DIAGNÓSTICO DA QUALIDADE DA ÁGUA DO RIBEIRÃO QUILOMBO, AMERICANA, ESTADO DE SÃO PAULO

Nilton Cesar Pasquini

Químico Industrial, MBA em Gestão e Engenharia da Qualidade, MBA em Gestão de Pessoas, Mestrando em Química Tecnológica (UFSCAR) São Carlos, SP. Pesquisador acadêmico: meio ambiente. Pesquisador industrial: qualidade e gestão de pessoas.

Resumo

O estudo foi realizado na bacia hidrográfica do Ribeirão Quilombo, que abrange os municípios de Americana, Hortolândia, Nova Odessa, Sumaré e parte das cidades de Campinas e Paulínia, situa-se Centro-Oeste do Estado de São Paulo. O objetivo do trabalho foi analisar a classe que pertence o ribeirão referente ao Índice de Variáveis Mínimas para a Preservação da Vida Aquática (IMPCA), visa determinar o crescimento da degradação ambiental. Para complementar o estudo foi determinado a toxicidade e concentração de algumas substâncias inorgânica como: alumínio dissolvido, lítio, nitrato, nitrito, arsênio, bário etc.  Foi possível determinar que as variáveis pH, OD e odor pertence a classe 4. A vida do ribeirão se encontra em um estágio avançado de poluição, assim pode afirmar que a degradação dos rios e lagos deixou de ser uma preocupação somente dos ambientalistas, passando a ser problema de saúde humana. 

Palavras-chave: IMPCA, qualidade da água, poluição hídrica, Ribeirão Quilombo,

Abstract

The study was conducted in the watershed of Ribeirão Quilombo, covering the municipalities of Americana, Hortalandia, Nova Odessa, Sumaré ande of the cities of Campinas and Paulinia, is located in Central-East of the State of São Paulo. The objective of this study was to analyze the class that owns the stream reference Index Variables Minimum for the Preservation of Aquatic Life (IMPCA), is to determine the growth from environmental degradation. In addition to the toxicity study was determined and concentration of certain inorganic substances such as dissolved aluminum, lithium, nitrate, nitrite, arsenic, barium, etc. It was possible to determine the pH, DO and smell variables belongs to class 4. The life of the river is in an advanced stage of poluution, so can say that the degradation of rivers and lakes is no longer only a concern of environmentalists, becoming human health problem.

Keywords: IMPCA, water quality, water pollution, Ribeirão Quilombo

1. Introdução

A degradação dos ambientes aquáticos e do solo, devido ao aumento desenfreado do crescimento industrial desde a década de 90, vem merecendo atenção especial, principalmente no que diz respeito aos lançamentos de efluentes sobre os recursos hídricos e solos urbanos, uma vez que ocasiona diversos problemas ao ambiente (Araújo & Filho; 2010).

                A água contém vários constituintes que podem ser avaliados em programas de monitoramento para determinação da sua qualidade. A seleção desses parâmetros é variável de acordo com o interesse do estudo. Há ainda, de se considerar a finalidade do corpo hídrico e as potenciais fontes poluidoras para atender às legislações vigentes, responsáveis por definir padrões de qualidade a serem seguidos, como por exemplo, a Resolução CONAMA no 357/05, que dispõe sobre classificação dos corpos hídricos e padrões de lançamento de efluentes. Para melhor assimilar os dados obtidos em atividades de monitoramento, os mesmos autores sugerem utilização de indicadores físicos, químicos e microbiológicos, que são características ou componentes específicos da água, que podem indicar quanto os ecossistemas aquáticos podem estar sendo afetados (Queiroz, Queiroz & Moreira; 2008)

O setor industrial é o mais preocupante em relação à disposição de metais pesados. Dentre as atividades mais impactantes vale ressaltar nesse momento os setores de minério e metalúrgico, uma vez que lançam quantidades enormes desses elementos no solo, dentre desses destaca-se Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn (Lima, 2008). Os metais, em sua maioria, desempenham alguma função importante para o equilíbrio do ambiente, tanto para plantas como para os seres vivos. No entanto, merece destaque a quantidade que os mesmos estão disponíveis no ambiente, uma vez que alguns só desempenham funções benéficas em concentrações baixíssimas. Vale ressaltar que, estando esses em concentrações acima das toleráveis, ocasionará efeitos adversos (Araújo & Filho; 2010).

