. 28.687, de 11/02/1992, que estabelece o enquadramento dos corpos
d’água, no estado da Bahia.
A partir de um monitoramento dos parâmetros físicos, químicos e bacteriológicos de
qualidade de água, os corpos d’água são enquadrados nas classes correlatas.
A qualidade da água pode ser representada através de diversos parâmetros, que traduzem suas
principais características físicas, químicas e biológicas. A seguir tem-se uma descrição dos
parâmetros utilizados nesta pesquisa.
3.2.1. TEMPERATURA
Este parâmetro é de fundamental importância para os sistemas aquáticos terrestres, já que os
organismos possuem diferentes reações às mudanças deste fator. A maior parte dos
organismos aquáticos têm sua temperatura regulada pelo meio externo. Por tanto nestes
organismos a velocidade de suas reações metabólicas dependem da temperatura da água
(Porto & Branco & Luca, 1991).
A Temperatura influencia na cinética das reações químicas e biológicas que ocorrem, a lei de
Van’t Hoff postula que as reações químicas têm sua velocidade dobrada sempre que a
temperatura é elevada de 100C. Assim, todos os processos vitais que se realizam em um
organismo são, dentro de certos limites, ativados. A maior parte dos organismos possui faixas
de temperatura ótimas para sua reprodução.
De acordo com Branco (1986), a principal conseqüência da elevação da temperatura da água
de um manancial relaciona-se com a perda de oxigênio. Realmente, a
variação da
8
solubilidade dos gases e da maioria dos sais é inversamente proporcional à variação da
temperatura (Russell, 1992).
As principais aplicações ecológicas deste parâmetro são a determinação do valor da saturação
de gases dissolvidos – principalmente oxigênio – o cálculo das formas de alcalinidade, a
especiação de elementos e, ainda, as operações gerais em laboratório (Paranhos, 1996).
A altas temperaturas a velocidade do metabolismo aumenta, criando uma maior demanda de
oxigênio. Menos oxigênio é disponível, porque sua solubilidade diminui com a elevação da
temperatura, assim é no mímino duplamente impactante.
3.2.2. CONDUTIVIDADE
Este parâmetro está relacionado com a quantidade de íons encontrados na água, os quais
conduzem corrente elétrica. A medida de condutividade não mostra qual o íon presente e sim
a quantidade de íons na água. Quanto maior a quantidade de íons na água, maior a capacidade
da mistura de transmitir corrente elétrica, como ilustra a Figura 2, na qual a linha tracejada
representa a proporcionalidade direta que é esperada se os íons se comportassem como
partículas completamente independentes, como o fazem à diluição infinita (Masterton &
Slowinski, 1978).
Fonte: Masterton & Slowinski (1978)
Figura 2 - Variação da condutividade de solução de NaCl com a concentração.
9
Os íons são levados para o corpo d'água devido às chuvas, ou através do despejo de esgotos.
Substâncias como os alvejantes (água sanitária) possuem íons de cloro, que ao serem lançados
no sistema elevam a condutividade. Através das chuvas, por exemplo no cerrado, os íons
livres de alumínio são levados para o sistema, aumentando a condutividade.
Mantendo-se constante a concentração iônica, uma alteração na tempertura do sistema,
implica no aumento da condutividade. Estas variações diferem para cada íon, mas segundo
Hem (1985), o aumento de 10C na temperatura do sistema, corresponderá a um acréscimo de
2% na condutividade ( Porto et al, 1991).
A água pura no estado líquido possui condutividade elétrica bem baixa, apenas centésimos de
micromhos/cm a 250C. As condutividades de eletrólitos forte, em concentrações baixas como
0,1 mol/litro, são pelos menos 100.000 vezes maiores que a da água pura. Compostos que são
iônicos em fase sólida agem como eletrólitos fortes; exemplos incluem NaCl (Na+, Cl-) e
Ba(OH)2 (Ba+2, 2OH-). Umas poucas espécies se ionizam quase completamente quando
adicionadas à água como o ácido clorídrico (HCl).
3.2.3. POTENCIAL HIDROGENIÔNICO
Por definição, Potencial Hidrogeniônico (pH) de uma solução é igual ao logaritmo negativo
da atividade dos prótons livres nessa solução. (Carmouze, 1994).
pH = - log{ H+}
pH = - log fH x [H+]
onde:
{H+} = atividade de H+
[H+] = concentração de H+ em mol/l
fH = atividade de H+
Nas solução diluídas, fH aproxima-se de 1. Portanto, nas águas doces, pode-se escrever :
pH = - log[H+]
10
O Quadro 1 apresenta a variação do pH em função da concentração hidrogeniônica. Observase que quanto maior a concentração hidrogeniônica, menor o pH. O valor pH 7 representa
uma solução neutra onde a concentração hidrogeniônica e hidroxiniônica são iguais.
Quadro 1 - Variação do pH
pH
Concentração H+ em mol/l
0,0
1,0
1,0
0,1
2,0
0,01
3,0
0,001
4,0
0,0001
5,0
0,00001
6,0
0,000001
7,0
0,0000001
8,0
0,00000001
9,0
0,000000001
10,0
0,0000000001
11,0
0,00000000001
12,0
0,000000000001
13,0
0,0000000000001
14,0
0,00000000000001
Aumenta Acidez
[H+] > [OH-]
Solução Neutra [H+] = [OH-]
Aumenta Basicidade [H+] < [OH-]
Fonte: adaptado de Richter (1991)
Segundo Esteves (1998), o pH pode ser considerado como uma das variáveis ambientais mais
importantes, ao mesmo tempo que uma das mais difíceis de se interpretar em função do
grande número de fatores que podem influenciá-lo. Na maioria das águas naturais o pH da
água é influenciado pela concentração de íons H+ originados da ionização do ácido carbônico
H2CO3 + H2O
H3O+ + HCO31-
11
que gera valores baixos de pH, pois aumenta a concentração hidrogeniônica, e das reações
de íons carbonato e bicarbonatos com a água, que elevam os valores de pH para a faixa
alcalina, pois aumentam a concentração hidroxiniônica.
CO32- + H2O
HCO3- + OH-1
HCO3-1 + H2O
H2CO3 + OH-1
O pH é muito influenciado pela quantidade de matéria morta a ser decomposta, sendo que
quanto maior a quantidade de matéria orgânica disponível, menor o pH, pois para haver
decomposição desse material muitos ácidos são produzidos (como o ácido húmico). As águas
conhecidas como Pretas (por exemplo o Rio Negro, no Amazonas) possuem pH muito baixo,
devido ao excesso de ácidos em solução (Esteves, 1998).
O pH de um corpo d'água também pode variar, dependendo da área (no espaço) que este
corpo recebe as águas da chuva, os esgotos e a água do lençol freático . Quanto mais ácido for
o solo da Bacia, mais ácidas serão as águas deste corpo d'água. Por exemplo um Cerrado, que
tem excesso de alumínio, quando drenado, leva uma grande quantidade de ácidos para os
corpos d'água, reduzindo o pH (Esteves, 1998).
Nos sistemas de abastecimento público de água, segundo Richter (1991), o pH está
geralmente compreendido entre 6,5 e 9,5. De modo geral, águas de pH baixo tendem a ser
corrosivas ou agressivas a certos metais, paredes de concreto e superfícies de cimentoamianto, enquanto que águas de alto pH tendem a formar incrustações.
3.2.4. OXIGÊNIO DISSOLVIDO (OD)
Segundo Von Sperling (1998), o oxigênio dissovido é o principal parâmetro de caracterização
dos efeitos da poluição das águas por despejos orgânicos.
Dados da concentração de oxigênio dissolvido nas águas representam uma informação básica
pois a presença ou ausência de oxigênio, que fixa as vias de mineralização aeróbica e
anaeróbica da matéria orgânica e o tipo de fotossíntese. Em condições anóxica, a biota se
limita a comunidades de microorganismos, que substituem o oxigênio por outros oxidantes,
12
como NO3-1, Fe+3, Mn+4, SO4-2 e CO2-2. As atividades fotossintéticas decorrem também de
processos bem distintos: em situação óxica, a energia luminosa provoca fotólise das
moléculas d’água produzindo prótons, os quais são utilizados como agentes redutores do CO2
e moléculas de oxigênio; em situação anóxica há fotólise de moléculas de ácido sulfídrico,
que fornecem prótons e liberam sulfatos (Carmouse, 1994).
O oxigênio dissolvido é vital para os seres aquáticos aeróbicos, todos os organismos vivos
dependem de uma forma ou outra do oxigênio para manter os processos metabólicos de
produção de energia e de reprodução. A água, isenta de poluição orgânica, apresenta uma
concentração de oxigênio dissolvido
limite que depende da
sua temperatura e da
pressão atmosférica local e que denomina-se concentração de saturação de oxigênio
dissolvido. O teor de oxigênio dissolvido é um fator importante à preservação da fauna e flora
aquática (Porto et al, 1991).
Quadro 2 - Concentração de Saturação de OD e sobrevivência dos peixes
Concentração de OD (mg/l)
Conseqüências
4–5
Morrem os peixes mais exigentes
2
Todos os peixes morrem
0
Condição de anaerobiose
Fonte: Porto & Branco & Luca (1991)
Sua origem natural na água é a dissolução do gás oxigênio atmosférico e a produção pelos
organismos fotossintéticos. As perdas são o consumo pela decomposição de matéria orgânica,
perdas para a atmosfera, respiração de organismos aquáticos e oxidação de íons.
O oxigênio é um gás pouco solúvel em água, à pressão de 1 atm , seu coeficiente de
solubilidade varia entre 14,6 mg/l a 00C até 7,6 mg/l a 300C. Em águas poluídas, a quantidade
de oxigênio dissolvido é ainda menor que em condições naturais. Segundo Porto, 1991, a
razão de saturação de oxigênio em água poluída e água limpa é de 0,80. Valores de OD
superiores à saturação são indicativos da presença de algas, enquanto que valores inferiores
são indicativos da presença de matéria orgânica.
13
3.2.5. FÓSFORO
O fósforo e suas diversas formas (Figura 3 ) estão presentes em águas naturais e em efluentes
domésticos e industriais. Em sistemas de abastecimento, os polifosfatos podem ser
empregados como controladores da corrosão ou da incrustação em caldeiras industriais. Os
esgotos domésticos são ricos em fósforo, e a sua concentração vem aumentando devido ao uso
de detergentes sintéticos contendo polifosfatos. Os fosfatos são empregados como
fertilizantes, e por lixiviação chegam aos corpo d´água (Paranhos, 1996).
Fonte: Esteves (1998)
Figura 3 - Classificação das diferentes formas de fosfato presentes
Segundo Esteves (1998), o fósforo é o principal fator limitante da produtividade das águas
continentais e tem sido apontado como principal responsável pela eutrofização artificial destes
ecossistemas.
14
O fósforo não apresenta problemas de ordem sanitária nas águas de abastecimento. É um
elemento indispensável para o crescimento de algas e, quando em elevadas concentrações em
lagos e represas, pode conduzir a um crescimento exagerado desses organismos (eutrofização)
(Quadro 3). O fósforo é um nutriente essencial para o crescimento dos microorganismos
responsáveis pela estabilização da matéria orgânica. É utilizado na caracterização de águas
residuárias brutas e tratadas e de corpos d´água. Em corpos d´água os seguintes valores de
fósforo total podem ser utilizados como indicativos aproximados do estado de eutrofização de
lagos (lagos tropicais provalmente aceitam concentrações superiores) : a) P < 0,01-0,02 mg/l:
não eutrófico; b) P entre 0,01-0,02 e 0,05 mg/l: estágio intermediário; c) P > 0,05 mg/l:
eutrófico (Von Sperling, 1996).
Quadro 3 - Classificação de ambientes aquáticos em relação a produtividade
Produtividade
Muito baixa
Fosfato (mg/l)
0,005
Moderadamente baixa
0,005 – 0,010
Moderadamente alta
0,010 – 0,030
Alta
0,030 – 0,100
Muito Alta
0,100
Fonte: Porto & Branco & Luca (1991)
3.2.6. RESÍDUO TOTAL
Altas concentrações de sólidos em suspensão são danosas aos peixes, afetam organismos
bentônicos, reduzem a passagem de luz solar e desequilibram as cadeias tróficas.
Em águas naturais, a concentração de sólidos dissolvidos totais em amostras de águas
superficiais fornecem uma idéia das taxas de desgaste das rochas por imtemperismo. Em
regiões com altos índices pluviométricos mas com rochas insolúveis como o granito, o
escoamento superficial apresentará baixos valores de sólidos dissolvidos totais. Pode-se
caracterizar a litologia da região através dos íons mais freqüentemente presentes na água. A
Figura 4 mostra um esquema para a determinação de resíduos totais de uma amostra.
15
Excesso de sólidos dissolvidos na água pode causar alterações de sabor e problemas de
corrosão. Para água de abastecimento, permite-se um valor máximo de 500 mg/l de sólidos
dissolvidos totais (Resolução CONAMA n0 20, de 18/06/86).
Amostra de água
Filtrar Membrana
com poro 1,2 μm
Amostra Filtrada
Sólido Retido
Evaporar
1600C
Evaporar
1600C
Pesar Resíduo
Pesar Resíduo
Calcinar
5500C
Calcinar
5500C
Pesar as cinzas
Pesar as cinzas
Peso
Perdido
Peso
Perdido
Sólido
Dissolvidos
Voláteis
Sólidos
Dissolvidos
Fixos
Sólidos
Suspensão
Fixos
Sólidos
Suspensão
Voláteis
Sólidos
Suspensão
Totais
Sólidos
Dissolvidos
Totais
SÓLIDOS TOTAIS
Fonte: Porto et al (1991)
Figura 4 – Determinação dos sólidos totais em uma amostra.
16
3.3. IMPACTO DE CARGAS BIODEGRADÁVEIS
A Figura 5 mostra a representação esquemática dos efeitos de um efluente orgânico sôbre um
rio e as mudanças que ocorrem quando se segue, rio abaixo, a partir do ponto de descarga do
esgoto (Mellanby, 1982)
Rio antes
Lançamento
Mudanças
Físicas e
Químicas
Mudanças
Físicas e
Químicas
Mudanças
Microorganismo
Mudanças
Animais
Maiores
Fonte: Mellanby (1982)
Figura 5 - Representação esquemática dos efeitos de um efluente orgânico sobre um rio.
17
A situação antes do lançamento é descrita por Carmouze (1994) como um ecossistema onde
ocorrem continuamente produção de matéria orgânica através de processos de fotossíntese e
de biosíntese e mineralização de matéria orgânica através dos processos de respiração e
fermentação. A evolução deste conjunto de processos define o metabolismo do ecossistema,
que pode ser considerado como o metabolismo emergente da soma dos diversos metabolismos
das comunidades que constituem a biota.
Quando uma carga poluidora de origem orgânica é lançada neste ecossitema, ela sofre um
processo natural de estabilização, realizado através de fenômenos físicos, físico-químicos e
biológicos, denominado segundo Branco (1986), de autodepuração, que é fundamental para a
assimilação da poluição por parte do rio.
Dependendo da sua capacidade de autodepuração, um rio pode assimilar satisfatoriamente
determinada carga poluidora, sem se degradar a níveis críticos, incompatíveis com os seus
usos múltiplos. Portanto, os estudos de autodepuração são de grande importância para o
planejamento dos recursos hídricos, orientando as medidas necessárias à sua utilização e
proteção da qualidade de suas águas (Salvador, 1990).
Os despejos orgânicos, tanto de origem sanitária como industrial, possuem cadeias complexas
que são metabolizadas por microorganismos que existem naturalmente nos esgotos.
Inicialmente, quando existe oxigênio, o processo de decomposição é realizado por bactérias
aeróbicas, que oxidam a matéria orgânica biodegradável, produzindo compostos estáveis
como gás carbônico e água. Quando todo o oxigênio do meio é esgotado, o processo passa a
ser realizado por bactérias anaeróbicas, que transformam a matéria em compostos menos
complexos, como metano, ácidos voláteis e outros.
A Figura 6 a seguir mostra o ciclo do carbono, nitrogênio e enxofre na decomposição
aeróbica.
18
MATÉRIA
ORGÂNICA MORTA
- Nitrogenada
- Sulfurosa
NO AR E NA ÁGUA G
as
es
e CO2
Gases de nitrogênio
de
n
e C itrog
ên
O
2
Fo
to
ss
ín
Ox
te
igê
se
Fix
nio
açã
od
oN
itro
gê
nio
Co
- Proteínas
- Carboidratos
- Gorduras
2
Oxigênio para a
oxidação biológica
a
ra
pa
ica
nio iológ
b
igê
Ox ção
ida
ox
MATÉRIA VEGETAL
VIVO:
- Nitrogenio amoniacal
- Gás Carbônico
- Ácido Sulfídrico
PRODUTOS
FINAIS DE
DECOMPOSIÇÃO
d
Re
2
uç
ão
io
Oxidação
- Oxigênio
- Gás Carbônico
- Nitrogênio
nio
igê
x
O
ão
aç
pir
s
Re
2
CO
CO
DEPÓSITO DE
PRODUTOS
INICIAIS DE
DECOMPOSIÇÃO
Decomposição
mo
rte
e
De
ca
im
en
to
2
Pl a
n
t as
Viv
a
Vida Animal
Ox
igê
nio
Re
sp
ira
çã
o
CO
os
içã
o
Redução
MATÉRIA
ANIMAL VIVA
- Proteínas
- Gorduras
De
co
mp
- Carbonácea
Ox
igê
nio
or
ga
pa
nis
ra
mo
res
sd
pir
ed
aç
ão
ec
om
de
po
siç
ão
e
sd e
uto
rt
d
o
mo
Pr
e
to
go
es
PRODUTOS
INTERMEDIÁRIOS DE
DECOMPOSIÇÃO
- Nitritos
- Gás Carbônico
- Enxôfre
o
iç ã
os
p
m
co
ão
De
aç
d
i
Ox
s
- Nitratos
- Gás Carbônico
- Sulfatos
Fonte: Fair et al (1973)
Figura 6 - Ciclo do carbono, nitrogênio e enxofre na decomposição aeróbica
(Fair et al , 1973)
19
3.3.1. DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO (DBO)
Avalia a quantidade de oxigênio dissolvido(OD), que será consumida na oxidação biológica
da matéria orgânica. Segundo Porto et al (1991), através da DBO se estima a carga orgânica
de corpos d’água, de efluentes, e a necessidade de aeração para degradá-la em estações de
tratamento de esgoto.
