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UESC Universidade Estadual de Santa Cruz Programa Regional de Pós-graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente Mestrado em Desenvolvimento Regional e Meio Ambiente COMPOSIÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DA PRECIPITAÇÃO NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO CACHOEIRA SUL DA BAHIA ACÁCIA BASTOS COUTO ILHÉUS-BAHIA 2009

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UESC

Universidade Estadual de Santa Cruz Programa Regional de Pós-graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente

Mestrado em Desenvolvimento Regional e Meio Ambiente

COMPOSIÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DA PRECIPITAÇÃO NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO CACHOEIRA

SUL DA BAHIA

ACÁCIA BASTOS COUTO

ILHÉUS-BAHIA

2009

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ACÁCIA BASTOS COUTO

COMPOSIÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DA PRECIPITAÇÃO NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO CACHOEIRA – SUL DA BAHIA

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em Desenvolvimento Regional e Meio Ambiente da Universidade Estadual de Santa Cruz, para a obtenção do título de Mestre em Desenvolvimento Regional e Meio Ambiente. Sub-área de concentração: Planejamento e Gestão de Bacias. Orientador: Prof. Neylor Alves Calasans Rego

ILHÉUS – BAHIA 2009

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ACÁCIA BASTOS COUTO

COMPOSIÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DA PRECIPITAÇÃO NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO CACHOEIRA – SUL DA BAHIA

Ilhéus-BA, 16 de junho de 2009.

_____________________________________________ Neylor Alves Calasans Rego – PhD

DCAA/UESC (Orientador)

______________________________________________

Paulo Hellmeister Filho – DS DCAA/UESC

______________________________________________ Dan Érico Vieira Petit Lobão - PhD

SERAM/CEPEC/CEPLAC

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C871 Couto, Acácia Bastos. Composição físico-química da precipitação na bacia hidrográfica do Rio Cachoeira sul da Bahia / Acácia Bastos Couto. – Ilhéus, BA: UESC, 2009. 49 f.: il.; anexos. Orientador: Neylor Alves Calasans Rego. Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual de Santa Cruz. Programa de Pós - graduação em Desen- volvimento Regional e Meio Ambiente. Inclui bibliografia. 1. Ar - Poluição. 2. Precipitação (Meteorologia ). 3. Íons. 4. Cachoeira, Rio, Bacia (BA). I. Título. CDD 363.7392

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________________________________

“...Pois a chuva voltando pra terra

traz coisas do ar”. (Raul Seixas)

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AGRADECIMENTOS

A Deus pela vida e pela oportunidade de poder dar mais um passo em frente. Obrigada

Senhor, pois sem ele nada acontece!

Aos meus pais, que são meus alicerces, pelo amor, pela educação, pela minha

formação como cidadã de bem.

Aos meus irmãos pelo apoio e companheirismo de sempre.

Ao meu sobrinho Francisco pela ternura.

A Jarinha, a minha amiga-irmã Manuela, a Dayse e aos amigos que estiveram juntos

dando sempre uma palavra de incentivo.

Em especial, ao meu marido e grande companheiro Arley, pelo apoio permanente,

incentivando e persistindo comigo para a conclusão de mais uma etapa de nossas vidas e,

acima de tudo, pelo seu amor.

A todos os colegas do PRODEMA obrigada por tudo. E, em especial, a Patrícia, uma

amiga que sempre demonstrou força e perseverança, que sempre teve uma palavra de conforto

e de incentivo em todas as horas que precisei.

As amigas Adelina e Joelma que estiveram sempre comigo, dando conselhos,

ajudando e acima de tudo demonstrando fraterno carinho.

Ao professor Neylor pela orientação.

Ao professor Wildes pela co-orientação.

Aos professores do PRODEMA pelos ensinamentos.

A Marcos, José Raimundo, Jeferson, Zezinho, Sr. Aniceto, Washington e Fernando

funcionários da CEPLAC que auxiliaram na coleta e análise das amostras, foram, portanto,

fundamentais para a realização da pesquisa.

A João Bittencourt e André, funcionários da EMASA, que também realizaram a

análise laboratorial das águas.

E, a todos aqueles, que não estão destacados aqui, mas que tem lugar cativo em meu

coração, obrigada por tudo!

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COMPOSIÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DA PRECIPITAÇÃO NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO CACHOEIRA – SUL DA BAHIA

Autora: Acácia Bastos Couto

Orientador: Prof. Dr. Neylor A. Calasans Rego

RESUMO

Entender os processos biogeoquímicos que regulam a composição atmosférica é essencial para que se possa desenvolver um plano de desenvolvimento sustentável na região de estudo. As emissões de gases poluentes, a influência do “spray” marinho, a agregação de diferentes partículas no ar permitem caracterizar a composição química atmosférica de determinado local. Durante seis meses (junho a dezembro de 2008) foram coletadas amostras de água de chuva em quatro pontos amostrais, nas sedes da CEPLAC, localizados nos municípios de Ilhéus, Jussari, Itaju do Colônia e Itororó, na bacia hidrográfica do rio Cachoeira no sul da Bahia e realizadas análises laboratoriais para averiguar a composição de cada amostra quanto ao pH, a condutividade elétrica, cátions e ânions. O pH em todos os pontos se mostrou acima da faixa de detecção de acidez. Quanto à condutividade elétrica, as maiores foram das amostras dos municípios de Itaju do Colônia e Itororó. O Na+ foi o íon de maior concentração dentre os outros analisados no posto amostral de Ilhéus (identificado nos gráficos como CEPEC). No município de Itororó se destacou o Ca2+ em virtude da mineração de calcário na região. Na análise dos ânions, a maior concentração foi do HCO-

3, tendo maior representatividade na estação meteorológica do CEPEC. No município de Itaju do Colônia, o terceiro lugar de coleta, ocorreu a maior concentração de SO-2

4. O NO-3 teve destaque em

Jussari superando os demais pontos amostrais. Com esse estudo, constatou-se que a influência marinha é maior sobre a qualidade das chuvas nos pontos de coletas localizados nos municípios de Itororó e Ilhéus e a maior a influência antropogênica está nas chuvas ocorridas principalmente nos municípios de Itaju do Colônia e Jussari.

Palavras-chave: Precipitação total, íons, poluição atmosférica, “spray” marinho.

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RAINFALL WATER PHYSICAL-CHEMICAL COMPOSITION OF THE CACHOEIRA RIVER WATERSHED - SOUTH OF BAHIA

Author: Acacia Bastos Couto

Advisor: Prof. Dr. Neylor A. Calasans Rego

ABSTRACT

To understand the biochemical processes that regulate the atmospheric composition is essential for developing sustainable developing plans in the studied area. The emissions of pollutant gazes, the influence of the "sea spray", the aggregation of different particles in the air allows to characterize the chemical atmospheric composition in certain place. During six months (June to December of 2008) samples of rain water were collected in four sample points, in CEPLAC, located in the municipal districts of Ilhéus, Jussari, Itajú do Colônia and Itororó, in the Cachoeira river watershed, south of Bahia, and accomplished chemical analyses to evaluate the composition of each sample with relationship to the pH, the electric conductivity, cations and anions. The pH in all the points was shown above the strip of acidity detection. Regarding the electric conductivity, the largest values were found in samples of the municipal districts of Itajú do Colônia and Itororó. The Na+ was the ion of larger concentration among the others analyzed in the CEPLAC sample point. In the municipal district of Itororó stood out Ca2+ due to the limestone mining in the area. In the anions analysis the largest concentration was of HCO-3, having larger representativity in the meteorological station of CEPEC. In the municipal district of Itajú do Colônia, it was detected the largest concentration of SO-2

4. The NO-3 had prominence in Jussari overcoming the other

sample points. This study demonstrated that the sea influence is larger in the rainfall quality of the points located in the municipal districts of Itororó and Ihéus and the largest antropogenic influence int the rain quality happened mainly in the municipal districts of Itajú do Colônia and Jussari.

Word-key: Total precipitation, ions, atmospheric pollution, sea spray.

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LISTA DE FIGURAS

1 Ciclo hidrológico ........................................................................................... 5

2 Modelo de dispersão de gases na atmosfera ................................................... 13

3 Localização geográfica da bacia hidrográfica do rio Cachoeira .................... 17

4 Representação da bacia hidrográfica do rio Cachoeira ................................... 18

5 Distribuição anual da precipitação na BHRC.................................................. 20

6 Distribuição anual da temperatura na BHRC................................................... 21

7 Distribuição anual da umidade relativa na BHRC........................................... 22

8 Localização do posto pluviométrico e estações meteorológicas utilizados no

trabalho ........................................................................................................... 24

9a Visão de cima (sem tampa) do pluviômetro .................................................. 26

9b Pluviômetro da CEPLAC – CEPEC ............................................................... 26

9c Visão de cima (com tampa) do pluviômetro .................................................. 26

10 Resultados de pH por ponto de coleta ............................................................. 31

11 Condutividade elétrica por ponto de coleta .................................................... 32

12 Concentração de cátions por ponto de coleta .................................................. 33

13 Concentração de ânions por ponto de coleta .................................................. 34

14 Concentração de SO-24 e NO-

3 por ponto de coleta ......................................... 35

15 Resultados de alcalinidade e dureza das águas em mg/l CaCO3 .................... 35

16 Projeção plana das variáveis para componentes principais 1 e 2 .................... 38

17 Projeção plana dos objetos (pontos) para componentes principais 1 e 2 ........ 38

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LISTA DE TABELAS

1 Principais poluentes, suas fontes emissoras e as concentrações permitidas .... 10

2 Locais de amostragem na bacia hidrográfica do rio Cachoeira ....................... 25

3 Resultados físico-químicos nos pontos amostrais ........................................... 29

4 Hierarquia dos íons encontrados em estudos correlatos .................................. 36

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SUMÁRIO RESUMO .................................................................................................... v

ABSTRACT ................................................................................................

LISTA DE FIGURAS ................................................................................

LISTA DE TABELAS ...............................................................................

vi

vii

viii

1. INTRODUÇÃO .......................................................................................... 1

1.1 Objetivo geral................................................................................................ 3

1.2 Justificativa .................................................................................................. 3

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................. 5

2.1 O ciclo hidrológico ...................................................................................... 5

2.2 Fatores que influenciam a precipitação ........................................................ 6

2.3 Os processos de precipitação ....................................................................... 6

2.4 Composição atmosférica .............................................................................. 8

2.5 Os poluentes na atmosfera............................................................................ 8

2.5.1 Classificação do poluente quanto à estabilidade química ............................ 12

2.5.2 Dispersão atmosférica de contaminantes ..................................................... 12

2.6 Estudos correlatos ........................................................................................ 14

3. DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO................................................... 17

3.1 Localização geográfica e características gerais ........................................... 17

3.1.1 Hidrografia ................................................................................................... 18

3.1.2 Clima ............................................................................................................ 19

3.1.3 Precipitação .................................................................................................. 19

3.1.4 Temperatura ................................................................................................. 20

3.1.5 Umidade relativa .......................................................................................... 21

3.1.6 Vegetação ..................................................................................................... 22

4. MATERIAIS E MÉTODOS...................................................................... 24

4.1 Definição dos pontos de coleta .................................................................... 24

4.2 Período de amostragem ................................................................................ 25

4.3 Limpeza e estocagem dos recipientes de coleta ........................................... 26

4.4 Coletor .......................................................................................................... 26

4.5 Análises químicas ........................................................................................ 27

4.6 Análises estatísticas ...................................................................................... 28

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5. RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................ 29

5.1 Análise descritiva ......................................................................................... 29

5.1.1 Análise do pH ............................................................................................... 30

5.1.2 Condutividade elétrica ................................................................................. 31

5.1.3 Resultado dos cátions ................................................................................... 32

5.1.4 Resultado dos ânions .................................................................................... 33

5.2 Análise das componentes principais ............................................................ 37

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................... 40

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................... 42

ANEXO........................................................................................................ 47

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1. INTRODUÇÃO

Conhecer a atmosfera do planeta Terra é uma das aspirações que vêm sendo

perseguidas pela humanidade desde os tempos mais remotos. A partir do momento em que o

homem tomou consciência da interdependência das condições climáticas e daquelas

resultantes de sua deliberada intervenção no meio natural como necessidade para o

desenvolvimento social, ele passou a produzir e registrar o conhecimento sobre os

componentes da natureza.

