MONITORAMENTO DE SÓLIDOS SUSPENSOS TOTAIS E SEDIMENTOS DA BACIA DO RIO PIRACICABA E RIO DOCE

CENTRO UNIVERSITÁRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS Curso de Engenharia Ambiental e Sanitária

MAXWELL AMÂNCIO SILVA

MONITORAMENTO DE SÓLIDOS SUSPENSOS TOTAIS E SEDIMENTOS DA BACIA DO RIO PIRACICABA E RIO DOCE

Coronel Fabriciano 2013



Trabalho de conclusão de curso apresentado à Área de Exatas, Curso de Engenharia Sanitária e Ambiental, como requisito parcial para obtenção do título de bacharel em Engenharia Ambiental e Sanitária do Centro Universitário do Leste de Minas Gerais. Orientadora: Gabriela von Rückert




Trabalho de conclusão de curso apresentado à Área de Exatas, Curso de Engenharia Sanitária e Ambiental, como requisito parcial para obtenção do título de bacharel em Engenharia Ambiental e Sanitária do Centro Universitário do Leste de Minas Gerais. Orientadora: Gabriela von Rückert


MAXWELL AMÂNCIO SILVA MONITORAMENTO DE SÓLIDOS SUSPENSOS TOTAIS E SEDIMENTOS DA BACIA DO RIO PIRACICABA E RIO DOCE

Trabalho de conclusão de curso apresentado à Área de Exatas, Curso de Engenharia Sanitária e Ambiental, como requisito parcial para obtenção do título de bacharel em Engenharia Ambiental e Sanitária do Centro Universitário do Leste de Minas Gerais.

Aprovado em

de junho de 2013 por:

_____________________________ _____________________________________________ ________________________ ________ Viviane Macedo de Araújo Reis, Me. Professora CEA / Unileste

_____________________________ _____________________________________________ ________________________ ________ Gabriela von Rückert, Dra Professora CEA / Unileste - orientadora

A minha família, pelo apoio e paciência, aos amigos que sempre estiveram do meu lado, aos professores, o pessoal do Laboratório de Pesquisa Ambiental – LPA.

AGRADECIMENTOS

A Deus por ter me dado força e sabedoria, para alcançar meu limite e mesmo assim agüentar firmemente até o fim. Com a ajuda de Deus venci mais uma etapa da minha vida. A Prof.ª Prof.ª Gabriela von Rückert pela orientação, orientação, amizade, dedicado. Obrigado pelo incentivo e paciência.

confiança e tempo tempo

A Técnica, as estagiárias e aos colegas da Iniciação Cientifica do Laboratório de Pesquisa Ambiental (LPA) Unileste-MG. A minha família pelo forte apoio, por todo amor, carinho e confiança que sempre depositaram em mim. Fico grato por sempre acreditar neste meu sonho que é também sonho de vocês.

Obrigado a todos!

RESUMO A região leste de Minas Gerais, devido às suas abundantes riquezas ambientais, tais como: recursos hídricos, solo produtivo e minerais, vêm sendo explorada de forma intensa, gerando danos muitas vezes irreversíveis para o meio ambiente. Atualmente, a região hidrográfica do leste de Minas Gerais apresenta grande importância no contexto nacional, onde encontra-se uma das maiores empresas de produção de aço do Brasil e América Latina. As bacias do rio Doce e Piracicaba apresentam um relevo com uma predominância fortemente montanhosa, tendo uma grande susceptibilidade à erosão, assim arrastando partículas para os rios. Devido a isso as características do solo e ao manejo inadequado, a erosão tem se tornado os maiores problemas ambientais na região. O estudo coloca em questão a qualidade da água quanto à presença de sólidos suspensos totais (SST) e sedimento de margem e fundo. Neste sentido este trabalho visou coletar em 3 pontos, amostras para determinar as frações inorgânicas (fixas) e orgânicas (voláteis) de cada variável. As variáveis foram analisadas durante 8 meses (Agosto/2012 a Março/2013). Os pontos localizam-se em três municípios Jaguaraçú, Ipatinga e Caratinga, todos situados na bacia do rio Piracicaba e rio Doce. As análises foram realizadas por gravimetria. Os dados avaliados não têm padrões estabelecidos pela legislação brasileira, mas valores acima de 100 mg.L -1 de SST podem ser considerados elevados. . Os três pontos monitorados apresentaram SST com valores abaixo de 100 mg.L -1, exceto nos meses de Novembro de 2012 e em Fevereiro de 2013 para P1 e P2.Isto parece ser devido a altas precipitações que antecederam 7 dias a coleta da amostras. A parcela inorgânica foi predominante, representando cerca de 90% de SST. Quanto aos sedimentos de fundo e margem estes também foram predominantemente inorgânicos, chegando a valores em torno 98%. A formação dos sedimentos parece estar associada aos SST carreados no sistema no período chuvoso. Palavras Chaves: Rio Doce. Rio Piracicaba. Sólidos suspensos totais. Sedimento.