A matéria orgânica contida nas águas residuais sofre uma reação natural de oxidação. Esta
reação ocorre em duas fases distintas, na primeira fase (síntese) a matéria orgânica é utilizada
no crescimento e formação de novos microorganismos, com consumo de oxigênio, na
segunda fase (metabolismo endógeno) ocorre um processo competitivo entre os
microorganismos pela falta de alimento. O oxigênio é usado pelos microorganismos na autooxidação de sua massa celular. Nos primeiros dias a oxidação é devida principalmente a
matéria carbonácea e denominada DBO do primeiro estágio ou carbonácea.
Matéria orgânica + O2 + bactérias
→
CO2 + H2O + bactérias + energia
No segundo estágio a oxidação é devida à transformação do nitrogênio amoniacal a nitrogênio
nitroso e nítrico e denomina-se nitrificação. Sob condições propícias do meio ambiente,
indicadas por Branco (1978), e em meio aeróbico, as nitrobactérias transformam o nitrogênio
amoniacal, resultante da decomposição de compostos orgânicos nitrogenados na oxidação
carbonácea, em nitritos e estes a nitratos.
Amônia + O2
→ nitritos + H+ + H2O + energia
Nitritos + O2 → nitratos + energia
Na ausência de oxigênio livre certas bactérias produzem o fenômeno quimicamente inverso –
a denitrificação, que consiste na transformação de nitratos em nitritos, amônia e nitrogênio
gasoso.
A interação entre oxigênio dissolvido(OD) e demanda bioquímica de oxigênio(DBO) é muito
complexa e depende de vários fatores, alguns dos quais são mais ou menos importantes,
20
dependendo do sistema fluvial em estudo. A Figura 7 apresenta um esquema destes fatores,
mostrando suas inter-relações.
LUZ SOLAR
CRESCIMENTO
TRECHO
DE
MORTE
RIO
CICLO
ESCOAMENTO
SUPERFICIAL
RESPIRAÇÃO
FOTOSSÍNTESE
CRESCIMENTO
DEPÓSITOS
DO
NITROGÊNIO
DE LODO
DO FUNDO
NITRIFICAÇÃO
DECOMPOSIÇÃO
O D
RESPIRAÇÃO
DECAIMENTO
SEDIMENTAÇÃO
CRESCIMENTO
MORTE
FOTOSSÍNTESE
RESSUSPENSÃO
DENITRIFICAÇÃO
AERAÇÃO
ALGAS
MORTE E DECAIMENTO
MORTE E DECOMPOSIÇÃO
CARGA
DE
ESGOTO
Fonte: James (1978) apud Gastaldini (1982)
Figura 7 - Fatores que afetam a interação OD-DBO
D B O
21
O teste é realizado à temperatura de 200C durante 5 dias, no escuro, sem fonte externa de OD,
com diluição e semeadura apropriadas. Por durar 5 dias, os resultados são expressos em
termos de DBO5, a 200C. Após este tempo 67% a 75% da DBO última é satisfeita, para a
maioria dos esgotos domésticos. A DBO remanescente é a diferença entre a DBO última e a
DBO exercida ao final de um certo tempo (Porto, 1991).
Em termos matemáticos o consumo de DBO segundo Branco (1978), pode ser descrito
através da seguinte equação:
dL
------ = - K1 L
dt
(Equação 1)
onde:
L = concentração de DBO remanescente (mg/l)
t = tempo (dia)
K1 = coeficiente de desoxigenação (dia-1)
A integração entre os limites de L=L0 e L=Lt , e t=0 e t=t
L = L0 e
– K1 t
(Equação 2)
onde:
L = concentração de DBO remanescente em um tempo t qualquer (mg/l)
L0 = concentração de DBO remanescente em um tempo t = 0 (mg/l)
K1 = coeficiente de desoxigenação (dia-1)
t = tempo (dia)
Para o consumo de oxigênio, quantifica-se a DBO exercida (Y)
Y = L0 – L = L0 (1 - e
– K1 t
)
onde:
Y = DBO exercida em um tempo t (mg/l)
L0 = concentração de DBO remanescente em um tempo t = 0 (mg/l), ou
DBO exercida em t = ∞ ou demanda última
L = concentração de DBO remanescente em um tempo t qualquer (mg/l)
K1 = coeficiente de desoxigenação (dia-1)
t = tempo (dia)
(Equação 3)
22
O valor do coeficiente de taxa de reação ou coeficiente de desoxigenação (K1) aumenta com a
temperatura e depende da composição do resíduo considerado.
A Figura 8 ilustra esta dependência, quando mostra a trajetória do consumo de oxigênio para
diferentes valores de K1, e o mesmo valor da demanda última (L0= 100 mg/l). A amostra com
maior K1 num mesmo intervalo de tempo apresenta maiores valores de DBO, ou seja, tem
uma taxa de consumo de oxigênio mais rápida, comparada com a amostra de menor K1.
Valores de DBO próximos à demanda última são mais rapidamente atingidos com a amostra
de maior valor de K1.
Fonte: Von Sperling (1996)
Figura 8 - Progressão do consumo de oxigênio para um mesmo valor de Lo e diferentes
valores de K1
A Figura 9 , apresentada por Fair et al (1973), mostra a influência da temperatura na
velocidade das reações. A elevação da temperatura aumenta o K1, mas não altera o valor da
demanda última L0, que passa a ser apenas mais rapidamente satisfeita.
23
Fonte: Fair (1973)
Figura 9 - Variação da DBO em 9, 20 e 300C
A relação empírica entre a temperatura e a taxa de desoxigenação pode ser expressa, segundo
Fair et al (1973), através da seguinte forma:
K1T = K120 θ (T – 20)
onde:
K1T= coeficiente de desoxigenação na temperatura T (dias-1)
K120 = coeficiente de desoxigenação a 20º C (dias-1)
T = temperatura do líquido (0C)
θ = constante, coeficiente de temperatura
O valor da constante θ é sugerida por vários autores entre os quais tem-se:
-
θ = 1,056 (Schoroepfer) (20 - 30º C )
-
θ = 1,135 (Schoroepfer) (4 - 20º C )
-
θ = 1,047 (Phelps)
(Equação 4)
24
3.2.2.
REAERAÇÃO ATMOSFÉRICA
Para cada condição de temperatura e pressão atmosférica existe um valor de solubilidade do
oxigênio na água, que denomina-se concentração de saturação de oxigênio dissolvido. A
introdução de matéria orgânica no escoamento consumirá parte deste oxigênio, causando um
déficit na concentração da oxigênio na água. Esse déficit tenderá a diminuir tanto mais
rapidamente quanto maior ele for, e quanto maior for a capacidade de reoxigenação do rio.
Esta capacidade de reoxigenação dependerá das características do escoamento como a
turbulência, dimensões da seção, temperatura, etc. (Fair et al, 1973).
De acordo com a equação, a taxa de reaeração de um corpo d’água, quando não há utilização
do oxigênio dissolvido, pode ser expressa segundo Sperling, 1996, por:
dD
-------- = - K2 D
(Equação 5)
dt
Onde:
D = déficit de oxigênio dissolvido (mg/l)
Diferença entre a Concentração de Saturação e a Concentração em um tempo t (Cs – C t)
t = tempo (dia)
K2 = coeficiente de reaeração (dia-1)
D = D0 e
–K2 t
(Equação 6)
onde:
D0 = déficit de oxigênio no tempo inicial (mg/l)
Existe, na literatura, grande quantidade de fórmulas para prever o coeficiente de reaeração,
baseadas nas características hidráulicas dos escoamentos. Estas fórmulas, embora sejam
normalmente utilizadas nos modelos de qualidade da água, não passam de formulações semiempíricas válidas para as condições particulares dos escoamentos onde foram obtidas, além de
seus resultados divergirem significativamente e devem ser usadas na ausência de dados
específicos acerca do corpo d’água.
25
O Quadro 4 apresenta valores típicos de K2, encontrados por alguns pesquisadores, após
estudo de corpos d’água de diversas características.
Quadro 4 - Valores típicos de K2 (base e, 200C)
K2 (dia-1)
Corpo d’água
Profundo
0,12
Raso
0,23
Rios vagaroso, grandes lagos
0,23
0,37
Grandes rios com baixa velocidade
0,37
0,46
Grandes rios com velocidade normal
0,46
0,69
Rios rápidos
0,69
1,15
> 1,15
>1,61
Pequenas lagoas
Corredeiras e quedas d’água
Fonte: Fair et al (1973), Arceivala(1981) , von Sperling (1996)
Em função do aumento da turbulência e de melhores condições de mistura, observa-se que
corpos d’água rasos apresentam um valor superior do coeficiente de reaeração para as
mesmas condições que os profundos, e ainda analisando o quadro é possível perceber que na
mesma condição de profundidade, os mais velozes também apresentam valores superiores do
coeficiente de reaeração (von Sperling, 1996).
O Quadro 5, apresenta algumas das principais fórmulas, para a determinação do coeficiente
K2 segundo modelos baseados em dados hidráulicos do escoamento.
Quadro 5 - Valores de K2 para modelos baseados em dados hidráulicos do escoamento.
Pesquisador
O’Connor e Dobbins (1958)
Fórmula
3,73.v0,5H-1,5
Churchill et al (1962)
5,0. v0,97H-1,67
Owens et al (apud Branco, 1976)
5,0. v0,67H-1,85
Faixa de aplicação
0,6m ≤ H < 4,0 m
0,05 m/s ≤ v < 0,8 m/s
0,6m ≤ H < 4,0 m
0,8 m/s ≤ v < 1,5 m/s
0,1m ≤ H < 0,6 m
0,05 m/s ≤ v < 1,5 m/s
Fonte: Von Sperling (1996)
Notas: v: velocidade do curso d’água (m/s)
H: altura da lâmina d’água (m)
Faixas de aplicabilidade adaptadas e ligeiramente modificadas (Von Sperling (1996)
26
A solubilidade dos gases é inversamente proporcional à temperatura, com isto, a concentração
de saturação do oxigênio é menor em temperaturas mais altas, implicando na redução no
déficit de oxigênio. Por outro lado o aumento de temperatura, aumenta a energia cinética das
moléculas, levando a um aumento das reações de absorção de oxigênio, aumentando o K2,
sendo este aumento mais representativo que o decréscimo.
A relação empírica entre a temperatura e a taxa de reaeração pode ser expressa da seguinte
forma segundo Von Sperling (1996):
K2T = K220 θ (T – 20)
(Equação 7)
onde:
K2T = coeficiente de reaeração na temperatura T (dias-1)
K220 = coeficiente de reaeração em 20º C (dias-1)
T = temperatura do líquido (0C)
θ = constante, coeficiente de temperatura
Entre os valores para a constante θ, o mais usado é 1,024 segundo Von Sperling (1998).
3.2.3. SEDIMENTAÇÃO E RESUSPENSÃO
A matéria orgânica sólida suspensa nas águas pode, sob condições de baixa velocidade, ser
sedimentada no leito dos rios. A diminuição da DBO, por sedimentação da matéria orgânica,
pode ser expressa por uma equação de primeira ordem, segundo Branco (1978).
dL
(Equação 8)
-------- = - K3 L
dt
onde:
L = concentração de DBO remanescente (mg/l)
t = tempo (dia)
K3 = taxa de sedimentação (dia-1)
Integrando entre os limites de L=L0 e L=Lt , e t = 0 e t = t
L = L0 e
– K3 t
tem-se:
(Equação 9)
27
L = concentração de DBO remanescente em um tempo t qualquer (mg/l)
L0 = concentração de DBO remanescente em um tempo t = 0 (mg/l)
Através de considerações teóricas Velz (1970), deduziu que em locais em que ocorrem
velocidades do escoamento menores do que 0,2 m/s são formados os depósitos de lodo
orgânico; os depósitos de lodo fresco em digestão podem ser removidos por resuspensão em
velocidades entre 0,2 e 0,3 m/s e os depósitos de
lodo digerido são removidos por
resuspensão em velocidades superiores a 0,4 m/s.
Branco (1978) diz que taxa de
sedimentação pode ser avaliado através de determinações de DBO em amostras tomadas em
dois pontos e uma ou mais amostras intermediárias colhidas a intervalos de tempo
aproximadamente iguais aos tempos de percurso.
3.2.4. DEMANDA BENTÔNICA
A matéria orgânica sedimentada no leito dos rios tende a decompor-se. A decomposição da
camada superficial de lodo pode ser aeróbia ou anaeróbia dependendo da quantidade de
oxigênio dissolvido na água nas suas proximidades. A Figura 10, mostra esquematicamente
este fenômeno.
SUPERFÍCIE DA ÁGUA
PRODUTOS ANAERÓBICOS
CO2, CH4, H2S, ÁCIDOS ORGÂNICOS
DIFUSÃO DE O2
CAMADA AERÓBICA
DEPÓSITO DE LODO
CAMADA ANAERÓBICA
Fonte: Eckenfelder (1980)
Figura 10 - Decomposição Bentônica no Rio
28
A camada superior do lodo, em contato com a água com concentrações razoáveis de OD,
decompõe-se aerobicamente com consumo de OD do meio. As camadas inferiores sofrem
decomposição anaeróbia liberando gases que se deslocam em direção à superfície do rio.
Estes gases carregam consigo, quando a decomposição anaeróbia é intensa, placas de lodo que
produzem demandas de OD e mau aspecto ao corpo d’água.
Segundo Branco et al
(1977), a demanda bentônica pode também ser originada por
filamentos fixos de bactérias tais como Sphaerotilus, que em rios poluídos por resíduos
solúveis, podem consumir mais de 7,0 g de O2 / m2 dia.
Medidas da demanda bentônica “in situ” envolvem a submersão cuidadosa de um jarro em
forma de sino, até o fundo do rio e a medida do consumo de O2 no interior do recipiente
durante um intervalo de tempo. Em laboratório, a demanda bentônica pode ser avaliada
através de amostras de lodo indeformadas colocadas em contato com água saturada de
oxigênio, determinando-se a redução do OD no tempo. Alguns resultados da demanda
bentônica avaliada por alguns pesquisadores são apresentados no Quadro 6.
Quadro 6 - Valores médios da demanda de oxigênio de leitos de rios
LOCAL E TIPO DE LEITO
DEMANDA DE O2 A 20ºC ( g de O2 / m2 dia)
VARIAÇÃO
MÉDIA
-
7,0
Lodo de esgoto municipal (perto do lançamento )
2,0 _ 10,0
4,0
Lodo de esgoto municipal (velho)
1,0 _ 2,0
1,5
Lodo de fibra celulósica
4,0 _ 10
0,7
Lama de estuário
1,0 _ 2,0
1,5
Fundo arenoso
0,2 _ 1,0
0,5
Solos minerais
0,05 – 0,1
0,07
2
Sphaerotilus (10 g/m )
Fonte: Thomann (1974)
29
Fillos e Molof
(1972) fizeram várias determinações em laboratório, concluindo que a
demanda bentônica é praticamente constante para concentrações de OD na água superiores a
2,0 mg/l, a partir daí reduzindo com o OD; para concentrações de OD inferiores a 1,5 mg/l
aumenta a liberação de compostos orgânicos proporcionalmente ao decréscimo de OD; para
espessuras de lodo superiores a 7,6 cm a demanda de oxigênio parece não depender da
espessura da camada de lodo. O coeficiente de demanda bentônica depende dos mesmos
fatores da taxa de oxigenação e desoxigenação, podendo ser também desprezado para rios de
maior velocidade, acima de 0,20 m/s, sem praticamente sedimentação de matéria orgânica.
3.2.5. FOTOSSÍNTESE E RESPIRAÇÃO
As plantas, quando iluminadas, liberam oxigênio como resultado da fotossíntese e consomem,
continuamente, oxigênio através da respiração. Nos corpos ďágua eutróficos, ou seja com
crescimento excessivo de plantas aquáticas, elas
podem causar grandes variações na
concentração de oxigênio dissolvido, aumentando durante o dia, mas agravando o déficit
durante a noite.
Segundo Rutherford et al (1974), quando as populações de plantas aquáticas estão estáveis, a
quantidade de oxigênio produzida e consumida, num período de 24 horas, é aproximadamente
igual; durante períodos de rápido crescimento existe uma contribuição líquida de oxigênio e
quando são destruídas, podem causar grande queda no oxigênio do corpo ď água.
A taxa líquida de produção de oxigênio por fotossíntese, diferença entre a produção por
fotossíntese e o consumo por respiração, num corpo ď água, depende da energia luminosa
recebida na profundidade específica no rio, da quantidade de nutrientes, do oxigênio
dissolvido e da temperatura da água. Avaliar, através destes dados, a população de algas e o
oxigênio gerado por processos fotossintéticos é muito difícil. Branco et al (1977) e outros
pesquisadores apresentam vários métodos para a estimativa de produção e de utilização do
30
OD por plantas aquáticas entre eles o método dos frascos claros e escuros, o das câmaras
fotossintetizantes, o das medidas diurnas de OD, o da técnica do radiocarbono e através de
medidas de clorofila A. Infelizmente, a taxa de respiração somente das algas é difícil de ser
avaliada, uma vez que as técnicas produzem resultados que incluem a respiração das
bactérias.
As taxas de fotossíntese são muitas vezes desprezadas nos modelos, embora possam exercer
alterações significantes. Thomann (1974), apresenta no Quadro 7,
alguns resultados de
determinações da taxa de produção de oxigênio por fotossíntese.
Quadro 7 - Valores Médios da Produção Fotossintética Bruta de OD
LOCAL
PRODUÇÃO BRUTA – MÉDIA
(g de O2 / m2 dia)
Rio Truckee
9,0
Córrego com maré
6,0
Estuário Delaware
3,0 _ 7,0
Estuário do rio Duwamish
0,5 _ 2,0
Sistema do rio Neuse
0,3 _ 2,4
Fonte: Thomann (1974)
A análise destas determinações apresenta dificuldades, devido ao desconhecimento das
condições exatas sob as quais foram feitas as determinações, como intensidade luminosa e
profundidade.
