-
Monitoramento dos impactos ambientais das atividades agrcolas
na
qualidade das guas superficiais Lus Gonzaga de Toledo
Analista Ambiental Ibama Diretoria de Licenciamento e Qualidade
Ambiental e-mail: [email protected]
Distribuio das guas superficiais
As guas superficiais representam apenas 0,14% de toda gua
existente no planeta,
havendo uma intensa troca entre os diversos ambientes
armazenadores de gua superficial. Esta
mobilidade entre os compartimentos hdricos superficiais ocasiona
uma dificuldade no
estabelecimento de suas reservas, provocando desta maneira um
efeito de sazonalidade que
dificulta generalidades tanto em termos quantitativos quanto em
termos qualitativos. O reflexo
desta complexidade fica evidente nos tempos de residncia da gua
nos diferentes
compartimentos, que para as guas superficiais variam entre
alguns dias ate meses em media,
enquanto que para as guas subterrneas e geleiras o tempo de
residncia na maioria dos casos
situa-se na faixa de dcadas e sculos (vide figura 1).
Por ai tem a noo da variabilidade quali-quantitativa que as guas
superficiais esto
sujeitas, seja pela influncia do comportamento natural do ciclo
hidrolgico ou pelo uso que o
homem faz do recurso hdrico. Acrescente-se que esta
disponibilidade influencia de maneira
efetiva na demanda pelos recursos hdricos, que por si s, acaba
influenciando a qualidade da
gua.
No caso do Brasil, por possuir cerca de 12% da disponibilidade
hdrica superficial do
planeta, a heterogeneidade das guas superficiais tambm maior.
Quanto ao uso, o Brasil
caminha para uma situao similar aos paises desenvolvidos em que
o uso agrcola tem
predominncia sobre os demais: domstico e industrial. Embora em
termos nacionais tenhamos
abundncia de gua, as diferenas regionais de disponibilidade
hdrica fonte de conflito
quanto ao uso.
- 1 -
-
H de reforar a idia de que a abundncia aqui mencionada envolve o
conceito de gua
de boa qualidade para o uso a que se destina. Desta maneira,
associando-se ao binmio
qualidade-quantidade, justamente nas regies com menor quantidade
tende-se a ter gua de pior
qualidade, criando assim um crculo vicioso em que a disputa pelo
recurso hdrico chega a beira
da guerra declarada entre os usurios.
Quando se fala em qualidade da gua, logo nos vem mente a idia de
pureza, no sentido
de inviolabilidade de suas caractersticas qumicas. Entretanto,
tais caractersticas no tm valor
prtico, uma vez que a qualidade da gua relaciona-se mais ao uso
que dela os homens fazem do
que propriamente da identificao dos nveis de elementos presentes
na gua, alem de considerar
o tipo de recurso hdrico utilizado e o nvel de interveno
praticado sobre um determinado
recursos hdrico (vide Quadro 1). Assim sendo, e felizmente o
arcabouo legal e normativo
tambm adotou, que a especificao de qualidade da gua deve
basear-se em limites tolerveis
e/ou aceitveis da presena de elementos estranho a qumica da gua,
tendo em vista um
particular uso que se pretenda fazer deste recurso. Isto , no
existiria uma qualidade nica a
partir da qual aceitaramos uma gua boa ou recusaramos outra, mas
estabeleceramos limites
especficos dos diversos contaminantes para cada uso em
particular.
A partir deste princpio, o primeiro passo para podermos
estabelecer entendimento sobre
qualidade da gua agrupar parmetros especficos de qualidade de
gua visando o
enquadramento dos corpos hdricos de acordo com o uso
preponderante que se pretenda fazer.