Desvendar a dinâmica dos fenômenos naturais, dentre eles, o comportamento da

atmosfera, foi necessário para que os grupos sociais superassem a condição de meros sujeitos

às intempéries naturais e atingissem não somente a compreensão do funcionamento de alguns

fenômenos, mas também a condição de utilitários e de manipuladores dos mesmos em

diferentes escalas (MENDONÇA; DANNI-OLIVEIRA, 2007).

Para se entender o funcionamento de ecossistemas tropicais é essencial se

compreender os principais aspectos da deposição química atmosférica. A deposição

atmosférica, úmida e seca, participa nos processos de controle de concentração de gases e

aerossóis na troposfera e no aporte de nutrientes para ecossistemas aquáticos e terrestres

(CHADWICH et al., 1999, ARTAXO et al., 2001 apud ARTAXO et al., 2005), além de

integrar vários mecanismos físicos e químicos como processos de emissão e remoção

dinâmica de transferência na atmosfera e reações químicas. Estudos de deposição atmosférica

fornecem, portanto, informações sobre a variabilidade espacial e temporal da composição

química atmosférica, além de ser um forte indicador de influências antrópicas ou de origem

natural.

Frequentemente, a variabilidade espacial e temporal da deposição de um determinado

composto depende do tempo de residência de gases e aerossóis na atmosfera, os quais são

determinados pela sua reatividade química. Em ambientes tropicais, principalmente durante a

época chuvosa, eventos convectivos produzem grandes quantidades de precipitação que são a

principal fonte de remoção de gases e partículas da atmosfera.

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Ainda, em regiões onde os ciclos biogeoquímicos estão sendo perturbados por ações

antrópicas (GASH et al., 1996; NEILL et al., 2001 apud ARTAXO et al., 2005), a deposição

atmosférica pode ser uma importante fonte de remoção de poluentes assim como um

significante aporte de nutrientes para o ecossistema. Além do que, a deposição atmosférica

nos trópicos é particularmente peculiar devido às suas características únicas, como por

exemplo, o grande fluxo de radiação ultravioleta, altas temperaturas e vapor d’água, que

promovem intensa atividade fotoquímica durante todo o ano.

Estudos sobre a composição química da precipitação na costa marinha e bacias

interligadas são essenciais, não só devido à necessidade de obtenção das informações de

caráter físico-químico, como também porque é na região costeira que se encontram as maiores

concentrações urbanas e industriais do país. As bacias hidrográficas próximas às correntes

marinhas, aos centros industriais ou sob outras condições sofrem influência podendo estas

características interferir nas condições naturais locais.

A qualidade e quantidade de água têm sido comprometidas pela modernidade dos

tempos. Por isso, mesmo, na atualidade, organismos nacionais e internacionais apontam a

poluição e a escassez das águas como o maior problema ambiental que a humanidade tem

enfrentado desde meados do século passado.

A dinâmica da atmosfera é bastante complexa e engloba processos de emissão,

transporte, transformação química e deposição de poluentes, de modo que a composição

química de um evento de precipitação é resultado do conjunto de processos de

emissão/deposição. Assim, a composição química da água de chuva, segundo Seinfeld e

Pandis (1998) pode retratar as características das massas de ar, no que diz respeito ao

conteúdo de partículas e gases solúveis em água, através da qual atravessam as gotas de chuva

durante a precipitação.

As deposições atmosféricas constituem um dos principais mecanismos da ciclagem e

redistribuição dos vários elementos químicos sobre a superfície do planeta, exercendo,

portanto, um papel fundamental nos processos biogeoquímicos continentais e costeiros. O

conhecimento quantitativo e qualitativo das deposições atmosféricas é relevante para o

entendimento dos ciclos biogeoquímicos de elementos e da influência das atividades

antrópicas nestes processos (SOUZA et al., 2006).

Imaginar que as precipitações pluviométricas sejam uniformes quanto às

características de qualidade pode levar a conclusões errôneas quanto ao seu comportamento

hidroquímico no ambiente (JÚNIOR, 2004).

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1.1. Objetivo Geral

� Avaliar as características físico-químicas das precipitações pluviométricas na bacia

hidrográfica do rio Cachoeira, sul da Bahia, tomando como base o pH, condutividade

elétrica, os cátions Na+, K+, Ca2+ e Mg2+; os ânions Cl-, SO4-2, NO3

- e HCO-3 e a

análise das componentes principais.

1.2. Justificativa

A realização deste estudo se deve a alguns fatores inerentes à área de estudo, mas

principalmente ao fato de não existir estudos científicos referentes à presença dos cátions e

ânions nas precipitações da bacia hidrográfica do rio Cachoeira. Esta área de estudo está

submetida ao aporte de sais marinhos em virtude da proximidade do mar ao município de

Ilhéus além da influência da emissão de poluentes expelidos pelas fábricas nos pólos

industriais dos municípios de Ilhéus e Itabuna, bem como a mineração de calcário em Itororó,

às emissões de gases veiculares dos 13 municípios que compõem a bacia. Por outro lado, as

características da vegetação, com a presença da Mata Atlântica, a cultura do cacau, dentre

outras atividades agrícolas e a pastagem podem interferir na qualidade química das

precipitações nesta região.

Conforme Júnior (2004), as substâncias emitidas para a atmosfera podem retornar

quimicamente transformadas à superfície, via processos de deposição seca ou úmida.

Portanto, os impactos da composição química da precipitação pluviométrica, incluindo

os processos de formação e a determinação de suas fontes, são temas científicos fundamentais

para a compreensão dos ciclos biogeoquímicos do planeta.

Consequentemente, o interesse científico na deposição úmida (chuva, orvalho, neve,

neblina) tem aumentado como conseqüência dos prejuízos ecológicos e econômicos, tais

como danos às florestas, à flora e fauna aquáticas, e aos materiais de construção (MARTINS,

2002).

Além disso, este estudo, que tem como objetivo principal a análise físico-químico da

pluviosidade da bacia hidrográfica do rio Cachoeira, vem a complementar o banco de dados

do Núcleo da Bacia Hidrográfica – NBH/UESC que há anos desenvolve juntamente com o

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PRODEMA estudos sobre a região em outros aspectos ambientais, como geológico,

pedológico, hídrico, biológico, etc.

Este estudo poderá, também, proporcionar ao NBH um estudo sobre a contribuição da

chuva em vários aspectos da bacia, bem como, averiguar a contribuição dessa chuva nas

características hidroquímicas do rio Salgado (rio que faz confluência com o rio Colônia para

formar o rio Cachoeira), que segundo estudos de Santos (2005) são classificadas como

cloretadas mistas, tendo teor de salinidade elevado.

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2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 O Ciclo Hidrológico

Os ciclos biogeoquímicos são importantes na auto-regulação da biosfera, com uma

constante permuta de matéria/energia entre os três grandes reservatórios (hidrosfera,

atmosfera e litosfera), mantendo um intercâmbio equilibrado entre o meio físico e a biota.

O ciclo hidrológico (Figura 1) está intimamente ligado ao ciclo energético terrestre,

isto é, à distribuição da energia solar.

Figura 1 - Ciclo hidrológico Fonte: http://www.igc.usp.br/geologia/aguas_subterraneas.php

Pelo processo de evaporação, essa energia é responsável pelo transporte da água dos

compartimentos hidrosfera e litosfera ao compartimento atmosfera. Após a precipitação da

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água na forma de chuva ou neve, por infiltração no solo, ocorre a renovação das águas

subterrâneas ou lençol freático e essa água pode afluir em determinados pontos, formando as

nascentes. A água acumulada pela infiltração é devolvida à atmosfera por efeito de

evaporação direta dos sistemas aquáticos, solos e pela transpiração das folhas dos vegetais

(ROCHA et al, 2004).

2.2 Fatores que influenciam a precipitação

A precipitação, na forma de chuva, neve ou granizo, é o principal mecanismo natural

de restabelecimento dos recursos hídricos da superfície terrestre. Em virtude de a água ser o

componente principal na constituição dos organismos vivos, a distribuição temporal e espacial

das precipitações é um dos fatores que condicionam o clima e que estabelecem o tipo de vida

de uma região.

As precipitações variam tanto do ponto de vista geográfico como também no aspecto

sazonal. Dentre os fatores que influenciam a distribuição da precipitação, Calasans et

al.(2005) citam-se:

- Latitude: influi na distribuição desigual das pressões e temperaturas no globo e na

circulação geral da atmosfera;

- Distância do mar ou de outras fontes de água: à medida que as nuvens se afastam do

mar, em direção ao interior do continente, elas vão se consumindo de forma que se pode

esperar uma redução total da precipitação com o aumento da distância da costa ou de alguma

outra fonte de umidade;

- Altitude: a pluviosidade aumenta com a altitude até uma certa altitude, passando

então a decrescer.

- Orientação das encostas: sendo a precipitação influenciada por correntes eólicas, o

fato de uma encosta ou vertente estar mais ou menos exposta aos ventos tem reflexos nas

quantidades precipitadas.

2.3 Os processos de precipitação

A formação de nuvens não é suficiente para que ocorra a precipitação. A condensação

e a sublimação que geram as nuvens marcam apenas o início do processo de precipitação.

Gotas d’água, cristais de gelo e gotas de chuva devem ainda ser produzidas.

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Na formação da nuvem, pequenas gotas rapidamente condensam-se e sublimam-se ao

redor dos núcleos de condensação e sublimação, crescendo molécula por molécula, sem

atingirem o tamanho adequado para se precipitarem. Contudo, algumas das gotas crescem o

suficiente para começarem uma queda apreciável. E suas quedas, vão agregando as moléculas

que encontram no caminho, o que permite que elas rapidamente cresçam para gotas maiores,

conseguindo atingir a superfície na forma de chuva (MENDONÇA; DANNI-OLIVEIRA,

2007).

As chuvas são classificadas de acordo com sua gênese, que é resultante do tipo de

processo que controla os movimentos ascensionais gerados das nuvens das quais se

precipitam, sendo assim diferenciadas, segundo Calasans (2005), em três tipos principais de

chuva:

- Chuva de origem térmica ou convectiva: o aquecimento desigual das camadas de ar

resulta em uma estratificação em camadas de ar que se mantêm em equilíbrio instável.

Qualquer perturbação que ocorra, provoca uma ascensão violenta das camadas de ar mais

quentes, capaz de atingir grandes altitudes. Ao elevar-se, sofre uma rápida expansão

adiabática, resfriando-se, condensando e, com os intensos movimentos turbulentos no interior

da nuvem formada, devido à alta energia da parcela, a coalescência forma gotas de grande

tamanho, podendo originar chuvas de grandes intensidades, com curta duração e pequena

abrangência.