Os valores da respiração variam em torno de 0,5 g de O2 / m2 dia a mais de 10 g de O2 / m2
dia. Thomann (1974) sugere a seguinte relação entre a respiração e a clorofila A :
Respiração (mg/l hora) = 0,001 Clorofila A (µg/l)
Em rios com cor escura e turbidez elevada, que ocorrem geralmente com velocidades da
corrente acima de 0,20 m/s, o coeficiente de produção fotossintética pode ser desprezado.
31
4.0. MATERIAL E MÉTODO
4.1. ÁREA DE ESTUDO
A área estudada mostrada na Figura 11, está inserida nas Bacias da Região Administrativa
Leste da divisão hidrográfica do Estado da Bahia, proposta pelo Plano Diretor de Recursos
Hídricos da Bahia (1996), para fins de planejamento e gerenciamento integrado dos recursos
hídricos.
BAHIA
Bacia do Leste
Bacia Hidrográfica do Cachoeira
Fonte: adaptado Bahia (2000)
Figura 11 – Localização da área de estudo
32
Esta divisão compreende as Bacias Hidrográficas dos Rios Cachoeira, Almada e Una.
O presente estudo é centrado no Rio Cachoeira – Figura 12 – Unidade Hidrográfica do Rio
Cachoeira.
Floresta Azul
ado
Salg
Rio
do
Rio Salga
Ibicaraí
o
Ri
ir
oe
ch
Ca
Rio Salgado
a
Rio Cachoeira
Ilhéus
Firmino Alves
lô n
Rio
Col
ônia
Co
Rio Colônia
ia
Meio
Itororó
o
Rio d
o
Ri
ban
P ia
Itapé
R io
Ri
oC
olô
nia
Jussari
Itapetinga
Itabuna
R ib á g
u a P re
ta
Ri
o
Co
lô n
ia
ha
Sta. Cruz da Vitória
Itajú do Colônia
Município
Firmino Alves
Floresta Azul
Ibicaraí
Ilhéus
Itabuna
Itajú do Colônia
Itapé
Itororó
Jussari
Sta. Cruz da Vitória
Fonte banco de dados do PRBC, 1999
Fonte: Bahia (2000)
Figura 12 – Unidade Hidrográfica do Rio Cachoeira
A Bacia hidrográfica do Rio Cachoeira apresenta uma área de drenagem de aproximadamente
4.222 km2, perímetro de 370 km, extensão do rio principal 181 km, desnível 720 m,
declividade do rio principal 3,98 m/km, fator de forma 0,129, coeficiente de compacidade
1,594 e densidade de drenagem 0,457 (Bahia,1996).
Os principais rios formadores da bacia são: Rio Salgado, que nasce na Serra do Salgado, a 2
km do povoado de Ipiranda, município de Firmino Alves e no seu curso de 64 km banha os
municípios de Firmino Alves, Santa Cruz da Vitória, Floresta Azul, Ibicaraí e Itapé; o Rio
33
Colônia com nascente na serra da ouricana, estendendo-se por 131 km e banha os municípios
de Itororó, Itajú do Colônia e Itapé; o Rio Piabanha que banha o município de Jussari e o Rio
Cachoeira que nasce da confluência dos Rios Colônia e Salgado, próximo a montante da
cidade de Itapé no seu percurso de 50 km, banha os municípios de Itapé, Itabuna e Ilhéus
(Bahia, 1996).
A média anual de precipitação registrada na bacia do Rio Cachoeira está em torno de 800 mm
nas cabeceiras dos rios Colônia e Salgado, municípios de Itapetinga e Itororó, variando até
acima de 2000 mm anuais na região costeira.
Próximo ao município de Ilhéus apresenta-se o clima quente e úmido, sem estações seca, com
maiores chuvas no período de março a julho e menos intensas nos demais meses. Em Itabuna,
Itapé e proximidades, o período chuvoso acontece nos meses de novembro a abril, na porção
centro-oeste da bacia, Itaju do Colônia, Itororó e Itapetinga, predomina um clima chuvoso,
quente e úmido, com estação seca compensada pelos totais pluviométricos elevados,
ocorrendo as chuvas de novembro a abril tornando-se menos intensas nos demais meses.
O estudo concentrou-se no Rio Cachoeira, desde a sua formação no município de Itapé até o
Banco da Vitória no Município de Ilhéus. Suas águas cortam terras de desenvolvimento
agropecuário e são utilizadas para abastecimento urbano e industrial, pesca e como corpo
receptor de esgotos. As vazões características são apresentadas no Quadro 8 e 9
.
Quadro 8 – Valores Característicos Médios e Históricos de Vazão
Vazões Diária (m3/s)
Vazão
Vazão
Vazão
Mínima
Média
Máxima
Média Anual Média Anual Média Anual
Estações
Fluviométricas
Período Observação
Rio Colônia
Estiva de Baixo
Rio Salgado
Cajueiro do Ibicaraí
Ferradas
02-1969 a 12-1997
0,299
11,5
432
11-1965 a 12-1997
0,89
5,19
263
12-1965 a 12-1997
0,934
24,06
618
Fonte: Bahia (2000)
34
Quadro 9 - Valores Característicos Mínimos de 7 dias
Vazões Mínima 7 dias (m3/s)
Estações
Fluviométricas
Período Observação
Rio Colônia
02-1969/12-1996
0,58
Tempo de
Recorrência
10 anos
Q7,10
0,016
11-1965/12-1996
0,69
0,090
12-1965/12-1996
1,34
0,047
Vazão Mínima
7 dias
Estiva de Baixo
Rio Salgado
Cajueiro do Ibicaraí
Ferradas
Fonte: Bahia, (1996)
A velocidade da água confere ao leito situações diversas. Havendo velocidade maior que 1,0
m/s, em geral há cascalhos de grandes dimensões no leito; entre 0,6 e 1,0 m/s, há pedriscos
não cobertos por silte; entre 0,3 e 0,6 m/s, há pedriscos parcialmente recobertos por silte; 0,2
m/s, há mistura de areia e silte, e se a velocidade é menor ou igual a 0,1 m/s, aparecem fundos
lodosos, onde é freqüente a presença de matéria orgânica em decomposição anaeróbica.
(Rocha, 1995).
Segundo a classificação acima, a velocidade do Rio Cachoeira encontra-se entre 0,3 e 0,6
m/s, informações da velocidade do Rio Cachoeira publicadas são escassas, o estudo
preliminar de avaliação do regime hídrico da EMASA (1996), indica a velocidade média de
0,35 m/s.
O Conselho Estadual do Meio Ambiente – CEPRAM, em Resolução de Nº 1780/98 de 21 de
agosto de 1998 (Figura 13), enquadrou na classe 2 o rio Cachoeira e seus afluentes, da
nascente até a ponte que liga os distritos de Maria Jape e Banco da Vitória, no município de
Ilhéus, nas seguintes coordenadas geográficas: S 140 47’07” e W 390 06’27” e deste ponte
até a foz na classe 7.
35
4.2.
AMOSTRAGEM
As coletas foram realizadas de janeiro de 1999 a dezembro de 1999, em datas destacadas no
Quadro 10, entre os horários 7:00 e 16:00h.
Quadro 10 - Data das Coletas de Amostras
Ordem Coleta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Data da Coleta
26/01/99
23/02/99
30/03/99
24/04/99
25/05/99
29/06/99
27/07/99
30/08/99
27/09/99
25/10/99
30/11/99
28/12/99
O rio Cachoeira foi dividido em trechos de acordo com a localização de possíveis ações
impactantes, ou seja, antes e depois de cidades e indústrias e da disponibilidade dos dados
hidrológicos.
Quadro 11 - Localização Geográfica dos Pontos
Pontos
Grau
Min
S Grau Grau
Min
W Grau
P1
Colônia -Estiva de Baixo
14 56,107 14,935
39 28,128
39,469
P2
Salgado - Faz. Demostenes
14 53,595 14,893
39 26,898
39,448
P3
Montante Itapé
14 54,149 14,902
39 26,496
39,442
P4
Jusante Itapé
14 51,591 14,860
39 21,045
39,351
P5
Ferradas
14 49,397 14,823
39 18,515
39,309
P6
Itabuna
14 47,788 14,796
39 12,098
39,202
P7
Salobrinho
14 47,977 14,800
39
9,946
39,166
P8
Banco Vitória
14 47,206 14,787
39
5,535
39,092
Fonte: Dados da Pesquisa
36
Coograp
Salobrinho
Itabuna
Banco da
Vitória
Ferradas
Matadouro
Itapé
5
6
7
8
2
4
3
1
Fonte banco de dados do PRBC, 1999
Fonte: adaptado Bahia (2000)
Figura 13 - Localização dos pontos de coleta e Fontes de Poluição
Na Figura 13 e no Quadro 11, pode-se observar a área de estudo e a localização dos pontos
de amostragem e no Quadro 12 a distância entre os pontos.
Quadro 12 - Distância dos Trechos
Trecho
Distância (m)
P1-P3
5.500
P2-P3
1.250
P3-P4
13.000
P4-P5
7.000
P5-P6
14.500
P6-P7
5.000
P7-P8
10.000
Fonte: adaptado Bahia (2000)
37
Em cada ponto, foram coletadas amostras sub-superficiais, entre 30 e 40 cm abaixo da
superfície, aproximadamente no meio do canal como mostra a Figura 14.
30 a 40 cm
Ponto de Coleta
Altura
Lâmina d´água
Figura 14 - Altura de coleta das amostras
Os parâmetros fisico-químicos avaliados foram: pH, condutividade, oxigênio dissolvido, e
temperatura do rio, com o equipamento de campo o waterquality checker, marca HORIBA,
modelo U.10.
Para análise da demanda bioquímica de oxigênio, foram coletadas amostras em frasco de 1,5
litros de polietileno, para o fosfato total frascos de 1 litro de vidro escuro e para coliforme
frasco preparados e selados de 300 ml, todos os frasco eram acomodados em isopor com gelo
e transportados dentro de 48 horas após coleta, para as devidas análises nos laboratórios da
Embasa em Salvador, Bahia. A Universidade Estadual de Santa Cruz disponibilizou um
transporte adequado, material para coleta e a comunidade local o barco para a coleta.
4.3. ESTRATÉGIA DE ANÁLISE DOS DADOS
Para analisar a existência de diferenças significativas entre as médias das variáveis entre
pontos de coleta ou entre os meses foi utilizado teste F (ANOVA), bem como o teste de
comparações múltiplas de Tukey, quando o teste F detectou diferenças entre as médias. No
caso de análise mais detalhada visando corrigir a influência dos valores extremos foi utilizada
a transformação dos valores da variável em seu posto (rank) e neste caso foi utilizado o teste
de comparações de Duncan, por ser mais flexível que o teste de Tukey.
38
Para analisar a relação entre os parâmetros foi utilizada a análise de correlação, sendo
calculados tanto o coeficiente de correlação de Pearson que trabalha diretamente com os
valores das variáveis, quanto o coeficiente de correlação de Spearman que trabalha com os
postos (rank) dos valores das variáveis, tendo em vista a presença de valores extremos em
algumas variáveis. Foi utilizada a análise regressão linear múltipla na tentativa de modelar
relações entre variáveis.
Devido à natureza da presente pesquisa, onde as medidas estão sujeitas a diversos tipos de
erros, bem como a sofrerem interferência de outros fatores não levados em consideração na
presente pesquisa, o nível de significância foi estabelecido em 5%, todavia sempre foi
apresentado o valor p da amostra de cada teste.
Para a análise geral dos dados será utilizado o pacote estatístico SPSS - Statistical Package
for Social Science, versão 6.0 Norusis (1993), onde pode ser encontrado, também, uma
síntese das técnicas aqui utilizadas.
Utilizou-se a resolução CONAMA n0 20 (1986), para a classificação do curso d’água. Para o
estudo de sua autodepuração, utilizou-se o modelo matemático OD-DBO de Streeter e Phelps
abordado por Von Sperling (1996) e Branco (1978).
4.4.
MODELO DE AUTODEPURAÇÃO OD-DBO
Um dos mais importantes instrumentos de planejamento e de avaliação de impactos no
tocante à qualidade das águas, é a modelagem matemática, que permite por exemplo, a
simulação dos fenômenos que ocorrem num curso d’água submetido a um determinado grau
de poluição, possibilitando fazer avaliações das condições atuais e prever futuras condições da
qualidade de suas águas. Estes modelos depois de testados e validados, permitem a simulação
de inúmeras situações, determinando-se parâmetros de qualidade em função de diversos
fatores, como por exemplo, a variação de vazão dos rios, o crescimento populacional e
industrial nas bacias, a implantação de sistemas de tratamento, etc.
39
Utilizou-se, para o estudo da autodepuração do Rio Cachoeira, o clássico modelo matemático
da qualidade da água de Streeter-Phelps segundo Eiger (1991), o qual incorpora no balanço do
oxigênio os fatores de consumo de oxigênio (respiração) e de produção de oxigênio
(reaeração atmosférica) restrito a condições aeróbicas no corpo d’água. Para dar suporte ao
planejamento da bacia hidrográfica é o modelo mais adotado, diz Von Sperling (1996), pois
a adoção de modelos matemáticos mais sofisticados exige a disponibilidade de dados que não
podem ser levantados no transcurso temporal e financeiro de um trabalho como este. Deve-se
estar ciente da observação de Eiger (1991) quando alerta que a aplicação deste modelo deve
ser encarada ao nível de uma primeira aproximação para a simulação da variação do oxigênio
dissolvido em rios.
4.4.1. FORMULAÇÃO MATEMÁTICA DO MODELO STREETER-PHELPS
Este modelo apresenta-se na forma de equações diferenciais ordinárias de primeira ordem,
resolvidas para um escoamento em regime permanente e uniforme, onde os efeitos
decorrentes da dispersão longitudinal são desprezíveis, existe uma descarga contínua e
constante de poluentes biodegradáveis, de forma que não exista qualquer variação temporal
no fenômeno além de ser restrito às condições aeróbias no corpo d’água.
Segundo o modelo:
A taxa de variação do déficit de OD = Consumo de OD – Produção de OD
dD
=
dt
K1L - K2D
(Equação 10)
onde:
D = déficit de oxigênio dissolvido (mg/l)
Diferença entre a Concentração de Saturação e a Concentração em um tempo t (Cs – C t)
L = Demanda Bioquímica de Oxigênio (mg/l)
40
t = tempo
K1 = coeficiente de desoxigenação (dia-1)
K2 = coeficiente de reaeração (dia-1)
Integrando tem-se:
K1 L0
Dt =
------------K2 – K1
K t
-K t
K t
( e- 1 - e 2 ) + D0 e- 2
(Equação 11)
Onde:
Dt = Déficit de oxigênio num tempo t (mg/l)
Lo = Demanda Bioquímica de Oxigênio, logo após a mistura (mg/l)
Do = déficit inicial de oxigênio, logo após a mistura (mg/l)
A concentração de oxigênio dissolvido num tempo t (Ct) corresponde à diferença entre a
concentração de saturação nas condições do experimento (Cs) e o déficit de oxigênio
dissolvido num tempo t (Dt) .
Ct = Cs - Dt
(Equação 12)
Substituindo Equação 2 em 3, a expressão toma a forma:
K1 L0
Ct = Cs -
(Equação 13)
K t
-K t
K t
( e- 1 - e 2 ) + D0 e- 2
K2 – K1
Na plotagem de pontos desta equação obtém-se o gráfico do perfil do Oxigênio Dissolvido em
função do tempo. Na Figura 15, pode-se observar o tempo crítico (tc),
onde ocorre a
concentração de oxigênio mínima (Cc). Este valor mínimo, à luz da legislação existente
determina formas de ação, que podem ou não incluir tratamento de efluentes.
41
Fonte: Von Sperling, (1995)
Figura 15 - Pontos característicos da curva de depleção de OD
4.4.1.1. Concentração e déficit de oxigênio no rio após a mistura com o despejo
Qr . ODr + Qe . ODe
(Equação 14)
Co = --------------------------------Qr + Qe
D0 = Cs – C0
(Equação 15)
Onde:
C0 = concentração inicial de oxigênio, logo após a mistura (mg/l)
D0 = déficit inicial de oxigênio, logo após a mistura (mg/l)
Cs = concentração de saturação de oxigênio (mg/l)
Qr = vazão do rio a montante do lançamento dos despejos (m3/s)
Qe = vazão de esgotos (m3/s)
ODr = concentração de oxigênio dissolvido no rio, a montante do lançamento (mg/l)
ODe = concentração de oxigênio dissolvido no esgoto (mg/l)
42
4.4.1.2. Demanda última de oxigênio logo após a mistura (Lo)
A DBO5 corresponde à determinação da oxidação executada no período de cinco dias, o que
necessariamente não corresponde a oxidação total do efluente, que poderá levar um tempo
maior, assim o consumo de oxigênio para a total oxidação da amostra denomina-se demanda
última .
(Qr . DBOr + Qe . DBOe)
L0 = DBO50 . KT = ------------------------------------ .
Qr + Qe
1
-------------5K
1-e 1
(Equação 16)
Onde:
DBO50 = concentração de DBO5, após a mistura (mg/l)
L0 = demanda última de oxigênio, logo após a mistura (mg/l)
DBOr = concentração de DBO5 do rio (mg/l)
DBOe = concentração de DBO5 do esgoto (mg/l)
Qr = vazão do rio
Qe = vazão do esgoto
DBOu = consumo de oxigênio para oxidação total.
KT = constante para transformação da DBO5 a DBO última (DBOu)
4.4.1.3.
Tempo Crítico ( tc ) e Distância Crítica ( dc)
É tempo onde ocorre a concentração mínima de oxigênio durante o processo de
autodepuração, dentro do trecho avaliado.
1
tc =
. ln
K2 – K1
K2
K1
.
1-
Do . ( K2 – K1)
Lo . K1
dc = tc . v
onde:
tc = tempo crítico (dia)
L0 = demanda última de oxigênio, logo após a mistura (mg/l)
D0 = déficit inicial de oxigênio, logo após a mistura (mg/l)
K1 = coeficiente de desoxigenação (dia-1)
K2 = coeficiente de reaeração (dia-1)
(Equação 17)
(Equação 18)
43
dc = distância crítica
v = velocidade (m/s)
Quadro 13 - Interpretação das relações Lo/Do e K2/K1
tc
L0/D0 > K2/K1
Interpretação
(+)
A partir do lançamento haverá uma queda no OD, assim déficit
crítico superior ao inicial.