Tal tarefa, realizada pelos legisladores, foi nos apresentada
pela resoluo CONAMA 20 de
1986, onde foram definida 9 classe de uso de gua, tendo em cada
classe os limites mximos
estabelecidos para os contaminantes mais comuns. Esta
classificao, oriunda de decises
administrativas, merece reflexo como salienta Machado (1989),
uma vez que pela adoo do
termo uso preponderante relativo a qualidade da gua, resta
examinarmos se o uso que
determina a classe da gua ou se a classe da gua que limita seu
uso. O objetivo de qualidade de
gua e definido a partir de duas noes limites. A primeira o nvel
de proteo de base, alem do
qual a presena de produtos poluentes corresponde a um perigo
inaceitvel. O segundo o nvel
de efeito nulo, pelo qual no se percebe efeitos prejudiciais
visveis sobre os diversos alvos
presentes no recurso hdrico (flora, fauna, seres humanos,
coletividade, etc.).
- 2 -
-
Contaminantes Rios Lagos Reservatrios Patgenos XXX X1 X1SS2 XX
NA X MO3 XXX X XX Algas X XX XXX Salinizao X O X Pesticida XXX XX
XX Acidificao X XX XX XXX Global 1 Pequenos corpos de gua XX
Regional 2 Dejetos e produo autctone X Local 3 Eutrofizao O Raro NA
No aplicvel Quadro 1. Relao entre processos e/ou indicadores de QA
versus tipo de recurso hdrico
(adaptado de Chapmann, 1997).
Crregos Rios guas Correntes
Figura 1. Caractersticas gerais do tempo de residncia dos
compartimentos de guas superficiais.
Hora Dia Ms Ano Dcada Sculo
Lagos Rasos Lagos Profundos Lago
Reservatrio
ProfundoAluvial Aqfero
Sedimentar
Milnio
- 3 -
-
As guas superficiais na agricultura e seus impactos
ambientais
A agricultura chamada moderna, fundamentada em conceitos de alta
tecnologia com
produtividades economicamente viveis, substitui ecossistemas
naturais de enorme complexidade
e diversidade por campos arados, na maioria dos casos de alta
homogeneidade.
Esta interferncia, mesmo sendo feita de modo racional, provoca
desequilbrios nas
cadeias biolgicas estabelecidas a milhares de anos. As mudanas
que ocorrem no ambiente em
funo do uso agrcola da terra tem na qualidade da gua um forte
sistema sinalizador dos
desequilbrios no seu entorno (Fawcett, 1997). Para o
estabelecimento de um diagnstico do que
de fato est acontecendo ao longo do tempo, a forma mais vivel de
abordagem o
monitoramento da qualidade das guas tendo como unidade bsica
exploratria as microbacias
hidrogrficas (Ryff, 1995).
O monitoramento dos impactos ambientais nos recursos hdricos
O monitoramento basicamente conduzido atravs da avaliao de
parmetros qumicos
(nvel de oxignio dissolvido, sedimentos suspensos, metais,
nutrientes e pesticidas), parmetros
fsicos (temperatura, cor da gua, velocidade da gua) e, parmetros
biolgicos relacionados a
abundncia e variedade da flora e fauna do ambiente aqutico.
O sucesso de estudo de monitoramento est na dependncia direta da
escolha e
localizao dos pontos amostrais e desta maneira, as microbacias,
sendo um sistema natural de
drenagem, representam as interconexes de todos os corpos de gua
e se constituem na
ferramenta ideal de distribuio dos locais de amostragem. Estes
pontos de monitoramento
podem ser estabelecidos na forma de uma base fixa contnua, para
atender necessidades
especficas ou, em forma temporria ou sazonal.
O propsito de implementar o monitoramento da qualidade da gua
deve ser diretamente
relacionado a objetivos especficos para os quais direcionam-se
os trabalhos, isto , verificar
tendncias de alteraes da qualidade da guas, busca de
indicadores, avaliao de impactos
ambientais, alterao de caractersticas biolgica, etc.