- Chuva de origem orográfica ou de relevo: ocorrem por ação física do relevo, que atua

como uma barreira à advecção livre do ar, forçando-o a ascender. O ar úmido e quente, ao

ascender próximo às encostas, resfria-se adiabaticamente devido à descompressão promovida

pela menor densidade do ar nos níveis mais elevados. O resfriamento conduz à saturação do

vapor, possibilitando a formação de nuvens que, com a continuidade do processo de ascensão,

tendem a produzir chuvas. Dessa forma, as vertentes a barlavento são comumente mais

chuvosas do que aquelas a sotavento, onde o ar, além de estar menos úmido, é forçado a

descer, o que dificulta a formação de nuvens.

- Chuva de origem frontal (ciclônica): está associada à movimentação de massas de ar

de regiões de alta pressão para regiões de baixa pressão, causada normalmente pelo

aquecimento desigual, em grande escala, da superfície terrestre. Estas precipitações podem ser

frontais e não-frontais. As precipitações não-frontais são originadas da convergência

horizontal de duas massas de ar quente para regiões de baixa pressão, culminando na ascensão

vertical do ar no ponto de convergência. E as frontais se originam da ascensão de uma massa

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de ar quente sobre uma de ar frio, de características diferentes, na zona de contato entre elas.

Normalmente são precipitações de longa duração e intensidade.

2.4 Composição atmosférica

Quando o meio ambiente sofre alterações que podem causar prejuízo aos seres vivos,

considera-se que ele está poluído. A poluição associa-se, portanto, à idéia de uma modificação

– estrutural ou de composição – que conduz a uma ação nociva à biota terrestre. A atmosfera

não escapa ao perigo de sofrer alterações capazes de originar situações prejudiciais aos

animais e plantas do planeta, inclusive ao próprio homem.

Muitas vezes não é percebida a presença de componentes estranhos na atmosfera,

principalmente se eles estiverem em dosagens pequenas ou restritos a áreas reduzidas. Mas o

aumento de suas concentrações tende a modificar profundamente as funções da atmosfera,

gerando conseqüências inesperadas e despertando a humanidade para alguns sérios problemas

de poluição atmosférica (TOLENTINO et al, 2004)

A atmosfera é uma mistura de gases na qual estão presentes partículas sólidas e

líquidas em suspensão. A proporção dos constituintes gasosos principais (N2, O2, Ar, Ne, He,

Kr, H, Xe, Rn) são praticamente constantes no tempo e espaço. Os componentes variáveis

assumem, assim, importante papel no balanço de energia da atmosfera e na formação de

nuvens e das precipitações (DINGMAN, 1993).

Os materiais particulados em suspensão na atmosfera, tanto naturais como

antropogênicos, têm um papel fundamental na composição final da precipitação. Em especial

os aerossóis facilitam a condensação do vapor d’água e a coalescência das gotículas de chuva.

Quando a chuva ocorre, há o movimento tanto de solutos como de partículas em suspensão

para a superfície terrestre (WILBY, 1997).

Muitas pesquisas referentes à qualidade da atmosfera já se realizaram em diversas

partes do mundo, com diferentes objetivos, tanto para avaliar a acidez das chuvas como para

determinar poluentes diversos. As medidas tomadas para controle da poluição atmosférica

são extremamente importantes para mitigar situações de risco (SÁ, 2005).

2.5 Os poluentes na atmosfera

O problema da poluição do ar vem comprometendo a qualidade ambiental do planeta

desde os primórdios do desenvolvimento industrial e tecnológico. A degradação da qualidade

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do ar deixou de ser preocupação apenas dos grandes centros urbanos, passando também a

atingir localidades de menores expressões industriais. Além do aumento da industrialização, a

crescente circulação de veículos automotores, as queimadas florestais dentre outros episódios

têm provocado sérios problemas ambientais bem como de saúde humana, a exemplo de

problemas respiratórios.

Os processos industriais geram uma variedade de contaminantes que, junto à operação

de queima de combustíveis, dão origem a uma elevada quantidade de poluentes como

compostos de flúor, dióxido de enxofre, hidrocarbonetos voláteis e material particulado.

Poluentes como o NO2 é o principal responsável pelo problema da acidificação. Em

contato com a água transformam-se em ácidos sulfúrico e nítrico, os quais dissolvidos na

chuva atingem o solo sob a forma de sulfatos (SO4-2), nitratos (NO3-) e íons de Hidrogênio

(H+) – deposição úmida. No entanto o SO2 e o NO2 podem ser depositados diretamente no

solo ou nas folhas das plantas como gases ou associados a poeiras - deposição seca. A acidez

é dada pela concentração de (H+) liberados pelos ácidos e é normalmente indicada pelos

valores de pH.

As substâncias poluentes podem ter origem na emissão direta pelas fontes, ou podem

ser formadas na atmosfera, através de reações fotoquímicas e químicas dos poluentes

originais, principalmente por oxidação do NO2 ou SO2 emitidos (SÁ, 2005).

O comportamento dos poluentes na atmosfera é complexo e envolve aspectos que

dependem de fatores de natureza física, química, meteorológica e geográfica. Os poluentes

emitidos podem se transformar em substâncias mais tóxicas do que seus precursores,

resultando em danos consideráveis à vegetação, solos, organismos, além das construções

civis.

A Tabela 1 mostra os principais poluentes do ar e os seus efeitos; o seu nível de

concentração no ar é dado pelo número de microgramas de poluente por m3 de ar, ou, no caso

dos gases, em termos de partes por milhão (ppm), o que expressa o número de moléculas do

poluente por um milhão de moléculas constituintes do ar.

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Tabela 1- Principais poluentes, suas fontes emissoras e as concentrações permitidas.

Poluente Principal fonte Concentração permitida

Monóxido de Carbono (CO)

Escape dos veículos motorizados; alguns processos industriais.

Limite máximo suportado: 10 mg/m3 em 8 h (9 ppm); 40 mg/m3 numa 1 h (35 ppm)

Dióxido de Enxofre

(SO2)

Centrais termoelétricas a petróleo ou carvão; fábricas de ácido sulfúrico

Limite máximo suportado: 80 mg/m3/ano (0,03 ppm); 365 mg/m3 em 24 h (0,14 ppm)

Partículas em suspensão

Escape dos veículos motorizados; processos industriais; centrais termoelétricas; reação dos gases poluentes na atmosfera

Limite máximo suportado: 75 mg/m3 num ano; 260 mg/m3 em 24 h; compostas de carbono, nitratos, sulfatos, e vários metais como o chumbo, cobre, ferro

Chumbo (Pb)

Escape dos veículos motorizados; centrais termoelétricas; fábricas de baterias

Limite máximo suportado: 1,5 mg/m3 em 3 meses; sendo a maioria do chumbo contida em partículas suspensão.

Óxidos de Azoto (NO,

NO2)

Escape dos veículos motorizados; centrais termoelétricas; fábricas de fertilizantes, de explosivos ou de ácido nítrico

Limite máximo suportado: 100 mg/m3 num ano (0,05 ppm)- para o NO2; reage com Hidrocarbonos e luz solar para formar oxidantes fotoquímicos

Oxidantes

fotoquímicos- Ozônio

(O3)

Formados na atmosfera devido a reação de Óxidos de Azoto, Hidrocarbonos e luz solar

Limite máximo suportado: 235 mg/m3 numa hora (0,12 ppm)

Etano, Etileno,

Propano, Butano,

Acetileno, Pentano

Escape dos veículos motorizados; evaporação de solventes; processos industriais; lixos sólidos; utilização de combustíveis

Reagem com Óxidos de Azoto e com a luz solar para formar oxidantes fotoquímicos

Dióxido de Carbono

(CO2) Todas as combustões

São perigosos para a saúde quando em concentrações superiores a 5000 ppm em 2-8 h; os níveis atmosféricos aumentaram de cerca de 280 ppm, há um século, para 350 ppm atualmente, algo que pode estar a contribuir para o efeito de estufa

Fonte: http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2003/ee/PoluentesAtmosfericos.htm

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No Brasil existem padrões de qualidade do ar estabelecidos pela Resolução CONAMA

03/90, para os indicadores: Partículas Totais em Suspensão (PTS), Fumaça, Partículas

Inaláveis (PI ou PM10), Dióxido de Enxofre (SO2), Monóxido de Carbono (CO), Ozônio (O3)

e Dióxido de Nitrogênio (NO2) (INSTITUTO AMBIENTAL DO PARANÁ, 2008).

Ainda segundo o Instituto Ambiental do Paraná (2008), a determinação sistemática da

qualidade do ar se dá pela medição dos indicadores da qualidade do ar, a saber:

- Partículas totais em suspensão, fumaça e partículas inaláveis: estes indicadores

representam materiais sólidos e líquidos em suspensão na atmosfera, como poeira, pó e

fuligem. O tamanho das partículas é o critério utilizado para a classificação destes materiais.

Partículas mais grossas ficam retidas no nariz e na garganta, provocando incômodo e irritação,

além de facilitar que doenças como gripe se instale no organismo. Poeiras mais finas podem

causar danos ao aparelho respiratório e carregar junto outros poluentes para os alvéolos

pulmonares, provocando efeitos crônicos como doenças respiratórias, cardíacas e câncer.

- Dióxido de Enxofre - SO2: a emissão de dióxido de enxofre está principalmente

relacionada com o uso de combustíveis de origem fóssil, contendo enxofre, tanto em veículos

quanto em instalações industriais. Por ser um gás altamente solúvel nas mucosas do trato

aéreo superior, pode provocar irritação e aumento na produção de muco, desconforto na

respiração e o agravamento de problemas respiratórios e cardiovasculares. Outro efeito

relacionado ao SO2 refere-se ao fato de ser um dos poluentes precursores da chuva ácida,

efeito global de poluição atmosférica, responsável pela deterioração de diversos materiais,

acidificação de corpos d'água e destruição de florestas.

- Monóxido de Carbono – CO: a emissão de monóxido de carbono está relacionada

diretamente com o processo de combustão tanto em fontes móveis, motores à gasolina, diesel

ou álcool, quanto de fontes fixas industriais. Esse gás é classificado como um asfixiante

sistêmico, pois é uma substância que prejudica a oxigenação dos tecidos. Os efeitos da

exposição dos seres humanos ao CO estão associados à diminuição da capacidade de

transporte de oxigênio na combinação com hemoglobina do sangue. Uma vez que a afinidade

da hemoglobina com CO é 210 vezes maior que com o oxigênio, a carboxihemoglobina

formada no sangue pode trazer graves conseqüências como confusão mental, prejuízo dos

reflexos, inconsciência, parada das funções cerebrais e em casos extremos, morte aos seres

humanos.

- Ozônio - O3: o ozônio é um gás composto por três átomos de oxigênio, invisível,

com cheiro marcante e altamente reativo. Quando presente nas altas camadas da atmosfera

(estratosfera) nos protege dos raios ultravioletas do sol. Quando formado próximo ao solo

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(troposfera) comporta-se como poluente tóxico. É o principal representante do grupo de

poluentes designados genericamente por oxidantes fotoquímicos, sendo formado pela reação

dos hidrocarbonetos e óxidos de nitrogênio presentes no ar, sob ação da radiação solar. Pode

causar irritação dos olhos e redução da capacidade pulmonar. Agravar doenças respiratórias,

diminuir a resistência contra infecções e ser responsável por disfunções pulmonares, como a

asma. O ozônio interfere na fotossíntese e causa danos às obras de arte e estruturas metálicas.