ABSTRACT The eastern region of Minas Gerais, due to its abundant environmental assets, such as water, productive soil and minerals, have been explored intensively, often causing irreversible damage to the environment. Currently, the river basin in eastern Minas Gerais has great importance in the national context, which is one of the largest steel production in Brazil and Latin America. The basins of the Rio Doce and Piracicaba have a relief with a predominantly mountainous strongly, having a greater susceptibility to erosion, thus dragging particles into rivers. Because of this soil characteristics and inadequate management, erosion has become the biggest environmental problems in the region. The study calls into question the quality of water for the presence of total suspended solids (TSS) and sediment and bottom margin. In this sense this work was to collect 3 points, samples to determine the inorganic (fixed) and organic (volatile) of each variable. The variables were analyzed during eight months (the March/2013 August/2012). The points are located in three counties Jaguaraçú, Ipatinga and Caratinga, all located in Piracicaba river basin and Rio Doce. The analyzes were performed gravimetrically. The data evaluated have no standards established by the Brazilian legislation, but values above 100 mg l-1 of SST can be considered high. . The three monitored points presented with SST values below 100 mg L-1, except in the months of November 2012 and February 2013 for P1 and P2.Isto seems to be due to high rainfall 7 days prior to collection of samples. The inorganic portion was predominant, representing approximately 90% of TSS. As for the bottom sediments and these margins were also predominantly inorganic, reaching values around 98%. The formation of sediments appears to be linked to SST carted into the system during the rainy season.

Key Words: Rio Doce. Rio Piracicaba. Total suspended solids. Sediment.

LISTA DE EQUAÇÕES Equação 1 - Sólidos Totais Suspensos (mg/L)..........................................................34 Equação 2 - Sólidos Voláteis (mg/L)......................................................................... 34 Equação 3 - Sólidos Fixos (mg/L)............................................................................. 34 Equação 4 - Voláteis (g).............................................................................................35 Equação 5 - Fixos (g).................................................................................................35

LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Impurezas contidas na água.................................................................. Figura 2 - Vista do P1............................................................................................. Figura 3 - Mapa de localização do P1 na bacia do Rio Piracicaba........................ Figura 4 - Vista do P2............................................................................................. Figura 5 - Mapa de localização do P2 na bacia do rio Piracicaba......................... Figura 6 - Vista do P3............................................................................................. Figura 7 - Mapa de localização P3......................................................................... Figura 8 - Drágea e Trado...................................................................................... Figura 9 - Filtro a vácuo......................................................................................... Figura 10 – Precipitação........................................................................................ Figura 11 - Concentração de sólidos em suspensão (total, inorgânico e orgânico) em P1 no período de agosto de 2012 a março de 2013........................ Figura 12 - Concentração de sólidos em suspensão (total, inorgânico e orgânico) em P2 no período de agosto de 2012 a março de 2013........................ Figura 13 - Concentração de sólidos em suspensão (total, inorgânico e orgânico) em P3 no período de agosto de 2012 a março de 2013........................ Figura 14 - Resultados turbidez.............................................................................

20 27 28 29 29 30 30 32 33 36 39 40 41 42

LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Principais características de sólidos na água....................................... Tabela 2 - Codificação dos locais de coleta........................................................... Tabela 3 - Parâmetros e Unidades........................................................................ Tabela 4 - Informações importantes para o projeto............................................... Tabela 5 - Sedimento de margem.......................................................................... Tabela 6 - Sedimento de fundo..............................................................................

22 27 33 37 44 45

SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................12 1.1 Objetivos .............................................................................................................14 1.1.1 Objetivo Geral.................................................................................................14 1.1.2 Objetivos específicos.....................................................................................15

2 REVISÃO DE LITERATURA ................................................................................16 2.1 Distribuição da água na terra ..............................................................................16 2.2 Bacia Hidrográfica ...............................................................................................16 2.3 Importância do monitoramento............................................................................17 2.4 Poluição dos corpos hídricos de águas superficiais............................................19 2.5 A presença de sólidos na água ...........................................................................20 2.6 Sólidos Suspensos e Aspectos Gerais................................................................22 2.7 Sedimento e Aspectos Gerais.............................................................................23 2.8 Importância da precipitação na formação de sedimentos e sólidos em suspensão ..................................................................................................................................25 3 METODOLOGIA ....................................................................................................26 3.1 Área de estudo ....................................................................................................26 3.2 Pontos de coleta..................................................................................................27 3.3 Clima...................................................................................................................31 3.4 Procedimento de Pesquisa..................................................................................31 3.5 Amostragem........................................................................................................32 3.6 Materiais e Análises laboratoriais........................................................................32 3.6.1 Sólidos totais suspensos e suas frações fixas e voláteis..........................33

3.7 Sedimentos de Fundo e Margem Frações Fixos e Voláteis ................................35 4 RESULTADOS DISCUSSÃO ................................................................................36 4.1 Precipitação.........................................................................................................36 4.2 Sólidos suspensos totais, frações inorgânicas e orgânicas.................................38 4.3 Sedimento de fundo e margem nas frações inorgânicas e orgânicas.................42 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS...................................................................................46 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.........................................................................47

