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Eng. sanit. ambient. 322 ARTIGO RTIGO RTIGO RTIGO RTIGO T T T T TÉCNICO ÉCNICO ÉCNICO ÉCNICO ÉCNICO QUALIDADE MICROBIOLÓGICA DA ÁGUA EM RIOS DE ÁREAS URBANAS E PERIURBANAS NO BAIXO AMAZONAS: O CASO DO AMAPÁ MICROBIOLOGIC WATER QUALITY IN URBAN AND PERIURBAN RIVERS ON LOW AMAZON RIVER - STUDY OF CASE: AMAPÁ STATE ALAN CAVALACANTI DA CUNHA Instituto de Pesquisas Científicas e Tecnológicas do Estado do Amapá – IEPA. Prof. da Faculdade do Amapá-FAMAP HELENILZA FERREIRA ALBUQUERQUE CUNHA Universidade Federal do Amapá – UNIFAP, Ciências Sociais ANTÔNIO CÉSAR PINHO BRASIL JÚNIOR Universidade de Brasília – UnB, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Eng. Mecânica LUIS ANTONIO DANIEL Universidade de São Paulo, Escola de Engenharia de São Carlos, Departamento de Hidráulica e Saneamento, Laboratório de Hidráulica Ambiental e Laboratório de Saneamento HARRY EDMAR SCHULZ Universidade de São Paulo, Escola de Engenharia de São Carlos, Departamento de Hidráulica e Saneamento, Laboratório de Hidráulica Ambiental e Laboratório de Fenômenos de Transporte Recebido: 29/03/04 Aceito: 09/08/04 RESUMO O presente estudo versa sobre a variação espacial-temporal de parâmetros da qualidade da água e foi realizado em quatro rios estuarinos próximos às cidades de Macapá e Santana (AP) – Brasil, e trata especialmente de poluição microbiológica (coliformes fecais – CF), delineada em pesquisa de campo ocor- rida entre o período de setembro de 1999 a setembro de 2002. A análise espacial-temporal dos parâmetros bacteriológicos mos- trou um significativo grau de comprometimento e degradação ambiental em algumas seções de coleta. A obtenção de faixas de concentração mostrou-se importante para avaliar as freqüências e distribuições estatísticas de parâmetros da qualidade da água, principalmente para indicar riscos à saúde pública e aos ecossistemas aquáticos. Finalmente, devido a quase completa ausência de informações hidrodinâmica e climática sistematiza- da, a abordagem fundamentou-se na utilização de análise estatís- tica. Contudo, verificou-se uma tendência de aderência dos da- dos a uma distribuição normal e um grau de deterioração da qualidade da água já presente nas seções estudadas. PALAVRAS-CHAVES: Amazônia, rios estuarinos, poluição microbiológica, monitoramento, qualidade da água. ABSTRACT This study presents the spatial and temporal variability of water quality parameters in rivers of Macapá and Santana region, State of Amapá, Brazil, especially faecal coliforms (FC), being used as indicators. Laboratory and field experiments were conducted in four estuarine rivers. The experiment included five sampling locations and the research was conducted from September 1999 to September 2002. Samples were collected once a monthly. The results of analysis provided us useful information for sanitary and public health planning. In addiction, a socio-economic study of several critical areas in the watershed was carried out. The results showed high faecal coliform concentrations. The complexity of space-temporal variability of the water quality was affected by various factors, such as climatic conditions, tidal variation and human activities. This information can be used in forecasting environmental and public health risks. KEYWORDS: Amazon, stuarine rivers, microbiologic pollution, monitoring, water quality. INTRODUÇÃO Estudar objetivamente qualquer característica ambiental, social, econômi- ca ou de qualquer outra natureza, na atu- al realidade altamente dinâmica da Ama- zônia, é antes de tudo um exercício de pioneirismo. Esta afirmação não preten- de ser deletéria, nem tampouco se reves- tir de uma falsa carapaça de valor com base em pretensas dificuldades. Ela ape- nas pretende deixar claro que há muitas Vol. 9 - Nº 4 - out/dez 2004, 322-328

ARTIGO T QUALIDADE URBANAS E AMAZONAS O CASO DO …

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AAAAARTIGORTIGORTIGORTIGORTIGO T T T T TÉCNICOÉCNICOÉCNICOÉCNICOÉCNICO

