Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a qualidade da água do leito do Rio Alegria – Medianeira Paraná, visando detectar fontes de poluição, com a finalidade de subsidiar planejamentos regionais sob o princípio do desenvolvimento sustentável. Foram selecionados 4 pontos de monitoramento, onde realizaram-se 4 coletas de campo no período de outubro de 2001 a fevereiro de 2002. Os seguintes parâmetros foram analisados: potencial hidrogeniônico - pH, temperatura, turbidez, cloretos, sólidos sedimentáveis, Demanda Química de Oxigênio (DQO) e Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO). Conclui-se que os efeitos causados pelas emissões de esgotos clandestinos na região urbana da cidade sobre o leito do Rio Alegria são significativos.

Palavras-chave: água, análises físico-químicas e poluição.

The object of this research was to assess the quality of water from the bed of Rio Alegria, in Medianeira, Paraná, aiming at detecting pollution sources to help regional planning for sustained development. Four monitoring points were selected, at which four in-field samples were taken from October 2001 to February 2002. The parameters analyzed were: hydrogenionic concentration (pH); temperature; turbidity; chlorides; sedimentable solids; COD (chemical oxygen demand), and BOD (biochemical oxygen demand). The conclusion was that the effects caused by illegal dumping of sewage into the river bed, in the city’s urban area are significant.

Key words: water, physical-chemical analyses, pollution

Entre os recursos naturais disponíveis no planeta Terra, a água apresenta características únicas que a torna insubstituível. Pode-se afirmar que esse recurso, essencial para a manutenção de qualquer forma de vida, é imprescindível para as atividades humanas.

Por ser um bem essencial escasso torna-se indispensável gerir a água, isto é, assegurar a conservação do meio ambiente e dos recursos naturais pela valorização da água e dos meios hídricos, controlando a utilização e disposição da mesma no meio ambiente depois de requerida pelas diferentes atividades humanas.

A água existente na natureza é finita e diminui gradativamente, principalmente devido à degradação ambiental, crescimento populacional e da expansão da área agrícola. É o recurso natural mais importante para assegurar a vida e a saúde humana, elemento chave da indústria, na geração de energia elétrica, na agricultura, transporte e outras atividades econômicas. (SANTOS, 1999; COSTA, et al. 1999).

O uso racional e disciplinado dos recursos hídricos esbarra em uma série de limitações de ordem ambiental, técnica e cultural, principalmente de políticas públicas. A elaboração de uma política eficiente de exploração dos recursos apóia-se em normas legais, fiscalização e principalmente no comprometimento dos diversos segmentos da sociedade. Essa forma de utilização é um passo importante para qualquer ação exploratória das atividades humanas à capacidade suporte do meio ambiente. (SILVA, 1997).

Os problemas relacionados às questões ambientais foram discutidos pela primeira vez em nível global durante a Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente, em Estocolmo em 1972.

Nesta Conferência introduziu-se o desenvolvimento ecologicamente sustentável e socialmente justo, evidenciando a necessidade de considerar as questões ambientais no planejamento das atividades econômicas. (MACHADO, 1997).

Para TUCCI et al. (1997) a gestão dos recursos hídricos deve considerar a ligação estreita existente entre os problemas de quantidade e da qualidade das águas.

Segundo AZEVEDO et al. (1999), na Conferência Internacional sobre Recursos Hídricos e o Meio Ambiente, realizada em janeiro de 1992 em Dublim, se enfatizou novas formas de avaliação sobre desenvolvimento e o gerenciamento dos recursos hídricos. O relatório da conferência contém recomendações nos níveis locais, nacionais e internacionais.

A água é três vezes mais abundante que a soma dos outros minerais nos primeiros cinco quilômetros externos da Terra. Enquanto o seu potencial energético vai decaindo com a sua descida para o mar, seu potencial químico vai sendo aumentado pelas inúmeras reações que ocorrem quando em contato com as rochas, atmosfera e solos. (BLOOM, 1974; CHRISTOFOLETTI, 1981).

