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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL CARACTERIZAÇÃO E DIAGNÓSTICOS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIBEIRÃO PARAÍSO ANNE KAROLINE LIMA MONTE GUILHERME TELES DA SILVEIRA IZABELLE NATHÁLIA GODINHO BARBOSA DE OLIVEIRA GOIÂNIA 2017 ANNE KAROLINE LIMA MONTE GUILHERME TELES DA SILVEIRA IZABELLE NATHÁLIA GODINHO BARBOSA DE OLIVEIRA CARACTERIZAÇÃO E DIAGNÓSTICOS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIBEIRÃO PARAÍSO Este trabalho foi realizado com a finalidade de obtenção de nota parcial na disciplina de qualidade das águas do curso de Graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária da Universidade Federal de Goiás. GOIÂNIA 2017 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 3 2. OBJETIVOS .................................................................................................................................. 4 3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................................................................... 5 4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ..................................................................................................... 6 5. METODOLOGIA ......................................................................................................................... 9 5.1. Caracterização da bacia hidrográfica ...................................................................................... 9 5.2. Definição dos pontos de coleta .............................................................................................. 10 5.3. Coleta das amostras ............................................................................................................... 12 5.4. Procedimentos dos parâmetros .............................................................................................. 12 5.4.1. Características físicas .................................................................................................... 13 5.4.1.1. Temperatura .............................................................................................................. 13 5.4.1.2. Turbidez .................................................................................................................... 13 5.4.1.3. Condutividade elétrica ............................................................................................... 13 5.4.2. Características químicas ................................................................................................ 13 5.4.2.1. Potencial hidrogeniônico (pH) .................................................................................. 13 5.4.2.2. Demanda bioquímica de oxigênio (DBO) ................................................................. 13 5.4.2.3. Demanda química de oxigênio (DQO) ...................................................................... 14 5.4.2.4. Nitrogênio.................................................................................................................. 14 5.4.2.5. Fósforo ...................................................................................................................... 14 5.4.3. Características biológicas .............................................................................................. 15 5.4.3.1. Bactérias coliformes .................................................................................................. 15 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................................. 16 3 1. INTRODUÇÃO As discussões acerca do consumo de água vêm ganhando cada dia mais importância devido aos problemas que surgem diariamente pela falta desta. Em décadas passadas acreditava-se que a água era um recurso natural inacabável devido à quantidade disponível no mundo, entretanto percebe-se que pensamentos como esse acarretaram em consequências sérias que o mundo busca soluções para revertê-las, por exemplo: o aumento da população e fatores atrelados a este crescimento têm degradado os recursos hídricos por conta de seus usos múltiplos, destacando entre eles a agricultura, o abastecimento público, a pecuária, a indústria, a geração de energia, o saneamento básico e o lazer. De acordo com a Agência Nacional das Águas (ANA), cerca de 70% da superfície terrestre é coberta por água sendo estes 70% divididos em 97% de água salgada e 3% de água doce; a qual ainda se divide em 2,5% em geleiras e 0,5% e corpos d’água. Destes 0,5% disponíveis no mundo, 12% está disponível para o Brasil, resultando em uma produção hídrica sem contribuição estrangeira de 5661 km³/ano. Entretanto somente uma pequena porção está disponível superficialmente, e é exatamente a parcela que mais sofre contaminação, seja por mudanças no curso com construções de barragens, seja com o despejo de efluentes, lagoas, rios, represas, nascentes, dentre outros vem sofrendo alterações de sua qualidade natural e capacidade de abastecer a população. A interferência de resíduos industriais e agrícolas nos cursos hídricos acarreta em uma maior dificuldade de tratamento para torná-los potáveis ou atingir os padrões de uma água de abastecimento. Sendo assim, torna-se de extrema importância a avaliação e análise dos cursos hídricos que servem de abastecimento para uma cidade a fim de encontrar possíveis pontos de despejo de efluentes realizados irregularmente por indústrias. É necessária a análise de parâmetros como pH, turbidez, DBO (demanda bioquímica de oxigênio), DQO (demanda química de oxigênio), nitrogênio, fósforo, etc. A partir desses dados coletados em laboratório, é possível realizar laudos de contaminação ou não desse local. 