QUALIDADE MICROBIOLÓGICA DA ÁGUA EM RIOS DE ÁREAS

URBANAS E PERIURBANAS NO BAIXO AMAZONAS:O CASO DO AMAPÁ

MICROBIOLOGIC WATER QUALITY IN URBAN AND PERIURBAN RIVERS ON

LOW AMAZON RIVER - STUDY OF CASE: AMAPÁ STATE

ALAN CAVALACANTI DA CUNHA

Instituto de Pesquisas Científicas e Tecnológicas do Estado do Amapá – IEPA. Prof. da Faculdade do Amapá-FAMAP

HELENILZA FERREIRA ALBUQUERQUE CUNHA

Universidade Federal do Amapá – UNIFAP, Ciências Sociais

ANTÔNIO CÉSAR PINHO BRASIL JÚNIOR

Universidade de Brasília – UnB, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Eng. Mecânica

LUIS ANTONIO DANIEL

Universidade de São Paulo, Escola de Engenharia de São Carlos, Departamento de Hidráulica e Saneamento,Laboratório de Hidráulica Ambiental e Laboratório de Saneamento

HARRY EDMAR SCHULZ

Universidade de São Paulo, Escola de Engenharia de São Carlos, Departamento de Hidráulica e Saneamento,Laboratório de Hidráulica Ambiental e Laboratório de Fenômenos de Transporte

Recebido: 29/03/04 Aceito: 09/08/04

RESUMO

O presente estudo versa sobre a variação espacial-temporal deparâmetros da qualidade da água e foi realizado em quatro riosestuarinos próximos às cidades de Macapá e Santana (AP) –Brasil, e trata especialmente de poluição microbiológica(coliformes fecais – CF), delineada em pesquisa de campo ocor-rida entre o período de setembro de 1999 a setembro de 2002.A análise espacial-temporal dos parâmetros bacteriológicos mos-trou um significativo grau de comprometimento e degradaçãoambiental em algumas seções de coleta. A obtenção de faixas deconcentração mostrou-se importante para avaliar as freqüências edistribuições estatísticas de parâmetros da qualidade da água,principalmente para indicar riscos à saúde pública e aosecossistemas aquáticos. Finalmente, devido a quase completaausência de informações hidrodinâmica e climática sistematiza-da, a abordagem fundamentou-se na utilização de análise estatís-tica. Contudo, verificou-se uma tendência de aderência dos da-dos a uma distribuição normal e um grau de deterioração daqualidade da água já presente nas seções estudadas.

PALAVRAS-CHAVES: Amazônia, rios estuarinos, poluiçãomicrobiológica, monitoramento, qualidade da água.

ABSTRACT

This study presents the spatial and temporal variability of waterquality parameters in rivers of Macapá and Santana region, Stateof Amapá, Brazil, especially faecal coliforms (FC), being used asindicators. Laboratory and field experiments were conducted in fourestuarine rivers. The experiment included five sampling locationsand the research was conducted from September 1999 to September2002. Samples were collected once a monthly. The results of analysisprovided us useful information for sanitary and public healthplanning. In addiction, a socio-economic study of several criticalareas in the watershed was carried out. The results showed high faecalcoliform concentrations. The complexity of space-temporal variabilityof the water quality was affected by various factors, such as climaticconditions, tidal variation and human activities. This informationcan be used in forecasting environmental and public health risks.

KEYWORDS: Amazon, stuarine rivers, microbiologic pollution,monitoring, water quality.

INTRODUÇÃO

Estudar objetivamente qualquercaracterística ambiental, social, econômi-

ca ou de qualquer outra natureza, na atu-al realidade altamente dinâmica da Ama-zônia, é antes de tudo um exercício depioneirismo. Esta afirmação não preten-

de ser deletéria, nem tampouco se reves-tir de uma falsa carapaça de valor combase em pretensas dificuldades. Ela ape-nas pretende deixar claro que há muitas

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lacunas de conhecimento, de monito-ramento, de história científica nas regiõesque ora apresentam alterações aceleradasdo meio, das comunidades humanas edos fatores de produção e agregação devalores. Independente de planejamentose da presença da ciência, as ações “aconte-cem”, avançando as fronteiras das conse-qüências da presença humana e alteran-do situações ainda não convenientemen-te catalogadas e quantificadas. Em outraspalavras, a memória natural paulatina-mente é perdida pelo simples fato de serdesconhecida, para implantar-se uma re-alidade já significativamente alterada.