O processo de poluição em áreas urbanas tem como principal fator influenciador, o crescimento da população urbana. Sendo assim, se faz necessário adotar políticas públicas que objetive um planejamento ambiental urbano, diminuindo a ocupação das áreas de riscos (Araújo & Filho; 2010). Assim, observando a enorme população urbana e industrial instalada ao lado o Ribeirão Quilombo motivou o estudo objetivando a determinação do IMPCA e completando com algumas análises inorgânicas.

1.1. Área de estudo

Bacia hidrográfica do Ribeirão Quilombo tem aproximadamente 396 km² que abrange os municípios de Americana, Hortolândia, Nova Odessa, Sumaré e parte das cidades de Campinas e Paulínia, situa-se entre as coordenadas geográficas 45º50’ e 48º30’ de longitude e 22º00’ e 23º20’ de latitude, Centro-Este do Estado de São Paulo.

O regime pluviométrico é tropical típico, com um período chuvoso, iniciando em outubro e terminando em abril, e um período de estiagem, de maio a setembro, variando localmente o início e o término de cada um dos períodos. Os índices de precioitação pluviométrica situam-se entre 1.200 e 1.800 mm anuais (PDMNRQ, 2002).

PDRMNRQ (2002) relata que 85% da área é constituída de colinas amplas, com interflúvios superiores a 4 km2, topos extensos e aplainados, vertentes retilíneas a convexas, drenagem subdendrítica de baixa densidade, vales abertos e planícies aluniais restritas.

O regime pluviométrico é tropical típico, com um período chuvoso, iniciando em outubro e terminando em abril, e um período de estiagem, de maio a setembro, variando localmente o início e o término de cada um dos períodos. Os índices de precipitação pluviométrica situam-se entre 1.200 e 1.800 mm anuais (PDMNRQ, 2002).

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 1. Bacia do Ribeirão Quilombo (PDMNRQ, 2002).

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 2. Pontos de coleta.

Usina Hidroelétrica de Cariobinha

Bacia: Rio Tietê

Localidade: Americana

Área da Bacia Hidrográfica: 370 km³

Ano de Instalação: 1936

Potência Nominal: 1250 kw

Barragem tipo: Gravidade

Altura da queda: 26,00 metros

Vazão turbinada: 5,7m3/s

Número de unidades: 2

Comprimento: 127,10 metros

2. Métodos

Todos parâmetros inorgânicos, foram determinados seguindo os procedimentos descritos no APHA (1998), e os dados obtidos de cada parâmetro foram avaliados por indicadores estabelecidos na Resolução CONAMA nº 357, de 17/03/2005, para corpos de água doce de Classe III.

2.1. Coleta das amostras

A coleta e processamento das amostras foram realizados seguindo as seguintes normas: ABNT NBR-9898 – jun/1987 – Preservação e técnicas de amostragem de efluentes líquidos e corpos receptores; CEMIG – ag/1999 – Guia de coleta de amostras de água em reservatório e Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 2005).

Todas as amostras foram analisadas em triplicatas. O ponto A é entre o município Campinas e Sumaré, ponto B entre  Sumaré e Nova Odessa,  ponto C entre Nova Odessa e Americana e ponto D após Americana.

Tabela 1. Método de análise das amostras de água (SM – Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, APHA, 2005).

                                                                                     

2.2. Teste de Toxicidade

Os testes de toxicidade foram realizados no Laboratório de Biologia do Instituto de Recursos Ambientais da Ufscar (São Carlos, SP), utilizado amostras de água e sedimento. Foi utilizado como organismos-teste, cladóceros da espécie Daphnia similis, seguindo a norma NBR-12713 (ABNT, 2009).