L0/D0 = K2/K1
Zero
O déficit inicial é igual ao déficit crítico. Não haverá diminuição de
OD
L0/D0 > K2/K1
(-)
O déficit inicial é maior que o déficit observado.
Fonte: Von Sperling (1996)
4.4.1.4.
Déficit crítico (Dc) e Concentração crítica (Cc)
O déficit máximo ou crítico tem por valor:
Lo . e
Dc =
–K1 tc
(Equação 19)
f
E ocorre num ponto situado a jusante do lançamento, a uma distância cujo percurso
corresponde ao tempo crítico (tc) .
onde:
Dc = Déficit crítico (mg/l)
f = coeficiente de autodepuração (K2/K1)
tc = tempo crítico (dia)
L0 = demanda última de oxigênio, logo após a mistura (mg/l)
K1 = coeficiente de desoxigenação (dia-1)
K2 = coeficiente de reaeração (dia-1)
A diferença entre a concentração de saturação (Cs) e o déficit crítico fornece a concentração
crítica (Cc). Trata-se do ponto com a menor quantidade de oxigênio dissolvido.
Cc = Cs - Dc
(Equação 20)
44
onde:
Cc = concentração crítica (mg/l)
Cs = concentração de saturação de oxigênio (mg/l)
Dc = Déficit crítico (mg/l)
4.4.2. DADOS DE ENTRADA PARA O MODELO
4.4.2.1.
Vazão do corpo d’água (Qr)
A vazão é uma variável de extrema importância no modelo pois tem uma grande influência
nos resultados da simulação. Pode-se usar a vazão observada em um determinado período,
quando se deseja calibrar o modelo, isto é, ajustar os coeficientes do modelo, para que os
dados simulados sejam os mais próximos possíveis dos dados observados (medidos) no curso
d’água no período em análise. A vazão média quando o objetivo é simular condições médias
prevalecentes, quer durante o ano, meses chuvosos ou secos e a vazão mínima para o
planejamento da bacia, para a avaliação do cumprimento aos padrões ambientais do corpo
receptor (Von Sperling, 1996).
Tendo em vista que os padrões de qualidade das águas são fixados através de limites da
concentração de poluentes ou de indicadores de qualidade, e estes são função da vazão de
diluição disponível, torna-se necessário o estabelecimento da vazão crítica ou seja a vazão
mínima de referência, para a qual os referidos padrões devem ser verificados. É óbvio que
esta vazão não deve ser a mínima (minimorum) registrada historicamente, pois implica numa
condição extremamente restritiva, onerando desnecessariamente as medidas de controle da
poluição. Por isso, optou-se por um valor médio, relativo a um intervalo de tempo adequado,
que abrangesse a vazão mínima de estiagem.
O CONAMA em sua Resolução no 20/86, Art. 13, recomenda a utilização do Q7,10 , a vazão
média mínima de sete dias consecutivos e período de retorno de dez anos, para o estudo da
capacidade de autodepuração de rios Classes 2 e 3 do território nacional.
45
O intervalo de tempo de sete dias é considerado o mais adequado para estudos de qualidade
de rios, pois além de não se situar em extremos, permite atenuar, pelo menos parcialmente, as
flutuações ocasionais com relação às vazões mínimas diárias devidas a erros de leitura nas
escalas limnimétricas, as variações nas vazões dos cursos d’água em razão da operação de
pequenas obras hidráulicas, etc. Por outro lado, o período de retorno de dez anos também é
adequado para esta finalidade, correspondendo a uma probabilidade de ocorrência de 10% de
uma vazão menor ou igual à mínima de estiagem.
4.4.2.2.
Vazão de esgoto (Qe)
Em estudos de autodepuração de rios Von Sperling (1996), sugere o uso da vazão média de
esgoto, através do seguinte cálculo:
Pop. QPC. R
Qdmédio =
(Equação 21)
1000
Qdmédio = vazão doméstica média de esgoto (m3/d)
QPC = quota per capita de água 1/hab.d
R = coeficiente de retorno, a fração da água fornecida que adentra a rede de coleta na forma
de esgoto, varia de 60% a 100%, sendo que um valor usualmente adotado tem sido o de
80% (Von Sperling (1996)).
Quadro 14 - Consumo per capita de água
Porte da Comunidade
Faixa da população (hab)
Consumo per capita (QPC)
(L/hab.d)
Povoado Rural
< 5000
90-140
Vila
5.000 – 10.000
100 – 160
Pequena Localidade
10.000 – 50.000
110 – 180
Cidade média
50.000 – 250.000
120 – 220
Cidade grande
> 250.000
150 - 300
Fonte: Adaptado CETESB(1977;1978) por Von Sperling(1976)
Quadro 15 - Vazões Específicas médias de algumas indústrias
Tipo
Unidade Consumo de água por unidade (m3/unid)
Matadouro
1 boi
0,3 a 0,4
Laticínio
1000L
2 - 10
leite
Fonte: Adaptado CETESB(1976) por Von Sperling (1976)
Ramo
Alimentícia
46
4.4.2.3.
Oxigênio dissolvido no rio, a montante do lançamento (ODe)
O teor de oxigênio dissolvido em um curso d’água, a montante do lançamento representa a
atividade da bacia até este ponto de estudo. Caso não se tenha possibilidade de executar
análise de campo, pode-se estimar a concentração de oxigênio dissolvido em função do grau
de poluição aproximado do curso d’água. Rios com baixo índices de poluição adota-se, por
segurança, 70% a 90% do valor de saturação de oxigênio, nas condições de temperatura e
pressão locais. Caso o rio apresente índices de poluição maiores, deve-se buscar dados
amostrais, pois neste caso os valores podem ser bem mais baixos que os citados
anteriormente.
4.4.2.4.
Oxigênio dissolvido no esgoto (ODe)
Os esgotos orgânicos de origem doméstica ou industrial contêm grandes quantidades de
matéria biodegradável, o que provoca um consumo alto de oxigênio pelos microorganismos
decompositores, podendo assim considerar-se que os esgotos brutos, esgotos com tratamento
primário ou anaeróbico, apresentam oxigênio dissolvido nulo, de forma geral.
4.4.2.5.
DBO5 no rio, a montante do lançamento (DBOr)
É função dos lançamentos ao longo do percursos até o ponto escolhido. Klein citado por Von
Sperling (1996) propõe, na ausência de dados específicos, as concentrações típicas constantes
do Quadro 16.
Quadro 16 - Valores de DBO5 em função das características do curso d’água
Condições do Rio
Bastante Limpo
Limpo
Razoavelmente Limpo
Duvidoso
Ruim
Fonte: Klein citado por Von Sperling (1996)
DBO5 do rio (mg/l)
1
2
3
5
> 10
47
4.4.2.6.
DBO5 do esgoto (DBOe)
O Quadro 17 apresenta características dos esgotos domésticos quanto a demanda bioquímica
de oxigênio.
Quadro 17 - Características químicas dos esgotos domésticos brutos
Parâmetro
Matéria Orgânica
Determinação
indireta
DBO5
DBOÚLTIMA
Contribuição per
capita (g/hab.d)
Faixa
Típico
40-60
60-90
Concentração
Unidade
Faixa
Típico
mg/l
mg/l
200-500
350-600
350
500
50
75
Fonte: (Arceivala,1981) (Von Sperling, 1996)
O Quadro 18 apresenta características dos esgotos industrias quanto a demanda bioquímica
de oxigênio.
Quadro 18 - Características das águas residuárias indústrias
Ramo
Tipo
Alimentíc Matadouro
ia
Laticínio
Unidade
1 boi
1000L
leite
Carga Específica de
DBO (Kg/unid)
4 – 10
5 - 40
Concentração de
DBO (mg/l)
500 – 4000
15.000 – 20.000
Fonte:Adaptado CETESB (1976) por Von Sperling (1976)
4.4.2.7.
Coeficiente de desoxigenação (K1)
O coeficiente K1 mede a velocidade da reação de oxidação da matéria orgânica ou a atividade
dos microorganismos aeróbicos presentes na água, abaixo no Quadro 19, apresenta valores
típicos de K1.
Quadro 19 - Valores típicos de K1
Origem
Água residuária concentrada
Água residuária baixa concentração
Efluente primário
Efluente Secundário
Rios com águas limpas
Águas para abastecimento público
K1(dia-1)
200C
0,35 – 0,45
0,30 – 0,40
0,30 – 0,40
0,12 – 0,24
0,09 – 0,21
< 0,12
Fonte: Adaptado de fair et all, 1973; Arceivala, 1981
K1(dia-1)
260C
0,46 – 0,59
0,40 – 0,53
0,40 – 0,53
0,16 – 0,32
0,12 – 0,28
< 0,16
48
4.4.2.8.
Coeficiente de reaeração (K2)
O coeficiente K2 está relacionado com a velocidade de oxigenação da água através da
dissolução do oxigênio atmosférico, o Quadro 20 apresenta valores típicos de K2, baseados
em profundidade.
Quadro 20 - Valores típicos de K2 (base e, 200C)
Corpo d’água
Pequenas Lagoas
Rios vagarosos, grandes lagos
Grandes rios com baixa velocidade
Grandes rios com velocidade normal
Rios rápidos
Corredeiras e quedas d’água
K2 (dia-1)
Profundo
Raso
0,12
0,23
0,23
0,37
0,37
0,46
0,46
0,69
0,69
1,15
> 1,15
> 1,61
Fonte: Fair et al (1973), Arceivala, (1981) citado por Von Sperling, (1996)
O coeficiente K2 está relacionado com a velocidade de oxigenação da água através da
dissolução do oxigênio atmosférico, o Quadro 21 apresenta valores típicos de K2 baseados
em dados hidráulicos.
Quadro 21 - Valores do coeficiente K2 segundo modelos baseados em dados
hidráulicos (base e) 200C
Pesquisador
Fórmula
Faixa de aplicação
O’Connor e Dobbins
3,73 . v0,5 H-1,5
0,6m ≤ H < 4,0m
0,05m/s ≤ v < 0,8 m/s
0,97 -1,67
Churchill et al
5,0 v H
0,6m ≤ H < 4,0m
0,8m/s ≤ v < 1,5 m/s
Owens et al
5,3 v0,67 H-1,85
0,1m ≤ H < 0,6m
0,05m/s ≤ v < 1,5 m/s
Fonte: Citados por Von Sperling (1996)
4.4.2.9.
Velocidade do curso d’água (v)
A velocidade do curso d’água pode ser estimada através de diversos métodos como medição
direta, obtenção de dados em estações fluviométricas, utilização de fórmulas hidráulicas para
canais ou correlação com a vazão.
A velocidade é uma característica física que influencia no coeficiente de reaeração. Uma
velocidade elevada, eleva o valor de K2 por outro lado uma baixa velocidade levará a um
baixo K2.
49
4.4.2.10.
Tempo de percurso (t)
O modelo adota o regime hidráulico de pistão, onde o tempo de percuso teórico que uma
partícula gasta para percorrer determinado trecho é função unicamente da velocidade e da
distância a ser vencida assim:
d
(Equação 22)
t=
v . 86400
Onde:
t = tempo de percurso (dia)
d= distância percorrida (m)
v = velocidade do curso d’água (m/s)
86400 = número de segundos por dia ( s/d)
4.4.2.11.
Concentração de saturação de OD (Cs)
O Quadro 22
apresenta a concentração de saturação de oxigênio na água limpa para
diferentes temperaturas em altitudes menores que 500 m. Conforme pode ser observado Cs
diminui com o aumento da temperatura.
Quadro 22 - Concentração de Saturação de oxigênio (mg/l)
Temperatura
25
26
27
28
29
30
Cs para Altitudes < 500m
8,4
8,2
8,1
7,9
7,8
7,6
Fonte: von Sperling, (1996)
4.4.2.12.
Oxigênio dissolvido mínimo permissível (ODmin)
A legislação estabelece os valores constantes do Quadro 23 para as diversas classes.
Quadro 23 - Teores mínimos permissíveis de OD
Resolução Conama n0 20, 18/06/86
Classe
Especial
1
2
3
4
OD mínimo (mg/l)
6,0
5,0
4,0
2,0
50
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1.
ANÁLISE DA QUALIDADE DA ÁGUA
5.1.1. POTENCIAL HIDROGENIÔNICO
O pH varia de 6 a 9,4 nos diversos pontos de coleta, ao longo dos diversos meses do ano. A
análise de variância mostra que não existe diferença significativa entre as medições do pH
entre os diversos pontos de coleta (F(7,80) = 1,2894; p = 0,2662), mas sim nos diversos meses
do ano (F(10,77) = 14,4341; p ∼ 0,0000). A Figura 16 ilustra a variação sazonal do pH. Nele
pode ser observado que o mês com maior pH é o mês de junho, quando o pH atinge a média
de 8,8, distinguindo-se claramente dos outros meses. Os meses com menor pH foram outubro,
setembro, abril e julho.
9,5
pH
9
pH - 1
8,5
Ph - 2
8
pH - 4
pH - 3
pH - 5
7,5
pH - 6
pH - 7
7
pH - 8
6,5
Média
6
SE
TE
M
BR
O
O
U
TU
BR
O
N
O
VE
M
BR
O
O
Ô
ST
O
AG
JU
LH
H
O
N
JU
AI
O
M
IL
AB
R
O
AR
Ç
M
JA
N
EI
R
O
FE
VE
R
EI
R
O
5,5
Figura 16 - Variação sazonal do potencial hidrogeniônico (pH)
Com um intervalo de confiança para a média de 95%, o pH se manteve em todos os pontos
amostrados ao longo do período de observação entre 6,97 e 8,50, Figura 17. Não pode-se
dizer pois que este curso d’água apresente caracter ácido, pelo contrario apresenta-se de
neutro a básico.
51
Mantendo-se dentro dos padrões de qualidade para os corpos d’água das diversas classes,
segundo resolução CONAMA n0 20, 18/06/86.
9
Limite Superior
Média
Limite Inferior
8,5
pH
8
7,5
7
6,5
6
1
2
3
4
5
6
7
8
Pontos de Coleta
Fonte: Dados da pesquisa
Figura 17 - Variação do Potencial Hidrogeniônico (pH) médio
Segundo Maier (1987), os pHs dos rios brasileiros têm tendência de neutro a ácido. Alguns
rios da Amazônia brasileira possuem pHs próximos de 3, valor muito baixo para suportar
diversas formas de vida. Rios que cortam áreas pantanosas também têm águas com pH muito
baixo, devido à presença de matéria orgânica em decomposição. Rios de mangue estão
incluídos nesta categoria. Os dados obtidos para o Rio Cachoeira não encontra-se pois nestas
categorias, mas segundo Esteves (1998), a grande maioria dos corpos d’água continentais tem
pH variando entre 6 e 8; no entanto pode-se encontrar ambientes mais ácidos ou mais
alcalinos. No Brasil os de pH mais alto, são encontrados, geralmente, em região com balanço
hídrico negativo (onde a precipitação é menor do que a evaporação); em regiões em que os
ecossistemas aquáticos são, em diferentes graus de intensidade, influenciados pelo mar
(recebem grandes contribuições de carbonatos e bicarbonatos), e em regiões cársticas (regiões
ricas em cálcio).
52
No Rio Cachoeira pode estar ocorrendo as três condições citadas, influência marinha próximo
à desembocadura, no ponto 8, os valores altos do mês de junho podem ser explicados pela
baixa precipitação segundo relatório HIGESA em Bahia (1997) e segundo Richter (1991),
para a faixa de pH 9,4-8,3 podem estar presentes na água os seguintes tipos de alcalinidade
Carbonatos e bicarbonatos, o que pode ser confirmado nas análise da EMASA que indicam
dureza moderada .
5.1.2.
CONDUTIVIDADE
A análise dos dados mostram que o ponto 8, tem um comportamento diferenciado dos outros
pontos (F(7,78) = 4,4856; p = 0,0003), ver Figura 18. Observa-se, ainda que os altos valores
encontrados na condutividade no ponto de coleta 8 ocorre nos meses de janeiro, fevereiro e
março.
20,00
18,00
COND-1
Condutividade (micronS/cm)
16,00
COND-2
14,00
COND-3
12,00
COND-4
COND-5
10,00
COND-6
COND-7
8,00
COND-8
6,00
Média
4,00
2,00
O
ST
O
SE
TE
M
BR
O
O
U
TU
BR
O
N
O
VE
M
BR
O
AG
Ô
JU
LH
O
H
N
JU
AI
O
M
O
AB
R
IL
M
AR
Ç
JA
N
EI
R
O
FE
VE
R
EI
R
O
0,00
Fonte: Dados da pesquisa
Figura 18 - Variação sazonal da condutividade nos oito pontos de coleta
53
Utilizando esses dados, não se verifica diferença significativa entre os meses do ano
(F(10,75) = 1,0579; p = 0,4052). Contudo, se o ponto de coleta 8 for eliminado da análise,
observa-se que os meses de janeiro e fevereiro diferem claramente dos outros (F(10,66) =
15,5065; p ~ 0,0000), conforme ilustração da Figura 19.
1,400
Condutividade (micronS/cm)
1,200
COND-1
1,000
COND-2
COND-3
COND-4
0,800
COND-5
COND-6
0,600
COND-7
Média
0,400
0,200
O
Ô
ST
O
SE
TE
M
BR
O
O
U
TU
BR
O
N
O
VE
M
BR
O
AG
JU
LH
H
O
JU
N
M
AI
O
IL
AB
R
Ç
O
M
AR
JA
N
EI
R
O
FE
VE
R
EI
R
O
0,000
Figura 19 - Variação sazonal da condutividade nos sete pontos de coleta
De acordo com Porto et al (1991) a condutividade das águas superficiais é bastante variada,
podendo ser baixa, em valores como 50 μS/cm, em locais onde a precipitação é pobre em
solutos iônicos e a litologia local é formada por rochas resistentes ao intemperismo, até
valores de 50.000 μS/cm, que é a condutividade da água do mar. Os valores encontrados
então na faixa de 200 μS/cm a 1.400 μS/cm nos pontos de 1 a 7, caracterizando a presença de
quantidade significativa de íons, afastando-se das condições extremas indicadas
anteriormente. Por outro lado confirma-se a influência marinha no ponto 8, mais próximo da
desembocadura quando encontrou-se valores de até 19.000 μS/cm, valor mais próximo da
condição extrema da água do mar.
