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1 VIII Encontro Nacional de Engenharia de Sedimentos MONITORAMENTO DA QUALIDADE DA ÁGUA EM MICROBACIAS: ESTUDO DE CASO DA MICROBACIA MARACANÃ, SOMBRIO-SC. Álvaro José Back 1 & Sérgio Luiz Zampieri 2 ; Ivan Tadeu Baldissera 3 ; Francisco Deschamps 4 ; Hamiltom Justino Vieira 5 RESUMO: O componente monitoramento do Projeto Microbacias2 em Santa Catarina, tem como objetivo disponibilizar as informações para o planejamento e a reorientação das ações do Projeto. Neste trabalho avalia-se parte dos resultados do monitoramento dos parâmetros de qualidade da água da rede hídrica realizado no período de novembro de 2004 a maio de 2008, na microbacia Maracanã, localizada no município de Sombrio, SC. A microbacia com área aproximada de 24 km² tem ocupação principal a agricultura com destaque para as lavouras de fumo e arroz irrigado.Tomando como base a resolução 357/2005 do Conama para água de classe 2, observou-se que na foz da bacia: 31,8 % das amostras apresentam teor de E. coli acima do limite máximo; 5% das amostras apresentam pH abaixo do limite mínimo; 72,7% das amostras apresentavam teor de fósforo acima do limite máximo; para turbidez, nitrato e nitrito todas amostras estão em conformidade com a resolução. A concentração de sólidos totais média foi de 115 mg/L, sendo 78 % devido a sólidos dissolvidos e 21,2 % devido a sólidos solúveis. ABSTRACT: The monitoring component of the Project Microbacias2 in Santa Catarina, aims to make information available for planning and reorientation of the actions of the Project. In this work it is evaluated part of the results of the monitoring of the parameters of quality of the water of the hidric net accomplished in the period of November from 2004 to May of 2008, in microbasin- Maracanã, located in the municipality of Sombrio, SC. The watershed, with approximate area of 24 km², has main occupation the agriculture with emphasis for the crops of tobacco and irrigated rice. Taking as base the resolution 357/2005 of Conama for water of class 2, it was observed that in the mouth of the basin: 31,8% of the samples present levels of E. coli above the maximum limit; 5% of the samples present pH below the minimum limit, 72.7% of the samples showed levels of phosphorus above the maximum limit, for turbidity, nitrate and nitrite all samples are in accordance with the resolution. The average concentration of total solids was 115 mg/L, The average concentration of total solids was of 115 mg / L, being 78% due to dissolved solids and 21,2% due to soluble solids. Palavras-chave: sedimentos; coliformes. 1 Pesquisador Epagri, E.E. Urussanga, [email protected] . 2 Pesquisador Epagri, EPAGRI/Ciram, [email protected] 3 Pesquisador Epagri, EPAGRI/Cepaf, [email protected] 4 Pesquisador Epagri, EPAGRI/ E.E. Itajaí, [email protected] 5 Pesquisador Epagri, EPAGRI/Ciram, [email protected]

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VIII Encontro Nacional de Engenharia de Sedimentos

MONITORAMENTO DA QUALIDADE DA ÁGUA EM MICROBACIAS:

ESTUDO DE CASO DA MICROBACIA MARACANÃ, SOMBRIO-SC.

Álvaro José Back1 & Sérgio Luiz Zampieri

2; Ivan Tadeu Baldissera

3; Francisco Deschamps

4;

Hamiltom Justino Vieira5

RESUMO: O componente monitoramento do Projeto Microbacias2 em Santa Catarina, tem como

objetivo disponibilizar as informações para o planejamento e a reorientação das ações do Projeto.

Neste trabalho avalia-se parte dos resultados do monitoramento dos parâmetros de qualidade da

água da rede hídrica realizado no período de novembro de 2004 a maio de 2008, na microbacia

Maracanã, localizada no município de Sombrio, SC. A microbacia com área aproximada de 24 km²

tem ocupação principal a agricultura com destaque para as lavouras de fumo e arroz

irrigado.Tomando como base a resolução 357/2005 do Conama para água de classe 2, observou-se

que na foz da bacia: 31,8 % das amostras apresentam teor de E. coli acima do limite máximo; 5%

das amostras apresentam pH abaixo do limite mínimo; 72,7% das amostras apresentavam teor de

fósforo acima do limite máximo; para turbidez, nitrato e nitrito todas amostras estão em

conformidade com a resolução. A concentração de sólidos totais média foi de 115 mg/L, sendo 78

% devido a sólidos dissolvidos e 21,2 % devido a sólidos solúveis.