4 2. OBJETIVOS Este trabalho objetivou caracterizar a bacia hidrográfica do Ribeirão Paraíso, e avaliar a qualidade das águas deste corpo hídrico. 5 3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS O presente trabalho teve como objetivos específicos a identificação de parâmetros para realização de análises que componham a avaliação da qualidade das águas deste corpo hídrico. 6 4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Considerando a simples definição de bacia hidrográfica como um conjunto de terras drenadas por um rio e seus afluentes que escoam naturalmente, e conhecendo os diferentes usos que uma bacia pode ter em sua extensão, a caracterização destas é de enorme importância para que seja possível um monitoramento da qualidade das águas do país, e manutenção da potabilidade e vazão dos corpos hídricos, uma vez que a água é essencial para a vida. A água é o solvente universal, transportando gases, elementos e substâncias, e compostos orgânicos dissolvidos que são a base da vida no planeta (Tundisi e Matsumura- Tundisi, 2008). A presença destes elementos confere à água características essenciais para desenvolvimento de vida; recepção e tratamento de efluentes (autodepuração) ou de uso para abastecimento público. Para caracterizar uma água são determinados diversos parâmetros, que são indicadores da qualidade da água e se constituem não conformes quando alcançam valores superiores aos estabelecidos para determinado uso. As características físicas, químicas e biológicas da água estão associadas a uma série de processos que ocorrem no corpo hídrico e em sua bacia de drenagem. (FUNASA, 2014). Essas características são estabelecidas por órgãos ambientais,e juntas permitem visualizar o nível de contaminação e determinar a qualidade dos corpos hídricos, por toda sua extensão e em pontos isolados, objetivando cessar as fontes que estão causando danos à água. Desta maneira, os parâmetros analisados são então comparados com a Resolução CONAMA n° 357/2005, a qual estabelece a normatização dos padrões de potabilidade da água para diferentes classes de destinação. E estes parâmetros podem ser analisado conjuntamente, por meio do Índice de Qualidade da Água, o qual une os resultados dos parâmetros verificados em um único valor numérico, facilitando a compreensão por leigos. É necessário também realizar o estudo do uso do solo, para de acordo com esse, escolher os pontos de coletas das amostras de água para análise. Logo, o mapa com os dados do uso do solo e os pontos escolhidos, estão a seguir. 7 Figura 1: Mapa com o uso em torno da bacia hidrográfica. Fonte: Produção dos autores, 2017. Com o mapa de uso do solo, pode-se dizer que as fontes prováveis de poluição serão os locais de agricultura e de pastagem. A confirmação pode ser feita com análise dos parâmetros físicos, químicos e biológicos necessários em cada ponto. Pode-se também relatar que o ribeirão é utilizado para irrigação, por conta do ambiente de rotação de cultura próximo, e dessedentação de animais, pelo fato da presença de pastagem próximo ao ribeirão. 8 Ainda com o mapa de uso do solo, repara-se que as Áreas de Preservação Permanente (APP), as quais são as matas ciliares, e no mapa estão caracterizadas com o nome de Cerrado, não existem em abundância ao longo do ribeirão. Apesar de haver legislação para que todo corpo d’água possua vegetação em seu entorno, essa falta de mata ciliar é recorrente, e pode levar ao carreamento de materiais para o ribeirão, gerando ilhas de areia, erosões e também o aumento da demanda de matéria orgânica. O excesso desta última também pode ocorrer nos pontos de análises próximos aos locais de agricultura e de pastagem. E ainda, percebe-se que apesar de haver APP na região da nascente do ribeirão, ela não se estende por todo seu entorno, ou seja, não está conforme explicito no Código Florestal Brasileiro, no qual a APP da nascente tem de ser um raio de 50m entorno da nascente. 9 5. METODOLOGIA 5.1. Caracterização da bacia hidrográfica A bacia hidrográfica escolhida para a análise de amostras de água, é a do Ribeirão Paraíso, a qual encontra-se delimitada logo abaixo: Figura 2: Delimitação da bacia hidrográfica do Ribeirão Paraíso. Fonte: Produção dos autores, 2017. 