A diferença apresentada, no comportamento da condutividade nos meses de janeiro e
fevereiro, pode ser explicada através da temperatura, pois segundo Hem, citado por Porto et al
(1991),
mantendo-se constante a concentração iônica, uma alteração na temperatura do
sistema, implica no aumento da condutividade, e estes meses apresentam as maiores
temperaturas.
54
5.1.3. TEMPERATURA DO CORPO D’ÁGUA
A temperatura do rio a uma profundidade entre 30 cm e 40 cm da superfície da lâmina
d’água, em todo o percurso variou de 21,9 até 33,8, sendo que essas variações extremas
ocorreram no ponto 8. A análise de variância acusa que não existe diferença significativa
entre as médias dos diversos pontos de coleta (F(7,80) = 0,0671; p = 0,9995), porém acusa
diferença significativa entre as médias dos diversos meses (F(10,77) = 66,2142; p ∼ 0,0000),
conforme ilustração da Figura 20.
34
32
TRIO-1
Temperatura (ºC)
30
TRIO-2
TRIO-3
28
TRIO-4
TRIO-5
26
TRIO-6
TRIO-7
24
TRIO-8
Média
22
BR
VE
M
O
N
O
U
TU
BR
O
O
O
TE
M
BR
ST
O
SE
AG
Ô
JU
LH
O
O
N
H
JU
M
AI
O
AB
R
IL
O
M
AR
Ç
JA
N
EI
R
O
FE
VE
R
EI
R
O
20
Figura 20 - Variação sazonal da temperatura do corpo d’água
Uma análise mais detalhada das diferenças de média mostra vários grupos de meses com
temperaturas médias similares, dentre os quais se destacam os meses com temperaturas mais
altas que são janeiro, fevereiro e março e, os meses com temperaturas mais baixas junho e
outubro.
55
5.1.4 . TEMPERATURA DO AR
A temperatura do ar, ao longo do percurso do rio variou de 21,9 até 39, seguindo o mesmo
padrão da temperatura do corpo d’água, não existe diferença significativa entre as médias dos
diversos pontos de coletas (F(7,74) = 0,1186; p = 0,9969), e sim entre as médias dos diferentes
meses (F(10,71) = 35,6714; p = 0,0000), ver Figura 21.
40
Temperatura (ºC)
38
36
TAR-1
34
TAR-2
TAR-3
32
TAR-4
30
TAR-5
TAR-6
28
TAR-7
26
TAR-8
24
Média
22
TU
BR
O
O
U
TE
SE
O
M
BR
O
ST
Ô
AG
JU
LH
O
JU
N
H
O
O
M
AI
IL
R
Ç
AR
M
AB
O
O
R
R
EI
VE
FE
JA
N
EI
R
O
20
Fonte: Dados da pesquisa
Figura 21 - Variação sazonal da temperatura do corpo d’água
A análise da diferença de médias mostra que janeiro é o mês mais quente, seguido de agosto,
março e fevereiro. Já os meses com temperaturas mais baixas são julho, junho, outubro,
setembro e abril.
56
5.1.4. OXIGÊNIO DISSOLVIDO
O oxigênio dissolvido, ao longo do percurso do rio, variou de 0,40 até 12,20 mg/l. A análise
de variância entre os diversos pontos de coleta mostra que não existe diferença entre as
médias desses pontos (F(7,80) = 0,8747; p = 0,5303).
Quanto ao perfil sazonal do oxigênio dissolvido, observa-se na Figura 22 que existe uma
tendência decrescente de janeiro até setembro, recuperando-se levemente no mês de outubro,
caindo novamente no mês de novembro. Essa variação é significativa (F(10,77) = 21,1627; p ∼
0,0000), sendo os meses de janeiro a maio mostram níveis mais altos, do que os meses de
julho a novembro.
14,00
12,00
OD-1
10,00
OD-2
OD (mg/l)
OD-3
8,00
OD-4
OD-5
OD-6
6,00
OD-7
OD-8
4,00
Média
2,00
O
Ô
ST
O
SE
TE
M
BR
O
O
U
TU
BR
O
N
O
VE
M
BR
O
AG
LH
JU
H
O
AI
O
M
AB
R
IL
JU
N
M
AR
Ç
O
R
O
VE
R
EI
FE
JA
N
EI
R
O
0,00
Fonte: Dados da pesquisa
Figura 22 - Variação sazonal do oxigênio dissolvido
Pode ser observado na Figura 23, a variação média do oxigênio dissolvido (OD), ao longo dos
pontos , e valores superiores e inferiores dentro de um intervalo de confiança de 95%.
57
9
Limite Superior
Média
Limite Inferior
8
7
OD(mg/l)
6
5
4
3
2
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Pontos de Coleta
Fonte: Dados da pesquisa
Figura 23 - Variação do OD médio nos pontos de coleta
Considerando apenas os valores médios de oxigênio dissolvido e a resolução CONAMA n0 20
de 18/06/86 tem-se a classificação constante da Tabela 01.
Tabela 01 - OD médio e Classe
Pontos
1
Valor OD médio
(mg/l(
6.17
2
5,53
3
4,99
4
5,60
7
5,14
5
3,56
6
4,33
8
4,29
Classe
1
2
3
A mudança da Classe 2 para a Classe 3, explica-se pela presença de esgotos domésticos da
cidade de Itabuna, despejo industrial da Coograp e do matadouro de Ferradas.
58
5.1.5. DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO
A demanda bioquímica de oxigênio, ao longo do percurso do rio, variou de 1 até 18,50. A
análise de variância mostrou que não existe diferença significativa entre as médias dos pontos
de coleta (F(7,82) = 1,6256; p = 0,1397) e sim diferença significativa entre os meses do anos
(F(11,78) = 3,4749; p = 0,0006), embora apenas o mês de janeiro mostrou maior nível de DBO.
DBO-1
20,00
DBO-2
DBO-3
18,00
DBO-4
16,00
DBO-5
DBO-6
14,00
DBO (mg/l)
DBO-7
12,00
DBO-8
Média
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
O
AG
Ô
ST
SE
O
TE
M
BR
O
O
U
TU
BR
N
O
O
VE
M
BR
D
O
EZ
EM
BR
O
O
JU
LH
N
H
JU
M
AI
O
IL
AB
R
AR
Ç
O
O
M
EI
R
VE
R
FE
JA
N
EI
R
O
0,00
Fonte: Dados da Pesquisa
Figura 24 - Variação sazonal da demanda bioquímica de oxigênio
Entretanto, observa-se que a presença de valores extremos não permitiu encontrar diferença
significativa entre as médias dos pontos de coleta, para corrigir essas distorções foi utilizado o
59
posto (rank) dos valores do DBO 1 . A análise variância dos postos (rank) do DBO mostrou a
existência de diferença significativa entre os pontos de coleta ao nível de 5% de significância
(F(7,82) = 2,1696; p = 0,0453), onde se observa que os postos 5 e 6 mostram maiores níveis
quando comparados aos outros pontos de coleta.
A Figura 25
ilustra a distribuição dos postos (rank) dos valores do DBO, nele pode se
observar que a influência dos valores extremos fica contornada..
R
A
N
K
100
80
o
f
60
D
B
O
40
20
0
-20
N=
10
11
11
12
11
12
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
ESTACAO
Figura 25 - Diagrama da caixa 2 dos postos (rank) dos valores da DBO no pontos de coleta
A Figura 26 ilustra a média e o intervalo de confiança para a estimativa do nível médio da
DBO em cada ponto de coleta
1
Neste caso podia ter se utilizado o teste de Kruskall Wallis que é uma ANOVA que trabalha com os postos dos
valores da variável, todavia esse teste não fornece opção dos testes de comparações múltiplas, por essa razão
optou-se por aplicar ANOVA diretamente aos postos dos valores da variável.
2
diagrama da caixa (boxplot) é formado por uma “caixa” limitada pelos percentis 25 (borda inferior), 75 (borda superior) e
um traço interno que simboliza a mediana. A caixa contém 50% dos dados, ficando O 25% abaixo e 25% acima das bordas
da caixa. As duas linhas externas da caixa limitam o mais baixo e o mais alto valor a partir dos quais se encontram os
“outliers”, que são todos aqueles valores maiores que 1,5 vezes o comprimento da caixa, simbolizado por um asterisco e os
valores “extremos” que são todos aqueles valores maiores que 3 vezes o comprimento da caixa, simbolizado por uma
circunferência.
60
D e m a n d a B io q u ím ica d e O x ig ê n io
10
9
8
L im ite S u p e rio r
M é d ia
L im ite In f e rio r
7
DBO (mg/L)
6
5
4
3
2
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
P o n to s d e C o le ta
Figura 26 - Intervalo de confiança de 95% para a estimativa da DBO média .
Considerando apenas os valores médios da demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e a
resolução CONAMA n0 20 de 18/06/86 tem-se a classificação constante da Tabela 02.
Tabela 02 - DBO médio e Classe
Pontos
Valor OD médio
1
4,81
2
3,22
3
3,23
4
4,34
5
5,13
6
6,03
7
2,97
8
2,96
Fonte: Dados da Pesquisa
Classe
2
3
1
61
O Ponto 1, na análise de OD foi classificado como classe 1 e agora como classe 2, este ponto
de coleta apresenta bastante aeração, em virtude da pequena ponte da estiva, por outro lado,
há uma pequena vila, que faz uso intensivo deste trecho inclusive com criação de animais, ao
longo das margens, aumentando pontualmente a carga orgânica.
Quanto ao ponto 8 sabe-se da maior concentração de cloretos, em função da influência da
maré, que termina baixando a concentração do oxigênio dissolvido, por outro lado é um dos
pontos de maior profundidade do rio Cachoeira, o que permite uma maior diluição da carga
orgânica.
O ponto 7, apresenta baixa demanda de oxigênio, assim há uma reduzida quantidade de
matéria orgânica biodegradável, o que nos levar a concluir que o processo de autodepuração
foi eficiente no trecho 6-7.
5.1.6. FÓSFATO TOTAL
O fósforo total, ao longo do percurso do rio, variou de 0 a 0,64 mgP/l, havendo diferença
significativa entre as médias dos postos de coleta (F(7,88) = 5,6642; p ∼ 0,0000), onde o posto 6
e, em menor grau o posto 7, mostram maiores níveis de fósforo total. Observa-se, também,
diferença significativa entre os diferentes meses dos anos (F(11,84) = 2,9163; p = 0,0026),
embora apenas o mês de maio se destaca com maior nível de fosfato, conforme Figura 27.
A resolução CONAMA n0 20 estabelece 0,025 mgP/l para o Fosfato Total como padrão para
corpos d’água nas classe 1, 2 e 3.
A análise da Figura 28, mostra que mesmo considerando o limite inferior do intervalo de
confiança para a média de 95%, os valores estão acima do permitido. Esta variação está
coerente com dados anteriores, pois se sua presença associa-se a despejos orgânicos, há de se
esperar que no pontos 5, e 6 haja uma maior concentração desta espécie, pois nestes trechos
há o impacto de efluentes industriais e domésticos, estes contendo detergentes.
62
0,70
0,60
P-1
Fósforo total (mg/l)
0,50
P-2
P-3
P-4
0,40
P-5
0,30
P-6
P-7
0,20
P-8
Média
0,10
O
M
BR
BR
O
M
EZ
E
D
O
O
VE
TU
BR
N
BR
O
O
U
TE
M
ST
O
SE
O
AG
Ô
LH
JU
H
O
N
JU
AI
O
M
O
R
IL
AB
AR
Ç
M
ER
FE
V
JA
N
EI
R
O
EI
R
O
0,00
Fonte: Dados da pesquisa
Figura 27 - Variação sazonal do fosfato
0,40
0,35
0,30
P total (mg/l)
0,25
Limite Superior
Média
Limite Inferior
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
P-1
P-2
P-3
P-4
P-5
P-6
P-7
P-8
Pontos de Coleta
Fonte: Dados da pesquisa
Figura 28 - Variação do fósforo total num intervalo de confiança 95%
63
Segundo Porto et al (1991), o Rio Cachoeira é um ecossistema de alta produtividade pois a
concentração de fosfato é superior a 0,030 mg/l.
Segundo Sperling (1996), concentração de fósforo total acima de 0,05 mg/l pode ser utilizado
como indicativo aproximado de estado eutrófico de um lago. Embora o estudo atual seja de
um rio, faz-se um paralelo face às observações ocorridas em m 1996, quando a Bacia do Rio
Cachoeira, apresentava todos os problemas da
eutrofização; crescimento excessivo da
vegetação, lâmina d’água coberta por macrófitas, em trechos como na cidade de Itabuna,
condições anaeróbicas no fundo do corpo d’água, presença de mosquitos, murissocas,
mortandade de peixes, odores féticos
da produção da ácido sulfídrico, inclusive teve
ameaçada a estrutura de uma das pontes, o que exigiu a retirada mecânica das plantas.
5.1.7. RESÍDUO TOTAL
O resíduo total varia de 109 a 4661 mg/l. A análise variância mostra que existe diferença
significativa entre as médias dos pontos de coletas ( F(7,80) = 2,8500; p = 0,0105), onde o
posto 8 se distingue claramente dos outros postos, devido aos altos valores encontrados nos
meses de janeiro e fevereiro e, em menor grau, no mês de outubro. Já a análise de variância
das médias entre os meses mostra que não existe diferença significativa entre eles (F(10,77) =
1,2966; p = 0,2475) conforme Figura 29.
Ao se retirar o posto 8 da análise de variância, não se observa diferença entre os sete pontos
restantes, mas observa-se diferença significativa entre meses, onde o mês de outubro mostra
maior nível de resíduo.
A portaria n0 36, 10/01/90, Ministério da Saúde, que determina o Padrão de potabilidade da
água destinada ao consumo humano, determina uma concentração de até 1000 mg/l de
sólidos totais dissolvidos, em componentes que afetam a qualidade organoléptica.
64
5000
4500
4000
RT-1
3500
RT-2
RT-3
3000
RT-4
2500
RT-5
RT-6
2000
RT-7
1500
RT-8
1000
Média
500
O
AG
Ô
ST
O
SE
TE
M
BR
O
O
U
TU
BR
O
N
O
VE
M
BR
O
D
EZ
EM
BR
O
JU
LH
O
H
N
JU
AB
R
M
AI
O
IL
O
M
AR
Ç
VE
R
EI
FE
JA
N
EI
R
O
R
O
0
Fonte: Dados da pesquisa
Figura 29 - Variação sazonal do resíduo total
Analisando Figura 30, nota-se que mesmo considerando o limite máximo com índice de
confiança de 95% , as águas deste corpo d’água apresentam valores inferiores ao estipulado
pelo ministério da saúde, sendo pois, quanto a este requisito potável.
1200
1000
Resíduo Total (mg/l)
800
Lim ite S uperior
M édia
Lim ite Inferior
600
400
200
0
R T-1
R T -2
R T -3
R T-4
R T -5
P ontos de C oleta
Fonte: Dados da pesquisa
Figura 30 - Variação do Resíduo Total
R T-6
R T -7
R T -8
65
A resolução CONAMA n0 20 de 18/06,86, estabelece 500 mg/l para sólidos dissolvidos totais
como padrão para corpos d’água nas classe 1, 2 e 3. Apenas o ponto 8 apresenta como média
560,12 mg/l colocando-o fora do padrão, mas justifica-se pela influência das águas não
continentais.
5.1.8. COLIFORMES TOTAL E FECAL
Os coliformes totais variam de 230 a 240.000 Coli/100ml. A análise de variância entre os
postos de coletas mostra que não existe diferença significativa entre as médias de coliformes
totais (F(7,63) = 1,8565; p = 0,0920) e diferença significativa entre meses (F(8,62) = 4,0415; p =
0,0006), sendo o mês de junho o que apresenta maior nível deste, como pode ser apreciado no
Figura 31.
300000
250000
CT-1
CT-2
CT (coli/100ml)
200000
CT-3
CT-4
CT-5
150000
CT-6
CT-7
100000
CT-8
Média
50000
Fonte: Dados da pesquisa
Figura 31 - Variação sazonal do coliforme total
SE
TE
M
BR
O
O
U
TU
BR
O
ST
O
AG
Ô
JU
LH
O
JU
N
H
O
M
AI
O
AB
R
IL
JA
N
EI
R
O
FE
VE
R
EI
R
O
0
66
Os coliformes fecais variam de 40 a 160.000 Coli/ml. Não se observa diferença significativa
entre as médias dos coliformes fecais (F(7,63) = 1,6100; p = 0,1490) e diferença significativa
entre meses (F(8,62) = 4,3962; p = 0,0003), sendo o mês de agosto difere significativamente
dos outros meses, mostrando níveis altos, conforme Figura 32.
180000
160000
CF-1
CF (Coli/100ml)
140000
CF-2
120000
CF-3
CF-4
100000
CF-5
80000
CF-6
CF-7
60000
CF-8
40000
Média
20000
TU
BR
O
O
O
U
M
BR
SE
TE
Ô
ST
AG
LH
JU
JU
O
O
O
N
H
O
AI
M
R
IL
AB
R
EI
VE
FE
JA
N
EI
R
R
O
O
0
Fonte: Dados da pesquisa
Figura 32 - Variação sazonal do coliforme total
Considerando apenas os valores médios e a resolução CONAMA n0 20, de 18/06/86, a
classificação do corpo d’água, pede ser vista na Tabela 03,
Tabela 03 - Índice de Coliforme e Classe
Pontos
Coleta
Coliforme
Fecal Classe
1
2
3
4
5
6
7
8
4
3
3
3
4
4
4
3
4
3
4
3
4
4
3
4
Coliforme
Total Classe
67
O ponto 5, depois de Ferradas, trecho receptor de vários esgotos, inclusive o de Itabuna,
destaca-se com valores altíssimos, caracterizando um forte impacto.
Nos pontos
subsequentes, há um decréscimo, mas todo o trecho permanece na classe 4.
A partir do ponto 5 até o ponto 8, é o trecho que compreende o perímetro urbano de Itabuna,
Salobrinho e Banco da Vitória, sendo comum a presença de banhista, lavadeiras e pescadores,
é pois, uma exposição perigosa, pois trata-se de um espaço com altos índices de contaminação
por organismos intestinais patogênicos, como pode ser melhor visualizado no Figura 33.
