QUALIDADE DAS ÁGUAS DO RIO GRAVATAÍ 97.pdf · 2002. 10. 16. · a bacia do Sinos ao norte, com a lagoa dos Barros a leste, com contribuintes da Lagoa dos Patos ao sul, com arroio

QUALIDADE DAS ÁGUAS DO RIO GRAVATAÍ

1997

PREFEITURA MUNICIPAL DE PORTO ALEGRE

DEPARTAMENTO MUNICIPAL DE ÁGUA E ESGOTOS

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1997


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Autores

Quím. Iara Conceição Morandi

Quím. Marilda Lurdes Bringhenti

Porto Alegre, dezembro de 1997


DIVISÃO DE PESQUISA

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Raul Pont


Dieter Wartchow

SUPERINTENDÊNCIA DE DESENVOLVIMENTO

Francisco Antônio Costa de Oliveira

DIVISÃO DE PESQUISA

Maria Mercedes Bendati

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SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ........................................................................................... 05 2 METODOLOGIA........................................................................................ 05 2.1. Período e freqüência de coleta .............................................................. 05 2.2. Localização e caracterização das estações de amostragem................... 06 2.3. Procedimento de coleta ......................................................................... 06 2.4. Metodologia analítica............................................................................ 09 2.5. Tratamento e avaliação dos dados ........................................................ 09 3 O RIO GRAVATAÍ - CARACTERÍSTICAS GERAIS.............................. 11 4 ENQUADRAMENTO E USOS .................................................................. 12 5 CARACTERIZAÇÃO DAS ÁGUAS DO RIO GRAVATAÍ..................... 13 6 CONCLUSÕES ........................................................................................... 40 7 RECOMENDAÇÕES.................................................................................. 42 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................. 43 ANEXOS ......................................................................................................... 46

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1 INTRODUÇÃO O rio Gravataí forma-se a partir da junção das águas do Banhado Grande, Chico Lomã e Pachecos, a leste da bacia hidrográfica do Guaíba. Nasce no município de Santo Antônio da Patrulha e tem sua foz no Delta do Jacuí, entre as cidades de Porto Alegre e Canoas. Em seu percurso atravessa os municípios de Santo Antônio da Patrulha, Glorinha, Gravataí, Cachoeirinha, Alvorada, Viamão, Canoas e Porto Alegre. A bacia de drenagem do rio Gravataí, junto à nascente, caracteriza-se por atividade agropecuária (pecuária e orizicultura em rotação) e no curso médio e inferior suas águas são, principalmente, utilizadas para abastecimento público e industrial, como receptoras de despejos domésticos e efluentes industriais, navegação e, em menor escala, para balneabilidade. O Departamento Municipal de Água e Esgotos-DMAE, através da Divisão de Pesquisa, realiza o monitoramento rotineiro dos rios formadores da bacia do Guaíba (Gravataí, Sinos, Caí e Jacuí) para conhecer a qualidade sanitária de seus contribuintes e seus reflexos no manancial, que é a principal fonte de abastecimento da cidade de Porto Alegre. A sub-bacia do rio Gravataí, apesar de contribuir em pequena percentagem, cerca de 2,7%, na formação da bacia hidrográfica do Guaíba, é um formador que deve receber um controle constante da qualidade de suas águas, principalmente, junto a foz, onde são lançados os efluentes de várias atividades industriais desenvolvidas na região, além da acentuada contribuição dos despejos domésticos das cidades de Alvorada, Gravataí, Cachoeirinha, Canoas e Zona Norte da cidade de Porto Alegre. Esta publicação, que abrange os dados amostrados de fevereiro/92 a dezembro/93, tem por objetivos realizar um estudo da qualidade físico-química e bacteriológica das águas da sub-bacia do rio Gravataí e verificar as possíveis alterações no decorrer do tempo nas águas e sedimento de fundo deste rio. A partir do monitoramento realizado e da avaliação dos dados será possível fornecer subsídios para medidas a serem adotadas para preservação das águas deste manancial. Além disso, fundamentado neste estudo serão planejados os futuros programas de monitoramento para esta sub-bacia. O DMAE-DVP vem desenvolvendo estudos sobre a qualidade das águas deste rio desde 1971, já tendo publicado vários trabalhos: (DMAE, 1972; DMAE, 1981; Maizonave & Bendati,1994; Bendati et all, 1997). 2 METODOLOGIA 2.1 Período e freqüência de coleta O monitoramento do rio Gravataí foi realizado no período de fev/92 a dez/93, com freqüência bimestral, perfazendo em média, doze dados analíticos para cada característica analisada.

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2.2 Localização e caracterização das estações de amostragem Foram demarcadas seis estações de amostragem ao longo do rio Gravataí, as quais foram monitoradas e avaliadas neste relatório (mapa em anexo). Estão descritas abaixo a localização e a caracterização das estações. SGII - arroio Chico Lomã - município de Santo Antônio da Patrulha. O arroio Chico Lomã é um dos formadores do Banhado Grande. Este ponto de coleta está

localizado em zona rural e sofre influência das práticas desenvolvidas no cultivo do arroz, como o uso de alcalinizantes, fertilizantes e defensivos agrícolas. Também recebe contribuição da atividade pecuária desenvolvida em rotatividade com a orizicultura.

SGI - saída do Complexo do Banhado Grande - município de Glorinha.

A bacia de drenagem do rio Gravataí é formada por um conjunto de arroios que constituem o Complexo do Banhado Grande, com uma área de, aproximadamente, 60Km2 (METROPLAN, 1985). Este local, onde é encontrada uma rica diversidade de espécies de fauna e flora nativas da região, deverá ser preservado para manutenção do equilíbrio ecológico do meio. Segundo publicação da Fundação Zoobotânica, “o Complexo do Banhado Grande é criadouro natural de peixes, pelo fato dos alevinos encontrarem ali alimentação rica, permitindo que a reprodução e o crescimento ocorram normalmente neste ambiente” (Fundação Zoobotânica do RS, 1983).

GIV - rio Gravataí, Passo dos Negros - município de Gravataí.

Aproximadamente 3Km a jusante da saída do Complexo do Banhado Grande e a 4 km a montante da estação GII.

GII - rio Gravataí - divisa dos municípios de Alvorada e Gravataí.

Aproximadamente 2Km a montante do arroio Demétrio (dos Ferreiros) e 200m a montante da captação da CORSAN. Recebe contribuição de despejos domésticos e industriais do município de Gravataí.

GI - rio Gravataí - divisa dos municípios de Alvorada e Cachoeirinha.

Aproximadamente 200m a montante do arroio Feijó. Recebe contribuição de esgotos domésticos e despejos industriais das cidades de Gravataí e Alvorada.

31 - rio Gravataí - divisa dos municípios de Canoas e Porto Alegre.

Aproximadamente 100m a montante da foz, antes do arroio das Garças. Recebe forte carga poluidora doméstica e industrial dos municípios de Alvorada, Cachoeirinha, Canoas e zona norte da cidade de Porto Alegre.

2.3 Procedimentos de coleta Os procedimentos e metodologias aplicados a coleta de amostras seguem o Guia de Coleta e Preservação de Amostras de Água, editado pela CETESB (la edição, São Paulo, 1988). As coletas foram realizadas com o uso de embarcação de pequeno porte.

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As amostras de água superficial para análises físico-químicas e bacteriológicas foram coletadas a uma profundidade de 1,20m, como referencial de amostragem, sendo utilizado como equipamento o amostrador de Van Dorn. O sedimento de fundo para caracterização físico-química foi extraído com draga de Petersen. A medida de transparência foi realizada com disco de Secchi e a de temperatura com termômetro de mercúrio. 2.4 Metodologia analítica As análises físico-químicas e bacteriológicas seguiram os métodos descritos no Standard Methods For the Examination of Water and Wastewater (APHA 1989), à exceção do nitrato que foi determinado através do método do ácido fenoldissulfônico. Na tabela 1 estão relacionadas as características analisadas e seus respectivos métodos de determinação. 2.5 Tratamento e avaliação dos dados A avaliação estatística dos dados foi realizada utilizando a média aritmética para as características físico-químicas e média geométrica para os parâmetros bacteriológicos, sempre observando-se os valores isolados para que a média não sofresse uma significativa distorção. Para verificar a condição do rio foi utilizada a Resolução no 20/86 do CONAMA, que classifica as águas nacionais, segundo seus usos preponderantes, em classes. Esta Resolução especifica os parâmetros e limites associados aos níveis de qualidade requeridos para cada trecho de um determinado corpo d’água. Baseando-se nesta Resolução foram observados os teores máximos para as características físico-químicas, à exceção do oxigênio dissolvido, onde foi considerado o valor mínimo. Para o parâmetro coliforme fecal foi utilizado o limite estabelecido para cada classe, observando que este não ultrapassasse em 80% ou mais, em pelo menos cinco amostras mensais , colhidas em qualquer mês. Na avaliação dos sedimentos de fundo do rio foi utilizada a classificação de Bowden in Prater & Anderson - 1976/77, que estabelece limites para diversos níveis de poluição como: não poluído, moderadamente e altamente poluído. Com o objetivo de comparar a qualidade da água e sedimento na foz do rio Gravataí com a foz dos demais formadores do Guaíba, foi realizado um levantamento dos dados médios obtidos no período de 92/93 destes locais e elaborado um estudo comparativo. Para verificar, com o passar do tempo, a qualidade das águas do rio Gravataí, foram comparados os dados médios gerados no período de 1992 a 1993 com os valores médios obtidos nas amostragens que compreendem o período de 1987 a 1991, ou seja, cinco anos anteriores. Esta avaliação foi realizada somente para as estações GII, GI e 31, pois o monitoramento nas demais estações (SGII, SGI e GIV) iniciou em fevereiro de 1992.

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Tabela 1: Métodos analíticos das características determinadas

CARACTERÍSTICAS

MÉTODOS ANALÍTICOS

Alcalinidade Método da titulação potenciométrica até pH pré-determinado.