Segundo CHRISTOFOLETTI (1974) pode-se distinguir três tipos de carga transportada pelo rio: carga em suspensão, carga dissolvida e carga do leito.

Através da intervenção do homem no meio físico, principalmente através da retirada da cobertura vegetal, o escoamento superficial das águas pluviais tende a ser mais intenso, promovendo um incremento significativo na carga de sólidos que alcança a bacia de drenagem. (STEIN, 1988; COOPER,1993).

O processo de transformação em mananciais tal qual ocorreu no Rio Tietê, cidade de São Paulo, quando essa ainda não era uma metrópole industrial com menos de um milhão de habitantes, na primeira metade do século 20, é impressionante, pois, o homem podia se servir das águas plácidas do rio, com um sistema simples de tratamento. Hoje a cidade abriga 17 milhões de habitantes e o Tietê é um manancial totalmente inútil, é um canal quase irrecuperável de esgoto a céu aberto. (TORRICO, 2001).

O nível de poluição de um rio varia conforme as atividades desenvolvidas em seu leito e da responsabilidade e nível de consciência da população quanto à preservação.

Esta pesquisa buscou avaliar determinados parâmetros de qualidade da água do leito do Rio Alegria. Analisou-se a qualidade da água antes durante e após seu percurso no perímetro urbano. Avaliou-se algumas características físico-químicas da água do Rio em pontos pré-determinados, através de um delineamento estatístico experimental inteiramente casualizado.

Esse estudo sobre parâmetro da qualidade da água de um rio foi elaborado e desenvolvido na cidade de Medianeira Estado do Paraná, mais especificamente no Rio Alegria. Esse rio tem suas nascentes localizadas na área rural do município e recebe água de seus afluentes a Sanga Magnólia, a Sanga Manduri e a Sanga Maguari. Segundo a Companhia de Saneamento do Paraná (Sanepar) o Rio Alegria apresenta uma vazão média de aproximadamente 350 l/s antes das instalações da estação de tratamento de água e que no decorrer do rio a vazão aumenta devido à ocorrência de nascentes, aumentando a vazão média para aproximadamente 370 l/s até desaguar no lago de Itaipu.

O município de Medianeira se localiza na microrregião 36, Oeste do Estado do Paraná, tendo 402 metros de altitude e situado na latitude 25º17’40" ao sul e longitude 54º05’30" W-GR.

O clima é subtropical úmido mesotérmico, com verões quentes e geadas pouco freqüentes, com tendência a concentração de chuvas nos meses de verão, sem estação seca definida. A média das temperaturas dos meses mais quentes é superior a 22ºC e a dos meses mais frios é inferior a 18ºC.

A primeira ação planejada foi a determinação dos pontos de coleta das amostras de água no Rio em estudo. Escolheu-se 4 pontos de coleta de água para retirar-se as amostras sendo definido o primeiro ponto antes do perímetro urbano, dois durante esse perímetro e o último após o Rio deixar a cidade. Os pontos foram demarcados em um mapa específico.

As análises foram realizadas no Laboratório Ambiental de Análises Físico-Química do Centro Federal de Educação Tecnológico do Paraná – Cefet-PR, exceto as análises de pH e temperatura que foram realizadas no local de coleta.

As amostras foram coletadas seguindo as especificações de SILVA (1977). Coletou-se as amostras de água em frasco de 5 litros, no centro do leito do Rio a uma profundidade de aproximadamente 15 cm, colocando-se a boca do frasco no sentido contrário do fluxo do rio. Após a coleta, os frascos foram armazenados em caixas de isopor com gelo, conduzidas ao laboratório de análises, onde as análises foram realizadas no mesmo dia da coleta.

As coletas foram realizadas no período da manhã no horário das 6h30min às 8h, e em caso de chuvas, esperava-se 72 horas para proceder-se a coleta. Com as amostras coletadas realizou-se as análises físico-química: potencial hidrogeônico - pH, temperatura, turbidez, cloretos, sólidos sedimentáveis, Demanda Química de Oxigênio - DQO e Demanda Bioquímica de Oxigênio - DBO, todas com 4 repetições.