ABSTRACT: The monitoring component of the Project Microbacias2 in Santa Catarina, aims to

make information available for planning and reorientation of the actions of the Project. In this work

it is evaluated part of the results of the monitoring of the parameters of quality of the water of the

hidric net accomplished in the period of November from 2004 to May of 2008, in microbasin-

Maracanã, located in the municipality of Sombrio, SC. The watershed, with approximate area of 24

km², has main occupation the agriculture with emphasis for the crops of tobacco and irrigated rice.

Taking as base the resolution 357/2005 of Conama for water of class 2, it was observed that in the

mouth of the basin: 31,8% of the samples present levels of E. coli above the maximum limit; 5% of

the samples present pH below the minimum limit, 72.7% of the samples showed levels of

phosphorus above the maximum limit, for turbidity, nitrate and nitrite all samples are in accordance

with the resolution. The average concentration of total solids was 115 mg/L, The average

concentration of total solids was of 115 mg / L, being 78% due to dissolved solids and 21,2% due to

soluble solids.

Palavras-chave: sedimentos; coliformes.

1 Pesquisador Epagri, E.E. Urussanga, [email protected]. 2 Pesquisador Epagri, EPAGRI/Ciram, [email protected] 3 Pesquisador Epagri, EPAGRI/Cepaf, [email protected]

4 Pesquisador Epagri, EPAGRI/ E.E. Itajaí, [email protected] 5 Pesquisador Epagri, EPAGRI/Ciram, [email protected]

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INTRODUÇÃO

O crescimento demográfico e as diversas pressões de uso e demanda dos recursos naturais,

acabaram contribuindo para a rápida degradação e redução da disponibilidade da água de qualidade.

Estes aspectos têm servido de alerta para que a sociedade discuta e busque as melhores condições

de sustentabilidade ambiental.

O uso inadequado do solo, associado a despreocupação das populações do meio rural em

relação a preservação da qualidade da água, acaba afetando negativamente as fontes e poços. Dessa

forma, comprometem as condições de saúde e qualidade de vida, pois via de regra, a água para

consumo e uso doméstico no meio rural tem origem nestes locais. Se no meio urbano, a

disponibilidade e a qualidade da água tratada e destinada ao consumo humano pode ser considerada

boa, o mesmo não ocorre no meio rural (Alves et al., 2002). Portanto, ações de extensão rural para o

treinamento das populações rurais em formas de preservação e manutenção da qualidade da água

são ainda necessárias. Isto ganha importância se considerar que o meio rural pode contribuir de

forma decisiva para a garantia de água para os centros urbanos.

As desigualdades na disponibilidade e distribuição da água de boa qualidade a população,

pode se constituir em discussão ética (Pontes e Schramm, 2004). Isto pode ser entendido,

considerando-se a água como um bem comum à sociedade, cabendo ao estado a responsabilidade de

garantir o acesso não somente a água potável, mas também ao saneamento básico. Este último

assume especial importância nos conglomerados urbanos, apresentando efeitos diretos tanto na

qualidade quanto na quantidade de água disponível para a população.

O Projeto Microbacias2 que está sendo conduzido no Estado de Santa Catarina, e tem como

prioridade: a redução da pobreza rural; e a melhoria e a gestão dos recursos naturais. Neste enfoque,

a renda e o sustento das famílias rurais mais pobres tendem a melhorar segundo o Banco Mundial

(2002), na medida em que efetivamente: (i) realmente haja esforços por parte do Governo para

integrar a sustentabilidade ambiental e social às estratégias de desenvolvimento e à redução da

pobreza; (ii) que seja intensificada a governança local e a participação comunitária na tomada de

decisões; (iii) que ocorra a reversão da degradação do solo e a melhoria da proteção dos recursos

naturais no âmbito estadual; e (iv) na consolidação de oportunidades para seja gerada renda e

possibilidades de sustento para as famílias dos pobres rurais (Banco Mundial, 2002).