Arsênio Método dietilditiocarbamato de prata Cianeto Total Método piridina-pirazolona ou nitrato de prata

com destilação prévia. Coliformes Totais e Fecais Técnica dos tubos múltiplos Condutividade Método do condutivímetro Contagem em Placas de Bactérias Heterotróficas (CBH)

Técnica de “Pour-Plate”

Cor Método da platina-cobalto padrões perma- nentes

Cloreto Método do nitrato de mercúrio Cromo Hexavalente Método colorimétrico da difenilcarbazida Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO5) Método Winkler com modificação da azida,

diluição e incubação por 5 dias a 20°C. Demanda Química de Oxigênio (DQO) Método do refluxo aberto com dicromato de

potássio Dureza Método titulométrico do EDTA Fenol Método da aminoantipirina Fosfato Orto Método do ácido ascórbico Fosfato Total Método do ácido ascórbico e digestão com

persulfato de potássio Mercúrio Técnica de geração de vapor Metais (Ca, K, Na, Fe, Mn, Cu, Co, Zn, Mo, Ag, Ba, Cd, Pb, Cr total, Li, Ni, V, Al, Be, Sn e Sr)

Método da espectrofotometria de emissão e absorção atômica com digestão ácida

Nitrito Método da sulfanilamida e da N-(1-Naftil) etilenodiamina

Nitrogênio Amoniacal Método da destilação prévia e nesslerização ou titulação

Nitrogênio Kjeldahl Método da determinação do N na forma de amônia por nesslerização e titulação

Nitrogênio Orgânico Método da digestão, destilação, nesslerização ou titulação

Oxigênio Dissolvido (OD) Método de Winkler com modificação da azida pH Método eletrométrico Selênio Método colorimétrico da diaminobenzidina Sólidos Sedimentáveis Método do cone Imhoff Sólidos Totais, Suspensos e Dissolvidos Método gravimétrico Streptococos Fecal Técnica de Tubos Múltiplos Sulfato Método gravimétrico Sulfeto Total Método do azul de metileno Surfactantes Método do azul de metileno Turbidez Método nefelométrico

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3 O RIO GRAVATAÍ - CARACTERÍSTICAS GERAIS O rio Gravataí, um dos afluentes do Guaíba, tem sua bacia hidrográfica limitando-se com a bacia do Sinos ao norte, com a lagoa dos Barros a leste, com contribuintes da Lagoa dos Patos ao sul, com arroio Dilúvio a sudoeste e o Delta do Jacuí a oeste (17). A bacia do Gravataí tem uma área de cerca de 2200Km2 (FEPAM, 1991). É formada pela contribuição de diversas sub-bacias (Tabela 2).

Tabela 2: Formadores da bacia do rio Gravataí.

PLANÍCIE

Designação Margem Foz Km

Arroio Veadinho extremo Arroio Chico Lomã leste 81,5 Arroio Sanga dos Freitas esquerda 78,5 Arroio Miraguaia direita 74,0 Arroio Grande direita 72,0 Canal Águas Claras esquerda 52,5 Arroio do Pinto direita 51,5 Arroio do Vigário Arroio da Alexandrina esquerda 51,5 Demais bacias e planície -

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RIO GRAVATAÍ

Designação Margem Foz Km

Arroio Demétrio direita 36,5 Arroio Águas Belas esquerda 27,5 Arroio da Figueira esquerda 24,8 Arroio Barnabé direita 23,8 Arroio Feijó esquerda 21,5 Arroio Brigadeiro direita 16,0 Arroio Sarandi esquerda 13,5 Arroio da Areia esquerda 12,0 Canal do Conduto direita 10,5 Vala Rio Branco direita 8,2

Fonte: DNOS - Planejamento integrado dos recursos hídricos da bacia do rio Gravataí. Porto Alegre, 1985.

O rio Gravataí apresenta um comportamento hidráulico diferenciado nas nascentes, Banhado Grande e curso do rio propriamente dito. Suas nascentes são formadas por vertentes, em altitude de até 400m, no município de Santo Antônio da Patrulha. As águas destas nascentes dão origem a formação do Complexo do Banhado Grande. Este Complexo é formado pelas águas dos banhados Grande, Pachecos e Chico Lomã, sendo este último, o que apresenta a maior área de contribuição. Estes banhados originaram-se devido a condição de planície, com declividade muito pequena e lençol freático elevado.

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Os banhados formadores do Complexo do Banhado Grande “funcionavam como reservatórios, retendo os excessos de precipitação, consequentemente atenuando os picos das enchentes e mantendo uma certa vazão nos períodos de falta de precipitação” (10). Em função de obras de drenagem realizadas pelo extinto DNOS e sistema de canais secundários executados pelos agricultores para irrigação das culturas de arroz, o banhado sofreu uma redução acentuada, apresentando, atualmente, cerca de 50Km2, ocasionando um desequilíbrio no seu regime hidrológico. Este desequilíbrio provocou um aumento nas vazões de pico pela falta de retenção do banhado e uma redução nas vazões de estiagem, devido a destruição da formação natural deste Complexo. Desta forma, a função que o banhado exercia de reter a água em situações de intensa precipitação pluviométrica e liberar, quando em períodos de estiagem, ficou bastante reduzida. Após o banhado a, aproximadamente, 2Km a montante do Passo dos Negros, no chamado Passo do Vau, inicia-se o curso do rio Gravataí propriamente dito. A extensão do rio Gravataí, do Passo do Vau até a foz, é de 39Km. Ao longo deste curso, o rio apresenta fortes meandros variando muito sua largura, velocidade e profundidade, mesmo em pequenos trechos. Além disso, o seu leito apresenta-se praticamente horizontal, com pouca declividade, possuindo as mesmas cotas no Passo dos Negros e na foz. A pouca declividade do leito do rio Gravataí, associada a existência de afluentes com pequenas vazões, em épocas de estiagem, faz com que os níveis de água deste corpo hídrico sejam mais dependentes do nível do Guaíba do que da sua própria vazão. O escoamento do rio Gravataí é fortemente influenciado pelo represamento do Guaíba. A elevação significativa do nível de água do Guaíba é, principalmente, dependente das vazões do rio Jacuí e da ocorrência de ventos superiores a 15Km/h. Quando o nível do Guaíba apresenta-se com cota superior a 0,90m e no rio Gravataí há ocorrência de cotas inferiores a 0,80m, determinando vazões muito pequenas, pode ocorrer inversão de fluxo (10). Dentre os formadores do rio Gravataí, os arroios Demétrio e Águas Belas são os afluentes que apresentam as vazões mais significativas. A pequena declividade do leito do rio Gravataí faz com que suas águas escoem com baixa velocidade e pouca turbulência, dificultando a capacidade de mistura dos poluentes e a oxigenação de suas águas. A baixa disponibilidade de oxigênio dissolvido na massa d’água não favorece o desenvolvimento de microorganismos responsáveis pela degradação aeróbia da matéria orgânica. A combinação de fatores tais como: ausência de contribuintes significativos em termos de vazão, a pouca aeração natural e baixa fotossíntese, devido a elevada cor de suas águas, dificulta a diluição e a auto-depuração dos poluentes. Isto tudo faz com que o rio apresente pequena capacidade de absorção das cargas lançadas ao longo do seu curso. 4 ENQUADRAMENTO E USOS O Rio Gravataí através do Decreto 30.191, de 15 de junho de 1981, e da Portaria no 01/81 da Secretaria da Saúde e do Meio Ambiente-SSMA está enquadrado nas seguintes classes: Classe 1 - Nascentes e Banhado Grande (Chico Lomã e ou Pachecos) até o Passo dos Negros. Neste trecho do rio localizam-se as estações SGII, SGI e GIV. Classe 2 - Do Passo dos Negros até a foz do Arroio Demétrio. Neste segmento encontra-se localizada a estação GII.

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Classe 3 - Do arroio Demétrio até a foz As estações GI e 31 estão compreendidas neste trecho.

Este enquadramento poderá ser alterado em função de estudos que visam identificar os principais usos do solo e da água da bacia de drenagem, avaliar a qualidade da água e identificar os interesses da comunidade pertencete a esta bacia. 5 CARACTERIZAÇÃO DAS ÁGUAS DO RIO GRAVATAÍ As características cor, turbidez, sólidos totais, dissolvidos e suspensos, nos seus teores médios, não apresentaram alterações significativas ao longo do curso superior (SGII e SGI) e médio (GIV e GII) do rio, comprovando-se pelos valores de transparência obtidos durante o monitoramento. Entretanto, no curso inferior, para as estações GI e 31, observou-se um leve acréscimo dos sólidos totais, dissolvidos e suspensos, ocasionando redução da transparência destas águas. A turbidez nas águas do rio Gravataí, durante o período de monitoramento, ultrapassou os limites estabelecidos para as classes de enquadramento deste rio somente na estação GIV (classe 1) e em apenas uma amostragem. Para a característica cor, o rio Gravataí em todo o seu curso, apresentou condição acima das suas classes de enquadramento, à exceção da estação 31. A ocorrência de cor elevada nas águas do rio Gravataí pode ser atribuída a presença de matéria orgânica não nitrogenada na forma dissolvida ou coloidal. A matéria orgânica presente no corpo hídrico proveniente apenas da "poluição natural" (isenta da contribuição de atividades humanas) provém, na sua maior parte, dos pântanos, sendo constituída de cerca de 6% de "proteína bruta". Este material constitui o principal responsável pela coloração natural amarela ou castanha das águas, a qual é devida a compostos não nitrogenados (3). Junto a foz (31) observou-se que os valores máximos de cor encontraram-se dentro dos limites da classe de enquadramento (classe 3). A obtenção de valores menores de cor neste local pode ser devido ao represamento provocado pelo Guaíba, ocasionando inversão de fluxo, de jusante para montante, promovendo, assim, a diluição dos constituintes que conferem cor às águas. Estabelecendo-se um estudo comparativo entre a qualidade das águas das estações GII e GI no período 87/91 com 92/93, observou-se uma redução média nos teores de cor (37%), turbidez (43%), sólidos totais (16%) e sólidos fixos (17%) com conseqüente aumento da transparência das águas neste trecho do rio. Isto também foi observado junto a foz, porém de forma menos acentuada. O sedimento, da nascente à estação GIV, é de coloração predominantemente marrom claro e marrom escuro nas estações a jusante. Os sais dissolvidos de cálcio, sódio e potássio na água e sedimento e os teores de cloretos e sulfatos na água apresentaram valores médios mais elevados nas estações GI e 31, ocasionando um leve acréscimo na condutividade. Na estação SGII, à semelhança do trecho inferior, valores médios elevados de cálcio foram encontrados na água e sedimento, ocorrendo o mesmo para o elemento sódio no sedimento deste local monitorado. Além disso, no sedimento deste ponto de amostragem foi detectado o maior valor de cálcio (12,3 mgCa/g) (Figuras 1 e 2). Teores elevados destes elementos na estação SGII podem ser devido a prática do plantio da cultura do arroz nos solos da região, onde são aplicados alcalinizantes, fertilizantes e agrotóxicos (herbicidas, fungicidas e inseticidas).