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1 INTRODUÇÃO

A região leste de Minas Gerais, devido às suas abundantes riquezas ambientais, tais como: recursos hídricos, solo produtivo e minerais, vem sendo explorada de forma intensa, gerando danos muitas vezes irreversíveis para o meio ambiente. Atualmente, a região hidrográfica do leste de Minas Gerais apresenta grande importância no contexto nacional, onde encontra-se uma das maiores empresas de produção de aço do Brasil e América Latina. Dentre as inúmeras bacias hidrográficas de Minas Gerais, encontra-se a bacia do Rio Doce, a qual possui como um dos principais afluentes o Rio Piracicaba. Nesta área encontra-se o Vale do Aço, região com elevado desenvolvimento urbano e industrial. Tais atividades estão associadas ao lançamento de efluentes nos rios Piracicaba e Doce, estando assim associadas a degradação dos recursos hídricos destes ambientes. Assim a avaliação dos impactos bem como a gestão adequada são aspectos importantes para a recuperação e manutenção da qualidade hídrica da bacia em questão. No século passado, diversos países criaram e aperfeiçoaram legislações e órgãos governamentais voltados à proteção das águas e do meio ambiente. Por exemplo, no Brasil, a Política Nacional de Recursos Hídricos, Lei N° 9.433/97, define os mecanismos e os instrumentos para a gestão das águas. Dentre os instrumentos, encontra-se o enquadramento de corpos d’água em classes de uso, nacionalmente regido pela Resolução CONAMA N° 357/05, a qual estabelece padrões para a manutenção da qualidade das águas. Segundo Porto, Branco e Luca (1991), os ecossistemas aquáticos lóticos mantêm profunda interação tanto com a atmosfera quanto com os ecossistemas circundantes e são também um importante corredor de transporte de energia apresentando uma rica e peculiar comunidade. Assim, para uma compreensão mais completa sobre as causas de prováveis impactos e modificações (com relação às condições naturais) devem os estudos contemplar o entorno dos rios, ou seja, a ocupação de sua bacia hidrográfica.

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A perda de solo por erosão hídrica, o transporte de sedimentos e o assoreamento nos rios contribuintes da bacia têm causado efeitos adversos de curto e longo prazo (CARVALHO et al., 2000). O processo de urbanização contribui diretamente para a deterioração da qualidade da água superficial das regiões metropolitanas principalmente pela lavagem de arruamento/calçamento e despejo de esgotos sem tratamento (TUCCI; MENDES, 2006). A degradação dos recursos hídricos devido ao despejo crescente de efluentes domésticos e industriais nos rios também constitui grave problema, principalmente nas regiões metropolitanas (ABESSA, 2003). A falta de planejamento e o intenso aumento das áreas urbanizadas têm gerado muita preocupação com a qualidade das águas superficiais urbanas. A conversão das matas ciliares no perímetro urbano expõe o solo, favorecendo o aporte descontrolado de partículas suspensas e sedimentáveis ao longo dos leitos dos rios e córregos, principalmente nos períodos chuvosos (SILVA et al., 2007). Segundo Lemes (2001), a qualidade da água tem sido principalmente afetada pelos despejos de esgotos domésticos e não pelos efluentes industriais. Cabe-se ressaltar que, em uma bacia hidrográfica com altos índices de ocupação, o impacto ambiental é a somatória dos diferentes efeitos dos usos da água e do solo. Além de efluentes domésticos, há também aqueles poluentes derivados de fontes não pontuais, como a agricultura, que incluem sedimentos, nutrientes de plantas e outros compostos químicos, os quais interferem na qualidade da água (CHESTERS e SCHIEROW, 1985 apud LAPP et al., 1998). A carga sólida (sólidos totais em suspensão) é um dos maiores problemas em rios, reservatórios e estuários (ROBINSON, 1985); pois impedem ou dificultam a penetração da luz na água e a fotossíntese da vegetação submersa, interferindo também na dinâmica térmica do sistema.

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O programa de monitoramento de qualidade de água deve ser desenvolvido de forma que seja possível acompanhar sistematicamente as variações ocorridas na esfera espaço-temporal do corpo de água (GARCIA, 2005). O monitoramento completo de um corpo de água contempla parâmetros físicos, químicos e biológicos com o objetivo de se representar às alterações das condições naturais da águas e das populações que dependem deste recurso. A caracterização e o controle da qualidade das águas superficiais são de grande importância em qualquer localidade. Nas regiões urbanizadas é uma condição indispensável para a evolução e desenvolvimento das populações, seja sob o aspecto sócio-econômico ou para a obtenção e manutenção da qualidade de vida. Além de essencial para a vida de todos os organismos vivos, a água com uma qualidade adequada é indispensável nas diversas áreas de atuação das comunidades humanas.