- Dióxido de Nitrogênio - NO2: é formado pela reação do óxido de nitrogênio e do

oxigênio reativo presentes na atmosfera. Pode provocar irritação da mucosa do nariz,

manifestada através de coriza, e danos severos aos pulmões, semelhantes aos provocados pelo

enfisema pulmonar. Além dos efeitos diretos à saúde, o NO2 também está relacionado à

formação do ozônio e da chuva ácida.

2.5.1 Classificação do poluente quanto à estabilidade química

Considera-se poluente do ar qualquer substância presente na atmosfera em

concentrações tais que possam torná-la imprópria, nociva ou ofensiva à saúde, inconveniente

ao bem estar público, danoso aos materiais, à fauna e à flora, ou prejudicial à segurança, ao

uso e gozo da propriedade e às atividades normais da comunidade.

A classificação dos poluentes atmosféricos, segundo Maioli e Nascimento (2005) é

feita a partir de dois critérios: quanto à estabilidade química do poluente e quanto ao grupo de

compostos químicos a que o contaminante pertence.

• Quimicamente instáveis: compostos que, depois de lançados na atmosfera, podem

sofrer mudanças na sua composição química decorrentes de interações com outros

compostos. Como exemplo, o dióxido de enxofre (SO2) que interage com vapor

d’água (H2O), formando o ácido sulfúrico (H2SO4).

• Quimicamente estáveis: compostos que, depois de lançados na atmosfera não sofrem

alterações em sua composição química. Como exemplo, o dióxido de carbono (CO2).

2.5.2 Dispersão atmosférica de contaminantes

O termo dispersão atmosférica é usado para referir-se ao espalhamento de poluentes

gasosos devido aos efeitos convectivos e turbulentos do escoamento atmosférico. A dispersão

é resultado de mecanismos de transporte rápidos e irregulares, com proporções macroscópicas

de um escoamento em regime turbulento, preferencialmente às proporções microscópicas da

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difusão molecular. Os contaminantes quando introduzidos no ar, são transportados pelo vento

e simultaneamente se misturam na atmosfera turbulenta. Durante a dispersão, os

contaminantes podem sofrer reações químicas que os transformam de contaminantes

primários (procedentes diretamente das fontes de emissão) em contaminantes secundários

(originados por reações químicas entre os contaminantes primários e os componentes normais

presentes na atmosfera) ou podem ser depositados no solo por via seca ou úmida.

Os contaminantes do ar podem ser removidos da atmosfera por três mecanismos:

• Deposição úmida: para as partículas o processo de deposição úmida se resume na

colisão e posterior adesão das partículas com as gotas da precipitação pluviométrica.

No caso dos gases, a taxa de transferência de moléculas do gás à superfície de uma

gota deve ser estimada conhecendo-se a pressão de vapor do gás e a composição

química do gás e da gota.

• Deposição seca: para partículas a deposição do contaminante ocorre devido a

aceleração da gravidade. Assim como para gases com massa específica superior a do

ar.

• Reação química de partículas ou gases: é o mecanismo por meio do qual ocorre a

transformação das substâncias inicialmente presentes (reagentes da reação), em novas

substâncias (produtos da reação).

A atmosfera é um sistema extremamente complexo onde vários processos físicos e

químicos ocorrem simultaneamente. Estes processos estão diretamente relacionados à

dispersão dos contaminantes e, conseqüentemente, à qualidade do ar que se respira.

Figura 2: Modelo de dispersão de gases na atmosfera Fonte: Maioli e Nascimento (2005)

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2.6 Estudos correlatos

Segundo Júnior (2004), o maior projeto de deposição atmosférica encontra-se nos

Estados Unidos da América é o NADP/NTN (National Atmospheric Deposition Program /

National Trends Network). Essa rede é um esforço cooperativo entre várias agências

governamentais e várias outras instituições que tem como objetivo coletar dados sobre a

química da precipitação para monitoramento espacial e temporal de tendências a longo prazo.

Nesse programa foram avaliadas as composições iônicas das precipitações em

aproximadamente 200 estações espalhadas por todos os EUA. Nas amostras são analisadas

para Hidrogênio (acidez e pH), sulfato, nitrato, amônia, cloreto e cátions básicos, cálcio,

magnésio, potássio e sódio. Nos resultados pode ser constatado a tendência de acidez da

precipitação no nordeste dos EUA, uma das regiões de maior índice de industrialização do

mundo. Além disso, constatou-se também o aumento do íon sulfato e de cloretos devido a

influência das áreas costeiras.

A distribuição espacial da química da precipitação reflete marcadamente a

proximidade de uma dada área com as várias fontes. Assim, solutos de origem marinha como

Cl- e Na+ dominam a composição da chuva em climas marítimos como Llyn Brianne (País de

Gales). Da mesma forma, outros íons tais como SO4-2 e NO3

-, tornam-se cada vez mais

importantes nas proximidades das emissões industriais na parte central da Inglaterra e em

Lang Branke, no interior da Alemanha. Nessas regiões SO4-2 pode contribuir com até 70% da

acidez das chuvas (JÚNIOR, 2004).

Na América do Sul, Morales et al. (1998) determinou a composição das precipitações

em Maracaibo na Venezuela. Foram encontradas altas concentrações dos poluentes típicos de

centro urbanos (SO42-, NO3

-, Cl- e H+), evidenciando alto grau de poluição atmosférica.

Apesar disso, o valor médio de pH esteve próximo dos valores considerados normais para as

águas da chuva no local (5,35) variando de 3,7 a 6,8.

Panettiere et al. (2000), estudaram a precipitação em Bolônia na Itália. Neste centro

urbano, a principal influência foi das emissões veiculares, confirmada pela predominância de

sulfato na precipitação.

Outro trabalho, realizado por Staelens et al. (2005) apresentaram um levantamento

sobre a precipitação em Melle na Bélgica, no qual verificaram que os íons mais abundantes

foram o amônio, sulfato e sódio. As estações de pesquisa se localizavam nas imediações de

floresta e fazendas de criação de gado.

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O Brasil possui o maior parque industrial da América Latina, consequentemente a

emissão de poluentes na atmosfera tem causando grande impacto nas populações,

principalmente na região sudeste do país. Ainda que as localidades afetadas estejam a longas

distâncias das fontes emissoras, devido ao transporte dos poluentes, a contaminação não se

restringe aos limites geográficos.

Esta afirmação pode ser confirmada no estudo feito por Mello e Almeida (2004), no

Parque Nacional de Itatiaia (entre RJ e MG) no qual estudaram a composição iônica e

constataram que os íons sulfato, nitrato e amônio representam 60% do total de íons na

precipitação, apresentando um pH médio de 4,9 apesar da localização do Parque está a

aproximadamente 100 km de distâncias dos grandes centros.

Em Ilha Grande, no estado do Rio de Janeiro, Souza et al. (2006) observaram que as

concentrações de carbono elementar foram, em média, de 4 a 5 vezes maiores quando os

ventos sopravam do continente do que do oceano. Além disso, observou também incrementos

anômalos nas concentrações de carbono elementar durante os meses de queimada.

Preocupados com a acidificação das chuvas, que atualmente é um problema ambiental

bem conhecido em muitas partes do mundo, principalmente nas regiões de maior

concentração industrial, os pesquisadores Mirlean et al. (2000) desenvolveram uma pesquisa

científica na cidade do Rio Grande, no estado do Rio Grande do Sul, na qual foi possível

determinar o nível de acidificação, localizar as fontes poluidoras e esclarecer os processos que

causam a variação de pH ao longo do tempo. Constataram, portanto, que a maior influência

para a ocorrência de chuva ácida nesta região é das emissões atmosféricas de seu parque

industrial.

Em outra pesquisa realizada também em Rio Grande, Mirlean et al. (2002)

constataram a propagação da poluição atmosférica por flúor nas águas subterrâneas e solos

nas regiões próximas às industriais de fertilizantes. As emissões das fábricas de fertilizantes

enriquecem a atmosfera com fluoreto dissolvido na água da chuva. Essa água da chuva junto

com a direção e velocidade dos ventos fazem com que mesmo locais afastados do pólo

industrial, as concentrações de flúor atinjam valores que superam muitas vezes o teor de

background.

Em Paulínia, São Paulo, foi realizado estudo sobre o monitoramento do pH da água da

chuva, verificando a característica da precipitação sobre a influência do parque industrial e do

recebimento das emissões veiculares da cidade de Campinas, sendo diagnosticada a

ocorrência de chuva ácida. Segundo Tresmondi et al. (2005), os resultados de especiação

apontaram uma elevada concentração de nitrogênio presente na forma de nitrato e amônio.

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Foram encontrados óxido de nitrogênio e menor proporção de ácido sulfúrico, o que indica

que o ácido nítrico, provavelmente seja responsável pela acidez da água da chuva na região.

Na região de Candiota, no sudoeste do Rio Grande do Sul, situa-se a maior reserva

carbonífera brasileira. Pesquisa realizada por Migliavacca et al (2005), revela emissões

atmosféricas de Óxido de Enxofre (SO2) e óxido de Nitrogênio (NOX), devido ao processo de

energia termoelétrica com utilização de carvão pulverizado e queimado em caldeiras de

geração de vapor. Essas emissões provenientes da queima de combustível fósseis tem sido

responsáveis pela ocorrência de precipitação levemente ácida na região. Segundo os autores,

os resultados definiram influências na qualidade da água da chuva oriundas de elementos

físico-químico antropogênicos, decorrentes de outras atividades econômicas da região, como

indústrias cimenteiras que exploram as jazidas de mármore calcítico; e de elementos naturais,

originados dos sais marinhos.

No município de Salvador (BA), à 500m da costa, Campos et al (1998) desenvolveram

uma pesquisa comparando dois tipos de amostragem de chuva, uma através de deposição total

e outra através de deposição apenas úmida, na qual verificaram diferenças químicas entre os

dois processos. Foi constatado que o aerossol atmosférico rico em “spray” marinho contribuiu

para os altos valores de pH obtidos para a chuva ao longo da costa atlântica de Salvador

devido ao efeito tamponante do “spray”.

Outro estudo de deposição úmida no recôncavo baiano realizado a partir de amostras

de chuva coletadas em quatro estações, no período de 1986-1987, indica uma faixa de valores

de pH de 4,1 a 7,1, com valor mediano de 5,0, segundo Martins e Andrade (2002). Este estudo

concluiu que 16,5% das amostras de chuva coletadas em Salvador e 23% das coletas em

Pedra do Cavalo apresentaram valores de pH abaixo de 5,0, porém nas estações da CIBEB em

Camaçari à 2 km do pólo petroquímico e da CEPLAC em São Sebastião do Passé, 60% tem

pH abaixo de 5,0, indicando que as mesmas recebem chuva ligeiramente ácida.

Não foram encontrados estudos sobre o assunto no interior do estado ou em qualquer

outra localização, observando-se consequentemente, a carência na Bahia em pesquisas sobre a

análise química das condições atmosféricas, sendo, portanto, de extrema importância um

estudo sobre a qualidade das precipitações ocorridas na bacia hidrográfica do rio Cachoeira

dada a sua importância ecológica e econômica.

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3. DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO

3.1 Localização geográfica e características gerais

A bacia hidrográfica do rio Cachoeira (BHRC) situa-se no sul da Bahia, entre as

coordenadas 14º 42’ / 15º 20’ S e 39º 01’ / 40º 09’ WGr. A sua área de drenagem é de cerca

de 4.830 km2, abrangendo 13 municípios: Firmino Alves, Floresta Azul, Santa Cruz da

Vitória, Itaju do Colônia, Ibicaraí, Lomanto Júnior, Itapé, Buerarema, Jussari, Itabuna, Ilhéus,

Itororó e Itapetinga.