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0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

SGII SGI GIV GII GI 31

Estações

Val

ores

méd

ios

(mg/

g)

Figura 1 - Valores médios de cálcio na bacia do rio Gravataí. Sedimento - 92/93

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1,200


Estações

Val

ores

méd

ios

(mg/

g)

Figura 2 - Valores médios de sódio na bacia do rio Gravataí. Sedimento - 92/93

A maior cultura da bacia do Gravataí é o arroz, representando 65,7% da área total colhida na sub-bacia, sendo a segunda maior contribuição das bacias formadoras do Guaíba. As maiores áreas cultivadas concentram-se nos municípios de Viamão, Santo Antônio da Patrulha e Gravataí, segundo Fonte Anuário Estatístico do RS, ano 1989 (28). As estações de amostragem, monitoradas pelo Departamento, que poderiam sofrer influência da orizicultura seriam: SGII, SGI e GIV. Porém, como a estação SGI localiza-se após

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o Banhado Grande, ocorre uma grande diluição dos poluentes, sendo os mesmos encontrados, na maioria das vezes, em concentrações inferiores ao determinado na estação localizada a montante (SGII). A estação GIV também poderia sofrer influência desta atividade agrícola em função de sua localização (zona rural) e devido aos dados obtidos neste monitoramento que pressupõem a prática desta atividade na região. No Rio Grande do Sul, o arroz normalmente é cultivado em solos secos. A acidez em solos secos é corrigida com adição de calcário. Nestes solos é necessário realizar a calagem devido ao crescimento limitado do arroz em função dos baixos valores de pH, à presença de alumínio e manganês trocáveis em níveis tóxicos e a baixa atividade microbiana, que diminui a taxa de mineralização da matéria orgânica. A conseqüência disso tudo é a baixa disponibilidade e um menor aproveitamento de alguns nutrientes essenciais a cultura do arroz, dentre eles N, P, Ca, K, S e Mo. Além disso, a adição de adubos, especialmente os nitrogenados, geram acidez no solo e durante o processo de decomposição da palha há liberação de substâncias que tendem a acidificar a camada superficial da terra. Para correção do pH do solo são utilizados, normalmente, calcário calcítico (carbonato de cálcio) ou dolomítico (carbonato de cálcio e magnésio). Estes corretivos possuem de 22 a 24% de óxido de cálcio, sendo que uma tonelada de calcário produz cerca de 240 kg de óxido de cálcio. A calagem apresenta efeito residual no solo por período igual ou superior a 5 anos, porém algumas situações podem exigir reaplicações mais freqüentes de calcário. O ciclo da cultura do arroz varia de 110 a 150 dias (4 a 5 meses) podendo variar de 100 a 210 dias (3,5 a 7 meses). Estudos demonstram que para semeadura do arroz irrigado no RS o período mais adequado situa-se entre 15 de outubro e 15 de novembro. Para as condições climáticas do RS, somente cultivares precoces e/ou tolerantes ao frio na fase reprodutiva podem ser cultivadas com tolerância após 15 de novembro, até o final do mês, devido as perdas de rendimento dos grãos aumentarem à medida que a semeadura ultrapassa 15 de novembro. A época considerada adequada para a realização da calagem varia de 3 a 6 meses antes da semeadura, porém existem estudos experimentais que demonstram que a aplicação de calcário de ótima qualidade pode ser realizada 30 dias antes da semeadura. A alcalinização dos solos pode ter sido a causa da obtenção do valor máximo de pH (8,2) no sedimento da estação SGII, na amostragem de outubro de 1993. Nesta data também ocorreram, no sedimento, valores significativos de sódio (5,88 mgNa/g) e cálcio (3,28 mgCa/g). Apesar disso, ao longo do curso do rio, o pH na água e sedimento, em seus valores médios, tende a neutralidade, não sofrendo alterações significativas. Variações acentuadas de pH podem decorrer da atividade fotossintética dos organismos planctônicos, bem como do lançamento de despejos industriais, os quais podem afetar a fauna e a flora de um manancial. Apesar de algumas espécies de peixes serem resistentes a pH menor do que 4, a maioria não suporta ambientes com pH inferior a 5. Em águas com pH ácido os peixes apresentam uma maior freqüência respiratória, passando a abocanhar o ar na superfície e o meio com pH extremamente baixo torna-se letal a estes organismos. Além disso, águas com pH ácido produzem um aumento na toxidez de alguns metais. Já em ambientes alcalinos, poucas são as espécies de peixes que suportam pH superior a 9, sendo que valores de pH na água acima de 10 são considerados letais para a grande maioria da ictiofauna local. O aumento do pH devido ao lançamento de despejos alcalinos pode provocar corrosão do epitélio branquial e das nadadeiras levando os peixes à morte. A presença de amônia em águas com pH superior a 9 e temperaturas elevadas tende a ser altamente tóxica para os organismos.

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Valores de pH que, geralmente, não causam efeitos letais sobre a maioria dos peixes comuns de água doce situam-se entre 5 e 9. Os valores médios de pH nas águas do rio Gravataí encontram-se dentro desta faixa, porém devido a freqüência com que são lançados despejos de indústrias neste corpo d’água podem ocorrer situações que extrapolem esta faixa de pH, ocasionando os efeitos, já citados acima, sobre a fauna aquática. A presença de acentuadas concentrações de sais de metais alcalinos no sedimento das estações SGII, GI e 31 contribuiu para obtenção de valores médios de alcalinidade mais elevados na água destes locais (Figura 3). Nestas duas últimas estações, os valores são mais altos, provavelmente, devido a ocorrência de lançamentos de despejos domésticos e efluentes de atividades industriais, tais como têxtil, alimentícia, detergentes e sabões, galvanoplastia e siderurgia, desenvolvidas na sub-bacia do rio Gravataí. A ocorrência de lançamentos nestes locais (GI e 31) pode ser verificada através dos dados de potássio, cálcio, sódio, alcalinidade e condutividade obtidos nas amostragens de água de dezembro de 1992 e fevereiro de 1993. Apesar destes meses corresponderem ao período de baixa precipitação pluviométrica, a presença de altas concentrações destes sais foi observada somente no trecho inferior.

0

5

10

15

20

25

30

Ca Na K Cl SO4 Cond. Alcal

Características

Val

ores

méd

ios

(mg/

l)

SGIISGI, GIV, GIIGI31

Figura 3 - Valores médios das características Ca, Na, K, Cl, SO4, condutividade e

alcalinidade na bacia do Gravataí. Água - 92/93

Obs: Os valores de condutividade devem ser multiplicados por 10

Na estação SGII, a condutividade, que mede os teores de sais dissolvidos e em zonas agrícolas pode indicar a presença de fertilizantes, apresentou os valores médio e máximo superiores aos obtidos para todo o curso do rio, à exceção do trecho de localização das estações GI e 31, onde esta característica sofreu um acréscimo de 36% e 82%, respectivamente, em relação a estação SGII, provavelmente, devido a maior contribuição de esgotos domésticos e efluentes industriais nestes locais (Figura 3).

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O estudo comparativo do sedimento de fundo do rio Gravataí com os demais formadores do Guaíba, revela maior comprometimento de suas águas, observando-se a presença dos elementos cálcio, potássio e sódio em concentrações elevadas, atingindo 166%, 454% e 593%, respectivamente, acima da média dos demais contribuintes da sub-bacia do Guaíba (57, 58 e 59) (Figura 9). A presença de sais minerais em ambientes aquáticos em elevadas concentrações é mais um fator de poluição deste meio. Segundo Branco (1986), “As células de qualquer organismo vivo possuem, em seu interior, substâncias dissolvidas em água, em determinadas concentrações, que lhes confere um certo valor osmótico. Essas células, quando colocadas em ambiente líquido e, sendo as suas membranas do tipo semi-permeável, isto é, que permitem a passagem de água não dos solutos, podem comportar-se de duas maneiras distintas: se a concentração salina do meio é maior que a da célula, há uma tendência para a perda de água, por parte desta, condicionando o fenômeno de plasmólise celular, em que a célula " murcha " em virtude da diminuição de volume; se, pelo contrário, o ambiente possui menor salinidade que a célula, esta tende a absorver água, verificando-se o fenômeno da turgescência celular, algumas vezes causando o rompimento da membrana e morte da célula”. Devido a pressão osmótica existente no meio é que ocorre a seletividade das espécies, sendo esta a razão pela qual determinados organismos vivem em água doce, salobra ou marinha. A alteração da pressão osmótica do meio, que pode ocorrer devido ao lançamento de efluentes com elevada salinidade, pode provocar a morte dos peixes de água doce. Para águas destinadas ao consumo humano, são estabelecidos limites de sais dissolvidos. Estes limites são fixados não pelos seus efeitos tóxicos e sim pelo sabor mineral que podem conferir às águas. As concentrações destes sais que poderão produzir sabor e provocar alguns efeitos fisiológicos nos seres humanos é relativamente alta, sendo estabelecido na Portaria no

36/90 o limite para sólidos totais dissolvidos de 1000 mg/l. Os teores de sais dissolvidos presentes nas águas do rio Gravataí, encontraram-se bem abaixo deste limite. Um dos principais problemas de poluição do rio Gravataí é a presença de matéria orgânica oriunda do lançamento " in natura " de despejos domésticos e industriais (origem antropogênica), além da matéria orgânica vegetal e animal presente naturalmente no meio. A medida da matéria orgânica dos cursos d’água é determinada através do teste da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO). “A DBO representa a quantidade de oxigênio do meio que é consumida pela respiração aeróbia, na oxidação da matéria orgânica nutriente existente no meio. Corresponde, assim, na prática, à quantidade de oxigênio necessária à estabilização das matérias presentes, oxidáveis bioquimicamente” (Branco, 1986, p. 321). Este teste é considerado empírico porque não reproduz exatamente as condições próprias do meio hídrico como luminosidade, temperatura, natureza dos compostos orgânicos e movimentação da massa líquida, etc. Os principais componentes orgânicos que as bactérias aeróbicas utilizam nos seus processos metabólicos são os compostos de proteína, os carbohidratos, a gordura e os óleos, além da uréia, surfactantes, fenóis, pesticidas e outros em menor quantidade. Para a DBO, da nascente até a estação GII, observou-se que os valores médios não sofreram variações acentuadas, já para as estações GI e 31 os teores médios são mais altos e característicos de lançamentos, o que pode ser comprovado pela DBO detectada no sedimento destes locais, sendo 200% e 850%, respectivamente, acima dos valores médios encontrados nas demais estações. Os dados de sólidos voláteis no sedimento mostraram que na estação SGII o valor médio é 51% acima da média das estações SGI, GIV, GII e GI e, na foz, 190% acima da média de todas as estações amostradas ao longo do rio. Segundo a classificação de Bowden (1976, in Prater & Anderson, 1977) para sedimentos, verificou-se que, para sólidos voláteis, o sedimento na estação SGII apresentou-se moderadamente poluído e na estação 31, altamente poluído.