Coletou-se as amostras entre outubro de 2001 e fevereiro de 2002, portanto, o tempo de coleta foi de aproximadamente 4 meses. Após as análises físico-químicas, realizou-se uma Análise de Variância (Anova), seguido de Teste F para comparar as médias dos resultados para cada uma das variáveis em estudo.

Com os resultados das análises físico-química de pH, temperatura, turbidez, cloretos, sólidos sedimentáveis, Demanda Química de Oxigênio - DQO e Demanda Bioquímica de Oxigênio – DBO, pode-se verificar as condições de poluição do Rio e os impactos causados pela atividade humana ao longo do seu trajeto no perímetro urbano.

As variáveis em estudo foram:

Valores de pH acima dos padrões ou abaixo causam significativo impacto ao leito do Rio podendo haver a mortandade de peixes e de outros constituintes da flora e fauna aquática.

O pH em abastecimento de água é significativo, porque afeta o processo de tratamento de água e pode contribuir para a corrosão das estruturas hidráulicas e do sistema de distribuição. A corrosão pode adicionar constituintes para a água tais como: ferro, cobre, chumbo, zinco e cádmio. Em águas naturais os valores de pH variam de 5 a 9, sendo o ajustamento do pH dentro da faixa uma tarefa simples. (SANTOS et al.1999).

Nas análises de pH as médias encontradas nos pontos de coleta foram para o ponto 1 de 7,16, no ponto 2 de 7,08, no ponto 3 de 7,46 e no ponto 4 de 7,34. Verifica-se através das médias nos pontos de coleta em estudo que os mesmos estão dentro das especificações estabelecidas para os índices de pH, conforme a resolução do Conama 020/86 que estabelece para águas de classe 1, 2 e 3 uma faixa com índices de pH entre 6,0 e 9,0.

A temperatura da água apresenta pequena variação, de forma lenta durante o dia, garantindo a sobrevivência dos seres aquáticos. Mudanças na temperatura podem resultar em modificações em outras propriedades como:

Redução da viscosidade da água pela elevação da temperatura, podendo ocorrer o afundamento de muitos microorganismos aquáticos, principalmente do fitoplâncton;

Aumento da sua densidade pela redução de temperatura, que ocorre até uma temperatura de 4ºC, abaixo da qual a densidade diminui. A água possui densidade máxima a 4ºC.

Quanto maior a temperatura, menor o teor de oxigênio dissolvido na água. (MOTA,1997).

As médias obtidas de temperatura em graus Celsius nos pontos de coleta foram no ponto 1 de 22,17, no ponto 2 de 22,27, no ponto 3 de 21,88 e no ponto 4 de 22,42.

A temperatura do Rio é semelhante à média da temperatura ambiente, que no período de estudo no município de Medianeira foi de 23,55ºC. Na verificação da temperatura neste estudo buscou-se avaliar a ocorrência de despejos, um dos fatores que promovem mudanças de temperatura no Rio. Como a análise de temperatura ocorreu de outubro de 2001 a fevereiro de 2002 e não tendo oscilações de clima, concluiu-se que o leito do Rio não recebe despejos ou substâncias que possam interferir significativamente em sua temperatura.

A turbidez da água é atribuída principalmente às partículas sólidas em suspensão, que diminuem a claridade e reduzem a transmissão da luz no meio. A turbidez pode reduzir a eficiência da cloração, pela proteção física dos microrganismos do contato direto com os desinfetantes, além de transportar matéria orgânica absorvida que pode provocar alteração de sabor e odor. Estudos mais recentes associam à variável turbidez em mananciais que recebem despejos de esgotos domésticos à presença de organismos patogênicos, tornando-se além de um parâmetro de controle estético um parâmetro sanitário de qualidade. (SANTOS et al.1999).