Caminhando no sentido de regis-trar pelo menos momentos observados dasalterações mencionadas, uma vez que oambiente natural é uma realidade muitasvezes desconhecida, estudos estão sendoconduzidos para avaliar a qualidade daságuas em sítios adequadamente escolhi-dos. Assim, em zonas estuarinas próxi-mas às cidades de Macapá (capital doEstado) e Santana (segunda maior cida-de), considerando os complexos fenôme-nos autodepurativos envolvidos devidoàs condições locais, tem-se observado umaforte alteração dos níveis de concentraçãode coliformes fecais (CF) em alguns cor-pos de águas, em especial nas áreas dedrenagem próximas e intercortadas porzonas urbanas e periurbanas dessas cida-des. A origem das perturbações na quali-dade da água deve-se, de fato, a váriascausas simultâneas decorrentes de açõesantrópicas e de condicionantes naturais,como o aumento da densidade popu-lacional, a influência de marés e a precipi-tação pluviométrica em certas épocas doano (ver Cunha et al, 2001, a, b). Entreas causas antrópicas destacam-se osefluentes oriundos de esgotos, os quaisestão vinculados às atividades urbanas,agrícolas, portuárias e industriais. Essespoluentes comportam-se tanto de formapontual quanto difusa, o que tem sidoverificado pelo monitoramento.

Quanto às causas naturais, pode-sedizer que ainda são pouco compreendi-das. Interessantemente, locais mais dis-tantes dos centros urbanos ocasionalmen-te apresentam valores anormais de CF, porexemplo (Cunha et al, 2001a). Contu-do, é possível observar seus efeitosintensificadores ou mitigadores sobre aqualidade da água nos locais estudados,como é o caso da intrusão do Rio Amazo-nas nesses corpos de água (Cunha et al.,2000 b, c).

A constatação dos efeitos antrópicosnegativos sobre os corpos de água estu-

dados suscitaram a realização de estudose investigações mais detalhadas, com oobjetivo precípuo de identificar e diag-nosticar os impactos e, eventualmente,avaliar o seu nível. Em um horizonte maisdistante, visa-se que esta informação au-xilie na mitigação dos efeitos deletériosdesses impactos ao meio ambiente e à saú-de humana. Como desdobramento idealda pesquisa, espera-se poder contribuirde forma mais objetiva para a gestão dosrecursos hídricos e para o planejamento egestão de bacias hidrográficas regionais.Vale sempre lembrar que a água é, nosnossos dias, uma questão estratégica.

DESENVOLVIMENTO DOESTUDO

Os escoamentos naturais em escalasde rios envolvem fenômenos de transpor-te de grandezas físicas, que, por sua vez,ocorrem em regime turbulento. Essasgrandezas físicas podem ser, por exem-plo, sedimentos, massas de poluentes,concentração de microorganismos, mas-sas termicamente afetadas, entre outros.Embora idealmente equacionados, ostransportes turbulentos apresentam difi-culdades formidáveis de quantificaçãopara os ambientes naturais. A sua quanti-ficação detalhada é momentaneamenteuma questão sem resposta adequada, ape-sar de esforços nesse sentido (Schulz,2001, 2003). Processos naturais, como adispersão de poluentes na água, depen-dem essencialmente do escoamento ouda hidrodinâmica da corrente. Porém, opróprio escoamento é dependente de fa-tores externos a ele, como característicasfisiográficas, meteorológicas, físico-quími-cas, antrópicas, biológicas, entre outras(Cunha, 2000; Velz, 1984;McCuthcheon et al, 1989; Lung, 1993;Chapra, 1997).

Pode-se dizer que a capacidade dedispersão, diluição ou autodepuração decada corpo de água corrente é uma carac-terística particular e, em seu próprio con-texto, altamente variável. Daí decorre adificuldade de se estudar característicasgeneralizadoras desses processos. Velz(1984) afirma que o caráter dos recursoshídricos é dinâmico e complexo (porexemplo, ressaltam-se as regiões estuarinas,com suas variações espaciais e temporais),e que o equilíbrio estável no ambientehidrológico é estabelecido através deinterações complexas entre a água, o ca-nal de escoamento e a cobertura de vege-tação, os quais são relativamente variáveisno tempo (tema também visto em

Cunha, 2001; Cunha et al., 2000a;Cunha et al., 2002a,b).

A natureza dos sistemas de drena-gem é radicalmente influenciada pelafisiografia (em uma bacia razoavelmenteestável, os fatores determinantes como oclima, precipitação, temperatura, veloci-dade do vento, pressão de vapor, radia-ção solar, são altamente variáveis no tem-po e no espaço), que induz a variações noescoamento e na capacidade de assimila-ção de resíduos (Siqueira, 1996; Siqueiraet al., 1997; Siqueira & Cunha, 2001;Lung, 1993; Velz, 1984). Isto influen-cia nas características dos canais, os quaistêm um papel maior sobre a dispersão,diluição ou autodepuração dos corpos deágua.