1.1 Objetivos

1.1.1 Objetivo Geral

O presente trabalho teve como finalidade avaliar a concentração de sólidos (suspensos e sedimento) e suas frações orgânicas (sólidos voláteis) e inorgânicas (sólidos fixos) em uma escala sazonal na bacia do rio Piracicaba e Doce na região do Vale do Aço.

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1.1.2 Objetivos específicos

Os objetivos específicos do presente trabalho foram: - Obter dados que possam quantificar os sólidos suspensos na água e os sólidos no sedimento, bem como caracteriza-los quimicamente; - Analisar a influência das precipitações intensas sobre a concentração de sólidos em suspensão totais (SST); - Avaliar a correlação da concentração entre sólidos em suspensão e turbidez.

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2 REVISÃO DE LITERATURA

2.1 Distribuição da água na terra

A água é o constituinte inorgânico mais abundante na matéria viva: no homem mais de 60% do seu peso é constituído por água. A água é fundamental para a manutenção da vida; razão pela qual é importante saber como ela se distribui no planeta e como ela circula de um meio para o outro. Os 1,36x1018 m3 de água disponível existente na Terra distribuem da seguinte forma: água do mar 97%, geleiras 2,2%, água doce 0,8%, sendo que 97% da água doce é subterrânea e 3% é água superficial (SPERLING,1996).

2.2 Bacia Hidrográfica

Segundo Rocha (1997) toda a dinâmica de abastecimento, uso e manejo da água ocorrem em uma bacia hidrográfica, a qual pode ser definida como: [...] a área que drena as águas de chuvas por ravinas, canais e tributários, para um curso principal, com vazão efluente convergindo para uma única saída e desaguando diretamente no mar ou em um grande lago. As Bacias Hidrográficas não têm dimensões superficiais definidas (ROCHA, 1997, p.73).

Tundisi (2003) demonstra sua idéia referente ao conceito de bacia hidrográfica, e assim a define: A bacia hidrográfica é uma unidade geofísica bem delimitada, está presente em todo território, em várias dimensões, apresenta ciclos hidrológicos e de energia bem caracterizados e integra sistemas a montante, a jusante e as águas subterrâneas e superficiais pelo ciclo hidrológico (TUNDISI, 2003, p.124).

Segundo Naghettini (2006), bacia hidrográfica é uma unidade fisiográfica, limitada por divisores topográficos, que recolhe a precipitação, age como um reservatório de

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água e sedimentos, defluindo-os em uma seção fluvial única, denominada exutório. As definições de bacias hidrográficas apontam para uma importante reflexão e mudança de atitude das pessoas de modo geral no que se refere à apropriação das mesmas, pois a disponibilidade, qualidade e quantidade de água necessária ao bem estar da sociedade, em seus aspectos econômicos, sociais, culturais e políticos evidenciam a intransferível tarefa de cuidar de todas elas. A maneira como as bacias hidrográficas vêm sendo utilizadas, reflete diretamente na água provenientes das mesmas, fato evidenciado tanto para a zona rural como para a urbana. Dessa maneira, conhecer, entender, monitorar e estudá-las propiciam o manejo adequado para renovação e conservação dos recursos naturais renováveis, não só da água, como também do solo, da vegetação, dos animais silvestres entre outros.

2.3 Importância do monitoramento

A água é um dos principais recursos naturais, pois a sua disponibilidade é fundamental a qualquer ser vivo. Sua disponibilidade é necessária não somente em quantidade, mas também em qualidade. Entretanto, “o uso da água pelo ser Humano para qualquer finalidade resulta na deterioração de sua qualidade, limitando geralmente seu potencial de uso” (SARDINHA et al., 2008). O objetivo de monitorar um corpo hídrico é a obtenção de informações sobre a qualidade de suas águas, para posterior utilização dessas informações para subsidiar a gestão de recursos hídricos e a tomada de decisões. Segundo o Plano Nacional dos Recursos Hídricos – PNRH (2006), as principais fontes de contaminação das águas são: - efluentes domésticos; - efluentes industriais; - carga difusa urbana e agrossilvipastoril; - mineração; - natural;

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- acidental. Com as informações apresentadas pelo monitoramento do corpo hídrico é possível uma série de ações, dentre as quais: - Realização de um plano de manejo para o corpo hídrico; - Verificar se o rio atende os requisitos de sua classe; - Tomar medidas de proteção e/ou recuperação frente aos poluentes detectados. Valle (1995) define monitoramento ambiental como sendo: Um sistema contínuo de observações, medições e avaliações com objetivos de: documentar os impactos resultantes de uma ação proposta; alertar para impactos adversos não previstos, ou mudanças nas tendências previamente observadas; oferecer informações imediatas, quando um indicador de impactos se aproximar de valores críticos; oferecer informações que permitam avaliar medidas corretivas para modificar ou ajustar as técnicas utilizadas ( VALLE, 1995, p.38).