Foram realizados em tubos de ensaio com capacidade para 15 ml. No teste com água, os tubos continham 10 ml de água de cada amostra; já no teste com interface sedimento-água, adaptou-se a metodologia proposta por Cesar et al (2004), segundo a qual os tubos continham aproximadamente 2 ml de sedimento integral e 8 ml de água mineral reconstituída, uma rede de nylon presa por um anel de plástico foi inserida em cada tubo com a finalidade de evitar que os indivíduos entrassem em contato direto com o sedimento neonatos de D. similis (com no máximo 24 horas de vida) e todas as amostras foram testadas em quadruplicata (Cesar, et al, 2004). Como referência, foi utilizada amostra coletada na região não contaminada (CR) nascente, situada no município de Campinas, SP.

Nos testes com amostras de água, foram utilizados controles, preparados com água de diluição (água mineral reconstituída); já nos testes com sedimento, além desses controles, foram montados controles adicionais contendo água de diluição e aparato formado pelo anel de plástico e a rede (controle-rede). Esses controles também foram analisados em quadruplicata, com 5 indivíduos neonatos em cada réplica (Abessa et al, 2012).

Os testes foram conduzidos dentro de uma câmara incubadora sob fotoperíodo de 8 h : 16 h (escuro : claro) e sob condições de 20 ± 2ºC. O tempo total dos experimentos foi de 48 h. Durante esse período, os indivíduos não receberam alimentação e, ao final avaliou-se a mortalidade e/ou imobilidade dos organismos. Para eu se pudesse concluir se as amostras eram tóxicas ou não, os resultados de cada amostra foram comparados com seus respectivos controles por meio de teste t’-student pareado (Zar, 1984; Abessa et al, 2012).

3. Resultados

Na tabela 2, o OD, pH e toxicidade são as variáveis essenciais (VE) os demais são chamados de substâncias tóxicas (VT), na qual se usa para medir o IMPCA. O IMPCA pode intercalar de 1 a 9, subdividido em 4 classe de qualidade, sendo 1, 2, 3 a 4 e ≥ 6 para categoria boa, regular, ruim e péssima. Em todos os pontos independente se é período seco ou chuvoso apresentou IMPCA péssima.

Cádmio ocorreu na classe 3 nos dois últimos pontos do período seco, este elemento é considerado extremamente tóxico. De acordo com Who (1992), apresenta grande mobilidade na água, podendo ser transportado por distâncias consideráveis, de até 50 km da fonte. Por ser um metal altamente tóxico e relativamente móvel, o cádmio inibe o crescimento da raiz e a produção da parte aérea, afeta a absorção de nutrientes e a homeostase (John et al., 2009).

Chumbo apresentou concentração pertinente a classe 2 apenas no ponto perto da nascente, os demais manteve superior a 0,08 mg/L ficando na classe 3.  Segundo Oliveira & Horn (2006) o chumbo é um metal ligado à poluição e é tóxico, bioacumulativo e sem função biológica conhecida, tanto para as plantas como para os seres humanos. Uma fração significativa de chumbo insolúvel pode ser incorporada em material particulado de superfície de escoamento, como íons sorvidos (adsorvidos e absorvidos) ou ainda na cobertura de superfície em sedimentos. O chumbo tem diversos efeitos em plantas e animais. Em plantas esse metal retarda a germinação das sementes, crescimento e processos fotossintéticos, causa inibição da atividade de enzimas, desbalanço hídrico e hormonal, alteração na permeabilidade da membrana e distúrbio na nutrição mineral (Sharma & Dubey, 2005), paralelamente, o chumbo causa deficiência em zinco, que é cofator de várias enzimas (Singh et al., 2010).

O mercúrio foi o único elemento que se manteve em todos os pontos na classe 1 com 0,0001 mg/L.

Na tabela 2, observa que o pH entre 6,0 e 10,0, o  OD mais o  mau odor que os pontos B, C e D exalam, classifica-os como classe 4.

A temperatura da água, medida próxima à superfície, atingiu uma média 22,5 ºC, 23,1 ºC, 23,9ºC e 23,8ºC nos pontos A, B, C e D respectivamente no período de chuva e  26,2 ºC, 27,4 ºC, 26,8 ºC e 27,2 ºC para os pontos A, B, C e D consecutivamente no período de seca.

O zinco é usado em indústrias de galvanização, no revestimento de ferro e outros metais, para impedir a corrosão. É também usado para formar ligas como o latão e bronze. Os compostos de zinco são ainda usados na indústria de tintas e cerâmica (ATSDR, 2006).