Um dos focos prioritários deste projeto é a melhoraria e a gestão dos recursos naturais. Neste

contexto a reversão da degradação do solo e a melhoria da proteção dos recursos naturais,

notadamente a água. No Projeto Microbacias2 foi previsto o monitoramento socioeconômico e

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ambiental de sete microbacias representativas das regiões hidrográficas do Estado de Santa Catarina

(SC). Os critérios utilizados para selecionar as microbacias trabalhadas foram: (i) o grau de

contaminação das águas por agrotóxicos e/ou dejetos suínos; (ii) o nível de pobreza das

comunidades rurais; (iii) a forma e utilização da água para abastecimento; e (iv) o índice de

intensidade de uso da terra (erosão).

Este trabalho tem como objetivo analisar os dados de qualidade da água e de sólidos em

suspensão da microbacia Maracanã, localizada no município de Sombrio, sul de Santa Catarina.

MATERIAL E MÉTODOS

A microbacia Maracanã está localizada no município de Sombrio, tem como principal rio o

Córrego Garuva com uma área de drenagem de aproximadamente 24 km², sua foz é no Rio da Lage,

principal rio da Bacia hidrográfica do Rio Mampituba (Figura 1). O perímetro da microbacia é de

28,55 km, classificada segundo critério de Strahler como bacia de 4°ordem. O comprimento do rio

principal de 7,6 km e o comprimento total dos cursos da água é de 56,2 km. O coeficiente de

compacidade Kc é de 1,63 e a densidade de drenagem de 2,34 km/km². A altitude máxima da bacia

é de 340 metros e atitude mínima de 9 metros.

Na microbacia existem 120 propriedades rurais, com 139 famílias de produtores. Na produção

agrícola destacam-se as principais atividades, que são: (i) fumo (1.707 ha); arroz irrigado (1.290

ha); milho (700 ha); mandioca (200 ha); e feijão (170 ha). Em relação aos cultivos permanentes as

principais atividades são: (i) banana (400 ha); e (ii) maracujá (50 ha). Na pecuária o plantel de

frango totaliza (240.000 aves); bovinos (5.600 cabeças); e suínos (1.080 cabeças).

O clima da região, segundo classificação de Koeppen é mesotermico úmido, com verões

quentes (Cfa). A temperatura média anual está na faixa de 17,0 a 19,3°C, com as máximas variando

de 23,4 a 25,9°C e as mínimas de 12,0 a 15,1°C. A precipitação total anual varia entre 1220 a 1660

mm e a evapotranspiração média anual varia de 800 a 1000 mm (Pandolfo et al., 2002).

Os parâmetros analisados nestas amostras foram os seguintes: coliformes fecais, temperatura;

oxigênio dissolvido; turbidez, pH; nitrato; nitrito; fósforo total; determinação de sólidos suspensos.

Os métodos analíticos utilizados na análise dos parâmetros em estudo estão baseados nas descrições

da Standard Methods (20ª edição) e, em manuais da Cetesb. Os coliformes são determinados por

método enzimático (Colilert) para a detecção e quantificação simultâneas de coliformes

termotorerantes (E. coli) e totais. Pela natureza desses parâmetros, as medições de temperatura, pH,

e oxigênio dissolvido foram realizados no momento da coleta das amostras. Estas medidas foram

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determinadas com uma multissonda de campo da marca Orion modelo 1230. Para as demais

determinações, as amostras foram transportadas para o laboratório de análise de águas da Estação

Experimental de Urussanga, da Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa

Catarina (Epagri).

Figura 1. Localização da área de estudo

As coletas de sedimentos em suspensão foram realizadas conforme descrito por Carvalho et

al. (2000) e Back (2006) utilizando-se o amostrador DH48, sendo o método de integração vertical

usando amostragem por igual o incremento de largura. A determinação dos sólidos totais foi

realizada por secagem.