10 A bacia hidrográfica do ribeirão Paraíso localiza-se entre as coordenadas de Latitude 17°44’39.0” S e Longitude 51°38’57.4” W, a qual é a coordenada da nascente do ribeirão, e a coordenada da jusante é Latitude 18°02’38.9” S e Longitude 51°38’45.9” W. Essa bacia tem uma área de 361,7 km2, e está localizada no município de Jataí, que se localiza na mesorregião sudoeste de Goiás. O ribeirão Paraíso deságua no rio Claro, e esse é afluente do rio Paranaíba. Para a delimitação da bacia hidrográfica, usou-se o programa Qgis, e para utilizá-lo foi necessário fazer o download da matriz da mesorregião sudoeste de Goiás, e os vetores, os quais são das rodovias, drenagem e localização das cidades. A matriz e os vetores são encontrados no site do Sistema Estadual de Geoinformação de Goiás (SIEG). Nele também é encontrado os vetores para o uso do solo. 5.2. Definição dos pontos de coleta Para a análise da água do ribeirão, escolhe-se os seguintes pontos: ponto 1, para ser o ponto branco, pois este pode servir como parâmetro de comparação para as amostras coletadas nos outros pontos. O ponto 2, que é preciso para análise da água por conta de estar localizado após um ambiente de agricultura, e o ponto 5 também é escolhido por conta disso. Já o ponto 3, a análise é necessária por localizar-se logo após um local de pastagem, e o ponto 4 é feito para análise da influência do córrego Macuco sobre o Ribeirão Paraíso. As localizações dos pontos estão mostradas logo abaixo, na figura 3. 11 Figura 3: Localização dos pontos. Fonte: Produção dos autores, 2017. 12 5.3. Coleta das amostras Com os pontos já delimitados, deve ser realizada as análises das características físicas, químicas e biológicas da água. Os parâmetros que devem ser analisados no ribeirão Paraíso para cada uma das características, encontram-se no quadro 1. Quadro 1: Parâmetros das características físicas, químicas e biológicas que devem ser estudados. CARACTERÍSTICAS PARÂMETROS QUE DEVEM SER ANALISADOS Físicas Temperatura; Turbidez; Condutividade Elétrica. Químicas PH; Demanda Bioquímica de Oxigênio; Demanda Química de Oxigênio; Nitrogênio; Fósforo. Biológicas Bactérias Coliformes. Fonte: Elaborado pelos autores, 2017. Para realizar as análises desejadas, é necessário fazer a coleta das amostras de água em cada um dos pontos, de acordo com o “Guia Nacional de Coleta e Preservação de Amostra”, pois nessa fase do trabalho, se não for realizada da forma correta, pode ocorrer contaminação das amostras e então essas seriam inviáveis para análise laboratorial. Portanto de acordo com o guia, primeiro tem que garantir que os frascos para coleta e os frascos que serão utilizados em laboratório estejam totalmente limpos (esterilizados), para que não ocorra contaminação, e no momento da coleta de água, os frascos devem ser preenchidos totalmente, para que não ocorra agitação da amostra. As análises devem ser realizadas no local de coleta, mas deve-se coletar um volume suficiente para eventuais necessidades de análises no laboratório. Para a preservação das mesmas é necessário acondicionar as amostras em caixas térmicas com gelo, posteriormente deve ser imediatamente colocado sobre o abrigo de luz. Deve-se também identificar todos os frascos com todas as informações de campo. 5.4. Procedimentos dos parâmetros Após a coleta realizada, corretamente, é preciso fazer as análises de todos os parâmetros propostos no quadro 1. Para isso é necessário seguir alguns procedimentos, os quais serão mostrados, de acordo com as características. 13 5.4.1. Características físicas 5.4.1.1. Temperatura O procedimento para encontrar os valores da temperatura em cada um dos pontos, é um processo simples. Pois é necessário somente inserir o termômetro na amostra, agitar levemente o mesmo, e aguardar três minutos para ler o resultado. Geralmente, o valor lido da temperatura da água deve variar de 0 a 30°. 5.4.1.2. Turbidez Para encontrar os valores desse parâmetro, primeiramente calibra-se o turbidímetro, homogeneíza a amostra, e coloca a mesma na cubeta e então realiza-se a medida de turbidez. O resultado encontrado deve ser comparado com o valor de turbidez da água Classe III, da Resolução CONAMA N°357/2005. 5.4.1.3. Condutividade elétrica Para a leitura desse parâmetro, deve-se primeiramente calibrar o condutivímetro, colocar a amostra em um béquer, nesse coloca o eletrodo e assim liga o agitador. Posteriormente pode-se então fazer a leitura do valor. Por conta desse parâmetro não ter limites na Resolução CONAMA N°357/2005, deve- se então encontrar referências bibliográficas para compará-los. 5.4.2. Características químicas 5.4.2.1. Potencial hidrogeniônico (pH) Esse procedimento, para realizá-lo, primeiramente é necessário calibrar o aparelho de leitura de 4 a 7, colocar a amostra em um béquer, no qual é inserido o eletrodo, liga-se oagitador e faz a leitura da medida do pH. Essa medida deve ser comparada com os valores de pH para a Classe III, da Resolução CONAMA N°357/2005. 