O níquel apresentou 0,37 mg/L no ultimo ponto (Tabela 2), este produto tem como maior fonte geradora as galvanoplastia. O Ni é utilizado na metalurgia, em ligas, baterias, catalisadores e refinarias (é constituinte do petróleo). Há também casos de contaminação de níquel em rios, lagos ou igarapés de localização próxima a parques

Tabela 2. Análises Variáveis Essenciais (VE) e Substâncias Tóxicas (VT), para determinação do IPMCA.

                                                                                  

industriais, onde frequentemente ocorrem despejos de produtos químicos. Como exemplo, em vários estudos realizados nas extensões do Igarapé do Quarenta (Manaus),

 constatou-se ao longo da microbacia a presença de vários metais tóxicos, dentre eles o níquel (Rais, 2006).

Cobre: As formas tóxicas de cobre incluem CuCO₃, Cu₂(OH2)²⁺, CuOH⁺; contudo, a espécie química Cu²⁺ é considerada a forma mais tóxica. O cobre é um dos metais  mais  tóxicos  paraos  peixes,   sendo   responsável   por   uma  rápida  perda   de

 electrólitos. O cobre, assim como outros metais pesados, é transportado, no sangue dos animais, ligado a proteínas (Oliveira, 2003).

Entre os diversos poluentes dos ecossistemas aquáticos, os metais pesados são os mais preocupantes, devido a sua persistência e natureza bioacumulativa (Chang; Yoom; Kim, 2009).

O desenvolvimento da indústria e da agricultura promoveu um rápido aumento da poluição ambiental, gerando altos níveis de Hg, Cr, Pb, Cd, Cu, Zn, Ni, entre outros nos sistemas aquáticos (Liang et al., 2004; Zhou et al., 2008).

Manchilha (2007) pesquisando sobre contaminação por metais pesados, verificou que dentre as diversas fontes de contaminação por esses elementos, enfatiza o setor industrial, já que comporta um enorme leque de atividades potencialmente poluidoras, tais como; indústrias galvânicas, curtumes e fundições.

Coliformes termotolerantes ultrapassou os 4000 por 100 mililitros, ponto A 4650, ponto B 8500, ponto C 11875 e ponto D 12560 no período de chuvoso, no período de seca foi de 4990, 9100, 13800 e 17000 por 100 mililitros nos pontos A, B, C e D respectivamente.

Os valores medidos de turbidez variaram de 121 UNT a 201 UNT, sendo 121, 139, 154 e 171 UNT e 136, 162, 189 e 201 UNT respectivamente para períodos de chuva e seco nos pontos A, B, C e D. A Resolução CONAMA 357/2005 (BRASIL, 2005) estabelece um limite superior de turbidez, para rios de classe 3, correspondendo a 100 UNT.  Para Couto (2007), a turbidez, além de reduzir a penetração da luz solar na coluna d´água, prejudicando a fotossíntese das algas e plantas aquáticas submersas, pode recobrir os ovos dos peixes e os invertebrados bênticos (que vivem no fundo). Os sedimentos em suspensão podem carrear nutrientes e pesticidas, obstruindo as guelras dos peixes, e até interferir na habilidade do peixe em se alimentar e se defender dos seus predadores. As partículas em suspensão localizadas próximo à superfície podem absorver calor adicional da luz solar, aumentando a temperatura da camada superficial da água.

O pH manteve característica básica, variando de 8,1 a 10,1. Segundo Farias (2006) Sabe-se que o pH é muito influenciado pela quantidade de matéria orgânica a ser decomposta, isto é, quanto maior a quantidade de matéria orgânica disponível, menor o pH, uma vez que para haver decomposição de materiais são produzidos muitas substâncias ácidas como, por exemplo, o ácido húmico. Para Campos et al (2011), a influência do pH sobre os ecossistemas aquáticos naturais dá-se diretamente devido a seus efeitos sobre a fisiologia das diversas espécies. Também o efeito indireto é muito importante podendo, em determinadas condições de pH contribuir para a precipitação de elementos químicos tóxicos como metais pesados. Foi possível observar que há várias industrias têxteis que tem em seu processo tinturaria e acabamento, na qual  se faz uso de hidróxido de sódio.