Um aspecto relacionado indireta-mente com os processos de troca edispersivos é a disposição das águasresiduárias, associada evidentemente aoimpacto ambiental. Segundo Metcalf &Eddy (1991), os regulamentos ambien-tais, critérios, políticas e revisões visamgarantir que os impactos ambientais cau-sados por descargas de águas residuáriastratadas ocorram em níveis aceitáveis. Estaestrutura regulamentar tem implicaçõesna seleção do local da descarga, das estru-turas de lançamento e no nível de trata-mento requerido. Conseqüentemente,tratamento e disposição locais estão liga-dos e não podem ser considerados inde-pendentemente (Cunha et al, 2001;Velz, 1984).

Em regiões afetadas pelas condiçõescosteiras (presente estudo), como as ma-rés, os fenômenos de autodepuração, dis-persão e diluição de poluentesmicrobiológicos nos corpos de água têmsido abordados com o uso de diferentespontos de vista ou metodologias. Em umarápida análise podemos citar cinco dessespontos de vista ou metodologias: (a) ciclode maré, (b) modelo matemático, (c)modelo experimental, (d) abordagem es-tatística e (e) abordagem racional. A abor-dagem do prisma da maré (ciclo da maré)considera o corpo de água completamen-te disponível para a diluição, sendo queos resíduos fluem para o mar após cadaciclo de enchente e vazante, nãoretornando na próxima enchente (Velz,1984; Cunha et al., 2002a). A hipótesedecorrente deste ponto de vista pouco seaplica a realidade estudada no Amapá.

A abordagem dos modelos matemá-ticos aplica conclusões da mecânica dosfluidos e dos fenômenos de transportecom diferentes graus de complexidade,dependendo do grau de detalhamento

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desejado. O uso de modelos matemáticosgeralmente decorre da necessidade de pre-visões, quando a medida não está dispo-nível. Em sua forma mais simples, utili-zam-se soluções obtidas para a dispersãoe transporte de poluentes em correntes(Cunha et al, 2002a). A adoção de mo-delos não-detalhados (unidimensionais,por exemplo) impõe o uso de hipótesessimplificadoras bastante radicais para oconjunto de variáveis existentes no casoreal. A impossibilidade de considerar asuperfície da água um contorno em ummodelo unidimensional horizontal, porexemplo, culmina com o uso de aproxi-mações empíricas ou ad hoc para modelara transferência de gases interfacial, porexemplo. Aproximações desse tipo são li-mitadas e devem ser vistas com reservaspelos projetistas. Vale mencionar que hámodelos de transporte de poluentes bas-tante detalhados, que incorporam a reso-lução dos campos de velocidade e dasgrandezas turbulentas associadas, e queconduzem a boas previsões acerca dos fe-nômenos dispersivos tanto em rios, comolagos e estuários. Contudo, quanto maisum modelo se aproxima da realidade, maisinformações acerca dessa realidade devemser fornecidas para que os resultadoscorrespondam a boas previsões (dadosgeográficos, cobertura vegetal, etc).

As complexidades inerentes ao usodos modelos matemáticos e experimen-tais têm talvez afastado os pesquisadoresque necessitam de resultados mais imedi-atos, resultando no surgimento do usoda abordagem dita estatística. Em princí-pio, não se definem ou formulam rela-ções fundamentais governantes, confian-do-se essencialmente nos resultados deuma análise estatística adequada de da-dos coletados acerca da qualidade da águaobservada (Cunha et al., 2002b; Velz,1984). A utilidade de tal abordagem estána interpolação possível dentro da estru-tura de dados disponível, uma vez quenão se extraem imediatamente conclusõesgerais, por não haver vínculo construídoa priori com os fundamentos dos proces-sos relevantes (como a hidrodinâmica, ouo clima, fatores antrópicos, etc., na cons-trução de um modelo). Não obstante,conclusões referentes à distribuiçãoprobabilística (funções de densidade deprobabilidade, por exemplo) podem ser

extraídas de massas de dados, podendoconstituir uma característica de fato dofenômeno. Exemplos podem ser vistosem Lakhan (1989), que demonstra queparâmetros físicos como as elevações deondas apresentam uma distribuição deRayleigh; as faixas ou amplitudes de ma-rés são normalmente distribuídas; veloci-dades de corrente ao longo da costa sãoexponencialmente distribuídas; e o tama-nho da partícula do sedimento pode serdistribuído por uma log-normal. Esta é aabordagem mais utilizada no presenteestudo em decorrência das dificuldadesanteriormente mencionadas.