Figura 3 - Localização geográfica da bacia hidrográfica do rio Cachoeira. Fonte: Nacif et al (2003)

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3.1.1 Hidrografia

A bacia está limitada, ao norte, pelas bacias dos rios de Contas e Almada; ao sul, pelas

bacias dos rios Pardo e Una; a oeste, pela bacia do rio Pardo; e a leste, pelo oceano Atlântico

(OLIVEIRA, 1997 apud SCHIAVETTI et al, 2005).

Figura 4 - Representação da bacia hidrográfica do rio Cachoeira.

Fonte: Banco de Dados – NBH/UESC

A BHRC origina-se nas nascentes do rio Colônia, numa altitude de 800m, na Serra da

Ouricana (município de Itororó) e atinge o seu patamar mais baixo na superfície litorânea do

município de Ilhéus.

O rio Colônia, após estender-se por 100 km, banhando os municípios de Itororó,

Itapetinga e Itaju do Colônia, tem sua confluência com o rio Salgado, no município de Itapé,

passando então a receber o nome de rio Cachoeira. O rio Salgado tem suas nascentes no

município de Firmino Alves e possui um curso de 64 km pelos municípios de Itapé, Itabuna e

Ilhéus, tem a sua foz no local conhecido como Coroa Grande (Ilhéus), onde confunde suas

águas com a dos rios Santana e Fundão (BAHIA, 2001).

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3.1.2 Clima

A variação pluviométrica da bacia hidrográfica do rio Cachoeira diferencia de acordo

a localização e pelo perfil geofísico.

Estudos apontam uma dinâmica de circulação atmosférica, dominada pelo Anticiclone

Semifixo do Atlântico Sul, que penetra no continente com predomínio de ventos alísios de

leste e sudeste. Esses sistemas semipermanentes de altas pressões subtropicais dão origem à

massa de ar Equatorial Atlântica e à Tropical Atlântica. Essas massas caracterizam-se por

apresentarem temperaturas elevadas e forte umidade específica, formada pela intensa

evaporação marítima (BRASIL, 1981 apud NACIF et al., 2003).

Desta forma, há também diferenciação climática na Bacia. Segundo Araújo e Costa

(1992) apud Schiavetti et al (2005), é possível distinguir três feições climáticas: uma faixa de

clima quente e úmido, próximo ao litoral, do tipo Af, típico de florestas tropicais, com

precipitação superior a 1000 mm anuais, bem distribuída durante todo o ano e temperatura

média de 24ºC; uma zona de clima de transição do tipo Am, caracterizada pela ocorrência de

um período seco nos meses de agosto a setembro, compensado pelos totais pluviométricos

elevados e temperaturas médias mensais elevadas; e uma zona típica de clima tropical semi-

úmido a oeste da zona de clima do tipo Am, com vegetação xerófita e caducifólia e

precipitação anual de 800 mm.

3.1.3 Precipitação

A precipitação se caracteriza por ser a principal “entrada” do balanço hidrológico,

sendo uma das responsáveis diretas pelo escorrimento superficial dos cursos d’água e é um

dos fatores intervenientes no balanço climático de qualquer região.

Segundo a Figura 5, a distribuição da precipitação durante o ano é maior na estação de

Ilhéus, diminuindo gradativamente à medida que as estações se localizam mais a oeste da

bacia, no caso, a cidade de Itapetinga, que se localiza próxima à cidade de Itororó,

apresentando menores índices pluviométricos.

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20

0

50

100

150

200

250

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Pre

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o (m

m)

Jussari

Itapetinga

Itajú do Colônia

Ilhéus

Fonte: Bahia – Vol. I; Tomo III; Dezembro/2000

Observa-se também a menor variação anual nas quantidades precipitadas quanto mais

perto as localidades estiverem do oceano.

Os elevados índices pluviométricos registrados na porção litorânea da bacia devem-se

principalmente à atuação da Frente Polar Atlântica, que provoca chuvas constantes e regulares

durante todo o ano, quando os padrões de circulação nas latitudes tropicais e subtropicais

estão a favor. As brisas marítimas e terrestres tendem também a aumentar os índices

pluviométricos e amenizar as altas temperaturas da região.

3.1.4 Temperatura

Na Figura 6 pode ser visualizada a caracterização térmica da Bacia, na qual se observa

que a estação meteorológica localizada mais a oeste da Bacia (Itapetinga) apresenta os

maiores valores médios mensais (exceto em junho) e média anual, seguida das estações de

Itaju do Colônia, Ilhéus e Jussari.

Figura 5 – Distribuição anual da precipitação na BHRC, 2000 Fonte: Bahia – Vol. I; Tomo III; Dezembro/2000

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20,00

21,00

22,00

23,00

24,00

25,00

26,00

27,00

Ja n Fev Ma r A br M ai Jun Jul Ago S et O ut N ov D ez

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(°C

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Jussari

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Itajú do Colônia

Ilhéus

Fonte: Bahia – Vol. I; Tomo III; Dezembro/2000 Figura 6 – Distribuição anual da temperatura na BHRC, ano X

Assim, à medida que se penetra para o interior da bacia, se afastando do oceano

Atlântico, percebe-se o efeito do fator continentalidade que, aliado ao fator altitude,

proporciona amplitudes térmicas maiores.

As temperaturas médias mínimas ocorrem em julho para as estações meteorológicas

analisadas, sendo que os valores mínimos absolutos ocorrem em Itaju do Colônia (junho e

julho) e Itapetinga (junho e agosto), ambos com 10°C. A estação meteorológica de Ilhéus

apresenta a menor variação entre as médias máximas e mínimas (em torno de 8.5°C) devido

principalmente ao efeito regulador do oceano, amenizando as variações da temperatura.

3.1.5 Umidade Relativa

O vapor d’água não pode ser considerado um componente normal da atmosfera, pois,

por definição, a composição atmosférica refere-se a ar seco e limpo. Entretanto, é uma

constatação que o ar sempre contém certa quantidade de vapor d’água.

Do ponto de vista meteorológico ou climatológico, esse vapor comunica ao ar uma

propriedade bastante importante: a sua umidade. O teor de umidade do ar é medido,

geralmente, como umidade relativa ou umidade absoluta.

A umidade relativa indica a razão percentual entre a quantidade efetiva de vapor no ar

e a quantidade máxima de vapor d’água que a mesma quantidade de ar poderia conter se

estivesse saturada dessa substância (TOLENTINO et al., 2004).

Figura 6 – Distribuição anual da temperatura na BHRC, 2000 Fonte: Bahia – Vol. I; Tomo III; Dezembro/2000

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A variação anual da umidade relativa segue a tendência de decréscimo de leste para

oeste, alcançando valores mais elevados durante os meses mais frios, devido à menor

capacidade do ar frio em reter umidade. A maior variação anual da umidade relativa ocorre na

estação de Itapetinga, principalmente pela maior amplitude térmica apresentada durante o ano.

70

75

80

85

90

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Um

idad

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Jussari

Itapetinga

Itajú do Colônia

Ilhéus

Fonte: Bahia – Vol. I; Tomo III; Dezembro/2000 Figura 7 – Distribuição anula da umidade relativa na BHRC, ano X. As estações que apresentam maiores índices de precipitação, também são aquelas com

mais alta percentagem de umidade relativa.

A umidade relativa apresenta média anual de 85% em Ilhéus, decrescendo para 84%

em Jussari, 82% em Itajú do Colônia e alcançando 76% em Itapetinga.

3.1.6 Vegetação

Originalmente, a bacia hidrográfica do rio Cachoeira esteve coberta por uma

vegetação florestal com variações em termos de caducidade: Floresta Ombrófila Densa ou

Higrófila na zona litorânea e Floresta Estacionária Semidecidual ou Mesófila na área a oeste

do município de Itapé. Hoje, devido ao intenso uso, a cobertura original encontra-se bastante

reduzida.

Na metade superior da BHRC ocorre a predominância de gramíneas com a presença de

algumas manchas de matas de pequena extensão. Na parte inferior da bacia encontra-se uma

Figura 7 – Distribuição anual da umidade relativa na BHRC, 2000 Fonte: Bahia – Vol. I; Tomo III; Dezembro/2000

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concentração do cultivo do cacau, ao lado de formações de “capoeira” e pequenas pastagens.

Próximo à desembocadura são encontradas formações de mangues em estágios arbustivos e

semi-arbustivos. Ao sul de Ilhéus, nota-se a presença de restinga, com suas vegetações

arbóreas e rasteiras (CEPLAC, 1976 e OLIVEIRA, 1997 apud NACIF et al., 2003).

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4. MATERIAIS E MÉTODOS

4.1 Definição dos pontos de coleta

Na bacia hidrográfica do rio Cachoeira existem cinco postos pluviométricos e três

estações meteorológicas operacionalizados pela CEPLAC (Comissão Executiva do Plano da

Lavoura Cacaueira – órgão do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento que atua

em seis estados do Brasil).

Para a realização desta pesquisa, foram escolhidos um posto pluviométrico (Itororó) e

três estações meteorológicas (Ilhéus, Itaju do Colônia e Jussari), mostrados na Figura 8. A

escolha dos locais de coleta levou em consideração a distribuição transversal do posto e

estações de forma a representar a variabilidade da composição química da precipitação e

deposição atmosférica à medida que os locais se afastam do litoral sendo que as diferenças de

temperatura, de umidade relativa do ar e de precipitação no sentido leste – oeste da bacia

foram os fatores determinantes para a escolha dos pontos de coleta.

Figura 8 - Localização do posto pluviométrico e estações meteorológicas utilizados no trabalho Fonte: Banco de dados – NBH/UESC

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Entende-se por estação meteorológica uma área a céu aberto que deve atender às

normas de instalação e operação reservado para aferição de vários aparelhos (pluviômetro,

pluviógrafo, heliógrafo, termômetros, psicrômetro, barômetros, tanques de evaporação, dentre

outros) que têm como finalidade retratar as condições físico-químicas atmosféricas.

Diferente da estação, o posto pluviométrico é um local menor que têm o objetivo de

verificar apenas a quantidade de chuva e para isso dispõe somente do pluviômetro.

Tabela 2 – Locais de Amostragem - bacia hidrográfica do rio Cachoeira, sul da Bahia

Coordenadas Pontos Estação

Meteorológica

Localização Altitude

(m) Latitude Longitude

P1 Ilhéus CEPEC*/CEPLAC Rodovia Ilhéus-

Itabuna (BA-415) Km 22

38 14°45’ S 39°13’ W

P2 Jussari CEPLAC Rodovia Jussari-

Itatigui, Km 1

225 15°11’ S 39°29’ W

P3 Itajú do Colônia CEPLAC Rodovia Itaju do Colônia – Itapé,

km 15

- 15°08’ S 39°43’ W

P4 Itororó CEPLAC Itororó - Centro

233 15°07’ S 40°07’ W

Fonte: PDRH – Bacias da Região Leste –Vol. I; Tomo I; Julho/96 apud Bahia –Vol. I; Tomo III; Dezembro/2000 *Centro de Pesquisas do Cacau

4.2 Período de amostragem

As amostras foram coletadas após cada evento chuvoso e acondicionadas em

recipiente plástico, guardados em sistema refrigerado e levados ao laboratório para análise,

durante o período de amostragem de junho a dezembro de 2008.