O oxigênio dissolvido (OD) esteve mais baixo nos pontos C e D, tanto para o período de seca como chuvoso. Segundo Couto (2007) O oxigênio dissolvido é o elemento principal no metabolismo dos microorganismos aeróbios que habitam as águas naturais ou os reatores para tratamento biológico de esgotos. Nas águas naturais, o oxigênio é indispensável também para outros seres vivos, especialmente os peixes, onde a maioria das espécies não resiste a concentrações de oxigênio dissolvido na água inferiores a 4,0 mg/L. É, portanto, um parâmetro de extrema relevância na legislação de classificação das águas naturais, bem como na composição de índices de qualidade de águas (IQAs).

Tabela 3. Parâmetros inorgânicos analisados com os respectivos resultados.

De acordo com a Resolução nº 357, de 17 de março de 2005, a concentração máxima para aguas doce de classe 3 é: 0,2 mg/L para alumínio dissolvido, onde a maior concentração foi no ponto B (0,24 mg/L), período seco. Para o arsênio total 0,033 mg/L, o ponto C (0,034 mg/L) obteve o maior índice. O arsênio é mediana a altamente tóxico para as plantas e altamente tóxico para mamíferos (McBride, 1989). No solo, ele pode ser originário de fontes naturais e de fontes antropogênicas, essa última proveniente de pesticidas, herbicidas, fertilizantes, emitido durante a mineração e fundição do ouro, chumbo, cobre e níquel, produção de ferro e aço, combustão de carvão (Smith et al., 1998; Baird, 2002).

Bário total (1,0 mg/L), berílio (0,1 mg/L), boro total (0,75 mg/L), ferro dissolvido (5,0 mg/L) e manganês (0,5 mg/L).  Os parâmetros inorgânicos (Tabela 3) não tem efeito no IMPCA, foi realizada para complementar o estudo.

Os resultados do IPMCA, indica que, para os parâmetros utilizados para o cálculo desse índice, podem não oferecer riscos elevados para as comunidades aquáticas, mas em pequena escala, a biodiversidades pode ser prejudicada (PASQUINI, 2013).

3.1. Teste de Toxicidade

Tabela 4. Teste de toxicidade com os respectivos resultados.

Nota-se na tabela 4, que em todos os pontos referente à coluna d’ água seja no período chuvoso ou seco apresentou toxicidade. Na interface sedimento-água ocorreu morte de Daphnia similis nos pontos C e D. No período de estiagem o rio exala forte odor desagradável. Segundo Campos et al (2011), quando um recurso hídrico é protegido, normalmente não possui cheiro. Em regiões pantanosas pode apresentar leve cheiro de barro, ou mofo. Já a poluição causada por esgotos e outras matérias em decomposição produz forte odor de “ovo podre” (gás sulfídrico), ou “cebola estragada” (mercapitanas), ambos compostos à base de enxofre. As variáveis pH, OD e mau odor, deixa-o na classe 4.

3.2. Cor

Normalmente, a cor na água é devida à presença de ácidos húmicos e tanino, originado de decomposição de vegetais, bem como também de origem antropogênica, provenientes de resíduos industriais (Alves et al, 2008).             A concentração de cor verdadeira nos pontos analisados, variou de 31 ponto A a 653 mg Pt L^-1 para o ponto D, a cor aparente de 62 a 3865 mg Pt L^-1, nos mesmos pontos.

4. Conclusão

Perante os dados impetrados, percebe-se que o Rio Quilombo vem sendo provavelmente contaminado por fontes domésticas (menor porcentagem) e industriais (maior porcentagem), fazendo as características naturais desse rio ser afetados. É possível observar que o Rio Quilombo esta em fase de transição da classe 3 para classe 4.

Se ações não forem tomadas urgentemente no intuito de minimizar a intensa degradação antropogênica que este manancial vem sofrendo, a limitação do uso de suas águas será inevitável. É de extrema importância à continuidade deste trabalho, principalmente, para implementação de novas análises que identifiquem as classes químicas de determinados compostos orgânicos (cancerígenos) presentes em pesticidas e fertilizantes (Alves et al, 2008).

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