O monitoramento da vazão foi realizado com a instalação de uma estação fluviométrica com

réguas linimétricas e um sensor de nível acoplado a um sistema de armazenamento e transmissão de

dados, com registros em intervalos de quinze minutos. Com a curva chave ajustada foram

convertidos os dados da nível em vazão.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Na Figura 2 estão representados os valores de E. coli nas amostras de água. As bactérias do

grupo coliforme indicam a presença de contaminação fecal, onde o grupo é composto pelos gêneros

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Klebsiella, Escherichia, Serratia, Erwenia e Enterobacteria. A presença de coliformes

termotolerantes na água é um indicativo que mostra a contaminação dos recursos hídricos por

esgotos, possibilitando a presença de patogênicos, mostrando a probabilidade de existência de

pessoas doentes ou portadoras no meio da população doenças de veiculação hídrica, tais como febre

tifóide, febre paratifóide, disenteria bacilar e cólera (CETESB, 2000, Amaral et al., 2003,Alexandre,

2007). Observa-se que na nascente 96,6 % das amostras apresentam valores de E. coli abaixo do

limite estabelecido na resolução 357/05. Já no ponto monitorado na foz da bacia estes o valor médio

é de 2311 NMP/100 ml, e 31,8 % das amostras apresentam valores de coliformes superiores ao

limite estabelecido pela resolução. Também foi observado que os maiores valores de coliformes

ocorreram em épocas com maior precipitação, que causam o escoamento e carreamento de matéria

orgânica para os corpos hídricos.

Figura 2. E. coli nas amostras de água na microbacia Maracanã, Sombrio-SC.

Estes resultados apresentados refletem apenas o estado de saneamento da área rural, que pode

afetar inclusive a qualidade da água destinada ao consumo humano. Sabe-se também que as maiores

contribuições de coliformes termotolerantes na microbacia, advém da criação animal, além da falta

de saneamento das residências. Desse modo, a deposição de dejetos animais de forma inadequada,

resulta em movimentação de parte destes compostos para os rios por ocasião das chuvas. Embora

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seja um problema difícil de solucionar, algumas ações para ordenar melhor o manejo de dejetos

animais podem resultar na diminuição da concentração de coliformes na água de escoamento

superficial. Isto poderá auxiliar na redução dos riscos de contaminação das fontes de água para

consumo humano, impedindo que a água possa servir de veículo de disseminação de patógenos que

podem comprometer a saúde da população rural (Amaral et al., 2003).

A temperatura das amostras de água variou entre 11,0 °C e 26,7°C (Figura 3), refletindo as

caraterísticas climáticas da região. Segundo Richter (1991), a temperatura da água tem importância

por sua influência sobre as outras propriedades, como: acelera reações químicas, reduz a

solubilidade dos gases, acentua a sensação de sabor e odor. A temperatura é um fator que

influencia quase todos os processos físicos, químicos e biológicos na água.

Figura 3. Temperautra das amostras de água na microbacia Maracanã, Sombrio-SC.

As variações de temperatura são partes do regime climático, copos de águas apresentam

variações sazonais e diurnas, bem como a estratificação vertical. A temperatura é influenciada por

fatores tais como latitude, altitude, estações do ano, período do dia, taxa de fluxo e profundidade.

(CETESB, 2007). No mesmo sentindo CETESB (2007) relata que os organismos aquáticos

possuem limites de tolerância térmica superior e inferior, temperaturas ótimas para o crescimento,

temperaturas preferidas em gradientes térmicos e limitações de temperatura para migração da

desova e incubação do ovo. EPAGRI (2005) ressalta que os organismos aquáticos suportam

determinadas temperaturas, mas quando as oscilações forem ultrapassadas venha acarretar a morte

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dos organismos aquáticos. Em relação ao parâmetro temperatura da água não existem limites

estabelecidos pela legislação em vigor, tanto para a água de consumo humano e, igualmente para a

rede hídrica.

Na Figura 4 são representados os valores de oxigênio dissolvido, onde observa-se que apenas

9,1% das nas amostras da nascente encontram-se abaixo do limite mínimo estabelecido pela

resolução, enquanto que tdas as amostras da foz apresentaram valores de oxigênio dissolvido acima

do limite mínimo. O oxigênio dissolvido é essencial para a sobrevivência dos organismos aquáticos

aeróbicos, dependendo da quantidade de oxigênio dissolvido e o tipo de matéria orgânica instável

que está presente na água. O oxigênio dissolvido também é essencial para a manutenção de

processos autodepuração em sistemas aquáticos naturais e estação de tratamentos de esgotos. Os

níveis de oxigênio dissolvido também indicam a capacidade do corpo da água natural manter a vida

aquática. Também é importante destacar que existe uma relação inversa do teor de oxigênio

dissolvido com a atitude e temperatura, em temperaturas mais elevadas ou em altitudes maiores a

concentração de oxigênio dissolvido na água é menor.