(Harmancioglu et all, 1998). Estas
alteraes podem estar distribudas ao longo do eixo de drenagem
num dado momento,
caracterizando-se desta maneira a presena de fontes pontuais de
contaminao. Por outro lado,
mesmo com a inexistncia de fontes pontuais, alteraes da
qualidade da gua so percebidas ao
- 4 -
-
longo do tempo, em que, por efeitos sazonais ou acclicos
relacionados ao uso da terra,
gradativamente afetam a qualidade dos recursos hdricos. A
maioria dos ecossistemas aquticos
so simultaneamente afetados por fatores relativos a distribuio
espacial das fontes pontuais de
contaminao assim como pelos processos distribudo no tempo
ocasionados pela fontes no
pontuais, o que dificulta a interpretao dos resultados de
qualidade de gua.
Devido complexidade na avaliao de impacto ambiental na qualidade
da gua, uma ou
outra estratgia bsica deve ser definida no sentido de viabilizar
o trabalho de monitoramento em
termos de custos-benefcios, sem acrescer informaes redundantes.
Dentre estas estratgias, a
amostragem continuada, extremamente custosa, mais eficiente
quando se tem como objetivos a
fiscalizao e anlise de tendncias. A outra estratgia, de
amostragens intermitentes, factvel
nos trabalhos de impacto ambiental e seleo de indicadores de
qualidade de gua (Sanders e
Adrian, 1978).
O uso de indicadores de qualidade de gua esta diretamente
relacionado com o propsito
do monitoramento a ser realizado, sendo escolhidos aqueles que
apresentam maiores chance de
sucesso na caracterizao das mudanas que ocorrem numa microbacia.
O conceito de qualidade
de gua poder ser descrito por um indicador apenas ou pela
combinao de mais de 100
variveis. A seleo das variveis a serem includas num
monitoramento freqentemente requer a
associao entre como conhec-las e a necessidade de conhec-las. A
gama de indicadores
passveis de serem utilizados enorme: pH, OD, DBO, DQO, turbidez,
temperatura,
condutividade, nutrientes, metais pesados, agrotxicos, etc.,
entretanto nenhum deles poder
mostrar as mudanas se o objetivo do monitoramento no for
delineado (Makela e Meybeck,
1996; Chapman e Kimstach, 1997).
Para evitar a sndrome de rico de dados, mas pobre de informao
muitos programas de
monitoramento de qualidade de gua apresentam o estabelecimento
de objetivos claros e concisos
em reas crticas, que, associados a grupos especficos de variveis
ambientais tornam-se a
maneira menos dispendiosa de avaliar as alteraes (positivas ou
negativas) na qualidade de
gua.
Os impactos ambientais que a agricultura ocasiona so de natureza
difusa e adotando-se
uma abordagem de trabalho que leve em conta a bacia hidrogrfica
onde esta atividade insere-se,
podemos dizer que os efeitos so cumulativos no sentido
montante/jusante. Entretanto, os
parmetros indicadores destes impactos no so s vezes sensveis o
suficientes para avaliao
- 5 -
-
correta destes impactos, acrescentando-se ainda a influncia que
o clima provoca sobre estes
indicadores, principalmente a precipitao, mascarando sobre
maneira o comportamento destes
indicadores atravs de um efeito de sazonalidade (Toledo e
Ferreira, 2000).
Os rios so sistemas complexos caracterizados como escoadouros
naturais das reas de
drenagens adjacentes, que em princpio formam as bacias hdricas.
A complexidade destes
sistemas lticos deve-se ao uso da terra, geologia, tamanho e
formas das bacias de drenagem,
alm das condies climticas locais.
O uso de indicadores de qualidade de gua consiste no emprego de
variveis que se
correlacionam com as alteraes ocorridas na microbacia, sejam
estas de origens antrpicas ou
naturais.
Cada sistema ltico possui caractersticas prprias, o que torna
difcil estabelecer uma
nica varivel como um indicador padro para qualquer sistema
hdrico. Neste sentido, a busca
em trabalhos de campo a obteno de ndices de qualidade de gua que
reflitam resumidamente
e objetivamente as alteraes, com nfase para as intervenes
humanas, como os usos agrcolas,
urbanos e industriais (Couillard & Lefevbre, 1985).