Os dados meteorológicos necessários para este trabalho foram obtidos através do

banco de dados do Laboratório de Climatologia do CEPEC/CEPLAC (Comissão Executiva do

Plano da Lavoura Cacaueira).

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4.3 Limpeza e estocagem dos recipientes de coleta

A realização das coletas e os cuidados com a preservação das amostras para as análises

químicas até sua chegada ao laboratório seguiram as indicações descritas no Guia de Coleta e

Preservação de Amostras de Água (CETESB, 1987).

Os recipientes plásticos com capacidade para 1 litro foram lavados primeiramente com

água corrente, depois com uma solução de água destilada e ácido nítrico (HNO3) a 10% e

enxaguados em seguida com água destilada pura e os pluviômetros são limpos periodicamente

pelos funcionários de cada estação meteorológica com água corrente.

Em cada ponto de coleta foram deixados vasilhames plásticos para a coleta de água de

chuva. As amostragens são recolhidas no primeiro vasilhame até alcançar o mínimo de 400

mL, quantidade solicitada pelo Laboratório de Água e Solos do Centro de Pesquisas do Cacau

– CEPEC, e, guardados na geladeira a uma temperatura de 4ºC para não alterar suas

propriedades físico-químicas, que segundo Karllson et al. (2000) apud Santos et al. (2006) se

mantêm inalteradas por 7 semanas, para posteriormente serem levadas para análise.

Após recolher a quantidade necessária no primeiro recipiente, passa-se para o

segundo, depois para o terceiro e assim sucessivamente.

4.4 Coletor

O pluviômetro é um equipamento com uma superfície de captação horizontal e um

reservatório para acumular a água recolhida. Há vários modelos de pluviômetros em uso no

mundo, no Brasil o mais difundido é o Ville de Paris. (BARTH et al., 1987).

Figura 9 - Visão de cima (sem tampa) do pluviômetro (a), pluviômetro da CEPLAC-CEPEC (b) e visão de cima (com tampa) do pluviômetro (c). Fonte: própria autora

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Os pluviômetros tipo Ville de Paris, utilizados pela CEPLAC são feitos em aço

inoxidável com proveta graduada em mm de chuva e área de captação de 400 cm2, possui

proveta e suporte para fixação e a capacidade do reservatório é de 200 mm de chuva,

conforme demonstram as Figura 9a, 9b e 9c.

4.5 Análises químicas

Os métodos de análises utilizados para determinação dos elementos químicos, são os

recomendados pelo Standard Methods for Examination of Water and Wastewater (A.P.H.A,

A.W.W.A. e W.P.C.F, 1980) e Vogel (1992).

Para análise de pH utilizou-se o pHmetro devidamente calibrado com soluções de pH

4,0 e 6,86, conservando sempre o eletrodo na solução KCl 3µ. A condutividade elétrica foi

medida pelo aparelho chamado Condutivímetro calibrado com KCl 0,01N. Nos intervalos das

análises supracitadas, o equipamento de leitura é devidamente lavado com água destilada.

Para a determinação do Na+ e K+ utilizou-se o Espectrofotômetro de Chama que

apresenta um limite de detecção de 0,002 e 0,005 µg/mL respectivamente e, para a

determinação de Ca++, Mg++ utilizou-se o Espectrofotômetro de Absorção Atômica, que

tem um limite de detecção para esses elementos de 0,001; 0,0001µg/mL respectivamente

(PERKINELMER, 1971).

Os teores de sulfato (SO42-), nitrato (NO3-) e cloreto (Cl-) são determinados através

da Cromatografia Iônica, tendo um limite de detecção de 0,12; 0,020 e 0,070 µg/mL

respectivamente. As análises de sulfato e nitrato foram realizadas pelo laboratório da Empresa

Municipal de Águas e Saneamento S/A – EMASA, e a análise do cloreto está sendo feita pelo

Laboratório do CEPEC – CEPLAC.

Para a análise do HCO-3 foi utilizado o método da titulometria/titulação.

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4.6 Análises estatísticas

Para a aplicação dos testes estatísticos, foram analisados os pressupostos de

normalidade e homocedasticidade. Para verificar a normalidade das variáveis utilizou-se o

teste de Kolmogorov-Smirnov (NORUSIS, 1993). Quando a variável apresentava uma

distribuição normal, foi utilizado o teste F (ANOVA) para comparar as médias entre as

amostras por pontos de coleta. Nos casos em que o teste F detectou diferenças significativas,

foi utilizado o teste de comparações múltiplas de Duncan, para apontar quais foram os grupos

significativamente diferentes. Em casos que a variável não apresentou normalidade foi

utilizado o teste não paramétrico Kruskal-Wallis, para apontar a significância das diferenças.

Devido à natureza da presente pesquisa, cujas medidas dos dados estão sujeitas a erros

de coleta, de instrumentação, de medição no caso dos parâmetros da água, condições de

levantamento de dados, dentre outros fatores, o nível de significância estabelecido foi de 5%.

O processamento dos dados foi realizado utilizando o pacote estatístico SPSS – Statistical

Package for Social Science (NORUSIS, 1993).

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5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

5.1 Análise descritiva

Os resultados obtidos nos quatro pontos de coleta serão apresentados e discutidos

através das análises estatísticas e descritivas de cada ambiente de amostra.

Foram coletadas e analisadas, de junho a dezembro de 2008, amostras de águas de

chuvas, nas estações meteorológicas do CEPEC (Ilhéus), de Jussari e Itajú do Colônia, e no

posto pluviométrico de Itororó, com N = 15, 18, 8 e 11, respectivamente. Nesse período

analisaram-se, além de pH, e condutividade, as concentrações dos principais cátions e ânions

correspondentes a essas mesmas amostras. Para cada amostra foram calculadas as médias

simples do pH, da CE e dos íons analisados.

Na Tabela 3 estão descritos os resultados das concentrações dos íons nos pontos

amostrados.

Tabela 3- Resultados físico-químicos nos pontos amostrais.

Pontos pH Ca2+ Mg2+ K+ Na+ CE Alcal. Dureza Cl- HCO-3 SO-24 NO3

-

CEPEC DP 0,95 2,7 1,4 0,6 4,6 44,3 17,0 12,1 1,8 20,7 1,5 0,6

MÉDIA 7,0 2,4 2,4 0,5 3,7 39,5 14,4 15,7 1,7 17,6 1,6 0,5

MÁX 9,0 9,0 5,4 2,0 15,4 139,0 55,6 45,0 5,6 67,8 6,0 2,4

MIN 4,7 0,5 0,6 ND ND 4,0 2,2 4,0 0,1 2,7 ND ND

JUSSARI DP 1,0 0,5 0,7 0,4 2,6 20,7 4,8 3,7 3,1 6,0 2,0 4,1

MÉDIA 5,5 1,0 1,9 0,3 1,5 31,1 5,6 10,2 2,5 6,5 2,5 1,9

MÁX 6,8 1,9 3,5 1,3 11,1 68,0 23,0 17,0 13,8 28,1 21,0 17,7

MIN 4,0 0,5 1,1 ND ND 3,0 1,8 6,0 0,1 ND ND 0,1

ITAJÚ DO DP 0,75 1,3 2,5 0,6 13,3 69,6 7,8 8,5 11,4 9,5 7,0 0,9

COLÔNIA MÉDIA 5,7 1,4 2,6 0,5 6,2 51,8 8,4 14,9 5,2 10,3 4,0 0,7

MÁX 6,9 4,3 8,4 1,7 38,9 207,0 21,6 45,0 33,2 26,4 21,0 2,7

MIN 4,9 0,5 0,7 ND ND 5,0 1,8 5,0 0,6 2,2 ND ND

ITORORÓ DP 0,99 2,3 1,0 0,4 1,3 47,3 4,6 1,8 6,4 5,6 1,2 0,8

MÉDIA 5,3 2,8 1,9 0,4 1,1 51,2 6,4 1,7 5,0 7,8 2,0 1,1

MÁX 6,5 8,3 3,8 1,1 3,6 175,0 17,0 33,0 23,2 20,7 5,0 2,6

MIN 3,5 0,6 0,5 ND ND 9,0 1,2 4,0 0,1 1,5 1,0 ND ND: Não Detectável

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Nota-se, que os dados dos locais de Itajú do Colônia e Itororó apresentam uma maior

média nos valores de condutividade elétrica, demonstrando uma maior concentração de sais

dissolvidos. Os cátions que apresentaram maiores concentrações foram o Na+, Mg2+, Ca2+,

dentre os ânions, o bicarbonato e sulfato.

5.1.1 Análise do pH

A grandeza físico-química 'potencial hidrogeniônico' – pH natural das águas das

chuvas em função do equilíbrio com a concentração de CO2 na atmosfera, segundo Seinfeld e

Pandis (1998) e Galloway (1982), não pode ser inferior a 5,0, ou seja, a faixa de detecção de

chuva ácida tem valor limite de 5,0.

Há alguns anos, vários estudos estão sendo feitos em todo o mundo quanto à

caracterização físico-química das deposições atmosféricas, seca ou úmida, devido,

principalmente à preocupação quanto as chuvas ácidas, as emissões de gases-estufa e,

conseqüentemente, ao aquecimento global.

Sá (2005), em seu estudo quantitativo na planície costeira do Rio Grande do Sul, na

cidade de Rio Grande constatou variação de pH nos pontos de coleta, apresentando períodos

de pH ácido e períodos de pH básico, devido às emissões do parque industrial em área

adjacente e ao efeito natural marinho.

Outro estudo, feito por Santos et al. (2006), na região costeira de Ilha Grande, Rio de

Janeiro ficou constatado que dentre as 21 amostras analisadas, 30% delas tiveram os valores

de pH inferiores a 5,0. Neste caso, há uma grande interferência da poluição dos grandes

centros, pois a ilha está a 100 km da cidade do Rio de Janeiro e a 250 km da cidade de São

Paulo.

Ainda no Rio de Janeiro, Mello (2001) estudou a precipitação química na região

metropolitana nos anos de 1988 e 1989 e encontrou um pH médio igual a 4,77.

A 500 m da costa de Salvador, Bahia, foi constatado uma faixa de pH entre 4,85-6,74.

Uma possível explicação para os valores de pH mais altos seria o aerossol atmosférico da

região, muito rico em “spray” marinho, o qual tem efeito tamponante (CAMPOS et al.,1998).

Lisboa (2005), divulgou um diagnóstico da origem e extensão da poluição atmosférica

de chuvas ácidas realizado por pesquisadores em alguns municípios do litoral sul de Santa

Catarina. Foram constatados nas cidades índices abaixo de 5,0. Em Tubarão, o pH chegou a

4,69, em Criciúma 5,04, Florianópolis 4,56 e em São Martinho 5,68.

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Em Passo Fundo, também na região sul do Brasil, foi feito a análise do pH e não foi

encontrado indícios de acidez, pois o valor encontrado foi 5,65 (CUNHA; DALGAMO,

2000).

A Figura 10 demonstra que a média do pH das amostras de chuva na bacia

hidrográfica do rio Cachoeira variou entre 5,3 e 7,0 indicando, portanto, que as chuvas não

têm características ácidas.

Figura 10: Resultados de pH por ponto de coleta

Observa-se que Itororó e Jussari foram os pontos que apresentaram os menores valores

médios de pH, sugerindo, portanto, regiões com baixos níveis de poluentes atmosféricos,

incapazes de contribuir para a formação de chuvas ácidas.