Figura 4. Oxigênio dissolvido das amostras de água na microbacia Maracanã, Sombrio-SC.

Na Figura 5 estão representados os valores de turbidez, onde observa-se que em geral os

valores de turbidez estão muito abaixo do limite máximo estabelecido pela legislação, sendo o valor

médio para o ponto localizado na nascente de 9,0 NTU e na foz de 27,8 NTU. Destaca-e também

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um valor de 124,7 NTU observado na nascente, que pode ter causado pela erosão em função das

fortes chuvas ocorridas. A turbidez representa o grau de interferência com a passagem da luz

através da água, conferindo uma aparência turva à mesma (Sperling, 1996). Segundo Macedo

(2004), as partículas constituídas por plâncton, bactérias, argilas, silte em suspensão fontes de

poluição que lançam material fino entre outros acabam aumentando a turbidez e reduzindo a zona

eufótica, onde é nesta zona de luz que ocorre a fotossíntese. A turbidez pode ter origem natural ou

antrópica, quando de origem natural não apresenta problemas sanitários diretos, mas causa efeitos

estéticos indesejáveis. Na área em estudo destacam-se erosões das áreas agrícolas e em especial o

cultivo do arroz irrigado, que se não conduzido de forma adequada pode causar o aumento da

turbidez nas águas.

Figura 5. Turbidez das amostras de água na microbacia Maracanã, Sombrio-SC.

Os valores de pH, variaram entre 5,6 a 7,3, com média de 6,4 para a nascente e 6,5 para as

amostras da foz (Figura 6). Observa-as ainda que menos de 5 % das amostras tem valor de pH

abaixo do limite mínimo estabelecido pela legislação. Alexandre (2007), comenta que a variação

do pH está ligada pela ação antropogênica através dos despejos domésticos e industriais, e a ação

natural, como por exemplos a fotossíntese, dissolução de rochas e oxidação de matéria orgânica.

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CETESB (2007) comenta que a influência do pH sobre os ecossistemas aquáticos naturais dá-se

diretamente devido a seus efeitos sobre a fisiologia das diversas espécies. O efeito indireto é um

fator importante onde às condições de pH contribuem para a precipitação de elementos tóxicos

como metais pesados e exercer efeitos a solubilidade de nutrientes dificultado a descontaminação.

Alterações bruscas do pH da água podem acarretar no desaparecimento de espécies endêmicas

naquele ambiente, além disso a variação da faixa recomendada pode alterar o sabor da água e

muitos casos contribuírem para a corrosão dos sistemas de distribuição de água.

Os efeitos de variação de pH podem trazer sérios problemas ambientais, como até a morte da

biota dos recursos hídricos. Alexandre (2007) aponta como efeitos da pH na faixa de 6,5 a 7,0:

redução de reprodução de alguns crustáceos; freqüência de desova e número de ovos de algumas

espécies de peixes; comunidade de plâncton, plantas superiores e invertebrados (exceto crustáceos)

não são afetados; metais pesados ou cianetos não provocam efeitos letais. Para a faixa de pH de 6,0

a 6,5: comunidade de plâncton e plantas aquáticas superiores relativamente normais. Aumento na

freqüência de fungos, redução na taxa de reprodução de micro e macro crustáceos. E para a faixa de

pH de 5,5 a 6,0: taxas de crescimento e desova de peixes reduzidas, apenas pequenas populações.

Poucas espécies podem resistir a este intervalo. Populações de moluscos significantemente

reduzidos. Redução do processo de decomposição pelas bactérias do solo e da água.

Figura 6. pH das amostras de água na microbacia Maracanã, Sombrio-SC.