O monitoramento propicia a criação de banco de dados que subsidia os processos de licenciamento, controle e fiscalização ambiental, além de possibilitar um conhecimento de forma contínua sobre a qualidade e estado da água. Para a avaliação e monitoramento ambiental de uma bacia hidrográfica, é necessário representar a integração dos efeitos de diferentes agentes naturais e antrópicos situados a montante de qualquer seção de escoamento de um corpo d’água. Na avaliação quantitativa dos recursos hídricos são considerados o comportamento hidrológico resultante da precipitação e as interferências dos usos da água, obras hidráulicas entre outras ações antrópicas. Na avaliação da qualidade da água é necessário integrar o modelo quantitativo com a representação das fontes de poluição, seu transporte no rios e reservatórios para representar os efeitos integrados ou sinérgicos dos impactos sobre a qualidade da água dos rios (LARENTIS et al ., 2008).

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2.4 Poluição dos corpos hídricos de águas superficiais

Segundo o IGAM (2004), a poluição das águas tem como origem diversas fontes, associadas ao tipo de uso e ocupação do solo, dentre as quais se destacam os efluentes domésticos, efluentes industriais, carga difusa urbana e agrossilvopastoril, bem como a mineração. Quanto à caracterização das fontes de poluição hídrica, ainda segundo o IGAM (2004), paras fontes pontuais, ou seja, os efluentes domésticos e industriais, os esgotos domésticos apresentam compostos orgânicos biodegradáveis, nutrientes, e microorganismos patogênicos. Nos efluentes industriais, por outro lado, há maior diversificação nos contaminantes lançados nos corpos d'água, em função dos diversos tipos de matérias-primas e processos industriais. A cerca do deflúvio superficial urbano, geralmente, este contém todos os poluentes que se depositam na superfície do solo. Na ocorrência de chuvas, os materiais acumulados em valas, bueiros, etc., são arrastados pelas águas pluviais para os corpos d'água, constituindo-se numa fonte de poluição tanto maior quanto menos eficiente for a coleta de esgotos ou a limpeza pública na localidade. Já a poluição agrossilvopastoril, decorrente das atividades ligadas à agricultura, silvicultura e pecuária, apresenta seus efeitos dependentes das práticas utilizadas em cada região e da época do ano em que se realiza o preparo do terreno para o plantio, assim como, da utilização ou não e da intensidade da aplicação de pesticidas agrícolas, causando assim uma poluição difusa. A contribuição representada pelo material proveniente da erosão de solos intensifica-se quando da ocorrência de chuvas em áreas rurais. Os pesticidas com alta solubilidade em água podem vir a contaminar águas superficiais, quando transportados por escoamento superficial e mineração. Além das fontes antrópicas, há a poluição natural, que está associada às chuvas e ao escoamento superficial, à salinização e à decomposição de vegetais e animais mortos. Não se pode desconsiderar também a poluição acidental que é proveniente de derramamentos acidentais de materiais da linha de produção industrial ou no transporte de cargas (IGAM, 2004).

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Todos os contaminantes da água, com exceção dos gases dissolvidos contribuem para a carga de sólidos. Por esta razão, os sólidos são analisados separadamente, antes de se apresentar os diversos parâmetros de qualidade da água (SPERLING,1996). A FIG.1 caracteriza de forma separada as formas e características de impurezas da água. Figura 1 – Impurezas contidas na água.

Fonte: Sperling (1996) adaptado de Barnes et al., (1981).

2.5 A presença de sólidos na água

Os sólidos totais representam uma das mais importantes características físicas das águas, estando relacionados à presença de matéria orgânica e inorgânica nos corpos aquáticos. São subdivididos de acordo com o diâmetro da partícula em: sólidos em suspensão (Φ > 0,0001 µm), sólidos dissolvidos (0,001 < Φ < 1 µm), sólidos coloidais (Φ <1 µm) e sólidos sedimentáveis (aqueles que sedimentam em cone Imhoff em um período de 1 hora). Quanto as suas características químicas podem ser classificados em voláteis, representando principalmente matéria

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orgânica, e fixos que representam a matéria inorgânica (METCALF; EDDY, 2003; KRONIMUS et al ., 2004). A sua determinação, segundo Kronimus (2004), é de extrema importância para a avaliação da qualidade das águas e do meio ambiente em geral. Fato justificado pela influência dos sólidos na formação de sedimentos nos corpos aquáticos, na adsorção de contaminantes, que muitas vezes são carreados por longas distâncias, na presença de microorganismos, como bactérias, vírus e protozoários, adsorvidos aos sedimentos nas águas, além da geração de gases e odores resultantes da decomposição das matérias orgânicas adsorvidas aos sólidos. Os sólidos presentes nos cursos d’água podem ser originados através de processos de erosão do solo (natural ou acelerada), lançamento de efluentes domésticos e industriais, disposição de resíduos sólidos no ambiente, carreados pelas chuvas através da drenagem superficial ou, ainda, através de processos de urbanização de bacias hidrográficas. Desta forma, pode-se dizer que as principais fontes de sólidos na água estão associadas à intervenção humana ao meio ambiente (FENDRICH et al ., 1991). Segundo Sperling (1996), o poluente SST (sólidos suspensos totais), tem como sua maior fonte poluidora os esgotos domésticos, seguido por drenagem superficial urbana, esgotos industriais, agricultura e pastagens. Assim tendo os seguintes efeitos poluidores: problemas estéticos, depósitos de lodo, adsorção de poluentes e proteção de patogênicos. As águas, os ventos e as ações antrópicas exercem influência sobre o processo de desagregação e remoção de sedimentos do solo, a erosão. Acredita-se que o desmatamento seja uma das ações de maior influência para a ocorrência deste processo. A água e o vento, ao incidirem sobre a superfície descoberta do solo, arrastam sua camada superficial, carreando os sedimentos para corpos aquáticos próximos (FENDRICH et al ., 1991). Os esgotos domésticos, lançados diretamente nos cursos d’água, muitas vezes sem tratamento prévio contêm aproximadamente 0,1% de sólidos, sendo esta fração a