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Os valores médios de DBO encontrados nas águas do trecho entre o arroio Chico Lomã (SGII) até a estação GII, (1,3 mgO2/l)1 são semelhantes ao normalmente presentes nos rios formadores da bacia hidrográfica do Guaíba (1,1 mgO2/l)2. Já, os valores médios de DBO observados a montante do arroio Feijó (3,8 mgO2/l) até a foz (5,9 mgO2/l) são mais elevados, indicando a presença acentuada de constituintes orgânicos degradáveis biológicamente. Segundo a Resolução no 20 do CONAMA, a DBO ultrapassou a classe de enquadramento em apenas uma amostragem nas estações SGII e SGI e duas, nas estações GI e 31. A quantidade de oxigênio dissolvido em um rio sofre grandes reduções com a introdução da matéria orgânica. No curso médio e inferior do Gravataí concentra-se uma densidade populacional que gera uma carga orgânica significativa e, devido a inexistência de saneamento básico, este esgoto cloacal é lançado " in natura " no rio. A contribuição total dos esgotos dividida pelo número de habitantes leva a um consumo médio diário de oxigênio do corpo receptor equivalente a 54g de oxigênio por habitante. Além do déficit de oxigênio provocado pela contribuição dos esgotos domésticos, ocorre uma demanda devido aos despejos de resíduos industriais, o qual varia de acordo com a natureza e a vazão do efluente. Segundo levantamento da FEPAM, realizado em 1991, “as indústrias da sub -bacia do Gravataí geram uma carga orgânica bruta de 4.300 ton/ano de DBO, mas com o tratamento implantado nas indústrias é lançada uma carga remanescente de 1.382 ton/ano de DBO. Quanto aos esgotos domésticos a carga poluidora gerada é de 14.622 ton/ano de DBO” (FEPAM, 1992, p. 2). As águas naturais, mesmo sem sofrer interferência das atividades humanas, já apresentam-se pobres em oxigênio dissolvido. Enquanto que o ar atmosférico possui cerca de 22% de oxigênio, as águas doces, ao nível do mar e a 20 0C, contém apenas 9,08 mg/l, isto é, nove partes de oxigênio por um milhão de partes de água. A pressões mais baixas e temperaturas mais elevadas, as concentrações normais de oxigênio na água são ainda menores. O fornecimento de oxigênio a um corpo hídrico dá-se através do contato do ar atmosférico com a superfície d’água e da fotossíntese. A presença de algas (fotossíntese) produz no meio aquático valores de oxigênio dissolvido superiores à saturação. O rio Gravataí nasce e desenvolve-se em planície, isto é, possui pequena inclinação, acarretando baixas velocidades e ausência de turbulência, a qual é a principal forma de transferência de oxigênio do ar atmosférico para as águas. Além disso, este rio apresenta afluentes pouco significativos em termos de vazão e retirada de grandes volumes de água para irrigação de lavouras de arroz. Isso tudo implica em pequena capacidade de reaeração, acarretando baixa disponibilidade de oxigênio dissolvido neste corpo d’água. Este fato, dificulta o processo de auto-depuração da matéria orgânica do meio, realizado pelas bactérias aeróbias.

Os teores de oxigênio dissolvido ao longo do rio variam muito em função da época do ano. Em períodos de estiagem (dezembro a abril), em todo o curso do rio, o oxigênio dissolvido apresentou-se em concentrações mais baixas, ocorrendo mínimos que extrapolaram os limites estabelecidos, chegando a ultrapassar a classe 4. Porém, é nas estações GI e 31 onde ocorrem com maior freqüência, nos períodos de seca, valores muito baixos, muitas vezes, inadequados até para sobrevivência de peixes. A importância principal da presença de oxigênio dissolvido no meio está relacionada a quantidade deste gás dissolvido necessária a respiração dos peixes típicos daquele ambiente aquático. Com teores de oxigênio dissolvido de 4,0 a 5,0 mgO2/l morrem os peixes mais exigentes e índices abaixo de 2,0 mgO2/l indicam grande possibilidade de mortandade de peixes por asfixia. 1 - valor médio de DBO das estações SGII,SGI,GIV e GII. 2 - valor médio de DBO na foz dos rios Caí, Jacuí e Sinos.

19

Nas estações GI e 31, em algumas amostragens, observou-se condições anaeróbicas no meio aquático, o que indica presença de altas concentrações de matéria orgânica nestas águas.

Para o oxigênio dissolvido, todas as estações de amostragem ultrapassaram a classe de enquadramento.

No curso superior, enquadrado na classe l, é estabelecido que as águas apresentem um mínimo de 6,0 mgO2/l, sendo que em 25%, 42% e 50% das amostragens, os teores de oxigênio dissolvido encontraram-se abaixo deste valor para as estações SGII, SGI e GIV, respectivamente. Já no curso inferior, os índices de oxigênio dissolvido estabelecidos são de, no mínimo, 4,0 mgO2/l, ocorrendo valores inferiores a este em 33% e 69% das amostragens nas estações GI e 3l, respectivamente. Salienta-se que dentre a foz dos quatro contribuintes da bacia do Guaíba, a do rio Gravataí é a que apresenta os menores teores médios de oxigênio dissolvido (3,4 mgO2/l). Na foz do rio dos Sinos também foram verificados baixos valores médios (4,3 mgO2/l), já para a foz dos contribuintes Jacuí e Caí foram observadas boas condições de oxigenação, onde os valores mínimos encontrados, no período de estudo, não ultrapassaram a classe 2, atual enquadramento destes cursos d’água. No curso médio e inferior (GII, GI e 31), através do déficit de oxigênio dissolvido, foram observadas situações críticas em determinados períodos do ano, entretanto comparando-se os seus teores médios neste período (92/93) com o anterior (87/91), não constatou-se diferenças significativas. Dentre os compostos orgânicos encontrados no meio aquático, existem alguns que não causam grande depleção de oxigênio dissolvido (inseticidas, detergentes e etc.), pois não são completamente degradados biologicamente, portanto a medida da matéria orgânica, através do teste da DBO, não contempla na totalidade estes compostos. Devido a isto, é necessário outro ensaio, a Demanda Química de Oxigênio, que, além de medir a carga orgânica facilmente biodegradável no meio, mede também a matéria orgânica não biodegradável e, por vezes, causadora de outros tipos de poluição. A DQO é a medida de oxigênio equivalente ao conteúdo de matéria orgânica de uma amostra, tais como as substâncias facilmente decomponíveis, de difícil decomposição e substâncias minerais (sulfetos, nitritos, etc...), que são suscetíveis de oxidação por um oxidante químico forte. Desta forma, esta análise, pode representar quase que um valor limite da possibilidade de oxidação total de um despejo orgânico. Os valores médios de DQO nas águas do rio Gravataí não apresentaram variações ao longo do curso do rio, sendo encontrados numa faixa média de 29,0 a 36,0 mgO2/l. Porém, no sedimento da estação 31, observou-se teores médios de DQO 367% acima das concentrações médias obtidas nas estações a montante, sendo este local classificado como altamente poluído. Comparando-se os valores médios obtidos para DQO nas águas do rio Gravataí, verificou-se que estes são superiores aos encontrados na água da foz dos outros formadores da sub-bacia do Guaíba, os quais apresentaram teores médios que variaram, neste período (92/93), de 10,8 a 18,5 mgO2 /l. O nitrogênio é um dos principais constituintes da matéria orgânica presente nos esgotos domésticos e efluentes orgânicos industriais. Os compostos de nitrogênio: nitrato (NO3–), nitrito (NO2–), amônia (NH3), íon amônio (NH4+), óxido nitroso (N2O), nitrogênio molecular (N2), nitrogênio orgânico dissolvido (peptídeos, aminas, aminoácidos, etc.), nitrogênio orgânico particulado (bactérias, fitoplâncton, zooplâncton e detritos) ocorrem nas águas naturais devido ao lançamento de esgotos cloacais, efluentes orgânicos industriais e águas da chuva, as quais apresentam em sua composição amônia ou ácido nítrico, devido a descargas elétricas, poluição atmosférica industrial ou ainda, pelo carreamento de compostos nitrogenados utilizados como fertilizantes.

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Os esgotos domésticos apresentam na sua composição como principais compostos nitrogenados, carbonato de amônio, hidróxido de amônio, nitritos, nitratos e nitrogênio orgânico. O carbonato de amônio resulta da oxidação biológica da matéria orgânica nitrogenada presente no esgoto cloacal, o qual se hidrolisa formando hidróxido de amônio. Segundo Braile & cavalcanti (1979), “a concentração média de nitrogênio amoniacal no esgoto bruto é cerca de 25 mg/l, enquanto que as formas de nitrogênio, nitrito e nitrato, ocorrem a níveis de traços”. Os principais compostos de nitrogênio dos esgotos brutos utilizados pelos microorganismos como fonte direta de nitrogênio para formação do material celular, são os hidróxidos de amônio e sais amoniacais disponíveis. O nitrogênio orgânico, proveniente de substâncias orgânicas biodegradáveis, só será assimilado pelas bactérias após sua transformação em nitrogênio amoniacal. Das formas de nitrogênio, a presença de compostos orgânicos quaternários (amônia e nitrito) nos cursos d’água nos indicam poluição recente, devido a rápida oxidação destes pelas bactérias nitrificantes. Os compostos de nitrogênio devem estar presentes em processos de tratamento biológico, devido a serem essenciais ao metabolismo dos organismos, porém em alguns despejos industriais biologicamente degradáveis, podem estar totalmente ausentes, sendo necessário adicionar fertilizantes como fonte de nitrogênio. Em ecossistemas aquáticos, o nitrogênio é um elemento de importância fundamental ao desenvolvimento do meio biológico, devido a sua presença na molécula de proteína dos microorganismos. A fixação do nitrogênio neste meio dá-se através da atividade bacteriana ou de alguns gêneros de algas cianofíceas. Os produtores primários presentes no corpo d’água utilizam inicialmente as formas inorgânicas de nitrogênio, nitrato e íon amônio (NH4+) e quando a concentração destas é baixa são aproveitadas as formas orgânicas de nitrogênio, como uréia, aminoácidos e peptídeos. O nitrogênio é um fator limitante a vida dos organismos aquáticos e seu incremento neste meio promove a proliferação de microorganismos (eutrofização). Este processo de eutrofização pode dificultar o tratamento de água e conferir gosto e odor à água tratada. Em águas com concentrações elevadas de amônia, o processo de desinfecção da água pelo cloro é afetado, devido a produção de cloraminas que possuem baixo poder bactericida. O nitrato, forma final de oxidação da matéria orgânica nitrogenada, quando presente na água de beber pode causar dois efeitos adversos à saúde: a metahemoglobinemia, principalmente em crianças, e formação de nitrosaminas carcinogênicas. Altos teores de nitrato nas águas ingeridas por lactantes podem originar a metahemoglobinemia nas crianças, onde o nitrato é reduzido a nitrito e, este por sua vez, oxida a hemoglobina para metahemoglobina, a qual não transporta o oxigênio pelo sangue. Isto ocorre com maior freqüência em crianças devido as condições mais alcalinas encontradas no trato gastrointestinal destas. Em função dos problemas de saúde levantados é estabelecido o limite de 44,3 mgNO3/l na água potável. A presença de concentrações elevadas de íon amônio (NH4+) no ambiente aquático produz depleção de oxigênio dissolvido, cerca de 10mg de íon amônio consomem 4,3mg de oxigênio. Este íon quando presente no corpo d’água em condições alcalinas, transforma -se em amônia (NH3) que dependendo de seus níveis pode ser tóxica para os peixes. Concentrações de amônia maiores ou iguais a 0,25mg/l afetam o crescimento dos peixes, enquanto que o teor de 0,5mg/l é considerado letal para estes organismos. Apesar das concentrações de amônia encontradas nas águas naturais serem elevadas, estas não são consideradas letais a fauna aquática, devido a faixa média de pH e temperatura destas águas serem inferiores aos valores que os níveis de amônia tornam-se tóxicos. Porém, o lançamento de despejos industriais alcalinos em um ambiente rico em nitrogênio amoniacal pode propiciar condições tóxicas, provocando a