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Os valores de fósforo nas amostras de água mostram que 43,2 % e 72,7 % das amostras da

nascente e foz, respectivamente, se encontram acima do limite estabelecido pela legislação, sendo

que os valores variam entre 0,0 e 1,6 mg/L. O fósforo chega às águas de superfície através de várias

fontes naturais, como fontes pontuais e difusas, porém de origem antropogênica. Está presente nas

fezes, é utilizado em adubos na forma de combinações inorgânicas, além de alguns pesticidas na

forma de organofosforado (EPAGRI, 2005). Segundo Macedo (2004), o fósforo pode causar

impacto ambiental ao solo e a água quando usado em excesso, o fósforo associado a outros

elementos químicos acabam contribuindo nos processos de eutrofização do manancial.De acordo

com Cetesb (2007), o fósforo nas águas naturais é decorrente das descargas de esgotos sanitários,

detergentes, efluentes industriais de industriais de fertilizantes, pesticidas, químicas em geral,

conservas alimentícias, abatedouros, frigoríficos e laticínios.

Figura 7. Fósforo nas amostras de água na microbacia Maracanã, Sombrio-SC.

Os valores de nitrito (Figura 8) obtidos nas amostra apresentam valores médios de 0,004

mg/L e 0,020 mg/L para amostras coletadas na nascente e foz, respectivamente. O valor mais alto

encontrado foi de 0,1 mg/L representado somente 10% do valor máximo permitido pela legislação

(Figura 8). O nitrito (NO2-) é um ânion do ácido nitroso, onde compostos de nitrito são bastante

solúveis em água, é um intermediário natural na oxidação do amônio para o nitrato. Normalmente

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este composto é oxidado imediatamente para nitrato, estando a concentração desse intermediário em

valores mínimos (cerca de 0,02 mg/L N-NO2-) e não influenciando na qualidade da água. Elevando

a concentração de NH4+

ou valores elevados de pH e temperatura, a nitrificação pode ocorrer a uma

velocidade alta e elevando concentrações de nitrito tóxico para os peixes (EPAGRI, 2005). O

nitrito, assim como suas fontes, são de compostos ricos em nitrogênio com utilização expressiva

na agricultura, usado tanto na forma natural (adubos orgânicos) e na forma sintética (adubos

nitrogenados). A adubação realizada em excesso acaba sendo carreada nos corpos hídricos aumento

os teores, levando ao desencadeamento no processo de eutrofização, associados com outros

elementos presentes como o fósforo (CETESB, 2007).

Para nitrato (Figura 9) foram obtidos os valores médios de 0,76 mg/L e 1,44 mg/L para os

pontos de nascente e foz, respectivamente. O valor máximo obtido foi de 4,12 mg/L, sendo todas

amostra dentro do limite máximo estabelecido pela legislação.

Figura 8. Concentração de nitrito das amostras de água na microbacia Maracanã, Sombrio-SC.

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Figura 9. Concentração de nitrato das amostras de água na microbacia Maracanã, Sombrio-SC.

Na Figura 10 estão indiados os valores de concentração de sedimentos em suspensão nas

amostras da foz da microbacia do Maracanã, onde observa-se que a concetração de sólidos totais

varia de 67 a 209 mg/L, com média de 115,1 mg/L. Nos sólidos suspensos estão incluídos a argila

originada da erosão do solo e manejo de água na lavoura de arroz, que apresenta grande

variabilidade em função da época do ano e da distribuição das chuvas. Em média 78,8 % dos

sólidos totais são devido aos sólidos dissolvidos e 21,2 % devido aos sólidos soluveis. Com os

dados de vazão obteve-se a decarga sólida da microbacia (Figura 11), com valores médios de 7,86

t/dia atingido picos de 49,5 t/dia.

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Figura 10. Concentração de sólidos nas amostras de água na microbacia Maracanã, Sombrio-SC.

Figura 11. Descarga sólida da microbacia Maracanã, Sombrio-SC.

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CONCLUSÕES

Pode-se observar que nas amostras da rede de drenagem, os parâmetros que comprometem a

qualidade da água segundo a resolução CONAMA 357/2005, são basicamente coliformes, fósforo.

A concentração de sedimentos em suspensão média foi de 115,1 mg/L gerando a descarga sólida

média de 7,86 t/dia.

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VIII Encontro Nacional de Engenharia de Sedimentos

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