90000
80000
70000
Coli/100ml
60000
50000
Média CF
Média CT
40000
30000
20000
10000
0
1
2
3
4
5
Pontos de Coleta
Fonte: Dados da pesquisa
Figura 33 - Variação Coliformes Fecal e Total
6
7
8
68
5.2. A RELAÇÃO ENTRE OS PARÂMETROS
5.2.1. ANÁLISE DE CORRELAÇÃO
A tabela 04 mostra a relação entre as variáveis aqui estudadas, medidas através do coeficiente
de correlação de Pearson 3 , onde as células sombreadas são significativas ao nível de 5%.
Tabela 04 - Matriz de correlação de Pearson entre as variáveis 4
Parâmetros
PH
PH
1
Cond
0,0089
Cond
DO
Trio
Tar
DBO
P
RT
CT
CF
1
(0,935)
DO
Trio
Tar
DBO
P
RT
CT
CF
0,4419
0,0299
(0,000)
(0,785)
1
0,3408
0,3441
0,6063
(0,001)
(0,001)
(0,000)
1
0,3005
0,2596
0,5221
0,8255
(0,006)
(0,020)
(0,000)
(0,000)
0,2252
-0,0124
0,2813
0,4683
0,4012
(0,039)
(0,912)
(0,010)
(0,000)
(0,000)
-0,0291
-0,0310
0,2148
0,0297
0,0477
0,2539
(0,788)
(0,777)
(0,044)
(0,784)
(0,670)
(0,016)
1
1
1
0,1522
0,9051
0,2240
0,3683
0,3006
0,1226
-0,0581
(0,178)
(0,000)
(0,046)
(0,001)
(0,009)
(0,272)
(0,591)
1
0,2694
-0,0380
-0,2116
-0,3210
-0,1415
-0,1397
-0,0609
-0,0570
(0,023)
(0,756)
(0,077)
(0,006)
(0,239)
(0,259)
(0,614)
(0,637)
-0,1410
-0,0417
-0,2035
-0,0632
0,1900
-0,0077
-0,0129
-0,0438
0,4944
(0,241)
(0,734)
(0,089)
(0,601)
(0,113)
(0,951)
(0,915)
(0,717)
(0,000)
1
1
Fonte: Dados da pesquisa
3
O coeficiente de correlação de Pearson (r) toma valores entre menos um e um, sendo que valores próximos a unidade
denotam uma correlação alta, ou seja, quando uma variável muda a outra é influenciada diretamente (+1) ou inversamente (1). Valores próximos de zero denotam a não existência de relação entre essas variáveis ou uma relação não linear.
4
Os valores entre parêntesis denotam o nível de significância da amostra)
69
Analisando a Tabela 04 pode-se concluir que as diversas variáveis se relacionam entre si, por
exemplo a Demanda de Oxigênio Dissolvido -DBO se correlaciona com o pH, Oxigênio
dissolvido, temperatura do rio, temperatura do ar e fósforo total.
Contudo, pode-se questionar a utilização do coeficiente de correlação de Pearson, uma vez
que a maioria das variáveis não seguem uma distribuição normal e que em vários casos existe
a presença de valores extremos, embora o número de medições das variáveis é superior a 80,
número bastante razoável para garantir uma boa estimativa do coeficiente de correlação de
Pearson.
Por essas razões, foi calculado, também, o coeficiente de correlação de Spearman, que ao
invés de trabalhar com os valores originais das variáveis, trabalha com seus postos (número
de ordem daquele valor), eliminando a influência dos valores extremos. A Tabela 05 mostra
esses resultados.
Tabela 05 - Matriz de correlação (Spearman) entre as variáveis
Variáv
eis
PH
pH
1
Cond
0,3838
Cond
DO
Trio
Tar
DBO
P
RT
CT
CF
1
(0,000)
DO
Trio
Tar
DBO
P
RT
CT
CF
0,4534
0,4655
(0,000)
(0,000)
1
0,3206
0,5876
0,5231
(0,000)
(0,000)
(0,000)
1
0,3360
0,5396
0,4493
0,8145
(0,002)
(0,000)
(0,000)
(0,000)
0,1772
0,2934
0,1641
0,5393
0,4369
(0,107)
(0,007)
(0,136)
(0,000)
(0,000)
-0,0751
0,0837
0,1831
-0,0515
-0,0268
-0,1351
(0,487)
(0,443)
(0,088)
(0,634)
(0,811)
(0,204)
0,3582
0,5246
0,2736
0,5172
0,3616
0,3362
-0,0320
(0,001)
(0,000)
(0,014)
(0,000)
(0,002)
(0,002)
(0,767)
0,0821
-0,0578
-0,1464
-0,3284
-0,2037
-0,2637
0,2568
0,0458
(0,496)
(0,637)
(0,223)
(0,005)
(0,088)
(0,031)
(0,031)
(0,705)
-0,0449
0,0198
-0,0732
-0,0344
0,1540
-0,1054
0,2756
0,0911
0,7533
(0,710)
(0,872)
(0,544)
(0,776)
(0,200)
(0,396)
(0,020)
(0,450)
(0,000)
1
1
1
1
1
1
70
Comparando os resultados de ambos coeficientes, Pearson e Spearman, observa-se que muitas
variáveis continuam a se correlacionar, outras que não tinham um coeficiente de correlação de
Pearson significativo, o tem com Spearman, como as correlações entre o Ph e a condutividade
e os resíduos totais; a condutividade e o oxigênio dissolvido e a demanda bioquímica de
oxigênio; a demanda de oxigênio dissolvido com o resíduo total e coliforme total e, fósforo
total com coliforme total e coliforme fecal. Enquanto que, algumas correlações detectadas
pelo coeficiente de Pearson, não são detectadas com o de Spearman, como o caso das
correlações entre o oxigênio dissolvido e o pH, o oxigênio dissolvido e fósforo total, a
correlação entre coliforme total e pH e o fósforo e Oxigênio dissolvido.
Essas divergências, como foi assinalado, devem-se a interferência dos valores extremos. O
impacto disso será sentido na análise regressão a ser utilizada na busca de modelos que
descrevam as relações entre as variáveis, uma vez que essa está baseado na correlação de
Pearson.
Uma forma de corrigir essa provável distorção é a transformação das variáveis a seus postos e
aplicar novamente a análise de regressão, o que será feito mais adiante.
5.2.2 A DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO (DBO)
EM FUNÇÃO DAS OUTRAS VARIÁVEIS
Como pode ser observado a DBO tem correlação mais alta com a temperatura do rio, do ar e,
em menor grau, com o fósforo. Observa-se que a temperatura do rio e do ar estão fortemente
correlacionadas (r = 0,8255). A Figura 34 ilustra a relação entre o DBO e a temperatura do
rio, diferenciados pelos meses e postos de coleta.
Na Figura 34 observa-se a presença de dois pontos extremos e influentes, ocorridos nos meses
de fevereiro e março, nos postos 1 e 6, que demandam as maiores quantidades bioquímicas de
oxigênio, com temperaturas altas.
71
Uma análise visual da DBO indica que o mês de janeiro mostra as temperaturas do rio mais
altas e a DBO acima de 3 até quase 11, enquanto que o mês de março apesar de ter também as
temperaturas mais altas, a DBO varia de 2 até 6, ocorrendo um valor extremo, no posto 1, que
atinge um valor próximo a 19.
20
1
6
Mês
N
O
D
B
O
m
g
/
l
S
10
2
5
4 6
3
8
0
20
8
6
6
2
8
6 5
6
167
1
65 8
1
4
63
2 51
4 4
1 4 3
7 8
7 3 235 2
4
87
2
7 8 1
7
2
A
5
6
J
4
J
5
5
4
47
8
53
1
3
2
6 7
4
1
2 3
15
7
2 28 3 3
8
M
A
7
4
8
M
F
J
22
24
26
28
30
32
34
Temperatura do Rio (ºC)
Fonte: Dados da pesquisa
Figura 34 - Relação entre o DBO e a temperatura do rio
O mês de menor demanda de DBO é o de julho, cuja demanda varia de 2 a 3, sendo que a
temperatura é uma das mais baixas do ano. O mês de agosto, também mostra menores DBO,
embora a temperatura do rio não seja tão baixa, quanto a do mês de julho.
Uma outra característica que pode ser apreciada neste gráfico, é que o ponto de coleta 8
apresenta menor DBO
Na busca de modelos que descrevam o comportamento da Demanda Bioquímica de Oxigênio
dissolvido em função das outras aqui levantadas, foi utilizado o modelo de regressão linear,
stepwise 5 . Segundo essa técnica o modelo de regressão ajustado é:
DBO = -11,30 + 0,52* TRIO + 10,11*P
72
Onde:
DBO = Demanda Bioquímica de oxigênio (mg/l)
TRIO = Temperatura do Rio (0C)
P = Fósforo (mg/l)
Modelo altamente significativo (F(2,62) = 28,05135; p ∼ 0,0000), sendo que todos os
coeficientes estimados também são altamente significativos (ao nível de significância de 1%),
com um coeficiente de determinação ( R2) de 47,5%. Isso significa que, aproximadamente,
47,5% da variação da DBO fica explicada pela variação da temperatura do rio (que contribui
sozinho com 34,2%) e o fósforo (que contribui com 13,3%).
O modelo indica que por cada grau (ºC) que a temperatura do rio aumenta, a DBO aumenta
em 0,52 (mg/l) e por cada unidade a mais de fósforo a DBO aumenta em 10,11 (mg/l).
A análise de regressão aplicado aos postos das variáveis, mostra a permanência do modelo,
porém sem nenhum ganho adicional para o poder explicativo do modelo, logo foi descartado.
5.2.3. OXIGÊNIO DISSOLVIDO EM FUNÇÃO DAS OUTRAS VARIÁVEIS
O OD tem correlação mais alta com a temperatura do rio, do ar, do DBO, P e RT. O OD se
correlaciona com os coliforme totais e fecais, apenas ao nível de significância de 10%. A
Figura 35 ilustra a relação entre o OD e a temperatura do rio, diferenciados pelos meses e
postos de coleta.
O OD dos meses de verão - janeiro, fevereiro e março -, quando a temperatura do rio são as
mais altas mostram maiores níveis de OD, acima de seis unidades, com exceção dos das
leituras do mês de março, nos pontos de coleta 8 e 5. O mês de setembro é o que mostra os
menores níveis de OD, sendo que a temperatura do rio varia de 23 a 27 ºC.
A aplicação do modelo de regressão stepwise fornece o seguinte modelo:
5
Esse modelo de regressão leva em consideração a correlação entre as variáveis, sendo que a primeira a entrar é
aquela de maior correlação, as outras entram ou saem segundo a correlação da variável, retirando a influência da
variável já considerada no modelo.
73
OD = -17,76 + 0,66* TRIO + 0,76*pH
Onde:
OD = Oxigênio Dissolvido (mg/l)
TRIO = Temperatura do Rio (0C)
PH = Potencial Hidrogeniônico
Modelo altamente significativo (F(2,62) = 48,53832; p = 0,0000), sendo que todos os
coeficientes estimados também são altamente significativos (ao nível de significância de 5%),
com um coeficiente de determinação ( R2) de 61,0%. Isso significa que, aproximadamente,
61% da variação do OD fica explicado pela variação da temperatura do rio (que contribui
sozinho com 58,5%) e o pH (que contribui com apenas 2,5%).
O modelo indica que por cada grau (ºC) que a temperatura do rio aumenta, o OD aumenta em
0,66 unidades, já o impacto de pH é por cada unidade de pH a mais, o OD aumenta em 0,76
unidades. Observa-se que o pH contribui muito pouco neste modelo.
14
8
4
12
Mês
N
4
7
10
O
D
2
8
4
8
3
8
64
7
7
6
3
4
8
2
0
20
4
1
6
22
1
1
2
1
7
88
3
3
4
1
2 6
4 5
6
23 1
32
1
5
57
4 5
7
6
2
2
8
31
3
5
6
8
5
2
4
7
8
6 5
5
6
7
24
26
41
6
7
12
2 8 23 3 5
3
5
7
6
7
O
6
S
A
J
J
M
5
1
A
M
4
F
8
28
30
32
J
34
Temperatura do rio (ºC)
Fonte: Dados da pesquisa
Figura 35 - Relação entre o OD e a temperatura do rio
Estes resultados não são coerentes com a lei das solubilidade dos gases em líquido, pois com
o aumento da temperatura o líquido “expulsa” o gás; consequentemente, a solubilidade do gás
diminui. Portanto uma outra variável não medida está interferindo no processo de
concentração do OD, possivelmente o volume da água, variável com os períodos de chuva.
74
5.3. ANÁLISE DA AUTODEPURAÇÃO
5.3.1. CARGAS POLUIDORAS
Tabela 06 - Quantificação das Cargas Poluidoras
Trechos
P3-P4
P4-P5
P5-P6
Matadouro
Cargas
Itapé
Matadouro Ferradas Coograp Ferradas
Itabuna
Coograp
P6-P7
Salobrinho
Uesc
Dados Comunidade 1999
População (hab)
Pop
Produção Industrial
Pind
14387
8.542
100
Bois/d
183.403
10000
30.000
L leite
Caracterização dos Esgotos
Quota Per Capita de água
Coeficiente Retorno
esgoto/água
QPC
(L/hab.d)
R
Vazão Doméstica Média
Qdmed
(Pop . QCP . R) / 1000
(m3/d)
Taxa de Infiltração
Extensão Rede Coletora
Er
(Km)
Vazão Total Esgoto
(Qd + Qinf + Qind)
Produção Capita de
DBO5
Qe
(L/s)
PCDBO
(g/hab.d)
Carga DBO5 Domestica
DBOd
(Kg/d)
(POP * PCDBO /1000)
Carga Específica DBO
Carga DBOind
( Pind * CEDBO)
180
115
0,80
0,8
0,8
0,8
1.841,54
1.093,38
Tinf
Consumo de água por
unidade
Vazão Industrial Média
(Pind * CAU)
(Tinf * Er/1000 )*86400
160
(L/s.Km)
Qinf
(m3/d)
CAU
(m3/ud)
Qind
(m3/d)
Vazão Infiltração
160,00
13,00
0,5
0,5
7
187
7
8078,4
302,4
0,399
0,014
50
50
9170,15
500
9170,15
500
265,89
409,03
302,4
0,021
0,005
35
150
185
0,002
0,018
0,016
50
50
719,35
427,1
CEDBO
(Kg/ud)
DBOind
(m3/d)
302,4
0,35
0,0004
920,00
0,5
427,1
7
0,025
700
750
1450
750
1877,1
(DBOd + DBOinf + DBOind)
DBOe
(kg/d)
719,35
700
427,1
Concentração DBO5 Total
(DBOe/Qe * 1000)
CDBOe
(mg/L)
390,63
20.000,00
305,99
Carga DBO5 Total
1.093,38 26.410,03
5.000,00 1.187,45
75
5.3.2. Trecho P3 – P4
Tabela 07 – Dados de Entrada e Saída do Modelo Matemático -Trecho P3-P4
DADOS DE ENTRADA
Descrição da Variável
Referência
Símbolo
Valor
Rio a Montante
Vazão Rio
Quadro 11
Qr
0,299 m3/s
DBO
Anexo 01
DBOr
3,23 mg/l
Oxigênio Dissolvido no Rio
Anexo 01
ODr
4,99 mg/l
Vazão
Tabela 06
Qe
0,021 m3/s
Concentração DBO
Tabela 06
DBOe
Oxigênio Dissolvido no esgoto
Tabela 06
ODe
Distância do Trecho
Quadro 12
d
13000 m
Temperatura
Anexo 01
T
26,40 0C
Profundidade
Concentração de Saturação de Oxigênio
Coeficiente de desoxigenação
Anexo 01
h
Cs
K1
0,75 m
8,20 mg\l
0,40 /d
Coeficiente de reaeração
Quadro 21
K2
3,95 /d
Velocidade
Quadro 22
v
0,35 m3/s
tempo de percurso
Equação 22
t
0,43 d
Oxigênio Dissolvido mínimo permissível
Quadro 23
Odmin
Esgoto Itapé
341,00 mg/l
0,00 mg/l
Características do Trecho
Quadro 22
Quadro 19
5,00 mg\l
DADOS DE SAÍDA
Descrição da Variável
Referência
Símbolo
Valor
Concentração DBO última da mistura
Equação 16
Lo
29,66 mg/l
Concentração Oxigênio na mistura
Equação 14
Co
4,66 mg/l
Déficit de Oxigênio na Mistura
Equação 15
Do
3,54 mg/l
Tempo Crítico
Equação 17
tc
d
Distância Crítica
Equação 18
dc
Km
Déficit Crítico
Equação 19
Dc
mg/l
Concentração crítica de OD dissolvido
Equação 20
ODc
mg/l
76
Tabela 08 – Perfil de OD dissolvido ao longo do tempo e da distância -Trecho P3-P4
Distância
Tempo
Concentração OD
(km)
(d)
(mg/l)
0
0,00
4,66
1
0,03
4,73
3
0,10
4,85
5
0,17
4,96
7
0,23
5,07
9
0,30
5,17
11
0,37
5,26
13
0,47
5,35
6,00
OD (mg/l)
5,50
5,00
4,50
4,00
0
1
3
5
7
9
11
13
Distância (Km)
Figura 36 – Perfil de OD Trecho P3-P4
O esgoto bruto de Itapé não impacta o trecho, pois a curva de oxigênio dissolvido (OD) é
crescente desde o lançamento.
À distância 5,0 km do lançamento, atinge o limite de OD permissível (5,0 mg/l) para rios de
Classe 2, segundo resolução 20 do CONAMA (1986).