Finalmente, menciona-se, no con-texto do estudo de áreas costeiras, a abor-dagem dita racional, que busca contor-nar as complexidades inerentes às abor-dagens com uso de modelos matemáticosincorporando informações decorrentes deestudos intensos no local. Visa-se que ascaracterísticas dinâmicas sejam mensu-radas da forma mais completa possível,como os efeitos cíclicos de variação demarés e dos parâmetros da qualidade daágua, principalmente a salinidade, emcada trecho de rio estudado. Evidente-mente consideram-se os fatores e parâ-metros reconhecidos como relevantes nosprocessos e as modificações associadas coma translação da maré e intrusão da frentede concentração da água salgada nas regi-ões estuarinas (Velz, 1984; Lung, 1993).No presente estudo também buscou-secaminhar no sentido de uma abordagemracional, coletando dados dos corpos deágua, as vazões em um ciclo de maré (ob-tidas com equipamento ADCP1 ) noIgarapé da Fortaleza, Vila Nova e Matapi.O equipamento foi gentilmente cedidopela UnB/ANA.

METODOLOGIA EPESQUISA DE CAMPO

Durante a execução e planejamen-to dos trabalhos de campo e laboratório(IEPA/SEMA) verificou-se localmente aampla variação espaço-temporal da con-centração de poluentes microbiológicos,que é governada principalmente por fun-ções de força climáticas, de marés eantrópicas. A Figura 1 mostra detalhesda área estudada. Os pequenos círculosno mapa indicam os locais de coleta de

amostras de água, onde estão compreen-didos trechos de quatro bacias hidro- grá-ficas estudadas: Paxicu, Fortaleza, Matapie Vila Nova.

As concentrações de coliformes fecaisforam determinadas em laboratório de aná-lise da qualidade da água (SEMA/IEPA)pela técnica de tubos múltiplos. Os tre-chos escolhidos para o monitoramentoforam determinados por fatores tais comouso da terra, riscos ambientais, influênciade tributários derivados de corpos deáguas poluídos e não poluídas em áreasurbanas e periurbanas próximas deMacapá e Santana (Cunha et al., 2000;Cunha et al., 2001a,b). O período dainvestigação abrangeu desde o mês desetembro de 1999 até setembro de 2002,configurando-se em 34 campanhas já re-alizadas (duas perdidas). As campanhasforam normalmente realizadas na últimasemana do final de cada mês, no horárioentre 8:00 – 14:00h, geralmente nas se-gundas ou terças feiras, independente demaré, clima ou condição ambiental, como objetivo de obter as séries históricas. Alogística de transporte indicou que as dis-tâncias entre os pontos de coleta foram:máxima 22 km e mínima 0,5 km (verFigura 1).

As componentes sócio-econômicasdas populações ribeirinhas foram tambémconsideradas importantes no processopara avaliar a sensibilidade das popula-ções ribeirinhas quanto a poluição dosrecursos hídricos. Para tanto, realizou-selevantamentos sobre o perfil das ativida-des antrópicas consideradas mais relevan-tes para as análises no contexto da pes-quisa. Parte deste estudo (bacia do Igarapéda Fortaleza) está resumida na Tabela1.

Foram indicadas as quatro princi-pais zonas estudadas na Bacia do Igarapéda Fortaleza (tema de estudo de Cunha& Couto, 2003). Esta foi considerada aárea mais impactada pela poluiçãomicrobiológica, por se localizar entre ascidades de Macapá e Santanta e foi desta-cada para indicar os setores mais atuantesem pelo menos uma bacia hidrográficaestudada.

1 Acoustic Doppler Current Profiler. O equipamento transmite ondas sonoras através da água. As partículas, carregadas pela corrente de água em diferentes profundidades refletem osom de volta para o equipamento, que escuta o eco através de seus sensores. O retorno do som de partículas a diferentes profundidades faz com que os sensores do ADCP, tambémreconheçam diferentes profundidades. Isto faz com que o equipamento construa um perfil vertical da coluna d’água. O movimento das partículas d’água causa mudança na freqüênciado eco. O ADCP mede essa mudança, denominada de efeito dopller como uma função da profundidade para obter a velocidade de corrente em até 128 posições diferentes na colunad’água. Para exemplificar, caso utilizássemos os procedimentos convencionais para a realização dessa tarefa, necessitaríamos de 128 correntômetros ou 128 molinetes trabalhandosincronizadamente (Sousa e Kosuth, 2001).