5.1.2 Condutividade elétrica

A condutividade elétrica é a capacidade que a água possui de conduzir corrente

elétrica. Este parâmetro está relacionado com a presença de íons dissolvidos na água,

portanto, quanto maior for a quantidade de íons dissolvidos, maior será a condutividade

elétrica da água. Os resultados de condutividade elétrica foram mais elevados nas amostras

coletadas em Itajú do Colônia e Itororó (Figura 11), este fato está associado às maiores

concentrações de Cl- e Na+ e SO-24 nos referidos pontos amostrais (Figuras 12 e 13).

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

CEPEC JUSSARi ITAJÚ DO COLÔNIA ITORORÓ

pH

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32

Figura 11: Condutividade elétrica por ponto de coleta

5.1.3 Resultados dos cátions

Os resultados das análises dos cátions, ilustrados na Figura 12, demonstram que o

sódio é o íon predominante nas amostras do CEPEC, possivelmente pela sua proximidade do

litoral. Todavia, observa-se que a concentração maior de Na+ foi obtida na estação

meteorológica de Itajú do Colônia alcançando 6,2 mg/L. Mesmo estando distante do litoral,

cerca de 50 km, verifica-se a presença da contribuição do “spray” marinho, em virtude da

ação dos ventos enquanto os postos de Itororó, Jussari e CEPEC apresentaram concentrações

1,1 mg/L, 1,5 mg/L e 3,7 mg/L respectivamente, resultados que contribuíram para os valores

da condutividade elétrica observados.

Um aspecto a ser observado no resultado das mostras em Itororó é a elevada

concentração de Ca2+ em relação aos demais pontos amostrados, cuja concentração é de 2,8

mg/L, sendo que nas amostras de precipitação do CEPEC a concentração obtida foi de 2,4

mg/L. Este resultado pode sugerir que os teores de Ca2+ dissolvidos para este ponto sejam de

origem antropogênica, devido a ocorrência de mineração e extração de calcário na região.

Os resultados obtidos nas concentrações de Mg2+ (Figura 12) demonstram uma relativa

semelhança entre os pontos amostrados, sendo 2,6 mg/L no ponto amostral de Itajú do

Colônia, 2,4 mg/L no CEPEC e 1,9 mg/L nos pontos de Jussari e Itororó, não apresentando,

portando, diferenças expressivas.

0

10

20

30

40

50

60

CEPEC JUSSARI ITAJÚ DO COLÔNIA ITORORÓ

CE (µS/cm)

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Figura 12: Concentração de cátions por ponto de coleta.

Quanto à concentração do íon K+, em nenhum dos quatro pontos de coleta os

resultados encontrados foram superiores a 1 mg/L.

5.1.4 Resultados dos ânions

A atmosfera é mais suscetível a emissões antropogênicas do que os ambientes

terrestres ou aquáticos; sob o ponto de vista quantitativo, a atmosfera é muito menor como

reservatório do que os outros ambientes. Além disso, (sendo o volume menor, a concentração

é maior) segundo Deus e Luca (1997) as taxas de reação em condições de alteração

atmosféricas são muito mais lentas em comparação com as taxas de ambientes marítimos e

litosféricos.

A atmosfera tem sido sempre utilizada como um sumidouro de poluição. O aumento

da utilização de combustíveis fósseis, principalmente, os derivados de petróleo e de carvão,

vem ocasionando alterações na qualidade do ar atmosférico, devido a liberação de elevadas

cargas de compostos de nitrogênio e enxofre, causando desequilíbrios ambientais em áreas

densamente populosas e industriais. Através de uma série de reações químicas complexas,

estes contaminantes podem ser transformados em ácidos, retornando ao solo como compostos

da chuva.

A Figura 13 ilustra os resultados dos ânions HCO-3, Cl- e SO-2

4 podendo-se observar

que o bicarbonato foi o ânion predominante, possivelmente esses resultados estejam

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

Ca Mg K Na

mg/l

CEPEC JUSSARI ITAJÚ DO COLÔNIA ITORORÓ

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34

contribuindo para os valores de pH mais elevados, como pode ser observado quando

comparadas as Figuras 10 e 13.

Figura 13: Concentração de ânions por ponto de coleta Em relação à concentração de Cl-, Itajú do Colônia também apresentou maior valores

(5,2 mg/L), seguida por Itororó (5,0 mg/L), Jussari (2,5 mg/L) e CEPEC (2,0 mg/L).

Os sulfatos ocorrem como partículas microscópicas resultantes da combustão de

combustíveis fósseis e biomassas, proporcionando a acidez da atmosfera.

Assim como os sulfatos, os compostos de nitrogênio estão entre os mais importantes

gases que contribuem para a poluição do ar urbano. A queima de combustíveis emite grandes

quantidades de óxidos de nitrogênio (NO e NO2), formadores do smog-fotoquímico,

produzindo nitrito (NO2-) e nitrato (NO3

-), componentes da chuva ácida (SANTOS et al.

2006).

A Figura 14 ilustra os resultados obtidos das análises de SO-24 onde se observa que em

Itajú do Colônia as concentrações desses íons foram superiores aos demais pontos. No

entanto, não é possível distinguir entre sulfato originário do processo de foto-oxidação dos

gases de enxofre de origem biológica e aquele produzido diretamente pela queima de

combustíveis fósseis, visto que esse ponto localiza-se distante de centros urbanos.

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

20,00

CEPEC JUSSARI ITAJÚ DO COLÔNIA ITORORÓ

mg/l

HCO3 SO4 Cl

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Figura 14: Concentração de SO-2

4 e NO-3 por ponto de coleta

A dureza da água é propriedade decorrente da presença de metais alcalinos terrosos e

resulta da dissolução de minerais do solo e das rochas ou do aporte de resíduos industriais. É

definida como uma característica da água, a qual representa a concentração total de sais de

cálcio e de magnésio, expressa como carbonato de cálcio. Quando a concentração desses sais

é alta, diz-se que a água é dura e, quando baixa, que é mole (ROCHA et al., 2004). Portanto,

conforme a Figura 15, o posto de coleta do CEPEC apresenta maior dureza da água 15,7

mg/L), fato este, resultante de uma maior concentração de HCO-3 (17,6 mg/L) encontrada

(Figura 13).

Figura 15: Resultados de alcalinidade e dureza das águas em mg/L CaCO3

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

CEPEC JUSSARI ITAJU DO COLÔNIA ITORORÓ Alcal. Dureza

mg/l (CaCO3)

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

CEPEC JUSSARI ITAJÚ DO COLÔNIA ITORORÓ

mg/l

NO3+ SO4

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A alcalinidade representa a capacidade que um sistema aquoso tem para neutralizar

ácidos, conhecido como efeito tampão. Este parâmetro, normalmente usado para descrever a

qualidade da água, é um fator de capacidade e não de intensidade como o pH. A alcalinidade é

devida principalmente aos carbonatos e bicarbonatos e, secundariamente, aos íons hidróxidos,

silicatos, boratos, fosfatos e amônia. Constata-se, portanto, que há inteira relação entre as

Figuras 13 e 15, cujos valores apresentam a concentração de bicarbonato e alcalinidade

respectivamente.

Na Figura 15, pode-se verificar, que o posto do CEPEC apresenta maior alcalinidade,

em virtude da concentração também maior de bicarbonato (Figura 13), seguido dos postos,

Itajú do Colônia, Itororó e Jussari.

Para classificar a água da chuva em poluída ou não poluída alguns autores como

Panettiere et al. (2000), consideram as concentrações de forma decrescente, hierarquizando os

íons. Em uma atmosfera não poluída, encontra-se a seguinte ordem de íons: Cl-=Na+>Mg2+>

K+>Ca2+>SO-24>NO-

3=NH+4 (STALLARD; EDMOND, 1981). Em locais considerados

poluídos, como a Região Metropolitana de São Paulo ou outros grandes centros urbanos a

hierarquia dos íons é diferente: NH+4>NO-

3>Na+>SO-24>Cl->Ca2+>K+>Mg2+ (Leal et al.,

2004), tendo maior concentração o amônio, nitrato e sulfato, indicadores de combustão e

acidez de chuva.

Tabela 4 - Hierarquia dos íons encontrados em estudos correlatos

Locais Ordem de concentração Mar (Berner & Berner, 1996)

Cl-=Na+>Mg2+>SO-24>Ca2+>K+>NO-

3 ou NH+4

Precipitação da Amazônia (Stallard e Edmond, 1981)

Cl-=Na+>Mg2+>K+>Ca2+>SO-24>NO-

3 = NH+4

Precipitação na Região Metropolitana de São Paulo (Leal et al., 2004)

NH+4>NO-

3>Na+>SO-24>Cl- >Ca2+>K+>Mg2+

Precipitação em Rio Grande - RS (Sá, 2005)

Cl->Na+>NH+4>Ca2+>Mg2+>SO-2

4>K+>NO-3

Precipitação em Ilha Grande – RJ (Souza et. al, 2006)

Cl->Na+>Mg2+>SO-24>NO-

3 = NH+4>K+=H+>Ca2+

Precipitação BHRC* HCO-3 >Cl- >Na+ >SO-2

4>Mg2+>Ca2+>NO-3 >K+

* Bacia hidrográfica do rio Cachoeira

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Constata-se que a hierarquia da média dos íons nos quatro pontos de coleta da bacia

hidrográfica do rio Cachoeira não apresenta característica ácida ou com forte influência de

poluição.

5.2 Análises dos componentes principais

A análise de componentes principais, conforme Neto e Moita (1998) consiste

essencialmente em reescrever as coordenadas das amostras em outro sistema de eixo mais

conveniente para a análise dos dados, ou seja, as variáveis originais geram, através de suas

combinações lineares, componentes principais, cuja principal característica, além da

ortogonalidade, é que são obtidos em ordem decrescente de máxima variância. A análise de

componentes principais também pode ser usada para julgar a importância das próprias

variáveis originais escolhidas, ou seja, as variáveis originais com maior peso (loadings) na

combinação linear dos primeiros componentes principais são as mais importantes do ponto de

vista estatístico.

A análise dos componentes principais foi realizada com a preocupação de reunir todas

as informações por vezes dispersas em uma avaliação descritiva e ao mesmo tempo para

melhor analisar as inter-relações da totalidade das variáveis.

Para melhor analisar as relações entre variáveis é apresentado na Figura 16 a projeção

plana gerada para as componentes principais 1 e 2. Esta figura permite identificar detalhes

adicionais ainda não observados. Na Figura 17 foi gerada a projeção dos objetos, ou seja, dos

pontos onde foram coletadas as amostras das águas da chuva, onde se pode observar

claramente, através das componentes 1 e 2, que responde por mais de 80% da variação total,

que as amostras analisadas de Itajú do Colônia e Itororó apresentam maior salinidade (Item

5.1.2). Estes resultados estão associados a uma maior concentração de íons nas precipitações

pluviométricas ocorridas no período estudado, destacando-se o cloreto, sódio e sulfato.

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pH

Ca

Mg K

Na

CE

Alcal.

Dureza

Cl

HCO3

SO4

NO3+

-1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0

Factor 1 : 52,43%

-1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

Fac

tor

2 : 2

8,47

%

Figura 16: Projeção plana das variáveis para componentes principais 1 e 2

A primeira componente principal, ilustrado na Figura 16, reúne as variáveis que mais

contribuíram para a diferenciação das amostras analisadas no que diz respeito aos teores de

sais dissolvidos representados através dos valores de condutividade elétrica, podendo-se

destacar os íons Cl- e Na+ e SO-24 (Tabela 3, Figuras 12 e 13). Observa-se ainda que o íon

NO-3 pouco contribuiu para esta característica, entretanto, uma maior concentração obtida nas

amostras analisadas em Jussari permitiu uma clara diferença nas características hidroquímicas

dessas águas em relação aos demais pontos.