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mortandade da ictiofauna local. Além da amônia, o nitrito é tóxico a maioria dos organismos aquáticos. Da nascente até a estação GII, observou-se que os valores médios de nitrogênio amoniacal, orgânico e nitrito na água não sofreram variações acentuadas. Já para as estações GI e 31, os teores médios são mais altos e característicos de lançamentos. Os dados de nitrogênio total de kjeldhal (NTK) no sedimento, mostraram que na estação SGII os valores médios são 80% acima da média das estações SGI, GIV, GII e GI e, na foz, 302% acima da média de todas as demais estações amostradas ao longo do curso do rio. A presença de concentrações elevadas de NTK no sedimento de fundo do arroio Chico Lomã, pode ser atribuída ao uso de fertilizantes na cultura do arroz que apresentam na sua formulação compostos nitrogenados. Já junto a foz, o aumento dos níveis de NTK no sedimento deve-se, provavelmente, ao lançamento de esgotos domésticos e efluentes industriais próximos deste local. Segundo a Resolução no 20/86 do CONAMA, nas estações GI e 31, o nitrogênio amoniacal ultrapassou a classe 3 em 67% das amostragens. Comparando-se os teores médios das formas de nitrogênio na foz do Gravataí com a foz dos demais formadores da sub-bacia do Guaíba, observou-se que para o nitrato não foram verificadas diferenças significativas, situando-se o valor médio de todos os contribuintes em 0,12 mgNO3/l, enquanto que para o nitrito o valor médio mais alto foi encontrado na foz do rio dos Sinos, 0,108 mgNO2/l, seguindo-se o teor de 0,062 mgNO2/l, na foz do Gravataí. As concentrações médias de nitrogênio amoniacal, orgânico e total na foz dos contribuintes da bacia do Guaiba podem ser observadas na figura 4, onde verifica-se que os níveis destas formas de nitrogênio são mais elevados na foz do Gravataí, demonstrando maior comprometimento da qualidade de suas águas.

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

58 57 59 31

Estações

Val

ores

méd

ios

(mg/

l)

NH3

NORG.

NTOTAL

Figura 4 - Valores médios de nitrogênio amoniacal, orgânico e total nos formadores

da bacia do Guaíba. Água - 92/93

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As substâncias tensoativas (sabões e detergentes sintéticos) presentes, principalmente, nos despejos domésticos é mais uma forma de enriquecimento nos teores de matéria orgânica, aumentando a poluição das águas receptoras. Os surfactantes são compostos orgânicos, hidrocarbonetos, que apresentam um radical com dois grupos estruturais diferentes, sendo um polar (solúvel em água) e outro não polar (não solúvel em água). Dentre os detergentes sintéticos, os mais largamente utilizados em nosso país, são do tipo aniônico, especialmente os sulfonados derivados de alquil benzeno (ABS). Estes compostos são pouquíssimo suscetíveis à ação dos microorganismos, não sendo facilmente biodegradáveis, e uma vez introduzidos no ambiente aquático, aí permanecem, podendo atingir o lençol freático. Os detergentes sintéticos podem causar a morte de microorganismos, devido não apenas aos efeitos tóxicos, como também pela diminuição da tensão superficial que dificulta a atividade locomotora dos animais aquáticos. Além disso, ocorre a formação de um obstáculo físico à penetração dos raios solares, impedindo as trocas gasosas entre a água e a atmosfera , afetando a respiração dos microorganismos. Os detergentes e sabões causam problemas em águas de abastecimento não tanto pela sua toxicidade, mas pelas dificuldades que causam ao tratamento da água, tais como: dificuldade de coagulação e sedimentação, de remoção de ferro e formação de espuma na água tratada. Além disso, concentrações superiores a l mg/l de ABS conferem à água potável sabor de peixe, óleo, perfume, etc..., e a desinfecção da água pelo cloro intensifica o sabor do detergente. Em processo de tratamento de esgoto do tipo lodo ativado, estas substâncias causam problemas operacionais devido a formação de espumas nos tanques de aeração. Os teores médios de surfactantes nas águas do rio Gravataí, do arroio Chico Lomã (SGII) até a estação GII, encontraram-se próximo ao limite de detecção do método (

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0

1

2

3

4

5

6

7

Val

ores

méd

ios

(mg/

l)

SGII,SGI,GIV,GII

GI

31

OD DBO NH3 N.ORG NO2 ABS

Figura 5 - Valores médios das características OD, DBO, nitrogênio (amoniacal,

orgânico e nitrito) e surfactantes na bacia do Gravataí. Água - 92/93

Obs: Os valores de nitrito e surfactantes devem ser divididos por 10

0

2

4

6

8

10

12

14

16

DBO DQO NTK Sól.Voláteis PO4 total

Características

Val

ores

méd

ios

(mg/

g)

SGII

SGI,GIV,GII

GI

31

Figura 6 - Valores médios das características DBO, DQO, NTK, sólidos voláteis e

fosfato total na bacia do Gravataí. Sedimento - 92/93

24

Avaliando-se os valores médios de surfactantes na água dos formadores da sub-bacia do Guaíba verificou-se que na foz do rio Gravataí foi encontrado o maior valor (0,055 mgLAS + ABS/l), sendo que na foz do rio dos Sinos e Jacuí os teores são próximos ao limite de detecção do método (

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1 mg/l podem afetar as propriedades organolépticas da água. Como os compostos fenólicos não são eficientemente removidos pelo tratamento d’água convencional, o processo de desinfecção pode ocasionar a formação de clorofenóis, os quais, quando em concentrações de 1µg /l, já produzem odor e sabor na água tratada. Devido a estes .problemas na água de consumo humano, os padrões de qualidade estabelecidos pela Portaria no 36/90 do Ministério da Saúde, recomendam como limite de concentração para os clorofenóis e fenóis o valor de 0,1 µg /l. Os teores de fenóis lançados em redes públicas de esgoto devem ser controlados, pois estes compostos são agentes bactericidas e, dependendo de sua concentração (200 mg/l), podem matar bactérias presentes nos processos de tratamento biológico por lodos ativados e filtros biológicos. No meio aquático, a presença de concentrações de fenóis de 1 a 10 mg/l são tóxicas aos peixes. Nas estações monitoradas no rio Gravataí as concentrações médias de fenol encontraram-se próximas ao limite de detecção do método (0,001 mg/l). Entretanto, verificou-se na estação GI a presença destes compostos em 67% das amostragens, sendo detectado neste local monitorado o maior valor de fenol (0,018 mg/l). A ocorrência de fenóis neste local de monitoramento pode ser devida aos despejos de indústrias presentes na região, tais como: papel e papelão, petroquímica e têxtil. Avaliando-se o parâmetro fenol com relação a Resolução no 20/86 do CONAMA, observou-se que no curso superior (SGII, SGI e GIV) este ocorreu em 33% das amostragens fora do limite da classe 1 e no curso médio (GII) 50% dos dados estão acima da classe 2. Apesar da freqüência com que foram detectados os compostos fenólicos na estação GI, os dados não ultrapassaram os limites estabelecidos pela classe 3 (0,3 mg/l), cujo valor é superior ao das classes 1 e 2 (0,001 mg/l). As concentrações médias de fenóis nas águas da foz de todos os formadores da sub-bacia do Guaíba encontraram-se próximo ao limite de detecção do método. Comparando-se os valores médios da característica fenol nas águas das estações GII, GI e 31 obtidos nas amostragens realizadas nos períodos 87/91 e 92/93, verificou-se que estes não sofreram alterações. A determinação do Número Mais Provável de Organismos do Grupo Coliforme pode avaliar o grau de poluição e a qualidade sanitária de um corpo hídrico. Estes organismos, quando presentes, podem indicar a provável ocorrência de microorganismos patogênicos. A relação entre os dados de coliforme fecal e estreptococos fecais pode nos fornecer informações mais específicas sobre a fonte de poluição. Uma razão maior que 4,1 é considerada indicativa de poluição oriunda de despejos domésticos, entretanto, uma razão menor que 0,7 sugere que a poluição foi devida a fonte não humana. Razões entre 0,7 e 4,1, usualmente, indicam despejos de fonte humana e animal. A análise dos dados da razão entre estes organismos nos indicam que no curso superior (SGII, SGI e GIV) ocorreu predominância de poluição de fonte não humana, confirmando, mais uma vez, ser esta região de ocupação rural. Na estação GII, onde verifica-se aumento da ocupação urbana, constatou-se a presença de contribuição de despejos de esgotos cloacais e de atividade pecuária. No curso inferior (GI) e na foz (31), locais de intensa ocupação urbana, a razão entre estes organismos analisados é indicativa da poluição derivada de lançamentos de despejos domésticos.