A Resolução Conama 020/86, que estabelece padrões para águas de classes 1, 2 e 3, onde os índices de turbidez podem chegar até 100 UNT - Unidade de Turbidez. Como resultado dessa variável, as médias para os pontos estudados foram de 9,08 UNT para o ponto de coleta 1, 8,37 UNT para o ponto de coleta 2, 9,17 UNT para o ponto de coleta 3 e no ponto de coleta 4 9,13 UNT. Então, os dados indicam que as médias de turbidez nos pontos em estudo estão dentro dos padrões estabelecidos. Através da análise de variância conclui-se que ao nível de 5% de significância, as médias de turbidez para todos os pontos de coleta são estatisticamente iguais.

As médias da concentração de cloretos nos pontos de coleta foram de 21,32 mg/l no ponto de coleta 1, 24,08mg/l no ponto 2, 27,87 mg/l no ponto 3 e no ponto de coleta 4 foi de 26,06 mg/l. Verifica-se que as médias obtidas em todos os pontos em estudo estão dentro dos parâmetros estabelecidos pela Resolução Conama 020/86, que classificam águas de classes 1, 2 e 3, com a concentração de cloretos até 250 mg/l.

Realizando-se a análise de variância para as médias dos índices de cloretos entre os pontos de coleta, permitiu concluir-se que as médias dos tratamentos ao nível de 5% de significância são estatisticamente diferentes.

O aporte de efluentes doméstico e industrial amplia significativamente a concentração de sólidos dissolvidos nas águas dos rios afetados e a concentração de vários elementos. (CAIADO, 1994).

Nos rios brasileiros, na maioria dos casos, a carga em suspensão é bem maior que a carga dissolvida, principalmente na estação chuvosa. (CAIADO et al., 1999).

A quantidade verificada de sólidos sedimentáveis no Rio Alegria foi baixa, praticamente insignificante sendo a quantidade obtida menor que 0,1 ml/l o que significa que o Rio tem poucos sedimentos. Conforme a Resolução Conama 20/86 para águas de classes 1, 2 e 3 não são permitidas substâncias que formem depósitos objetáveis, virtualmente ausentes.

O ensaio para a medição de DQO é baseado no fato de que todos os compostos orgânicos, com algumas exceções, podem ser oxidados por um forte agente oxidante em condições ácidas, resultando em dióxido de carbono e água. Este teste permite a medição de poluentes orgânicos em termos da quantidade total de oxigênio requerida para a sua completa oxidação. A maior vantagem deste teste é o pequeno tempo requerido para sua finalização. A sua principal limitação é a impossibilidade de diferenciar material orgânico biologicamente oxidável do biologicamente inerte. (CAIADO et al., 1999).

Segundo SANTOS et al. (1999) este parâmetro permite avaliar despejos que possam causar mortandade de peixes ou transferência de gosto à água, além de outros problemas. Quando a poluição for causada por substâncias facilmente putrescíveis (biodegradável) há necessidade de realizar a análise da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO).

A análise preliminar dos dados coletados de DQO, segundo os pontos de coleta em estudo, iniciou-se com um gráfico de dispersão, gráfico 1.

O gráfico 1, mostra que os índices de DQO em estudo possuem certa variabilidade entre os pontos de coleta e entre as medições dos próprios pontos.

Outro gráfico que possibilita a visualização da variabilidade dos índices de DQO é o gráfico de barras das médias, gráfico 2.

O gráfico 2 mostra a variabilidade das médias de DQO entre os pontos de coleta e uma análise preliminar indica que as médias dos pontos de coleta 1 e 4 possuem médias muito próximas. Já as médias dos ponto 2 indicam média superior aos pontos 1, 3 e 4. As médias obtidas nos pontos de coleta são de 9,75 mg/l para o ponto 1, 52,08 mg/l para o ponto 2, 24,81mg/l para o ponto 3 e 12,40 mg/l para o ponto 4. Então, a maior diferença de médias é de 42,34 mg/l de DQO entre os pontos de estudo. Observando-se o gráfico 2 conclui-se que o ponto 1 possui uma média em mg/l menor que as demais.