CEPEC

JUCARI

ITAJU

ITORORÓ

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6

Factor 1: 52,43%

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

Fac

tor

2: 2

8,47

%

Figura 17: Projeção plana dos objetos (pontos) para componentes principais 1 e 2

DO COLÔNIA

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A componente principal 2 da Figura 16 apresenta comportamento diferenciado dos

íons Cl-, K+, Na+ e Mg2+ em relação aos demais elementos, este fato está associado a

expressão da salinidade nas águas analisadas, muito embora a explicação da variância do

conjunto de dados está relacionada a componente 2, que explica apenas 28,5% da variância

total. O aporte natural de origem marinha dos íons Cl- e Na+ e Mg2+ não justifica tal

comportamento, visto que as concentrações encontradas foram em locais relativamente

distantes do litoral, quando comparados com os demais pontos amostrais.

Observando-se o posicionamento dos íons Ca2+, K+ e HCO3-, onde os mesmos são

relacionados com a origem marinha, a concentração desses elementos nas águas estudadas,

possivelmente esteja associada ao conjunto de variáveis que são controladas pelo efeito

marinho e efeito continental com intensidades semelhantes na região em estudo.

O distanciamento dos íons SO-24 e NO-

3 em relação aos íons Na+, Mg2+, Ca2+, K+ e

HCO3- indica um comportamento adverso. O sulfato e o nitrato são íons produzidos pelas

emanações industriais atmosféricas, diferentemente dos demais que geralmente estão mais

associados às influências da água marinha. Essa característica traz indicativos da influência

marinha sobre a qualidade das chuvas no município de Itororó e na estação meteorológica do

CEPEC, e uma maior influência de fontes antropogênicas na qualidade das chuvas ocorridas

principalmente nos municípios de Itajú do Colônia e Jussari, possivelmente associados às

correntes de ventos oriundas de regiões industrializadas e urbanizadas.

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6. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Nesse estudo, os resultados encontrados no estudo físico-químico das precipitações na

bacia hidrográfica do rio Cachoeira permitem concluir que a composição iônica das amostras

apresenta-se variável quanto à distribuição na área geográfica. Os valores de pH obtidos estão

acima do limite de acidificação (pH 5,0), não configurando, por esse índice, preocupação de

degradação de ambiente causada pelas características químicas de águas de chuva. Uma

possível explicação para o valor de pH do ponto amostral do CEPEC ser mais alto seria o

aerossol atmosférico da região, muito rico em “spray” marinho. Esta quantidade adicional de

“spray” marinho poderia tamponar a “solução”, uma vez que, sendo estas partículas emitidas

da superfície do mar pela ação dos ventos e conseqüente quebra de bolhas no ar poderia

manter até certo ponto sua capacidade tamponante.

A condutividade elétrica dos pontos amostrais de Itajú do Colônia e Itororó se explica

pelo fato de possuírem maior concentração de sais. Conforme esperado foi confirmada a

maior concentração de Na+ dentre as amostras analisadas do CEPEC devido sua proximidade

com o oceano. É importante ressaltar que a maresia, tecnicamente chamada de “spray

marinho” funciona como um purificador de ar e pode reduzir em até 20% a poluição

atmosférica nas cidades costeiras.

Foi constatada a contribuição antrópica de Ca2+, na cidade de Itororó devido à

presença da mineração de calcário naquela região e quanto aos outros íons, o destaque maior

foi para o bicarbonato e o nitrato, os quais estão em extremidades distintas de importância. O

bicarbonato foi o composto com maior concentração, colaborando para a característica do pH

e o nitrato com menos destaque, demonstrando o baixo nível de poluição na região de estudo.

O estudo das condições físico-químicas da água de chuva na bacia hidrográfica do rio

Cachoeira proporcionou o entendimento e a avaliação do nível de emissões de poluentes na

atmosfera, que, segundo os dados analisados, ainda se encontra em condições adequadas ou

pelo menos sem risco de chuva ácida.

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O conhecimento da constituição atmosférica é necessário para avaliar as reais

condições em que se encontra o ar desta localidade, além de possibilitar a localização das

fontes emissoras dos poluentes, a fim de averiguar a gravidade das emissões, bem como,

planejar estratégias para minimizar os impactos ambientais causados, se necessário fosse.

A poluição atmosférica, verificada também com base na composição físico-química da

água de chuva, é um dos maiores desafios para a gestão das cidades, devido justamente aos

diversos fatores de ordem natural, social e econômica envolvidos, principalmente no que

tange ao sistema capitalista como um todo.

Contudo, esse estudo contribui significativamente para a melhoria das condições de

vida na região estudada e no planeta, no que diz respeito à composição físico-química das

precipitações e consequentemente das reais condições do ar que respiramos.

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ANEXO

Ponto pH Ca2+ Mg2+ K+ Na+ CE Alcalinidade Dureza Cl- HCO-

3 SO-24 NO3

- 7,10 3,21 2,68 0,80 5,29 54,00 19,22 19,00 0,80 23,43 1,00 0,30 7,30 3,93 3,70 0,60 5,94 63,00 20,82 25,00 2,10 25,38 1,00 0,10 7,30 0,72 1,61 0,30 1,48 15,00 4,00 8,40 1,50 4,88 0,00 0,00 6,60 0,96 1,99 0,10 1,39 16,00 9,81 10,60 11,96 2,00 0,10 4,70 1,12 3,16 0,30 1,58 34,00 5,00 15,80 5,60 6,10 6,50 8,98 5,40 1,80 12,06 139,00 55,64 44,60 4,60 67,84 1,00 0,30 6,60 3,69 2,97 0,60 5,94 58,00 51,24 21,40 0,80 62,47 1,00 0,80 6,40 0,56 1,41 0,20 1,11 15,00 6,41 7,20 0,50 7,81 2,00 0,60 7,80 1,36 1,65 1,00 3,62 27,00 14,01 10,20 0,80 17,08 1,00 0,30 9,00 7,94 4,52 2,00 15,40 136,00 14,01 38,40 0,61 17,08 1,00 0,80 8,20 0,48 0,63 0,20 0,74 7,00 5,80 3,80 0,30 7,08 3,00 0,20 6,70 1,04 1,85 0,20 0,28 9,00 3,00 10,20 0,10 3,66 6,00 0,10

6,90 0,64 1,65 0,00 0,00 10,00 2,40 8,40 4,60 2,93 1,00 2,40 6,80 0,72 1,22 0,00 0,00 6,00 2,20 6,80 1,60 2,68 1,00 0,30

CEPEC

6,90 0,56 1,07 0,00 0,00 4,00 2,80 5,80 0,50 3,42 2,00 0,20 6,60 1,36 1,75 0,20 1,21 16,00 8,81 10,60 2,70 10,74 0,00 0,30 5,50 1,60 1,95 0,40 1,67 20,00 6,61 12,00 2,70 8,05 1,00 0,10 5,50 1,92 2,19 0,10 1,30 15,00 5,40 13,80 3,10 6,59 1,00 0,10

6,30 1,36 3,31 0,40 2,32 27,00 5,00 17,00 2,40 6,10 1,00 1,10 6,00 1,44 2,33 1,30 2,69 42,00 6,00 13,20 1,70 7,32 1,00 1,90 6,40 1,12 3,50 0,70 11,13 68,00 23,02 17,20 1,30 28,06 4,00 1,60 6,60 1,60 2,43 0,40 2,32 32,00 4,80 14,00 2,80 5,86 3,00 0,90 6,30 1,04 1,85 0,30 2,04 24,00 5,20 10,20 0,30 6,35 2,00 0,20 6,80 0,56 1,56 0,10 0,19 7,00 4,00 7,80 0,10 4,88 4,00 0,10 5,70 0,80 1,56 0,10 0,00 16,00 5,00 8,40 1,30 6,10 2,00 1,20 6,00 0,56 1,17 0,10 0,28 9,00 3,60 6,20 0,80 4,39 7,00 1,40 4,20 0,96 2,14 0,10 0,46 55,00 4,40 11,20 1,40 5,37 6,00 1,50 4,00 0,96 1,46 0,40 0,19 63,00 3,60 8,40 4,50 4,39 5,00 0,20

JUSSARI

4,00 0,56 1,31 0,00 0,00 55,00 2,80 6,80 2,60 3,42 2,00 17,70

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pH Ca2+ Mg2+ K+ Na+ CE Alcalinidade Dureza Cl- HCO-3 SO-2

4 NO3-

4,00 0,56 1,46 0,00 0,00 55,00 3,20 7,40 2,60 3,90 1,00 0,10 4,10 0,48 1,22 0,00 0,00 38,00 2,00 6,20 13,80 2,44 1,00 2,00 5,30 0,56 1,46 1,20 0,46 15,00 7,40 0,70 0,00 5,30 0,48 1,12 0,00 0,00 3,00 1,80 5,80 0,10 2,20 2,00 2,50 5,30 1,12 1,85 0,60 0,56 24,00 10,81 10,40 0,90 13,18 2,00 0,40 5,40 0,96 2,33 0,40 2,23 26,00 7,21 12,00 0,80 8,79 1,00 0,00 6,50 4,33 8,37 1,70 38,95 207,00 18,21 44,80 33,20 22,21 21,00 0,80 6,90 1,12 1,56 0,20 2,04 26,00 3,60 9,20 0,90 4,39 1,00 0,70 6,50 2,00 3,40 0,60 4,54 101,00 21,62 19,00 3,20 26,36 5,00 2,70 4,90 0,56 1,41 0,00 0,46 13,00 2,20 7,20 0,60 2,68 0,00 0,00 5,30 0,48 0,92 0,00 0,00 5,00 1,80 5,00 0,70 2,20 1,00 0,30

ITAJU DO COLÔNIA

5,30 0,72 0,68 0,10 0,74 12,00 1,80 4,60 1,00 2,20 1,00 0,30 5,40 3,13 3,84 0,40 2,04 32,00 11,01 23,60 4,10 13,42 1,00 0,00 6,50 5,29 1,65 0,80 2,23 49,00 17,01 20,00 1,90 20,74 2,00 2,60 6,10 2,24 1,95 0,80 3,62 42,00 6,41 13,60 1,80 7,81 2,00 1,10 6,30 1,28 2,14 0,20 0,09 17,00 4,80 12,00 0,90 5,86 2,00 2,10 5,60 3,05 2,48 0,50 0,74 40,00 5,60 17,80 4,60 6,83 5,00 0,40 5,80 2,65 2,33 0,80 1,11 32,00 7,61 16,20 1,70 9,27 3,00 0,30 6,00 8,26 3,02 1,10 2,50 76,00 8,41 33,00 5,70 10,25 2,00 0,90 3,50 1,60 1,12 0,00 0,00 175,00 2,40 8,60 23,20 2,93 2,00 1,60 5,00 0,64 0,49 0,00 0,00 9,00 1,20 3,60 0,10 1,46 1,00 1,10 3,80 1,44 1,31 0,00 0,00 82,00 3,00 9,00 4,20 3,66 1,00 1,30

ITORORÓ

4,70 0,80 1,02 0,00 0,00 11,00 3,00 6,20 6,80 3,66 1,00 0,20