As interaes entre as diversas variveis mensuradas numa amostra
de gua constituem no
ponto de partida para avaliao da qualidade da gua, desde que
estas interaes sejam obtidas de
uma distribuio amostral no espao e no tempo das variveis do
sistema a ser estudado
(Harmancioglu et al., 1998).
As fontes difusas de poluio, especialmente a agricultura, tm
sido objeto de ateno em
muitos pases devido dificuldade de se estabelecer procedimentos
de avaliao de impactos
ambientais e de adotar padres aceitveis, como outrora ocorreu
com as fontes pontuais (Parry,
1998; Sims et al., 1998). Embora estes autores enfatizem a
complexidade das fontes difusas no
mecanismo de transporte de fsforo em microbacias agrcolas, uma
abordagem mais ampla que
envolva outras variveis de qualidade de gua deve ser
considerada.
Varias tcnicas para elaborao de ndice de qualidade de gua tm
sido usadas, sendo a
mais empregada aquela desenvolvida pela National Sanitation
Foundation Institution e usada em
pases como EUA, Brasil, Inglaterra (Oliveira, 1993). Outros
ndices foram desenvolvidos
baseados em caractersticas fsico-qumicas da gua, como o de
Liebmann, Harkins; alm de
ndices baseados em caractersticas biolgicas, comumente
associados ao estado trfico dos rios.
Todos estes ndices contemplam um grau de subjetividade, pois
dependem da escolha das
- 6 -
-
variveis que constituiro os indicadores principais das alteraes
da qualidade de gua. ndices
baseados em tcnicas estatsticas favorecem a determinao dos
indicadores mais caractersticos
do corpo de gua em estudo, embora no permitam generalizaes para
todos os corpos de gua,
j que cada sistema hdrico, em princpio, possui sua caracterstica
peculiar (Haase e Possoli,
1993, Shoji, 1966). Por outro lado, como instrumento de avaliao
ao longo do tempo ou do
espao, estes ndices permitem acompanhar as alteraes ocorridas no
eixo hidrogrfico.
O monitoramento da qualidade das guas superficiais Consideraes
prticas
Muitos trabalhos de monitoramento de qualidade da gua j foram
desenvolvidos no
Brasil, sem entretanto constituir-se num padro a ser adotado em
mbito nacional. As
dificuldades encontradas pelos diversos rgos que se propuseram a
monitorar os recursos
hdricos vo desde os custos de implantao at a ausncia de pessoal
capacitado a gerenciar as
informaes produzidas. Dentre estas dificuldades, a falta de
definio nos objetivos do
monitoramento tem mostrado ser a causa de abandono de muitos
programas, uma vez que os
custos envolvidos em monitoramento de recursos hdricos
distribudos por uma ampla rea do
territrio nacional inviabilizam a continuidade de projetos que
no apresentaro resultados
satisfatrios num curto perodo de campanha.
Como mencionado acima, por razes diversas, a escolha dos
parmetros a serem
monitorados tem dependncia das caractersticas naturais da bacia
hidrogrfica em questo, alm
da escolha de variveis envolvidas nas alteraes ambientais objeto
de investigao. Assim
sendo, muitos destes programas que tinham o objetivo de
acompanhamento das variaes de
qualidade da guas se transformaram em diagnsticos pontuais com
pouca relao com as
mudanas encontradas na regio impactada.
Como metodologia factvel de ser aplicada em microbacias sob a
mais diferentes forma de
ocupao do solo, o uso de ndice de qualidade de gua a partir de
tcnicas estatsticas provem
uma ferramenta de avaliao centrada no objeto de estudo, com
vantagens de incorporar variveis
naturalmente presentes no ambiente. Por outro lado, por se
tratar de tcnica estatstica, a
avaliao da qualidade dos dados pode ser verificada e a seleo das
variveis mais sensveis que
poderiam ser usadas como indicadores poder ser revista a
qualquer tempo (Toledo e Nicolella,
2002).