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principal responsável pela contaminação das águas. Em geral, estes sólidos apresentam 70% de origem orgânica e 30% de origem inorgânica (METCALF; EDDY, 2003). O estudo realizado por Oliveira e Baptista (1997), demonstrou que o aumento na produção de sedimentos nas bacias hidrográficas está estritamente relacionado aos processos de urbanização em regiões próximas. A presença de sólidos nos corpos aquáticos causa interferências na utilização da água tanto para o abastecimento público como para a agricultura, para a produção de energia e para a recreação. Pode-se afirmar que, a presença destes materiais promove a deterioração da qualidade das águas, sendo que os efeitos podem ser físicos, químicos e/ou biológicos (HEM, 1989).

2.6 Sólidos Suspensos e Aspectos Gerais

A TAB. 1 apresenta as principais características de Sólidos em suspensão em rios. Tabela 1 - Principais características de sólidos na água. Parâmetro

Descrição

Sólidos totais

-Orgânicos e inorgânicos: suspensos e dissolvidos; sedimentáveis.

Em suspensão

- Fração dos sólidos orgânicos e inorgânicos que não são filtráveis (não dissolvidos).

- Fixos - Voláteis

-Componentes minerais, não incineráveis, inertes, dos sólidos em suspensão. -Componentes orgânicos dos sólidos em suspensão.

Fonte: (SPERLING, 1996).

O Material em suspensão ou sólidos em suspensão é constituído de pequenas partículas que se encontram suspensas na água, tais como silte, argila, areia, as quais têm uma fração mineral ou inorgânica e outra orgânica. Este material pode ser

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separado por filtração simples, sendo sua unidade de medida em mg/L (BAUMGARTEN; POZZA, 2001; FEITOSA; MANOEL FILHO, 2000). Altas concentrações de sólidos suspensos limitam a qualidade da água bruta, por estarem relacionadas com a turbidez, a salinidade de dureza da água, assim diminuindo a penetração de luz na água prejudicando a fotossíntese dos seres vivos presentes (SILVA, 1990). Ainda segundo o autor, as concentrações de sólidos suspensos são variáveis no tempo e no espaço e dependem da hidrodinâmica, da constituição do substrato de fundo, das margens e do meio hídrico, além de fatores meteorológicos. Libânio (2005), afirma que existe uma correlação intrínseca entre turbidez e sólidos suspensos.

2.7 Sedimento e Aspectos Gerais

Sedimento é o resultado da deposição de detritos inorgânicos, ou do acúmulo de detritos orgânicos. Este acúmulo de sedimentos constitui o que se chama de depósito sedimentar. Geralmente, os sedimentos têm as seguintes composições: as areias como material grosseiro, alternado com material mais fino como argilas e restos orgânicos (CARVALHO, 1994). O estudo e a compreensão dos fatores que integram o processo de erosão do solo e a quantificação das perdas de solo são de grande importância, pois servem de ponto de partida para a elaboração de medidas que visem à maximização do uso do dos recursos hídricos disponíveis, evitando-se os efeitos negativos decorrentes da produção, transporte e deposição de sedimentos (PAIVA, 2000). Os sedimentos são responsáveis pela formação e manutenção de praias de rios, pelo equilíbrio do fluxo do sólido e liquido entre os continentes e os oceanos e constituem fator fundamental para a dinâmica dos cursos d’água, transportam