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10

100

1000

10000

100000

SG II SG I G IV G II G I 31

Estações

Val

ores

méd

ios

de N

MP

- c

olifo

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fe

cais

(org

/100

ml)

Figura 7 - Valores médios de NMP coliformes fecais na bacia do Gravataí - 92/93

No curso médio e inferior (GII, GI e 31), além da contribuição de esgotos domésticos, a carga orgânica é incrementada pelo lançamento de efluentes oriundos de atividades industriais desenvolvidas neste trecho do rio, tais como: alimentícia, papel e papelão, detergentes e sabões, rações, têxtil, refino de óleos e lubrificantes, tintas e produtos químicos. A presença de altos teores de matéria orgânica neste trecho do rio é comprovada pelos dados de DBO, DQO, nitrogênio (nas formas amoniacal, orgânica e nitrito), oxigênio dissolvido, sólidos totais voláteis, surfactantes e coliforme fecal obtidos nas amostragens de água e/ou sedimento, no período monitorado. Nas estações SGII e SGI, em torno de 50% dos dados de coliforme fecal ultrapassaram o limite de 200 org/100ml de água. Para as estações a jusante ,GIV e GII, cerca de 29% das amostragens apresentaram valores acima dos limites estabelecidos. No curso inferior, estação GI, 83% dos dados estão fora da sua classe de enquadramento, classe 3, cujo limite é de 4000 org/100 ml de água. Já na foz, os dados de coli fecal encontraram-se sempre fora da sua classe de enquadramento.

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0

2

4

6

8

10

12

14

16

SG II SG I G IV G II G I 31

Estações

Nº

Am

ostr

as

Classe >3Classe 3Classe 2Classe 1

Figura 8 - Freqüência de NMP - coliformes fecais nas classes do CONAMA na

bacia do Gravataí - 92/93

Os parâmetros que nos indicam presença de matéria orgânica nas águas da foz do rio Gravataí encontraram-se em concentrações mais elevadas, se comparadas aos valores médios obtidos para os demais formadores do Guaíba (57, 58 e 59) (Tabela 4). Além da presença de constituintes orgânicos nas águas da foz do Gravataí encontramos elevada carga orgânica no sedimento de fundo deste local, observada pelos valores de resíduo total volátil, atingindo valores de 737% acima da média dos demais contribuintes da sub-bacia do Guaíba.

Tabela 4 - Porcentagem na água das características orgânicas na foz do rio Gravataí (31) que estão acima da média geral da foz dos demais formadores da bacia do Guaíba (57, 58 e 59) Estações

Características Média 31 Média 57, 58 e 59 % de aumento

DBO 5,9 1,1 436

DQO 36,0 14,6 147

Fosfato total 0,92 0,26 254

Nitrogênio amoniacal 2,11 0,54 291

Nitrogênio orgânico 1,35 0,79 71

Nitrogênio total 3,51 1,37 156

Coliforme total 3,2.10 5 2,5.10 3 12.700

Coliforme fecal 7,4.10 4 4,6.10 2 16.000

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Para as características Número Mais Provável de organismos do grupo coliforme total, fecal e estreptococos fecal e Contagem em Placa de Bactérias Heterotróficas não foram observadas diferenças significativas na densidade destes organismos nas estações GII, GI e 31, nos dois períodos de estudo, 87/91 e 92/93. Os compostos orgânicos presentes nos cursos d’água que são suscetíveis a biodegradação tendem a ser estabilizados por microorganismos existentes neste meio podendo originar, dependendo da sua composição, compostos fosfatados. Em águas naturais, o fósforo ocorre como ortofosfato e polifosfatos e em quantidades traços de fósforo quimicamente ligado a matéria orgânica. A presença destes compostos nos mananciais pode ser devida a solubilidade dos minerais do solo (principalmente apatita), drenagem de áreas agrícolas (fertilizantes) e despejos de esgotos domésticos e industriais. Atualmente, o incremento dos teores de fosfatos nos esgotos domésticos deve-se ao crescente uso dos detergentes sintéticos em substituição aos sabões. Anteriormente, a principal fonte de fósforo nos esgotos domésticos eram os excretos humanos. Para águas destinadas ao abastecimento público, a presença de fosfatos complexos, da ordem de 100 µg/l, pode trazer dificuldades ao processo de coagulação no tratamento convencional. No tratamento biológico de esgotos sanitários, o fósforo é um nutriente essencial ao crescimento e reprodução dos microorganismos que promovem a estabilização da matéria orgânica. Em despejos industriais biodegradáveis, carentes de fósforo, são adicionados fertilizantes como fonte deste nutriente. Os fosfatos são importantes para todas as formas de vida uma vez que estes participam de processos fundamentais do metabolismo dos seres vivos, tais como: armazenamento de energia e estruturação da membrana celular. Do ponto de vista limnológico, o fosfato inorgânico dissolvido (fosfato-orto) é o constituinte de maior importância no ambiente aquático por ser a principal forma assimilada pelos vegetais presentes neste meio. Nos cursos d’água, o incremento das concentrações de fósforo, juntamente com as de nitrogênio, pode levar a um aumento da proliferação de organismos autótrofos. Além da presença dos nutrientes em concentrações adequadas, é necessário a combinação de vários fatores, tais como: condições climáticas, intensidade de ventos, luz, transparência das águas, velocidade de escoamento, etc. para tornar o meio propício ao desenvolvimento de algumas espécies de algas que constituem o fitoplâncton. Este crescimento acentuado de algas é chamado de floração. As algas, no seu processo de fotossíntese, produzem oxigênio e consomem gás carbônico no período que recebem luz. À noite estes organismos consomem oxigênio dissolvido no meio e, sendo estes em densidade elevada, a redução de oxigênio é mais acentuada, podendo provocar a morte da fauna local e causar um desequilíbrio no ambiente aquático. Além disso, estas algas quando entram em decomposição enriquecem o meio com matéria orgânica, a qual, devido ao processo de oxidação biológica, provoca o consumo de oxigênio dissolvido. Uma densidade elevada de organismos fitoplanctônicos no meio aquático produz inconvenientes no tratamento d’água, tais como: dificuldades de coagulação, entupimento dos filtros e fornecimento de odor e sabor à água tratada. O macronutriente fosfato total encontrado nas águas das estações SGII, GI e 31 apresentou valores isolados mais elevados que os obtidos nos demais locais amostrados. A semelhança das águas, o sedimento de fundo destas estações apresentou altos teores deste nutriente, sendo classificado como altamente poluído. Na estação GIV as concentrações de fosfato total no sedimento também apresentaram-se elevadas, recebendo a classificação de moderadamente poluído (Figura 9).

29

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00


Estações

Val

ores

méd

ios

(mg/

g)

Figura 9- Valores médios de fosfato total na bacia do Gravataí. Sedimento - 92/93

Os altos valores encontrados para fosfato total no local de amostragem da estação SGII podem ser oriundos da aplicação de fertilizantes no solo, para o crescimento da cultura do arroz praticada na região. As plantas de arroz, para o seu desenvolvimento, extraem do solo nutrientes essenciais, elementos ou compostos inorgânicos indispensáveis ao seu crescimento e que deverão estar presentes no solo em quantidade suficiente e em proporções equilibradas. Os elementos C, H, O, N, P, K, Ca, Mg e S são considerados macronutrientes, os quais as plantas consomem em maior quantidade e são necessários ao crescimento normal destes vegetais. Os micronutrientes Zn, Fe, Cu, B, Mo e Cl são utilizados pela planta do arroz em menores quantidades. Porém, no solo do RS não é necessário aplicação de micronutrientes (27). Os solos naturais são, em geral, pobres em nutrientes na sua camada superficial (cultivável). Do total de nutrientes presentes nesta camada de solo, uma pequena parcela é solúvel e as plantas, para o seu desenvolvimento, necessitam de grande quantidade de alguns destes nutrientes, havendo, ainda, perdas por lixiviação e erosão. Assim, muitas vezes, é necessário o agricultor adicionar fertilizantes ao solo, na forma de compostos solúveis ou parcialmente solúveis. No preparo do solo para o plantio do arroz, através do sistema convencional, é adicionado fósforo, potássio e nitrogênio durante ou após a semeadura. A forma de nitrogênio para o arroz irrigado depende da época de aplicação do nutriente. Para solos inundados a fonte de nitrogênio é a amoniacal e a amídica (uréia). A época de aplicação do nitrogênio é função do estágio de desenvolvimento da planta. As cultivares de ciclo curto (até 120 dias) consomem maior quantidade de nitrogênio no primeiro estágio de desenvolvimento, mas as de ciclo longo, apresentam dois períodos de grande consumo de nitrogênio: no perfilhamento e de 15 a 20 dias antes do florescimento. Assim, pode-se fazer uma aplicação de dose única na fase do início da diferenciação da panícula - IDP (ou ponto de algodão) ou faz-se um parcelamento da dose aplicando parte no início do perfilhamento (ou aos 35 dias após a emergência das plântulas) e parte no ponto de algodão.