- 7 -
-
Entre os estudos que aplicaram estes ndices, um trabalho feito
na cidade de Guara (SP)
mostra claramente o emprego da tcnica de analise fatorial na
construo de um ndice de
qualidade de gua, em um perodo de campanha de apenas um ano
(vide figura 2). Mais do que
definir valores estanques de IQA para apresentao de argumentos
fiscalizatorios, o trabalho
identificou os principais parmetros que afetam ou foram afetados
pelo uso do solo na microbacia
do crrego Jardim, alem de fornecer a relao de importncia de cada
parmetro na construo do
IQA. Em menor proporo, a sazonalidade associada s variaes de
qualidade de gua foi
tambm identificada (Toledo e Nicolella, 2002).
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
20/6
10/7 1/8
21/8
12/9
3/10
23/1
0
13/1
1
12/1
2
4/1
23/1
12/2 4/3
25/3
15/4 6/5
29/5
17/6
IQA
0
50
100
150
200
250
300
Prec
ipita
cao
(mm
)
Chuva Usina J1 J2 J3 J4
Figura 2. Distribuio espao-temporal do ndice de qualidade de gua
(IQA) aplicado na microbacia do ribeiro Jardim, Guara (SP).
No caso de Guara mostrada abaixo uma equao obtida na construo do
IQA
calculado pela tcnica fatorial, adotando o mtodo de Bartllet na
determinao do fator de escala:
IQA = 0,152P +0,166 NH4 +0,181 NO3 +0,169 TURB +0,157STS - 0,077
PO4-0,322OD +0,031
pH. +0,081. COND +0,057Clor
- 8 -
-
Nota-se que das variveis com maior poder de definio do IQA pra o
caso de Guara, o
oxignio apresenta influncia negativa, sendo as demais variveis
com influncia positiva a
amnia, o nitrato, a turbidez e o fsforo total, denotando que
estes parmetros seriam os que
deveriam constar prioritariamente em futuros programas de
monitoramento.
A aplicao desta tcnica de monitoramento por meio de ferramentas
estatsticas tambm
comea a ser adotada em pequenos programas de monitoramento,
principalmente associada s
atividades de pesquisa. Em Santa Catarina, a EPAGRI tambm se
utilizou o IQA para definio
das alteraes de qualidade de gua em microbacias, com vistas a
identificao dos impactos das
atividades agrcolas sobre os recursos hdricos (Toledo et all,
2001).
Da mesma maneira, no caso do trabalho realizado na regio
produtora de arroz de Itaja
(SC), a quantidade de variveis pesquisadas foram em nmero de
dezoito, sendo que as que mais
contriburam na definio do IQA foram nitrito, nitrato, fsforo
solvel, turbidez e fsforo total.
IQA =
0,12165.P+0,09602.Fe+0,20878.TURB-0,00553.pH-0,07053.COND+0,24166.NO2+
0,1335.NO3+0,06218.NH4+0,16888.PO4-0,07281.OD+0,10578.CT+0,06462.CF
-
0,09356.ALC-0,10834.DUR-0,00234.K-0,06398.Ca-0,0651.Mg+0,10256.TEMP
Dos estudos de caso apresentados deve-se considerar que mais
importante que os valores
numricos dos ndices, a seleo dos parmetros mais importantes de
se monitorar pelo uso de
mtodos estatsticos de construo de ndice de qualidade de gua
permite que os programas de
acompanhamentos da qualidade da ambiental sejam direcionados
para obteno de eficincia e
eficcia, em prazos mais curtos e com uso das disponibilidades de
infra-estruturas das instituies
envolvidas.
Por ltimo, ressalta-se que qualquer avaliao dos impactos
ambientais da agricultura
sobre os recursos hdricos dever contemplar uma viso de longo
prazo e, conjuntamente com os
demais usos dentro de uma microbacia, dever estabelecer
estratgias que evitem ou previnam a
ocorrncia degradao dos ecossistemas aquticos. O monitoramento
ambiental com objetivos
claros e especficos que considerem as caractersticas naturais do
ambiente aquticos podero
constituir-se em ferramentas eficientes para avaliao
proposta.