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Figura 1- Mapa da região estudada, indicando os 15 pontos de coleta no período de setembrode 1999 a setembro de 2002. Fonte Cunha et al. (2001a)

Tabela 1 - Zoneamento ecológico e econômico na micro-bacia do Igarapé da Fortaleza. Definição de setoresimportantes para o estudo segundo a visão da própria comunidade e órgãos institucionais participantes do DRP-2003

Fonte: Cunha & Couto (2003)*

* Dados ainda não publicados – DRP-SETEC (2004 - prelo)

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RESULTADOS EDISCUSSÃO

A Figura 2 mostra a variabilidadeespacial-temporal da concentração de CFnas áreas analisadas. A flutuação da con-centração tem sido determinada princi-palmente por variações e dinâmica demarés. Contudo, o padrão de comporta-mento tende a se tornar mais complexocom o efeito de precipitações pluvio-métricas, do período de janeiro a abril.Observa-se também que a concentraçãona escala logarítmica ultrapassa fre-qüentemente o nível máximo permitidopara rios Classe 2, de acordo com a Reso-lução 20 do CONAMA (isto é, logCF = 3,0). O eixo temporal indica o nú-mero da coleta a partir de setembro de1999, mês 1. O último mês, 36, indica acoleta de setembro de 2002.

O gráfico da Figura 3 permite avali-ar a distribuição estatística da concentra-ção de CF conjuntamente para todos ospontos de coleta. A partir de uma breveobservação, verifica-se que, partindo deY ≈ 3,0 em direção à curva ajustada edesta até o eixo X, há uma probabilidadede pelo menos 55% de a concentraçãomédia global ser igual ou superior a 1000(ou seja, log CF ≈ 3,00), indicando osriscos associados a estes valores acima dopermitido por lei. Simplificando a inter-pretação meramente numérica mencio-nada, verifica-se que, globalmente, já háum grau de comprometimento da quali-dade da água, tanto espacialmente quan-to temporalmente.

A Figura 3 demonstra ser possívelregistrar de forma adequada o momentopresente das condições de qualidade deágua em uma região ainda carente dessesdados. A série histórica gerada para osdados de CF e expressa na Figura 3 in-corporou, com confiabilidade bastantemarcante (R² = 0,95), as possíveis influ-ências sobre a variabilidade de concen-tração, mostrando ainda que os dados sãobem ajustados a uma curva normal. Esteresultado é relevante, porque se mostraque é possível realizar avaliações globaisem regiões extensas com a presentemetodologia, ou seja, utilizando uma fer-ramenta estatística simples, sendo possí-vel “filtrar” as possíveis interferências davariabilidade dos fatores que interferemna freqüência, distribuição e nível de con-centração espacial-temporal da poluiçãomicrobiológica nas áreas estudadas.

A Figura 4 representa um conjuntode dados que mostra o comportamento

temporal de parâmetros hidrodinâmicos(vazão e velocidade média, obtidas com ouso do ADCP) e de qualidade da água(coletas analisadas em laboratório) para operíodo de tempo de um ciclo de maré,no Igarapé da Fortaleza. Nessa figura ob-serva-se a influência evidente da maré navazão e na velocidade, bem como naturbidez e na condutividade. Os demaisparâmetros, nesta coleta de dados, man-tiveram-se relativamente inalterados.

A Figura 5, por sua vez, mostra ainteressante correlação observada entre ocomportamento das precipitações (umavariável climática) e a concentração de CFna área estudada.

Verifica-se que é possível, mesmo emum contexto algo limitado para pesqui-

sas ambientais, observar o comportamen-to hidrodinâmico juntamente com a ava-liação da qualidade da água em um ciclocompleto de maré, conforme mostradopara o Igarapé da Fortaleza. A variabili-dade de alguns parâmetros de qualidadeda água, em conjunto com a invariabili-dade de outros, demonstra que o ambi-ente abordado é complexo. Mas os resul-tados demonstram, sobremaneira, queestudos convenientemente conduzidos,ainda que simples, permitem gerar dadosque mostram a influência de fatores na-turais, sobre a qualidade da água, como oclima e as marés, e de fatores antropogênicos.

CONCLUSÕES

Foi realizado um estudo para deter-minar a intensidade e as faixas de varia-

Figura 2 - Variabilidade espaço-temporal da concentração de CF.Os pontos representam cada coleta mensal nos quinze pontosmonitorados durante três anos (NMP CF/100mL da amostra)

Figura 3 - Curva de probabilidade da concentração global média dos quinzepontos monitorados conjuntamente (log NMP CF/100mL da amostra).Verifica-se o forte ajuste à normalidade, indicado pelo coeficiente R².