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As aplicações de fósforo, assim como as de potássio, devem ser feitas na época do plantio. São várias as fontes de fósforo utilizadas como fertilizantes, dentre as quais podemos citar: o ácido fosfórico, superfosfato de amônia, fosfato bicálcio, etc. Já o cloreto de potássio é o principal fertilizante utilizado na cultura do arroz devido ao baixo custo de produção e alto teor de K2O (60 a 62%). O agente superficial ativo (surfactante) e o fosfato são os principais ingredientes utilizados na fabricação dos detergentes. A faixa aproximada de percentagem de compostos contendo fosfatos que constituem os detergentes sintéticos em pó é de 25 a 32% . Uma das principais fontes de poluição por fosfato total são os esgotos domésticos, cujos teores de contribuição encontram-se entre 5-10 mgPO4/l (25). Este fato pode ter sido a causa das altas concentrações de fosfato encontrados nas águas e sedimentos das estações GI e 31, locais de acentuada densidade populacional, onde os esgotos são lançados " in natura " no rio. Além desta significativa fonte de poluição de origem doméstica, o fosfato pode ter sido incrementado nas águas destes locais pelo despejo dos efluentes de indústrias alimentícias diversas, detergentes e sabões e papel e papelão localizadas neste trecho do rio. Os dados de fosfato total apresentaram-se em todo curso do rio fora dos limites estabelecidos para cada classe de enquadramento considerada. Do percurso da estação SGII até a GII, os valores máximos de fosfato total ultrapassaram os limites do CONAMA em, aproximadamente, 80% das amostragens. No curso inferior (GI e 31) os dados de fosfato total estiveram sempre acima dos valores fixados pela Resolução no 20/86. Deve-se destacar que os teores médios de fosfato total, na foz do rio Gravataí, são 254% superiores a média dos dados dos demais formadores da sub-bacia do Guaíba (Tabela 4). As concentrações médias de fosfato total nas águas das estações GI e 31, nos períodos de 87/91 e 92/93 não sofreram modificações. Para a estação GII, no período anterior (87/91), ocorreram duas amostragens (janeiro 89 e 90) que elevaram os valores médios de fosfato total nas águas. Porém, mesmo desconsiderando estes dados, ainda assim, verificou-se uma redução nos teores médios desta característica, comparando-se os dois períodos de estudo. As características sulfeto, selênio, cianeto e arsênio nas águas do rio Gravataí ocorreram em teores próximos ao limite de detecção do método ou não foram detectadas. Entretanto, no sedimento da estação 31, observou-se a presença de arsênio em 67% das amostragens realizadas. O arsênio pode ocorrer naturalmente nas águas devido a dissolução de formações rochosas ricas deste elemento ou por lavagem superficial dos solos onde são utilizados inseticidas e herbicidas à base de arsênio ou ainda, devido a despejos industriais tais como: efluentes de curtumes e de fundição de metais não ferrosos, especialmente o cobre. O arsênio elimina-se lentamente do organismo humano (cerca de dez dias), sendo perigosa a ingestão continuada em baixas concentrações. Além da ação tóxica, se ingerido em altas concentrações, o arsênio pode exercer efeito carcinogênico (câncer de pele). Avaliando-se os parâmetros selênio, cianeto e arsênio, com relação a Resolução no 20/86 do CONAMA, verificou-se que o selênio e arsênio não atingiram os limites estabelecidos para cada trecho do rio. Porém, o cianeto nas amostragens realizadas na estação GIV apresentou apenas um dado que ultrapassou o limite da classe 1 (0,01 mgCN/l). O sulfeto, selênio e cianeto nas águas das estações GII, GI e 31 nos dois períodos de avaliação, 87/91 e 92/93, apresentaram teores médios próximos ao limite do método ou não foram detectados. A análise de arsênio não foi realizada durante os anos de 87 a 91, não sendo possível estabelecermos comparações. Com relação a presença de metais na água observou-se que os elementos ferro (total e solúvel), cobalto, molibdênio, prata, cádmio, bário, chumbo, cromo (hexavalente e total), lítio, vanádio, alumínio, cobre, berílio e estanho apresentaram-se em teores médios normalmente

31

encontrados nas águas naturais, próximos ao limite de detecção do método ou não foram detectados, não sofrendo variações ao longo do curso do rio. Da mesma forma, os valores médios dos elementos níquel e mercúrio nas águas apresentaram-se em baixas concentrações, porém com ocorrência eventual de picos em todas as estações amostradas. Os dados médios de zinco são semelhantes em todo o curso do rio, observando-se maiores concentrações nos meses de fevereiro, junho e agosto, em todas as estações de amostragem. O manganês na água foi detectado em maiores teores médios em período de verão (dezembro e fevereiro), nas estações SGII, GI e 31. Os metais referidos acima estão presentes no sedimento de todas as estações amostradas, salientando-se a ocorrência de concentrações elevadas de bário e ferro total na estação SGII e de bário, cobre e zinco na GI. Para o sedimento da estação 31, os metais relacionados no histograma abaixo apresentaram-se sempre em maiores teores do que nas estações a montante (Figura 10). Também pode-se verificar que o sedimento da foz do rio Gravataí (31) apresentou teores mais elevados de metais, se comparados aos valores médios encontrados na foz dos outros rios formadores da bacia do Guaíba (57,58 e 59) (Figura 11).

0

100

200

300

400

500

600

Co Fe Sn V Sr Li Cd Al Ba Ni Hg Zn Crt

Pb Cu Ag

Metais

Val

ores

(%)

Figura 10 - Porcentagem de metais na foz do rio Gravataí (31) acima da média das

demais estações. Sedimento - 92/93

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AP

MP

NP

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Co Fe t Ca Ba Ni V Cd Cr t Sn Zn Cu Li Hg K Al Na Pb Ag

Metais

Val

ores

(%)

Figura 11 - Porcentagem de metais na foz do rio Gravataí (31) acima da média da

foz dos demais formadores da bacia do Guaíba. Sedimento - 92/93

Dentre os metais analisados neste período de estudo (92/93) e que apresentaram-se em baixas concentrações ou não foram detectados nas águas das estações GII, GI e 31, os elementos berílio, bário, cádmio, chumbo, cobalto, cobre, cromo hexavalente e total, estanho, ferro (total e solúvel), manganês, lítio, mercúrio, molibdênio, níquel, prata, selênio e vanádio, não sofreram modificações nos teores médios, com relação ao período anterior de estudo (87/91). O bário nas águas naturais é encontrado a nível de traços devido a baixa solubilidade do sulfato e carbonato de bário, o que promove a precipitação destes compostos aumentando a concentração no sedimento de fundo. O bário, sempre presente no sedimento, classifica como moderadamente poluídas as estações SGII, SGI, GIV e GII e altamente poluídas as estações GII e 31. Os teores encontrados deste elemento no trecho superior do rio (SGII, SGI e GIV) podem ser devido a fontes minerais naturais da região ou oriundas da aplicação de inseticidas contendo sais de bário em sua composição. Já no curso médio e inferior (GII, GI e 31) o incremento de bário no sedimento pode ser devido, além dos fatores já citados acima, ao lançamento de efluentes de indústrias de papel e papelão, tintas, corantes e produtos químicos. O bário para os seres humanos produz efeitos tóxicos sobre o coração, vasos sangüíneos e nervos e mesmo em doses pequenas ou moderadas pode provocar aumento da pressão sangüínea por vasoconstrição. O limite deste elemento na água para consumo humano é de 1,0 mg/l. A constante presença deste elemento no sedimento de fundo de todas as estações amostradas pode causar efeito nocivo aos organismos bentônicos e quando presente nas águas em teores significativos, acima de 1,0 mg/l, pode ser prejudicial ao desenvolvimento de algas, protozoários e peixes. Entretanto, este valor não foi alcançado nas amostragens realizadas nas águas do rio Gravataí, onde o bário ocorreu em média, 10 vezes inferior ao limite estabelecido (1,0 mg/l). O metal bário, no seu valor médio, não apresentou variação significativa nas águas dos formadores da sub-bacia do Guaíba. Entretanto, no sedimento da foz do rio Gravataí (31) este elemento encontrou-se 218% acima da média dos demais contribuintes do Guaíba. Para os períodos 87/91 e 92/93, nas estações GII, GI e 31, os teores médios de bário na água não sofreram modificações.

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A ocorrência de ferro e manganês no estado reduzido é mais freqüente nas águas subterrâneas, visto que a presença de oxigênio nas águas superficiais oxida estes elementos a óxido de ferro e manganês hidratado, que é muito menos solúvel. Nas águas do rio Gravataí, o ferro ocorreu sem variação significativa ao longo do curso do rio, enquanto que o manganês foi detectado em maiores concentrações médias no período de verão (dezembro e fevereiro), nas estações SGII, GI e 31 (Figura 12).

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

Val

ores

méd

ios

( mg/

l )

S GII,GI e 31S GI,GIV e GII

verão( dez e fev )

inverno(abr,jun,ago e out.)

Figura 12 - Valores médios de manganês nos períodos de verão - inverno na bacia

do Gravataí. Água - 92/93

O ferro, no sedimento da estação 31, apresentou-se em concentração média 120% superior a média das demais estações amostradas, classificando este local como altamente poluído para este elemento, o qual pode ter se originado da própria constituição mineral do solo, de esgotos domésticos ou de efluentes de indústria de galvanoplastia que, segundo a bibliografia, podem atingir concentrações de 2-20 mg/l (2). Os maiores teores médios de manganês nos sedimentos foram obtidos nas estações SGII e GII, classificando estes locais como moderadamente poluídos. Para o sedimento das estações GI e 31, também observou-se valores médios elevados de manganês, entretanto, estes não alcançaram o limite estabelecido pela classificação citada para sedimentos (< 300 mg/Kg) (32). A presença de manganês nas águas e sedimentos pode ser atribuída à composição natural dos solos da região, esgotos domésticos ou a despejos industriais diversos, onde é um dos metais mais freqüentemente utilizado. O ferro e o manganês são objetáveis nos sistemas públicos de abastecimento d’água, devido ao sabor que conferem à água, as suas propriedades em manchar roupas e utensílios domésticos e por produzirem depósitos nos sistemas de distribuição. Os limites na água potável de ferro e manganês, 0,3 e 0,1 mg/l, respectivamente, não são estabelecidos em função de sua toxidez ao homem, mas sim, devido a dificuldade de remoção destes elementos na forma solúvel nos processos de tratamento d’água e aos problemas já citados acima.