O esquema dos cinco números da tabela 1 permite visualizar os índices de DQO segundo os tratamentos (pontos de coleta), o menor e o maior valor observado, a mediana, o primeiro e o terceiro quartis.

No caso do Ponto de Coleta 1 (PC1), por exemplo, o menor valor observado é 9,10 mg/l, e o maior valor é de 10,00 mg/l, portanto a amplitude máxima é de 0,9 mg/l. O primeiro quartil, que é uma medida de dispersão, tem valor é 9,51 mg/l divide os dados do ponto 1 em 25% abaixo de 9,51 mg/l e 75% acima desse valor. A mediana por sua vez faz essa divisão em partes iguais, ou seja, 50% acima de 9,92 mg/l e 50% abaixo. O 3.º quartil divide os dados em 75% abaixo de 9,94 mg/l e 25% acima deste.

Para verificar até que ponto existe diferenças de médias entre níveis de DQO segundo os pontos de coleta, procedeu-se uma Anova.

Na tabela 3, tabela da Anova, observa-se que o valor de F0 é de 140,64. Ao comparar-se esse valor F0 com o valor tabular F, a 5% de significância, associado a 3 (tratamentos) e 60 (resíduos) graus de liberdade para o numerador e denominador respectivamente, observa-se que F = 2,76. Como F0 >F(3; 60, 0,05) ou seja, 140,64 > 2,76, rejeita-se H0 ao nível de 5% de significância. Utilizando o teste F, conclui-se que ao nível de 5% de significância, as médias de DQO para os pontos de coleta são estatisticamente diferentes.

A média dessa variável no ponto de coleta 2 é mais elevada por fatores diversos, tais como, lançamento de esgotos domésticos, comerciais e industriais in natura. Logo, pode-se afirmar que o nível de poluição nos pontos dentro do perímetro urbano é maior do que nos pontos externos.

Demanda Bioquímica de Oxigênio é definida como a quantidade de oxigênio requerida para a estabilização da matéria orgânica e oxidação de materiais inorgânicos, tais como sulfetos e ferro-ferroso presentes em uma amostra de água. O teste de DBO é um bio-ensaio em que é medido o oxigênio consumido por organismos vivos enquanto utilizam a matéria orgânica presente na amostra de água. Quando executado em águas de rio, este teste mede as condições de poluição por matéria orgânica tanto de origens industriais como urbanas. (CAIADO et al., 1999)

Para proceder essa análise preliminar, elaborou-se, a partir dos dados coletados de DBO, segundo pontos de coleta em estudo, um gráfico de dispersão, gráfico 3.

Outro gráfico que possibilita a visualização da variabilidade dos índices de DBO é o gráfico de barras das médias, gráfico 4.

O gráfico 4 mostra a variabilidade das médias de DBO entre os pontos de coleta, e uma análise preliminar indica que as médias dos pontos de coleta 1, 3 e 4 possuem uma variabilidade com médias muito próximas. Já as médias do ponto 2 indicam média superior aospontos 1, 3 e 4.

A análise exploratória dos dados realizada através da estatística descritiva, possibilita descrever os dados segundo suas particularidades de uma forma mais contundente. Esse procedimento permite uma maior compreensão de como se apresentam às concentrações de DBO em estudo segundo os pontos de coleta.

Observando-se o gráfico 4 conclui-se que o ponto 1 possui uma média em mg/l menor que as demais. Entretanto todos os pontos em estudo estão dentro do parâmetro estabelecido pela Resolução Conama 020/86, que classifica águas de classes 2, e 3 com DBO até 10 mg/l. Realizando-se a classificação deste Rio, pode-se afirmar que o Ponto de Coleta 1 seria o melhor ponto de amostragem para obtermos resultados para classificá-lo, pois acima deste ponto está em desenvolvimento o projeto de recuperação e proteção das nascentes, e abaixo deste ponto tem-se a estação de tratamento de água que abastece a cidade, o qual conforme parâmetro de DBO se classificaria segundo a Resolução Conama 020/86 como rios de classe 2 que estabelece a DBO até 5,0 mg/l.