Observe os pontos acima do valor 3,0 permitido pelo CONAMA, rio classe –2

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Figura 4 - Comportamento da variação temporal de parâmetroshidrodinâmicos (vazão e velocidade médias) e de qualidade da água no

Igarapé da Fortaleza. Neste experimento não constou CF

ção de concentração de coliformes fecaise de alguns parâmetros de qualidade daágua em rios estuarinos próximos de áre-as urbanas e periurbanas de Macapá eSantana. As concentrações de CF foramutilizadas como indicadoras de poluiçãoe respectivo grau de interferênciaantrópica que provavelmente tem resul-tado no desequilíbrio dos ecossistemasaquáticos estudados, principalmente cau-sados pelos efeitos de lançamento de es-gotos e resíduos domésticos em corpos deágua superficiais.

Uma primeira informação relevan-te relacionada ao levantamento desta sé-rie histórica é a possibilidade de verifica-ção (quantificação) do nível de variabili-dade das concentrações de CF ao longodo tempo e do espaço (Figura 2). Umasegunda informação relevante é que toda

a variabilidade observada, quando orga-nizada em uma função de distribuiçãoestatística, indica comportamento de umacurva normal, ajustada com 95% designificância (Figura 3). O fato desta dis-tribuição estar bem definida (e aderida auma curva normal) é uma informaçãopreciosa para tomadores de decisão, vistoque, mantendo-se a tendência deantropização nesta área, a confiabilidadede decisões técnicas em saneamento e saú-de pública podem ser tomadas com ante-cipação.

Uma terceira informação diz respei-to à tendência mistificadora usual de queesta região do rio Amazonas é capaz dediluir “imensas” quantidades depoluentes. Os resultados parecem indi-car antes que as plumas de poluentes nãose dispersam completamente e seguem

correntes preferenciais do escoamento.Ao mesmo tempo, essas plumas seguemuma “mão dupla de movimento” (porassim dizer) governada pelas forças demarés e, ocasionalmente, das precipita-ções pluviométricas (Figura 5). Entreoutros fatores eventualmente ainda nãodescritos, esses aqui mencionados contri-buem para a explicação dos elevados ní-veis de CF nestes corpos de água, apa-rentemente tão saudáveis a olho nú.

Como já mencionado, os resultadosservem de base para a tomada de decisõesem regiões semelhantes, bem como paraa geração de novos dados nessas regiões.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem o suporte fi-nanceiro da pesquisa cedido pelo CNPqe IEPA e o apoio do LAQ/SEMA. ÀFAPESP, por manter a linha de pesquisaem aeração de corpos de água junto àEESC/USP. Essas instituições, em con-junto, permitem a integração de conhe-cimento relevante às tomadas de decisãovinculadas à qualidade de água.

REFERÊNCIAS

CHAPRA, S. C. Surface Water-QualityModeling. McGraw-Hill. Texas, EUA. 844 p.1997.

CUNHA, A. C. Monitoramento, Parâmetros eModelos de Qualidade da Água. Macapá/AP:Secretaria de Estado do Meio Ambiente - AP.83 p. 2000.

CUNHA, A. C; CUNHA, H. F. A. &SIQUEIRA, E. Q. Water Pollution Survey inRivers of the State of Amapá–Brazil. In: VWorkshop Ecolab, Nov., 19-25. Macapá-AP/Brazil.p 315-323. 2000a.

CUNHA, A . C., BARBOSA Jr.; A. SCHULZ,H. E. Revista Amapá Ciência e Tecnologia.“Processos de Transferência de Massa Através daInterface Ar-Água: Uma Revisão Descritiva”.Período: Abril. Vol. 2, N. 1, pp 20-42. Local:UNIFAP. Macapá–AP. 2000b.

CUNHA, A. C.; SIQUEIRA, E. Q. & CU-NHA, H. F. A.: “Processos de Avaliação dasequações de previsão do coeficiente de reaeraçãono modelo QUAL2E para a modelagem de oxigê-nio dissolvido: estudo de caso no Ribeirão do Fei-jão (São Carlos-SP”. Revista AP C&T. Abril.V. 2, n. 1, pp 90-111. Local: UNIFAP.Macapá–AP. 2000c.

CUNHA, A. C.; CUNHA, H. F. A. &SIQUEIRA, E. Q. “Diffuse Pollution Survey inRivers of Southeast of Amapá State – Brazil”. In:5th International Conference on Diffuse/NonpointPollution and Watershed Management, Milwaukee,Wisconsin, Proceedings, EUA, June, 10-15.CD-ROM. 2001.

CUNHA, A. C. “Levantamento de ParâmetrosFísico-químicos e Hidráulicos para a Avaliação

Figura 5 - Comportamento da concentração global média de CF emfunção das normais climatológicas de Macapá (Fonte: Site INMET-2003).