Ao final do trecho, o OD simulado (5,35 mg/l), está proximo do OD observado (5,6 mg/l)
77
6.3.3 - Trecho P4 – P5
Tabela 09 – Dados de Entrada e Saída do Modelo Matemático -Trecho P4-P5
DADOS DE ENTRADA
Descrição da Variável
Referência Símbolo
Valor
Valor
Valor
Rio a Montante
Vazão Rio
Quadro 11
Qr
0,93
0,93
0,93 m3/s
DBO
Anexo 01
DBOr
4,33
4,33
4,33 mg/l
Oxigênio Dissolvido no Rio
Anexo 01
ODr
5,60
5,60
5,60 mg/l
Bruto
Primário
Secundário
0,018
0,018
0,018 m3/s
1187,45
771,84
415,61 mg/l
0,00 mg/l
Matadouro, Ferradas e Coograp
Vazão
Tabela 6
Qe
Concentração DBO
Tabela 6
DBOe
Oxigênio Dissolvido no esgoto
Tabela 6
ODe
0,00
0,00
Características do Trecho
Distância do Trecho
Quadro 12
d
7000
7000
7000 m
Temperatura
Anexo 01
T
26,40
26,40
26,40 0C
Profundidade
Anexo 01
h
1,20
1,20
1,20 m
Concentração de Saturação de Oxigênio
Coeficiente de desoxigenação
Quadro 22
Cs
Quadro 19
K1
8,20
0,54
8,20
0,40
8,20 mg\l
0,24 /d
Coeficiente de reaeração
Quadro 21
K2
1,95
1,95
1,95 /d
Velocidade
Quadro 22
v
0,35
0,35
0,35 m3/s
tempo de percurso
Equação 22
t
0,23
0,23
0,23 d
Oxigênio Dissolvido mínimo permissível
Quadro 23
Odmin
5,00
5,00
5,00 mg\l
Valor
Valor
Valor
DADOS DE SAÍDA
Descrição da Variável
Referência Símbolo
Concentração DBO última da mistura
Equação 16
Lo
28,66
21,75
17,27 mg/l
Concentração Oxigênio na mistura
Equação 14
Co
5,49
5,49
5,49 mg/l
Déficit de Oxigênio na Mistura
Equação 15
Do
2,71
2,71
2,71 mg/l
Tempo Crítico
Equação 17
tc
0,71
0,60
Distância Crítica
Equação 19
dc
21,45
18,07
Km
Déficit Crítico
Equação 20
Dc
5,38
3,52
mg/l
Concentração crítica de OD dissolvido
Equação 21
ODc
2,82
4,68
mg/l
d
78
Tabela 10 – Perfil de OD dissolvido ao longo do tempo e da distância Trecho P4-P5
Distância
Tempo
Concentração OD
Concentração OD
Concentração OD
(km)
(d)
(mg/l)
Esgoto Bruto
(mg/l)
Tratamento
Primário
(mg/l)
Tratamento
Secundário
0
1
2
3
4
5
6
7
0,00
0,03
0,07
0,10
0,13
0,17
0,20
0,23
5,49
5,17
4,88
4,61
4,37
4,15
3,96
3,78
5,49
5038
5,28
5,19
5,11
5,04
4,98
4,92
5,49
5,53
5,57
5,60
5,63
5,67
5,70
5,73
6,00
OD (mg/L)
5,50
5,00
4,50
Bruto
4,00
3,50
3,00
0
1
2
3
4
5
6
7
Distância (km)
Figura 37 – Perfil OD Trecho P4-P5
Diferentemente do trecho anterior, os esgotos brutos, lançados pelo matadouro, cidade de
Nova Ferradas e indústria de laticínio Coograp, impactam de sobre maneira seu trecho, a
curva de OD é decrescente em todo o percurso.
Ao final do percurso sem tratamento, o OD simulado (3,78 mg/l), está próximo do OD
observado para o ponto P5 (3,56 mg/l).
79
Extrapolando o trecho, e a permanecer as condições simuladas, começaria a recuperação do
OD a uma distância 21,51 km, não atingindo níveis aceitáveis pelo CONAMA para classe 2 e
3, até a desembocadura.
Configurada a necessidade de tratamento, simulou-se conforme pode ser observado nos dados
de entrada as alternativas de tratamento primário e secundários com eficiencia de 35% e 65%
na remoção da DBO respectivamente.
5,80
OD (mg/L)
5,60
5,40
Primário
Secundário
5,20
5,00
4,80
0
1
2
3
4
5
6
7
Distância (Km)
Figura 38 – Perfil OD Trecho P4-P5 com tratamento
Observa-se que apenas no tratamento secundário, todo o trecho P4-P5, possui valores de OD
acima do permissível. Desta forma, do ponto de vista do corpo receptor, esta alternativa de
tratamento é satisfatória.
80
6.3.4. Trecho P5 – P6
Tabela 11 – Dados de Entrada e Saída do Modelo Matemático -Trecho P5-P6
DADOS DE ENTRADA
Descrição da Variável
Referência
Símbolo
Valor
Valor
Valor
Rio a Montante
3
Vazão Rio
Quadro 11
Qr
1,00
1,00
1,00
DBO
Anexo 01
DBOr
5,13
5,13
5,13 mg/l
Oxigênio Dissolvido no Rio
Anexo 01
ODr
3,56
3,56
3,56 mg/l
Esgoto Itabuna
Bruto
Primário
m /s
Secundário
Vazão
Tabela 6
Qe
0,399
0,399
0,399 m3/s
Concentração DBO
Tabela 6
DBOe
265,89
172,83
93,06 mg/l
Oxigênio Dissolvido no esgoto
Tabela 6
ODe
0,00
0,00
0,00 mg/l
Características do Trecho
Distância do Trecho
Quadro 12
d
14500
14500
14500 m
Temperatura
Anexo 01
T
26,40
26,40
26,40 C
Profundidade
Anexo 01
h
0,60
0,60
0,60 m
Concentração de saturação de oxigênio
Coeficiente de desoxigenação
Quadro 22
Cs
K1
8,20
0,60
8,20
0,40
8,20 mg\l
0,40 /d
Coeficiente de reaeração
Quadro 21
K2
7,85
7,85
7,85 /d
Velocidade (Owens et al )
Quadro 22
v
0,35
0,35
0,35 m /s
Tempo de percurso
Equação 22
t
0,48
0,48
0,48 d
Oxigênio Dissolvidomínimo permissível
Quadro 23
Odmin
5,00
5,00
5,00 mg\l
Símbolo
Valor
Valor
Valor
Quadro 19
0
3
DADOS DE SAÍDA
Descrição da Variável
Referência
Concentração DBO última da mistura
Equação 16
Lo
83,61
61,14
34,88 mg/l
Concentração Oxigênio na mistura
Equação 14
Co
2,54
2,54
2,54 mg/l
Déficit de Oxigênio na Mistura
Equação 15
Do
5,66
5,66
5,66 mg/l
Tempo Crítico
Equação 17
tc
0,12
d
Distância Crítica
Equação 19
dc
3,72
km
Déficit Crítico
Equação 20
Dc
5,97
mg/l
Concentração crítica de OD dissolvido
Equação 21
ODc
2,23
mg/l
81
Tabela 12 – Perfil de OD dissolvido ao longo do tempo e da distância Trecho P5-P6
Distância
Tempo
Concentração OD
Concentração OD
Concentração OD
(km)
(d)
(mg/l)
Esgoto Bruto
(mg/l)
Tratamento
Primário
(mg/l)
Tratamento
Secundário
0
2
4
6
8
10
12
14,5
20
25
30
0,00
0,07
0,13
0,20
0,27
0,33
0,40
0,49
0,67
0,84
1,00
2,54
2,29
2,24
2,30
2,44
2,61
2,79
3,03
3,56
4,00
4,40
2,54
3,59
4,25
4,67
4,95
5,14
5,29
5,43
5,66
5,84
5,99
2,54
4,14
5,10
5,68
6,05
6,28
6,44
6,57
6,74
6,85
6,94
6,00
OD (mg/l)
5,00
4,00
Bruto
3,00
30
25
20
14,5
12
10
8
6
4
2
0
2,00
Distância (Km)
Figura 39 – Pefil OD Trecho P5-P6
O esgoto bruto de Itabuna, apresenta OD crítico (2,23 mg/l) a 3,72 km do lançamento,
começando então o processo de recuperação do oxigênio dissolvido, alcançando no final do
trecho em estudo (14,5 km) 3,03 mg/l, mantendo-se abaixo do nível permissível (5 mg/l) até a
desembocadura.
82
Configurada a necessidade de tratamento, simulou-se as alternativas de tratamento primário e
OD (mg/L)
secundário com eficiencia de 35% e 65% na remoção da DBO respectivamente.
8,00
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
Primário
Secundário
0 2 4 6 8 10 12 14 20 25 30
Distância (Km)
Figura 40 – Perfil OD Trecho P5-P6 com tratamento
Observa-se que com o tratamento primário o rio atinge o limite permissível de OD a 8 km do
lançamento e com o tratamento secundário na metade do percurso. Desta forma, do ponto de
vista do corpo receptor, a alternativa de tratamento secundário, é a mais recomendada.
83
6.3.5. Trecho P6 – P7
Tabela 13 – Dados de Entrada e Saída do Modelo Matemático -Trecho P6-P7
DADOS DE ENTRADA
Descrição da Variável
Referência
Símbolo
Valor
Rio a Montante
Vazão Rio
Quadro 11
Qr
1,40 m3/s
DBO
Anexo 01
DBOr
6,02 mg/l
Oxigênio Dissolvido no Rio
Anexo 01
ODr
4,33 mg/l
Vazão
Tabela 6
Qe
0,016 m3/s
Concentração DBO
Tabela 6
DBOe
355,27 mg/l
Oxigênio Dissolvido no esgoto
Tabela 6
ODe
Esgoto Salobrinho/UESC
0,00 mg/l
Características do Trecho
Distância do Trecho
Quadro 12
d
5000 m
Temperatura
Profundidade
Concentração de saturação de oxigênio
Coeficiente de desoxigenação
Anexo 01
T
h
Cs
K1
26,40
0,70
8,20
0,60
Anexo 01
Quadro 22
Quadro 19
0
C
m
mg\l
/d
Coeficiente de reaeração
Quadro 21
K2
5,91 /d
Velocidade (Owens et al )
Tempo de percurso
Quadro 22
v
t
0,35 m /s
0,17 d
Oxigênio Dissolvido mínimo permissível
Quadro 23
Odmin
5,00 mg\l
Equação 22
3
DADOS DE SAÍDA
Descrição da Variável
Referência
Símbolo
Valor
Concentração DBO última da mistura
Equação 16
Lo
10,55 mg/l
Concentração Oxigênio na mistura
Equação 14
Co
4,28 mg/l
Déficit de Oxigênio na Mistura
Equação 15
Do
3,92 mg/l
Tempo Crítico
Equação 17
tc
d
Distância Crítica
Equação 19
dc
km
Déficit Crítico
Equação 20
Dc
mg/l
Concentração crítica de OD dissolvido
Equação 21
ODc
mg/l
84
Tabela 14 – Perfil de OD dissolvido ao longo do tempo e da distância Trecho P6-P7
Distância
Tempo
Concentração OD
(km)
(d)
(mg/l)
0
0,00
4,28
1
0,03
4,79
2
0,07
5,21
3
0,10
5,57
4
0,13
5,86
5
0,17
6,10
6,50
OD (mg/l)
6,00
5,50
5,00
4,50
4,00
0
1
2
3
4
5
Distância (Km)
Fonte: Dados das pesquisa
Figura 41 - Perfil de OD Trecho P6-P7
O esgoto bruto do Salobrinho/UESC não impacta o trecho, pois a curva de OD é crescente
desde o lançamento.
O OD simulado no final do trecho (6,10 mg/l) não está próximo do OD observado (5,15 mg/l)
indicando a influência de outros fatores, como a interferência de sedimentos.
A partir da distância 1,5 km do lançamento, atinge o limite de OD permissível (5,0 mg/l)
para rios de Classe 2, segundo resolução 20 do CONAMA.
85
6. CONCLUSÃO
Com o presente estudo sobre a qualidade das águas do Rio Cachoeira Sul da Bahia, para o
período de observação, ano de 1999, pode-se concluir:
6.1 O Rio Cachoeira, apresenta suas águas com temperatura entre 21,9 e 33,80C, variando de
neutra a levemente básica, com decréscimo da condutividade desde a sua formação até
próximo da desembocadura (km=45 P-8) quando a situação se inverte devido a influência da
maré.
6.2.
Na análise de Oxigênio Dissolvido e Demanda Bioquímica de Oxigênio, segundo
resolução CONAMA n0 20 o rio é Classe 2 de Itapé até o Matadouro (trecho P3-P4), muda
para Classe 3 ao receptar os esgotos do Matadouro, Itabuna e Indústria Alimentícia Coograp
(trecho P4-P5), que promove um significativo processo de degradação da qualidade hídrica.
Persistindo as condições atuais, a tendência é um progressivo agravamento da poluição das
águas do rio, em virtude do dinamismo da urbanização e industrialização na área.
6.3. A análise de autodepuração mostra que o esgoto de Itapé e Salobrinho/UESC não
impactam os seus trechos e indica tratamento secundário para os efluentes do trecho P4 a P6,
o que permitirá também reduzir a quantidade de coliformes total e fecal já que a situação atual
é Classe 4, para este critério.
6.4. A concentração de fósforo é alta em todo o curso d’água, o valor mínimo encontrado
0,05mgP/l, representa o dobro do estabelecido pela resolução CONAMA n0 20 (0,025mgP/l),
justificando a presença freqüente de macrófitas ao longo do leito.
Em virtude da importância da vazão e da velocidade na análise da qualidade das águas é
necessário o desenvolvimento de estudos complementares, visando superar esta deficiência de
informação.
Reconhece-se como válida e de grande importância a necessidade de implementar rede de
informações atualizadas de fontes poluidoras, com quantificação e qualificação dos efluentes.
86
As ações antrópicas estão degradando o Rio Cachoeira, não há preservação qualitativa do
nosso curso d’água, vê-se como fundamental o investimento no tratamento das águas
residuárias sem o que, alternativa alguma de gerenciamento poderá ser eficaz, principalmente
em horizonte de médio e longo prazo.
Fotos: Geraldo Borges
Figura 42 – Visão dos múltiplos usos do Rio Cahoeira
87
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
AGENDA 21 Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento. 2.
ed. Brasília: Senado Federal; Secretaria de Edições Técnicas, 1997. 598 p.
BAHIA. Plano Diretor de Recursos Hídricos das Bacias do Leste. Superintendência de
Recursos Hídricos. Governo do Estado da Bahia, 1996.
BAHIA. Enquadramento da Bacia Hidrográfica da Região Administrativa Leste. Centro de
Recursos Ambientais. Governo do Estado da Bahia, 1998.
BAHIA. Programa de Recuperação das Bacias dos Rios Cachoeira e Almada.
Superintendência de Recursos Hídricos. Universidade Estadual de Santa Cruz. Governo do
Estado da Bahia. Relatório, 2000.
BRANCO, S. M. Hidrologia Aplicada à Engenharia Sanitária. 3. ed. São Paulo, CETESB,
1986. 620p.
BUSSAB, W. & MORETTIN, P.A. Estatística Básica. 4. ed. São Paulo: Atual, 1897. 321p
BRANCO, S.M. & ROCHA, A.A. Poluição, Proteção e Usos Múltiplos de Represas. São
Paulo, CETESB, 1977. 185p.
BRANCO, S.M. A água e o Homem. In: PORTO, R.L.L. (Org) Hidrologia Ambiental. São
Paulo: Editora da Universidade de São Paulo:Associação Brasileira de Recursos Hídricos –
(Coleção ABRH de Recursos Hídricos; v.3), 1991.
CAMPOS, J.R. Alternativas para tratamento de esgotos - pré-tratamento para águas de
abastecimento, Americana: Consórcio Intermunicipal das Bacias dos rios Piracicaba e
Capivari, 1994.
CARMOUZE, J.P. O Metabolismo dos Ecossistemas Aquáticos: fundamentos teóricos,
métodos de estudo e análise química, São Paulo: Edgard Blücher: Fapesp, 1994. 253p.
CENA, Centro de Energia Nuclear na Agricultura. Relatório de visita técnica à Bacia do Rio
Cachoeira. São Paulo, 1997.
CHORLEY, R.J. & KENNEDY B. Physical Geography: systems approach. Londres:
Prentice Hall Inc.Co, 1971.
CHRISTOFOLETTI, A. Análise de Sistemas em Geografia. São Paulo, Hucitec: Ed.
Universidade de São Paulo, 1979.
CHRISTOFOLETTI, A. Ggeomorfologia Fluvial. São Paulo: Edgard Blücher, 1981. 313p.
CHRISTOFOLETTI, A.. Condicionantes Geomorfológicos e Hidrológicos aos problemas de
Desenvolvimento. In: TAUK, S.M. (Org) Análise Ambiental: uma visão multidisciplinar.
São Paulo: Editora da Universidade Estadual Paulista, 1995.
88
COSTA NETO P. L. de O. Estatística. São Paulo: Edgard Blücher Ltda, 1977.
ECKENFELDER Jr., W.W. Principles of water quality management. Boston, CBI, 1980. 717
p.
EIGER, S., Qualidade da água em rios e estuários. In: PORTO, R.L.L. (org) Hidrologia
Ambiental. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo:Associação Brasileira de
Recursos Hídricos – (Coleção ABRH de Recursos Hídricos; v.3), 1991.
EMASA, Empresa Municipal de Água e Saneamento S.A. Estudo Preliminar de Avaliação do
Regime Hídrico. Subprojeto de esgotamento sanitário de Itabuna, 1996.
EMBASA, Empresa Baiana de Água e Saneamento S.A., 1998.
ESTEVES, F.A. Fundamentos de Limnologia. 2. ed. Rio de janeiro: Interciência, 1998.
FAIR, G,M.;GEYER,J.C.;OKUND,D.A. Purification de aguas y tratamiento y remoción de
aguas residuales [ Water and waterwater engineering]. Trad. Salvador Ayanegui j. México ,
Editorial Limusa, 1973. v.2, 764 p.
FELTRE, R. Química. 5 ed. São Paulo: Editora Moderna, 2000. 530p.
FILOS, J. & MOLOF, A.H. Effect of Benthal Deposits on Oxygen and Nutrient Economy of
Flowing Waters. Journal Water Pollution Control Federation, Washington, 44(4):644662, apr., 1972.
GARCEZ, L. & ALVAREZ, G.A. Hidrologia. 2 ed. São Paulo: Edgard Blücher, 1988. 291p.
GASPARETO, A. Região de Atuação da UESC Sudeste da Bahia. Bahia, Relatório Técnico
Impresso, 2000.
GASTALDINI, M. C.C. Análise do mecanismo de autodepuração do Rio Jacaré-Guaçu
através de modelo de qualidade da água. 1982. 160 f. Dissertação (Mestrado Hidráulica e
Saneamento) – Escola de Engenharia da Universidade de São Paulo, São Carlos.
JAMES, A. Mathematical Models in Water Pollution Control. New York, John Wiley &
Sons, 1978. 420 p.