Utilizando os dados obtidos das análises pode-se elaborar o esquema dos cinco números tabela 3:

Este esquema permite visualizar os índices de DBO segundo os tratamentos (pontos de coleta), o menor e o maior valor observado, a mediana, o primeiro e o terceiro quartis.

No caso do Ponto de Coleta 1 - PC1, por exemplo, o menor valor observado é 3,80 mg/l, e o maior valor é de 4,70 mg/l, portanto a amplitude máxima é de 0,9 mg/l. O primeiro quartil, que é uma medida de dispersão, tem valor é4,00 mg/l divide os dados do ponto 1 em 25% abaixo de 4,00 mg/l e 75% acima desse valor. A mediana por sua vez faz essa divisão em partes iguais, ou seja, 50% acima de 4,25 mg/l e 50% abaixo. O 3.º quartil divide os dados em 75% abaixo de 4,40 mg/l e 25% acima deste.

Para verificar até que ponto existem diferenças de médias entre níveis de DBO segundo os pontos de coleta, se procedeu a uma Análise de Variância – Anova. Os resultados são apresentados na tabela 4:

O ponto 2 analisado apresentou na análise de DBO e DQO, significativa variação, em quatro amostragens, num período de 4 meses, isso deve-se pelo fato dele estar localizado no perímetro urbano da cidade, que de certa forma recebe esgotos clandestinos e afluentes que também passam pelo perímetro urbano entre outros.

De acordo com os resultados encontrados e metodologia utilizada conclui-se que:

• As análises de pH nos pontos em estudo indicaram médias estatisticamente diferentes para essa variável ao nível de 5% de significância, entretanto, dentro da Resolução do Conama 020/86 numa faixa que se estende de 6,0 a 9,0 para águas de classes 1, 2 e 3.

• Os despejos realizados neste Rio não produzem efeitos que possam mudar a temperatura.

• A turbidez ficou abaixo de 100 UNT em todas as amostras e estatisticamente iguais ao nível de 5% de significância, abaixo do que permite a Resolução do Conama 020/86 para águas de classes 1, 2 e 3.

• Os teores de cloretos são bem abaixo do que permite a Resolução do Conama 020/86 para águas de classes 1, 2 e 3 de até 250 mg/l e estatisticamente diferentes ao nível de 5% de significância.

• Os sólidos sedimentáveis são virtualmente ausentes.

• A DQO e DBO entre os pontos de coleta em estudo são estatisticamente diferentes ao nível de 5% de significância. No ponto 2, a média é mais elevada, o que demonstra o lançamento clandestino de esgotos domésticos, comerciais ou industriais in natura.

• O Rio Alegria pode ser classificado como de águas de classe 2, segundo a Resolução Conama 020/86.

• Observa-se no ponto 1, apesar de o Rio atravessar uma área de agricultura intensa, uma qualidade razoável desta água, fato que possivelmente esteja relacionado aos projetos de recuperação da matas ciliares para proteção do leito do Rio desenvolvido pela Câmara Temática do Meio Ambiente do Município de Medianeira.

Finalmente, este trabalho além de servir como fonte de dados para objetos de estudo posteriores, é um instrumento de alerta para as autoridades competentes e também para os integrantes da comunidade de Medianeira, pois esses atores sociais têm sua responsabilidade no que tange à poluição do leito do Rio Alegria.

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aluna do 8.º período do curso superior de Tecnologia Ambiental, do Centro Federal de Educação Tecnológica do Paraná

professor do Centro Federal de Educação Tecnológica do Paraná – Unidade de Medianeira, mestre em Engenharia de Sistemas Agroindustriais – Meio Ambiente

Carlos Roberto Juchen,

professor do Centro Federal de Educação Tecnológica do Paraná – Unidade de Medianeira. Mestre em Engenharia de Sistemas Agroindustriais – Meio Ambiente.