Observam-se os elevados níveis de CF com a presença de chuvas

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Qualidade microbiológica da água em rios urbanos do Amapá

Eng. sanit. ambient. 328 Vol. 9 - Nº 4 - out/dez 2004, 322-328

da Qualidade da Água em escoamentos naturais– Desenv. do Distrito Industrial na Bac. do RioMatapi”. Rel. Na. p/ CNPq/IEPA. Macapá-AP, Set., 58p. 2001.

CUNHA, A . C. & CUNHA, H. F. A.:“Monitoramento de Águas Superficiais em RiosEstuarinos do Estado do Amapá sob PoluiçãoMicrobiológica. Boletim do Museu ParaenseEmílio Goeldi, Série Ciências da Terra (Volu-me Especial ECOLAB). 2002a.

CUNHA, A . C., et al.: “Approaches to Evaluationof Self-purification in Estuarine Rivers ofSoutheast of Amapá State – Brazil. In: ABEQUA -VIII CONGRESSO DA ASSOCIAÇÃO BRASI-LEIRA DO QUATERNÁRIO:Período. Local:Mariluz, Imbé - Rio Grande do Sul. 2002b.

CUNHA, A. C. & COUTO, A.(Orgs). Di-agnóstico Rápido Participativo da Bacia do Igarapéda Fortaleza-AP. SETEC/GEA. 55p. 2003.

LAKHAN, V. C. Ed.. Modeling and simulationof the coastal system. In: Applications in CoastalModeling. Elsevier Oceanography Series,n. 49, pp. 17 - 41. 1989.

LUNG, SENG-WU. Water quality modeling.Vol III: Application to Estuaries. CRC Press,Inc.USA. 194 p. 1993.

METCALF & EDDY, Inc. WastewaterEngineering: Treatment, Disposal and Reuse. 3a

ed. McGraw-Hill, series in Water Res.and

Envir. Engineering, New York.1334 p. 1991.

McCUTHEON,S.C.; FRECH,R.H: Waterquality modeling: transport and surface exchangein rivers. v. 1.Series Edit. CRC Pres. Inc. BocaRaton, Florida. EUA. 334p. 1989.

SCHULZ, H.E. Alternativas em Turbulência,Impresso pela EESC/USP, Editora RIMA, SãoCarlos, S.P. 2001.

SCHULZ, H.E. O Essencial em Fenômenos deTransporte, Impresso pela EESC/USP, EditoraRIMA, São Carlos, S.P. 2003.

SIQUEIRA, E. Q. Aplicação do Modelo de Qua-lidade de Água (QUAL2E) na Modelação deOxigênio Dissolvido no Rio Meia Ponte (GO).São Carlos-SP. Dissertação (Mestrado) - SHS -Escola de Engenharia de São Carlos, USP-SP.90p. 1996.

SIQUEIRA, E. Q; CUNHA, A. C. O Coefici-ente de Reoxigenação no Modelo QUAL2E:Metodologia de Previsão. In: 19o CONGRES-SO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SA-NITÁRIA E AMBIENTAL, Foz do Iguaçú,Paraná, 14 a 19 set. Anais. 1997.

SIQUEIRA, E. Q; CUNHA, A. C. “Re-oxygenation coefficient in model QUAL2E:Prediction methodology”. Int. Stormwater andUrban Water Syst. Modeling Conf. Monog. 9in the Series, Proc. of the Conference on

Stormwater and Urban Systems Modeling,Toronto, Ontario, Guelph. Edited by WillianJames. Computational Hydraulics International(CHI). Período 24-25 de fevereiro de 2000.pp. 153-160. 2001.

SILVA, M.S.; KOSUTH, P. 2001 – Compor-tamento das vazões do rio Matapi em27.10.2000. In: CONGRESSO DA ASSO-CIAÇÃO BRASILEIRA DE ESTUDOS DOQUATERNÁRIO, 8. Imbé-RS. Resumos,ABEQUA, p. 594-596.

VELZ, C. J. Applied Stream Sanitation. AWiley-Interscience Publication. Second Edition.Michigan, EUA. 799 p. 1984.

Endereço para correspondência:

Alan Cavalacanti da CunhaSQS 313, Bl. E - Apt° 20270382-050 - Brasília - DF - BrasilTel.: (61) 245-8082E-mail: [email protected]

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23º Congresso Brasileirode Engenharia Sanitária e Ambiental

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Saneamento Ambiental no Braisl:Utopia ou Realidade?

Data: 18 a 23 de setembro de 2005

Local: Centro de Exposições Albano Franco Campo Grande - MS