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No ambiente aquático, o manganês pode produzir efeitos tóxicos tanto ao fitoplâncton como aos peixes, sendo estabelecido o limite de 0,1 mg/l nas águas utilizadas para preservação da vida aquática. O ferro solúvel e o manganês, no percurso do rio a montante da estação GII, apresentaram valores que ultrapassaram os limites fixados pelo CONAMA para cada classe considerada. Isto não foi verificado nas estações GI e 31, enquadradas na classe 3, onde o limite para estes elementos é superior ao estabelecido para o segmento a montante do rio. Os dados de ferro solúvel, nas estações SGII, SGI e GIV, ultrapassaram em 50% das amostragens os limites da classe 1, enquanto que para a GII, o limite da classe 2 foi superado em 75% das amostragens realizadas. No arroio Chico Lomã (SGII) cinco dados de manganês estão acima do limite da classe 1 (0,1 mg/l) e do segmento desta estação até a GII apenas um dado coloca o rio, neste trecho, fora das classes de enquadramento. Os teores médios de ferro e manganês na água e manganês no sedimento dos formadores da sub-bacia do Guaíba não apresentaram variação significativa. Analisando-se os dados médios de ferro no sedimento dos formadores da sub-bacia do Guaíba, constatou-se que a concentração média deste elemento é superior na foz do rio Gravataí, 25,8 mgFe/g, porém próxima a detectada na foz do rio Caí, 22,7 mgFe/g, tendo os demais contribuintes (rio dos Sinos e Jacuí) concentrações semelhantes, aproximadamente 10,0 mgFe/g. O estudo comparativo da média de ferro total e solúvel, no período de 87/91 e 92/93, comprovou a manutenção dos teores deste elemento nas águas do curso médio e inferior (GII, GI e 31). Para o metal manganês, se desconsiderarmos três amostragens de concentrações elevadas (janeiro de 88, 89 e 90), os valores médios nas estações GII, GI e 31 também mantiveram-se sem alterações. Dos sais de zinco, alguns são muito solúveis na água (cloreto e sulfato), outros são insolúveis (carbonato, óxido e sulfeto), sendo a solubilidade dependente do pH e da alcalinidade. O zinco, sempre presente nas águas do rio Gravataí, apresentou no curso superior (SGII, SGI, GIV) apenas uma amostragem para cada estação, no mês de agosto, fora dos limites estabelecidos pelo CONAMA (0,18 mgZn/l). Já no curso médio (GII), este limite foi ultrapassado em duas amostragens (fevereiro e junho). Na foz do rio Gravataí (31), os teores na água não alcançaram os limites estabelecidos para este trecho do rio (5,0 mgZn/l). Entretanto, para o sedimento as maiores concentrações deste elemento foram detectados na foz, recebendo este local a classificação de moderadamente poluído. No curso superior (SGII, SGI e GIV), a ocorrência de zinco pode ser atribuída a utilização de produtos fitossanitários que apresentam nas suas formulações este elemento, o qual pode ser proveniente das águas de drenagem utilizadas nas lavouras de arroz. Um fungicida aplicado na cultura do arroz para o controle da bruzone, moléstia causada por um fungo, apresenta na sua composição os elementos manganês e zinco. Além disso, o zinco pode ter sido introduzido na água, neste trecho, pela utilização de fertilizantes, que apresentam, entre outros, este micronutriente nas suas formulações (ZnSO4.H2O, ZnCO3, Zn3(PO4)2 e ZnO). Já no curso médio (GII) e na foz (31), o incremento de zinco no ambiente aquático pode ser devido ao lançamento de efluentes de processos de fabricação de produtos galvanizados, tintas, corantes, condutores elétricos e fibras acrílicas. Também, neste segmento do rio, este elemento pode ter sido introduzido devido ao despejo de esgotos domésticos, onde a eliminação média diária de zinco nas fezes é de 10 mg e na urina de 0,4 mg. O consumo de água contendo até 50 mg/l de zinco, durante um período prolongado, demonstrou não causar ao homem nenhum efeito prejudicial conhecido. O limite estabelecido de zinco (5 mg/l) para água potável é baseado na alteração de sabor que pode ser desenvolvida na água e, também, devido ao processo de tratamento convencional não remover quantidades apreciáveis deste elemento.

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O zinco quando em doses excessivas pode apresentar toxidez aguda e letal para os peixes podendo provocar alterações morfológicas, obstrução de guelras, etc. Esta toxidez pode ser influenciada pela dureza das águas. Em águas com baixos teores de sais de cálcio e magnésio, ou seja águas moles, como as águas do rio Gravataí, a toxidez do zinco é de 4 a 40 vezes maior do que em águas duras. Os demais organismos, crustáceos, moluscos, protozoários e bactérias toleram melhor o zinco do que os peixes. Constatou-se que a foz dos demais formadores do Guaíba apresentaram concentrações médias de zinco na água semelhantes a foz do rio Gravataí. Porém, no sedimento da estação 31, o teor médio deste metal foi superior (0,167 mgZn/g), sendo que a média deste elemento nos outros contribuintes variou de 0,022 a 0,048 mgZn/g (Figura 9). As concentrações médias do metal zinco nas águas das estações GI e 31 não sofreram alterações nos dois períodos de estudo, 87/91 e 92/93. Porém, para a estação GII no segundo período de estudo, verificou-se que o zinco ocorreu em concentrações elevadas em duas amostragens (0,186 e 0,243 mgZn/l) que alteraram o valor médio para este elemento neste local. Os metais cobre, chumbo e cromo total estão presentes em pequenas quantidades nas águas superficiais, devido a baixa solubilidade de algumas formas de sais destes elementos. Este é o motivo pelo qual, geralmente, não são encontradas concentrações significativas destes metais nas águas superficiais e sim no sedimento. Este fato, no presente estudo, foi observado na avaliação dos dados de água e sedimento do rio Gravataí. Estes metais estão presentes no sedimento de fundo de todas as estações, porém não atingem a classificação citada para sedimentos, à exceção da estação 31, onde o chumbo e o cromo total classificam o local como moderadamente poluído e o cobre como altamente poluído. A ocorrência destes elementos no meio aquático está, principalmente, relacionada ao lançamento de efluentes industriais. Os ramos industriais, localizados neste trecho do rio, que poderiam contribuir para presença destes metais seriam galvanoplastia, metalurgia, tintas, têxtil e curtume. Os esgotos domésticos seriam, neste segmento, outra fonte de poluição por metais. Destes elementos, o cobre, quando em baixas concentrações, é benéfico para o metabolismo humano, já o chumbo e o cromo (forma hexavalente) são considerados tóxicos. Deficiência de cobre na dieta alimentar pode causar anemia e em dosagens maiores é tóxico, podendo provocar danos ao fígado e ao sistema renal. A toxidez aguda por chumbo pode causar inflamação do trato-gastrointestinal ocasionando diarréia e vômitos, enquanto que a toxidez crônica produz anorexia, dores abdominais, anemia, câncer, alterações no sistema nervoso podendo chegar a paralisia e distúrbios visuais, etc... O cromo na forma trivalente é um nutriente essencial, considerado inócuo à saúde e a deficiência deste elemento resulta em desordens no metabolismo humano, entretanto, o cromo hexavalente é tóxico produzindo danos ao fígado, aos rins (nefrite), hemorragia interna e desordens respiratórias. A eliminação dos metais cobre, chumbo e cromo pelo homem, através das excreções, faz com que o lançamento de esgotos cloacais incrementem estes elementos no meio aquático. A ingestão diária de cobre por todas as fontes é da ordem de 2-5 mg, como este elemento não possui efeito cumulativo, a excreção média diária de cobre na urina é de, aproximadamente, 1 mg/l, sendo o restante eliminado pelas fezes. Já o chumbo, é considerado um metal cumulativo no organismo humano, não sendo eliminado através das excreções mais do que 0,3 a 1 mg por dia. Devido a toxidez para o homem e as poucas informações disponíveis quanto a remoção dos elementos cobre, chumbo e cromo nos processos convencionais de tratamento d’água, são estabelecidos limites destes metais nos mananciais públicos de abastecimento. Com relação a toxidez destes elementos para o ambiente aquático, o cobre é tóxico para uma ampla variedade de organismos, desde bactérias até os peixes. Neste meio, os compostos de chumbo são tóxicos para todas as formas de vida, com influência no processo de reprodução dos peixes, podendo levá-los à morte por intoxicação. O cromo hexavalente produz um efeito tóxico

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aos peixes. Também são sensíveis aos sais de cromo os crustáceos e as algas, sendo esta sensibilidade dependente da espécie. A dureza das águas influencia o grau de toxidez do cobre e chumbo para as formas de vida presentes no meio aquático. Em águas moles, como são classificadas as águas do rio Gravataí, os efeitos tóxicos destes elementos são maiores. Os metais cobre, chumbo e cromo nos seus valores médios não apresentaram variações significativas nas águas da foz dos formadores da sub-bacia do Guaíba. Entretanto, no sedimento da foz do rio Gravataí (31) verificou-se que as concentrações médias destes elementos são superiores as encontradas para os demais contribuintes do Guaíba. Os teores médios de chumbo na estação 31 (foz) são dez vezes superiores (0,044 mgPb/l). As concentrações médias de cobre e cromo total são 358% e 312%, respectivamente, maiores do que a média na foz dos outros formadores do Guaíba (Figura 9). Comparando-se, nos períodos de 87/91 e 92/93, a média aritmética dos elementos chumbo e cromo nas águas das estações GII, GI e 31, observou-se que não ocorreram alterações. Já para o cobre, constatou-se a ocorrência de uma amostragem no período anterior (abril /88) cujos valores atingiram 0,41l mgCu/l para a estação GII e 4,278 mgCu/l para a estação GI. Se desconsiderarmos estes dados, as médias, para estes dois períodos de estudo não sofreram variações. Para o níquel, o seu valor médio nas águas do rio Gravataí é sempre inferior ao limite de detecção do método (0,007 mgNi/l) à exceção da estação SGI, onde o valor médio ficou em 0,010 mgNi/l, devido a ocorrência de três amostragem com teores significativos (0,068, 0,044, 0,012 mgNi/l) que distorceram a média final. Salienta-se que, para o elemento níquel, em apenas uma amostragem (dez/92) para as estações SGII, GIV e 31 e duas no local SGI (dez/92 e fev/93) ocorreram valores que ultrapassaram a classe estabelecida pelo CONAMA. Para o sedimento de fundo do rio Gravataí, os teores de níquel encontrados são considerados normais em solos (10 a 100 µg/g) (31). Embora dentro de níveis considerados normais para solos, o valor médio de níquel na estação 31 é quatro vezes superior a média das estações a montante. A presença deste metal no sedimento desta estação pode ser atribuída a resíduos de processos industriais tais como: têxtil, tintas, indústrias de óleos (catalisador nas reações de hidrogenação) e galvanoplastia. Existem, próximo a foz (31), vários estabelecimentos que desenvolvem o processo de acabamento de metais, como a galvanoplastia, onde podemos encontrar nos resíduos lançados por este tipo de atividade, concentrações elevadas dos metais cromo trivalente, cobre, zinco, ferro e níquel (Tabela 5).

Tabela 5 - Faixas de concentração dos principais metais encontrados no efluente dos processos de galvanoplastia.

METAIS

FAIXA DE CONCENTRAÇÃO (mg/l)

Cr 3+ 30 60 Cu 12 300 Zn 0 80 Fe 2 20 Ni 0 25

Fonte: Braile & Cavalcanti. Manual de tratamento de águas residuárias industriais, São Paulo, 1979.

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Os efeitos para o homem de uma exposição a concentrações elevadas de níquel podem provocar perda de peso, alterações no sangue e enzimas. Estudos desenvolvidos com ratos demonstraram que o níquel não é carcinogênico, quando ingerido através da água, em concentrações de até 5 mgNi/l. Para o meio aquático o níquel é tóxico aos peixes e outras formas de vida. O comportamento do níquel nas águas e sedimentos do rio Gravataí é semelhante ao demonstrado nos formadores da sub-bacia do Guaíba, ou seja, os teores médios de níquel nas águas de todos contribuintes que des

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QUALIDADE DAS ÁGUAS DO RIO GRAVATAÍ 97.pdf · 2002. 10. 16. · a bacia do Sinos ao norte, com a lagoa dos Barros a leste, com contribuintes da Lagoa dos Patos ao sul, com arroio