5.4.2.2. Demanda bioquímica de oxigênio (DBO) Para essa análise, deve-se fazer a leitura com o eletrodo de oxigênio dissolvido inicial (ODI), e após 5 dias de incubação determina o oxigênio dissolvido final (ODF). E com os valores desses dois com os valores do volume do franco utilizado e o volume da amostra estudada, encontra-se o valor de DBO. Esse valor deve ser comparado com o da Resolução CONAMA N°257/2005, para assim distinguir se o resultado está fora do limite estabelecido. 14 5.4.2.3. Demanda química de oxigênio (DQO) Nesse parâmetro, o processo para a análise é um pouco mais longo, pois primeiro, deve colocar em uma ampola com capacidade para 10,0 ml, 1,5 ml de solução digestora de dicromato de potássio e 3,5 ml de solução digestora de ácido sulfúrico. Após, faz-se uma higienização e adiciona 2,5 ml da amostra, depois tampa-se a ampola e coloca a mesma para digerir em um termoreator a 150°C, por 2 horas. Posteriormente deixa no abrigo da luz esfriando por cerca de 2 horas, e então realiza a leitura em um Espectrofotômetro DR 2010 no comprimento de onda 600nm. Esse valor que possivelmente será encontrado, deve ser maior que o de DQO e comparado a resultados encontrados em bibliografias. 5.4.2.4. Nitrogênio Para a determinação do nitrogênio na água, deve-se adicionar 50 ml de amostra em um tubo de digestão, colocar uma colher de chá de reagente de digestão e 5,0 ml de ácido sulfúrico, posteriormente leva-lo ao micro digestor Kjeldahl na capela, com a temperatura entre 380°C e 400°. A amostra deve ficar na capela até a turbidez ter desaparecido ou até o momento em que a coloração da amostra fique transparente ou verde pálido. Logo após a digestão, leva-se a amostra ao destilador até obter um volume aproximadamente de 200 ml, sucessivamente faz a titulação com a solução de ácido sulfúrico com a concentração de 0,02 N até o ponto de viragem, o qual é o momento em que a amostra muda a coloração de verde para roxo. Portanto para encontrar o valor do nitrogênio total faz a anotação do volume gasto de ácido sulfúrico. O valor encontrado para o nitrogênio deve ser comparado com os limites estabelecidos pela Resolução CONAMA N°357/2005, para Classe III da água. 5.4.2.5. Fósforo Nesse procedimento todo material utilizado no laboratório deve ser lavado com ácido clorídrico 50% a quente, esse processo deve ser realizado em capela de exaustão, e ele é feito para eliminar qualquer tipo de contaminante. Para a análise do fósforo deve ser preparado uma mistura de reagente, que é realizada com a mistura do ácido sulfúrico, do molibdato de amônia, do ácido ascórbico, uma solução de tartarato de antimônio e potássio. No início do procedimento, transfere um volume de amostra, com o auxílio de uma pipeta, para um erlenmeyer, nesse adiciona persulfato de potássio e ácido nítrico, e se for necessário completa-se o volume com água destilada. 15 Leva-se o erlenmeyer para uma chapa aquecedora com a temperatura em torno de 150°C e deixa a amostra chegar em um ponto de quase secura, para a digestão da amostra. Depois deixa a amostra na temperatura ambiente para que alcance a temperatura ambiente. Posteriormente transfere a amostra para proveta de 50ml e completa com água destilada, e assim adiciona-se 8 ml da mistura de reagente já formada, homogeneíza a amostra e aguarda 15 minutos para a leitura dos resultados. O resultado lido deverá ser comparado com os limites estabelecidos do fósforo total, para água de classe III, na Resolução CONAMA N°357/2005. 5.4.3. Características biológicas 5.4.3.1. Bactérias coliformes Para a identificação das bactérias, pode utilizar a técnica do substrato cromogênico, chamada de Colilert. Nesse processo coloca a amostra em um frasco de vidro, adiciona enzima, posteriormente homogeneíza a amostra, logo depois coloca em uma cartela de Colilert, sendo essa então selada na seladora Quanti Try, e então é levada para a estufa a 35°C por 24 horas. Após o período de 24 horas, faz a leitura do resultado na tabela. Pois para os coliformes totais, conta-se todos os quadrados que ficaram amarelo, e para a Escherichia coli, observa-se em um ambiente com luz ultravioleta os quadradinhos que ficam com a coloração azul. Essas análises deverão ser comparadas com referências bibliográficas, por conta de não ter limites na Resolução CONAMA N°357/2005. 16 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANA - AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS. Fatos e tendências. Água. 2ª Ed. Brasília, DF. 2009. Apostila da disciplina de Qualidade das Águas do Curso de Engenharia Ambiental e Sanitária, UFG, 2017. COANAMA, “Resolução n°357/2005”. Ministério do Meio Ambiente, Conselho Nacional de Meio Ambiente. Brasília, 2005. FUNASA, “Manual de Controle da Qualidade da Água para Técnicos que Trabalham em ETA”. Ministério da Saúde, Fundação Nacional de Saúde. Brasília, 2014. 11 p. SIEG - Sistema Estadual de Estatística e Informações Geográficas de Goiás. Disponível em: < http://www.sieg.go.gov.br/>. Acesso em: 2017. TUNDISI, J. G.; MATSUMURA TUNDISI, T. Limnologia. São Paulo: Oficina de Textos, 2008. 632 p.
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