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nutrientes que servem de alimento aos peixes e demais seres vivos, ou quando em desequilíbrio, para eutrofização de ambientes aquáticos (CARVALHO et al., 2000). A produção e a deposição de sedimentos em uma bacia hidrográfica dependem fundamentalmente de suas características naturais e de influencias antrópicas: chuvas, tipos de solo, topografia, densidade de drenagem, cobertura vegetal e área de drenagem, uso e ocupação do solo, o uso da água, alterações no curso d´água e outros (CARVALHO et al., 2000). O transporte de sedimentos se processa nos cursos d’água, sendo que a maior quantidade ocorre na época chuvosa, onde 70% a 90% de todo o sedimento transportado pelos cursos d’água ocorrem no período de chuvas, principalmente durante as fortes precipitações (CARVALHO, 1994, p. 55). Segundo Stumm e Morgan (1981), o sedimento não é simplesmente um depósito de material removido de oceanos e de águas doces; o fluxo de constituintes dos sedimentos para a água, e vice-versa, é importante no controle da composição dos sistemas. Nesse compartimento ocorrem reações bióticas e abióticas que fazem com que ele tenha grande significância nas águas, podendo alterar a qualidade da mesma. Segundo Carvalho (1994), o transporte de sedimento ocorre de diferentes formas: - Sólidos de arrasto: as partículas rolam ou escorregam longitudinalmente no curso d´água, mantendo-se, praticamente todo o tempo, em contato com o leito. - Sólidos saltitantes: as partículas pulam ou saltitam ao longo do curso d’água com o efeito da correnteza ou devido a choques com outras partículas. O impulso inicial que arremessa a partícula na correnteza pode ocorrer pelo choque com outra, ao rolamento de uma por cima da outra ou para o fluxo de água sobre a superfície curva de uma partícula criando uma pressão negativa. - Sólidos em suspensão: as partículas são suportadas pelas componentes verticais de velocidade do fluxo turbulento, enquanto são transportadas pelos componentes

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horizontais dessas velocidades, sendo pequenas o suficiente para permanecerem em suspensão, subindo e descendo na corrente acima do leito.

2.8 Importância da precipitação na formação de sedimentos e sólidos em suspensão

Canali (1981, p.16) afirma que “quanto maior a precipitação, maior será a produção de sedimentos”. A precipitação pluviométrica possui a característica peculiar de ser um dos elementos mais instáveis e imprevisíveis (BURIOL et al., 2006) quando se trata de fenômenos meteorológicos, tanto na sua freqüência de ocorrência quanto na sua intensidade. Na bacia hidrográfica, segundo Porto, Branco e Luca (1991), parte da água infiltra-se e atinge os lençóis subterrâneos, parte evapora e outra fração escoa. Segundo Tucci (2002), a chuva altera diretamente a umidade, temperatura e fisiologia do local, fato definido como “variabilidade hidrológica”. Esta variabilidade inclui as alterações que possam ocorrer nas entradas e saídas dos sistemas hidrológicos. As principais entradas são a precipitação e a evapotranspiração, que depende de outras variáveis climáticas, enquanto que as principais variáveis de saída são o nível e a vazão de um rio. Na ocorrência de precipitação pluviométrica, há também processos de percolação e “lavagem” do solo, por meio dos quais, por gravidade, ocorre carreamento de água e minerais do solo aos corpos hídricos, incluindo substâncias inorgânicas e orgânicas, como, por exemplo, resíduos agrícolas. Os organismos vivos no ambiente lótico também alteram a composição química e biológica do meio através de seu metabolismo. Variações de pH, oxigênio, nitrogênio, entre outros, são influenciadas pelas características dos organismos ali presentes e, portanto, pela cadeia alimentar atuante (ESTEVES, 1988).

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3 METODOLOGIA

3.1 Área de estudo

A bacia hidrográfica do rio Doce apresenta uma significativa extensão territorial, cerca de 83.400 km2, dos quais 86% pertencem ao Estado de Minas Gerais. Abrange, total ou parcialmente, áreas de 228 municípios, sendo 202 em Minas Gerais, possui uma população total da ordem de 3,1 milhões de habitantes. Para se ter uma idéia da sua importância econômica, deve-se saber que a bacia abriga o maior complexo siderúrgico da América Latina. Três das cinco maiores empresas de Minas Gerais no ano de 2000, a Companhia Siderúrgica Belgo Mineira, a antiga ACESITA hoje Arcelor Mittal e a USIMINAS, lá operam. Além disso, lá se encontra a maior mineradora a céu aberto do mundo, a Companhia Vale do Rio Doce. Dentre as principais sub-bacias do rio Doce, encontra-se a do rio Piracicaba (CBH - DOCE, 2009). A bacia hidrográfica do rio Piracicaba possui uma população estimada de 687.851 habitantes e uma área de drenagem de 5.706 km², abrangendo 21 municípios mineiros. Localizada na Bacia do Médio Rio Doce, a Bacia do Rio Piracicaba encontra-se na área de influência do Parque Estadual do Rio Doce e possui um conjunto expressivo de atividades econômicas (siderurgia, celulose e mineração de ferro) com alto grau de impacto ambiental (IGAM, 2004). É nesta bacia que se encontra o Vale do Aço, região altamente industrializada e com elevada densidade populacional. A área de estudo deste trabalho situa-se na região do Vale do Aço, onde os pontos de monitoramento da água foram definidos nos rios Doce e Piracicaba nos municípios de Jaguaraçu, Ipatinga e Caratinga.

27

3.2 Pontos de coleta Para a avaliação de Sólidos Totais Suspensos, sedimentos de fundo e margem, nas frações orgânicas e inorgânicas, foram determinados três pontos de coleta dentro da bacia do rio Piracicaba e rio Doce, na região do Vale do Aço. A TAB. 2 traz a descrição da localização e códigos de denominação dos pontos de coleta. Tabela 2 – Codificação dos locais de coleta. Ponto P1 P2 P3

Local Jaguaraçú-MG (Lagoa do Pau) Ipatinga-MG (Cariru) Caratinga-MG (Ponte Metálica)

Fonte: Autor, (2013).