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA
- 9 -
-
CHAPMAN, D.; KIMSTACH, V. Selection of water quality variables.
In: CHAPMAN, D. (ed).
Water Quality Assessment. London: E&FN ISPON, 1997. p.
59-126.
COUILLARD, D; LEFEVBRE, Y. Analysis of water quality indices. J.
Environmental
Management. v. 21, n. 2, p. 161-179, 1985.
FAWCETT, R. S. Influences of the no-till system on drinkkabilty
of water; consequences on
water tratament and avalability. II Sem. Intern. Sistema Plantio
Direto. 6 a 9 out. Passo
Fundo (RS). Anais Embrapa-CNPT, pp 3-10, 1997.
HAASE, J.; POSSOLI, S. Estudo da utilizao da tcnica de anlise
fatorial na elaborao de um
ndice de qualidade de gua: comparao entre dois regimes
hidrolgicos diferentes, RS.
Acta Limnologica Brasiliensia, v.6, p.245-255, 1993.
HARMANCIOGLU, N.B.; OZKUL, S.A E ALPASLAN, M.N Water Monitoring
and Network
Design. In: HARMANCIOGLU, N.B.; SINGH, V.P. E ALPASLAN, M.N.
(Ed.).
Environmental Data Management. Water Science Tecnology Libary,
vol 27. The
Netherlands, Kluwer Academic Publishers, 1998. pp 61-100.
MAKELA A.; M. MEYBECK. Designing a monitoring programme. In:
BARTRAM, J & R.
BALLANCE (ed.) Water Quality Monitoring. 383pp. UNEP/WHO
E&FN Spon, London.
1996. pp35-59.
OLIVEIRA, J.B.; J.R.F. MENCK; J.L. BARBIERI; C.L. ROTTA E W.
TREMOCOLDI..
Levantamento Pedologico Semidetalhado do Estado de So Paulo:
Quadrcula de Araras.
Boletim Tcnico Instituto Agronmico, n 71, Campinas SP. 1982. 180
p.
PARRY, R. Agriculture phosphorus and water quality: A U.S.
Environmental Protection Agency
persperctive. Journal Environmental Quality. v. 27, p. 258-261,
1998.
RYFF, T. Microbacias hidrogrficas: Um novo conceito de
desenvolvimento rural. Agroanalysis
15(5), 8-11. 1997.
SANDERS, T.G.; ADRIAN D.D. Sampling frequencies for river
quality monitoring. Water
Resources Research 14, 569-576. 1978.
SIMS, J. T.; SIMARD, R. R.; JOERN, B. C.; SHARPLEY, A.
Phosphorus loss in agricultural
drainage: historical perspective and current research. Journal
Environmental Quality. v.
27, n. 2, p. 277-293, 1998.
- 10 -
-
SHOJI, H.; YAMANOTO, T.; NAKAMURA, T. Factor analysis on stream
pollution of the Yodo
River systems. Air and Water Pollution, v.10, p.291-299,
1966.
TOLEDO, L. G., NICOLELLA, G. ndice de qualidade de gua em
microbacia sob uso agrcola e
urbano. Scientia Agricola. Piracicaba: v.59, n.1, p.181 - 186,
2002.
TOLEDO, L.G.; DESCHAMPS, F. C.; NICOLELLA G.; NOLDIN, J. A.;
EBERHARDT, D. S.
Uso da anlise fatorial na avaliao do impacto ambiental da
cultura do arroz irrigado sobre a
qualidade das guas superficiais. Jaguarina (Embrapa Meio
Ambiente), Comunicado
Tcnico, p.4. Nov. 2001.
TOLEDO, L.G; FERREIRA, C.J.A. Impactos das atividades agrcolas
na qualidade da gua.
Rev. Plantio Direto, 58, p.21-27. Jun/Ago. 2000.
- 11 -