MAIER, M.H. Ecologia da bacia do Rio Jacaré-Pepira (47º 55' - 48º 55' W; 22º 30' - 21º 55' S
- Brasil). Qualidade da água do Rio Principal. Ciência & Cultura, 39 (2): 164-185, 1987.
MASTERTON W.L. & SLOWINSKI E. Química Geral Superior. Trad. Domingos C.D. Neto
e Antônio F.Rodrigues. Rio de Janeiro: Interamericana, 1978. 583 p.
MELLANBY, K. Biologia da Poluição. Trad. Lúcia Baungartner Lamberti São Paulo:
Editora da Universidade de São Paulo, 1982. 89p..
NORUSIS, M. J. SPSS for windows Base System User’s Guide Release 6.0. Chicago, IL :
SPSS Inc., 1993.
89
OLIVEIRA, M.C.R. As relações ambientais da bacia do Rio Cachoeira. 1994. 180 p.
Dissertação (Especialista em Geografia Física). – Curso de Pós-Graduação em geografia
física. Universidade Estadual do Centro-Oeste,
PARANHOS, R. Alguns métodos para análise de água. Rio de Janeiro: UFRJ, Sub-Reitoria
de Ensino de Graduação e Corpo Discente/ SR-1. 200p. il. – (Cadernos Didáticos UFRJ; 19),
1996.
PEIXINHO, F.C. & LEAL, M.S. A Atuação da CPRM no Campo dos Recursos Hídricos
perante a Agenda 21. A Água em Revista, Minas Gerais, Suplemento das águas, Agenda 21
- Capítulo 18, p 3-13, maio. 1996.
PINTO, N. et. al. Hidrologia Básica. São Paulo: Edgard Blücher, 1976. 278 p.
PORTO, F.A.; BRANCO, S.M. & LUCA, S.L Caracterização da qualidade da água.. In:
PORTO, R.L.L. (Org) Hidrologia Ambiental. São Paulo: Editora da Universidade de São
Paulo:Associação Brasileira de Recursos Hídricos. – (Coleção ABRH de Recursos Hídricos;
v.3) , 1991.
PROCHNOW, M.C.R. A qualidade das águas na bacia do Rio Piracicaba. 1981, 168f.
Dissertação (Mestrado em Geografia) – Curso de Pós-Graduação em Geografia, Instituto de
Geociências e Ciências Exatas UNESP, Rio Claro.
RICHTER, C.A & NETTO, J.M.A . Tratamento de água. Tecnologia atualizada. São Paulo:
Edgard Blücher, 1991. 332p
ROCHA, A. A.. A problemática da água. In: LEITE, J.L. (Org) Problemas Chaves do Meio
Ambiente. Salvador: Instituto de Geociências da UFBA, 1995. 223p.
RUSSEL, J.B.. Química Geral. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, 1992. 897p.
RUTHERFORD, J. C. & O’SULLIVAN, M. J. Simulation of Water Quality in Tarawera
River. Journal of the Environmental Engineering Division, New York, 100(2):369-91,
apr., 1974.
SALVADOR, N.N.B. Avaliação de impactos sobre a qualidade dos recursos hídricos. 1990.
370f. Tese ( Doutorado em Engenharia Civil Modalidade Hidráulica e Saneamento),– Escola
de Engenharia da Universidade de São Paulo, São Carlos
THOMAN, R. V. Systems Analysis and Water Quality Management. New York: McGrawHill Book Company, 1974. 286 p.
TOLETO, G.L. & OVALLE, I.I. Estatística Básica. 2. ed. São Paulo: Atlas, 1985. 459 p.
TUNDISI, J.G. Liminologia no Século XXI: perspectivas e dasafios. São Carlos, Institulo
Internacional de Ecologia, 1999. 24 p.
VELZ, C.J. Applied Stream Sanitation. New York: John Wiley & Sons, 1970. 619 p.
VIEIRA, S. Introdução à Bioestatística. Rio de Janeiro: Campus, 1998. 238 p.
90
VON SPERLING, E. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgoto. 2 ed.
Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental; Universidade Federal de
Minas Gerais, 1996. 238 p.
VON SPERLING, M. Critérios e dados para uma seleção preliminar de sistemas de
tratamento de esgotos.Bio Engenharia Sanitária e Ambiental. Encarte Técnico, Ano III, N0
1, pp. 7-21. Jan/Abr. 1994.
91
8. ANEXO 01
VARIÁVEIS
NOS PONTOS AMOSTRADOS
92
POTENCIAL HIDROGENIÔNICO - pH
pH - 1
JANEIRO
Ph - 2
pH - 3
pH - 4
pH - 5
pH - 6
pH - 7
pH - 8
8,05
7,49
7,58
8,63
7,89
8,3
8,19
8,46
FEVEREIRO
8,5
7,74
7,81
8,53
7,5
7,89
8,12
7,75
MARÇO
8,4
8,2
7,3
8,5
7,2
7,6
7,9
7,1
ABRIL
7,5
6,9
7,2
7,2
7,1
7
7,1
7,8
MAIO
7,54
8,02
7,61
7,46
7,16
7,29
8,55
7,57
JUNHO
9,39
8,89
8,6
9,11
8,48
8,29
8,72
8,83
JULHO
7,95
6,7
7,45
7,54
7,45
7,3
7,46
7,1
AGÔSTO
8,13
7,56
7,6
7,43
7,36
7,31
7,32
7,4
SETEMBRO
6,82
7,4
7,2
7,02
7,09
7,01
7,33
7,46
OUTUBRO
8,2
6,9
7
6,8
6,3
6
6,1
6,6
NOVEMBRO
8,2
8,22
7,72
7,97
7,81
7,54
7,6
7,7
pH -1
pH -2
pH - 3
pH - 4
pH - 5
pH - 6
pH - 7
pH - 8
Limite
Superior
Média
8,50
8,09
7,84
8,34
7,77
7,85
8,17
8,03
8,06
7,64
7,55
7,84
7,39
7,41
7,67
7,61
Limite Inferior
7,62
7,19
7,26
7,33
7,02
6,98
7,17
7,18
93
CONDUTIVIDADE (μ/cm)
COND-1 COND-2 COND-3 COND-4 COND-5 COND-6 COND-7 COND-8
JANEIRO
1,29
0,99
1,09
0,755
0,624
0,624
0,644
7,8
FEVEREIRO
1,31
0,77
0,99
0,95
0,93
0,93
0,5
10,5
MARÇO
0,66
0,37
0,53
0,5
0,47
0,47
0,4
19
ABRIL
0,55
0,34
0,62
0,46
0,41
0,41
0,25
0,26
MAIO
0,39
0,362
0,431
0,431
0,464
0,464
0,546
JUNHO
0,525
0,28
0,372
0,376
0,404
0,404
0,345
1,08
JULHO
0,574
0,42
0,482
0,367
0,332
0,332
0,246
0,24
AGÔSTO
0,405
0,342
0,373
0,366
0,37
0,37
0,34
0,34
SETEMBRO
0,254
0,422
0,265
0,34
0,512
0,512
0,48
OUTUBRO
0,51
0,25
0,32
0,35
0,35
0,35
0,28
0,26
NOVEMBRO
0,47
0,321
0,382
0,359
0,365
0,365
0,25
2,4
COND-1 COND-2 COND-3 COND-4 COND-5 COND-6 COND-7 COND-8
Limite
Superior
Média
0,86
0,60
0,71
0,61
0,59
0,55
0,48
6,54
0,63
0,44
0,53
0,48
0,48
0,44
0,39
3,40
Limite Inferior
0,40
0,29
0,35
0,35
0,36
0,33
0,30
0,26
94
TEMPERATURA DO CORPO D’ÁGUA ( 0C )
TRIO-1
TRIO-2
TRIO-3
TRIO-4
TRIO-5
TRIO-6
TRIO-7
TRIO-8
JANEIRO
29,9
30,5
31
31,9
31,4
32,7
32,4
33,8
FEVEREIRO
30,2
29,7
30,6
30,1
30
30,1
29,8
30,1
MARÇO
29
30
31
32
30
32
32
32
ABRIL
25
24,5
26
25
25,5
25
26
26
MAIO
25,1
27
27
27
27,2
25,2
26,3
26,2
JUNHO
21,9
24,6
23,3
26,7
25,4
24,4
24,5
21,9
JULHO
24,5
23,7
23,8
23
24,4
22,8
23
20,9
AGÔSTO
25,5
23,8
23,8
25,4
25,1
25,4
26
25
SETEMBRO
24
24
23
23
23,9
26
25,3
26,5
OUTUBRO
26
24
24
24,5
24
23
23
23
29,1
27,4
27,4
28,5
27,7
27,1
27,1
27
NOVEMBRO
TRIO-1
TRIO-2
TRIO-3
TRIO-4
TRIO-5
TRIO-6
TRIO-7
TRIO-8
Limite Superior
28,22
28,12
28,59
29,19
28,57
29,00
29,04
28,87
Média
26,38
26,29
26,45
27,01
26,78
26,70
26,85
26,28
Limite Inferior
24,54
24,46
24,30
24,82
24,99
24,40
24,67
23,70
95
TEMPERATURA DO AR ( 0C )
TAR-1
TAR-2
TAR-3
TAR-4
TAR-5
TAR-6
TAR-7
TAR-8
JANEIRO
30
32
32
36
36
34
34
39
FEVEREIRO
31
32
31
30
34
33
30,5
31
MARÇO
29
30
31
31
30,5
33,5
34
31
ABRIL
25
26
26
27
31
27
27
27
25,5
29
29
30
27
27,6
29
26
JUNHO
24
22,9
25,3
27
29
25,8
21,9
25
JULHO
26
23,9
24
23,8
25,7
23,8
23,9
23,8
AGÔSTO
32
31
31
33
29
32
29
32
24,3
26,5
24,4
24,4
26
26,9
26,4
26,8
29
26
25
25
26,3
24
23
23
MAIO
SETEMBRO
OUTUBRO
NOVEMBRO
24
TAR-1
TAR-2
TAR-3
TAR-4
TAR-5
TAR-6
TAR-7
TAR-8
Limite
Superior
Média
29,77
30,30
30,17
31,57
30,84
31,60
30,59
31,85
27,82
27,93
27,87
28,72
28,45
28,76
27,88
28,41
Limite Inferior
25,87
25,56
25,57
25,87
26,06
25,92
25,17
24,97
96
OXIGÊNIO DISSOLVIDO (mg/l)
OD-1
OD-2
OD-3
OD-4
OD-5
OD-6
OD-7
OD-8
JANEIRO
7,90
7,19
7,19
10,60
7,58
9,32
8,86
12,51
FEVEREIRO
9,85
7,48
7,48
9,57
5,85
9,10
8,38
7,69
MARÇO
8,80
8,00
8,00
12,20
4,10
7,60
8,40
0,40
ABRIL
8,20
7,70
7,70
6,60
3,70
5,10
6,90
6,70
MAIO
7,55
9,65
9,65
7,31
4,84
4,80
9,60
6,49
JUNHO
6,20
5,27
5,27
5,15
1,86
2,94
3,43
3,46
JULHO
4,73
4,63
4,63
3,10
3,60
3,34
3,23
3,64
AGÔSTO
3,80
2,67
2,67
1,62
2,87
2,10
3,10
2,50
SETEMBRO
2,13
1,70
1,70
1,20
1,00
0,60
0,40
1,90
OUTUBRO
5,50
3,90
3,90
3,10
2,30
1,60
2,90
0,70
NOVEMBRO
3,27
2,66
2,66
1,23
1,51
1,20
1,43
1,23
OD-1
OD-2
OD-3
OD-4
OD-5
OD-6
OD-7
OD-8
Limite
Superior
Média
7,85
7,30
6,55
8,25
4,89
6,44
7,38
6,78
6,18
5,53
4,99
5,61
3,56
4,34
5,15
4,29
Limite Inferior
4,50
3,77
3,44
2,96
2,24
2,23
2,92
1,80
97
DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO (mg/l)
DBO-1
DBO-2
DBO-3
DBO-4
DBO-5
DBO-6
DBO-7
DBO-8
JANEIRO
3,80
4,20
4,40
8,70
10,10
9,90
6,10
6,60
FEVEREIRO
4,70
3,30
3,50
5,80
7,50
18,50
3,60
3,40
18,30
3,40
3,70
3,20
3,70
5,90
3,50
2,20
ABRIL
2,30
2,10
2,20
2,90
3,00
4,00
2,30
2,70
MAIO
3,50
1,90
2,60
5,20
4,00
3,40
1,70
1,80
1,70
1,90
6,60
4,00
3,50
1,30
1,50
2,00
2,00
2,80
2,60
2,00
2,40
MARÇO
JUNHO
JULHO
2,30
2,00
AGÔSTO
1,00
1,00
SETEMBRO
2,70
2,60
2,70
2,70
2,30
4,70
3,30
2,50
OUTUBRO
3,50
4,10
5,40
2,60
7,20
4,20
1,10
4,00
NOVEMBRO
6,00
9,20
3,90
5,50
6,70
6,60
4,80
4,50
3,20
1,50
3,20
2,30
2,00
2,10
DEZEMBRO
DBO-1
DBO-2
2,50
DBO-3
DBO-4
3,00
DBO-5
DBO-6
1,00
DBO-7
DBO-8
Limite
Superior
Média
8,34
4,72
4,05
5,78
6,97
9,14
4,12
4,03
4,81
3,23
3,23
4,34
5,13
6,03
2,97
2,96
Limite Inferior
1,28
1,73
2,41
2,89
3,29
2,92
1,82
1,89
98
FÓSFORO TOTAL (mg/l)
P-1
P-2
P-3
P-4
P-5
P-6
P-7
P-8
JANEIRO
0,13
0,05
0,06
0,07
0,16
0,29
0,23
0,14
FEVEREIRO
0,05
0,00
0,05
0,07
0,08
0,64
0,20
0,14
MARÇO
0,16
0,03
0,12
0,17
0,26
0,29
0,14
0,13
ABRIL
0,31
0,09
0,20
0,18
0,22
0,21
0,24
0,23
MAIO
0,25
0,08
0,20
0,23
0,26
0,38
0,28
0,26
JUNHO
0,09
0,07
0,08
0,08
0,14
0,31
0,22
0,20
JULHO
0,20
0,16
0,18
0,17
0,18
0,18
0,16
0,16
AGÔSTO
0,12
0,10
0,12
0,12
0,14
0,16
0,16
0,17
SETEMBRO
0,08
0,08
0,07
0,09
0,11
0,16
0,15
0,16
OUTUBRO
0,06
0,05
0,06
0,05
0,09
0,22
0,13
0,09
NOVEMBRO
0,12
0,07
0,11
0,06
0,05
0,07
0,09
0,08
DEZEMBRO
0,09
0,04
0,06
0,07
0,08
0,10
0,09
0,10
P-1
P-2
P-3
P-4
P-5
P-6
P-7
P-8
Limite
Superior
Média
0,20
0,10
0,15
0,16
0,20
0,34
0,22
0,20
0,14
0,07
0,11
0,12
0,15
0,26
0,18
0,16
Limite Inferior
0,09
0,04
0,08
0,08
0,11
0,16
0,14
0,12
99
RESÍDUO TOTAL (mg/l)
RT-1
RT-2
RT-3
RT-4
RT-5
RT-6
RT-7
RT-8
JANEIRO
612
496
540
409
327
356
340
3.727
FEVEREIRO
595
354
464
448
431
303
230
4.661
MARÇO
*
*
*
*
*
*
*
*
ABRIL
495
284
525
399
376
322
274
252
MAIO
439
276
370
387
389
387
335
741
JUNHO
351
259
277
975
312
290
268
433
JULHO
445
346
388
323
302
266
270
268
AGÔSTO
338
285
308
325
313
318
298
270
SETEMBRO
373
211
258
257
260
226
228
213
OUTUBRO
298
122
142
277
171
170
109
1752
NOVEMBRO
879
295
1058
1222
1178
692
497
552
DEZEMBRO
383
256
325
316
341
296
283
278
RT-1
RT-2
RT-3
RT-4
RT-5
RT-6
RT-7
RT-8
Limite Superior
607
362
613
735
607
434
356
990
Média
483
293
433
502
406
333
285
560
Limite Inferior
358
223
253
270
205
232
214
130
100
COLIFORMES TOTAL (mg/l)
CT-1
CT-2
CT-3
CT-4
CT-5
CT-6
CT-7
CT-8
JANEIRO
11000
300
300
130
15.000
500
3.000
17.000
FEVEREIRO
30000
800
300
1.600
16.000
3.000
5.000
24.000
ABRIL
17000
16.000
3.000
9.000
16.000
50.000
16.000
16.000
MAIO
24000
800
2.400
2.400
3.000
30.000
16.000
JUNHO
240000
JULHO
28000
20.000
32.000
18.000
60.000
8.000
50.000
AGÔSTO
16000
14.000
22.000
17.000 160.000 160.000
90.000
3.000
SETEMBRO
2300
1.300
1.000
2.200
94.000
12.000
2.500
1.500
OUTUBRO
25000
2.100
1.600
1.400
80.000
2.100
6.500
4.400
CT-1
Média CT
43700
8.000 180.000
CT-2
7033
CT-3
26956
5.800 180.000
CT-4
6392
70.000
CT-5
78875
10.000
CT-6
33400
12.000 180.000
CT-7
19222
CT-8
34656
101
COLIFORMES FECAL (Coli/100 mL)
CF-1
JANEIRO
CF-2
CF-3
CF-4
CF-5
CF-6
CF-7
CF-8
5000
230
170
80
2.300
80
1.100
5.000
FEVEREIRO
11000
220
80
900
16.000
2.400
3.000
8.000
ABRIL
13000
4.000
500
1.300
16.000
30.000
9.000
2.400
MAIO
3000
230
2.400
40
2.400
1.400
3.000
JUNHO
6000
300
400
350
5.000
1.900
800
2.000
JULHO
2000
2.600
1.800
860
8.000
2.200
1.900
2.600
16000
14.000
7.000
13.000 160.000 160.000
90.000
3.000
SETEMBRO
520
250
220
260
23.000
2.300
400
320
OUTUBRO
3500
200
50
54
50.000
600
500
500
AGÔSTO
CF-1
Média CF
CF-2
CF-3
CF-4
CF-5
CF-6
CF-7
6668,89 2447,78 1402,22 1871,56 35037,5 22431,1 12011,1
CF-8
2980