O P1 apresenta vegetação rasteira em seu entorno e alguns arbustos (FIG. encontra-se no rio Piracicaba à montante do P2 e P3, bem como da metropolitana do Vale do Aço, com coordenadas geográficas (SAD69) 19º 36’’S / 42º 21’48 59’’ W (FIG. 3), com elevação de 230m. Nessa região pequeno povoado rural. Figura 2 – Vista local do P1.

Fonte: Autor, 2013.

2). P1 região 28’,43 há um

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Figura 3 – Mapa de localização do P1 na bacia do Rio Piracicaba.

Fonte: adaptado de IGAM, 2010.

O P2 apresentou vegetação ciliar bem preservada com presença discreta de erosão de suas margens (FIG. 4). P2 está inserido no final da bacia do rio Piracicaba e foi considerado como à jusante da região de influência do Vale do Aço. Encontra-se à jusante do P1 e à montante do P3, com coordenadas geográficas (SAD69) 19º 31’29 95’’ S / 42º 29’30 64’’ W (FIG. 5), com elevação de 219m. Essa região apresenta uma elevada densidade populacional, sendo a maior parte área residencial em constante crescimento, onde a maioria das ruas encontram pavimentadas com sistema público de coleta de esgotos.

29

Figura 4 – Vista local do P2.

Fonte: Autor, 2013. Figura 5 – Mapa de localização do P2 na bacia do rio Piracicaba.

Fonte: adaptado de IGAM, (2010).

30

O P3 apresenta vegetação composta por capim e alguns arbustos em seu entorno bem como margens com bancos de areia e rochas (FIG. 6). P3 está inserido na bacia do rio Doce, à jusante de onde o rio Piracicaba deságua no rio Doce. Encontra-se a jusante do P1 e P2, bem como do Vale do Aço e da ETE de Ipatinga (Estação de Tratamento de Esgoto de Ipatinga). com coordenadas geográficas (SAD69) 19º 32’49 08’’ S / 42º 32’40 74’’ W (FIG. 7), com elevação de 208m. Figura 6 – Vista local do P3.

Fonte: Autor, 2013. Figura 7 – Mapa de localização do P3 nos limite da bacia do rio Piracicaba.

Fonte: adaptado de IGAM, 2010.

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3.3 Clima

Os municípios de coleta, que foram Jaguaraçu, Ipatinga e Caratinga, sendo todos situados no estado de Minas Gerais, possuem uma elevada variação climática em razão de haver, em seu território, altitudes que variam de 300 metros até 1.300 metros. Segundo a classificação climática de Köppen citado por Peel (2007), o clima predominante nas regiões é o Aw - Clima tropical úmido, com inverno seco e verão chuvoso.

3.4 Procedimento de Pesquisa

Para realização da pesquisa foi necessário obter informações do local como: Sólidos totais suspensos, sedimento, precipitação, vazão, cobertura vegetal, de cada ponto, de maneira a obter dados suficientes, transformando-a em resultados satisfatórios para o objetivo do trabalho, seguindo os seguintes critérios: - Pesquisa Bibliográfica: em livros, monografias, artigos e sites para embasamento referencial teórico abrangendo desde distribuição da água na terra até sedimentos e aspectos Gerais. - Pesquisa Experimental: realizada em laboratório teve com principal objetivo obter informações das frações orgânicas e inorgânicas de sólidos suspensos totais, sedimento de fundo e margem. Ressalta-se que não há limites de concentração destes parâmetros em nenhuma lei vigente no Brasil.

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3.5 Amostragem

Para se obter as amostras de SST foi coletada água com auxílio de um balde a aproximadamente 30cm da margem, o sedimento de fundo foi coletado a aproximadamente 50cm da margem pela Draga de Eckman (FIG. 8) e o sedimento de margem foi coletado a aproximadamente 1m da água do rio por um trado manual (FIG. 8). Todas as amostras foram armazenadas em uma caixa térmica e encaminhadas para o Laboratório de Pesquisas Ambientais (LPA), onde foram efetuadas as análises. Estas foram coletadas mensalmente, durante os meses de agosto de 2012 a março de 2013. Os meses de agosto de 2012 e setembro não tiveram amostra de sedimentos de fundo e margem de nenhum ponto de coleta. Figura 8 – Coleta de sedimento com draga e trado.

Fonte: Autor, 2013.

3.6 Materiais e Análises laboratoriais

As unidades de medidas das variáveis analisadas em laboratório encontram-se descritas na TAB. 3.

33

Tabela 3 - Parâmetros e Unidades. Parâmetros Sólidos Suspensos Sedimento Fundo Sedimento de Margem

Unidade mg / L g g


Cada variável foi obtida de acordo com metodologias específicas descritas nas seções que se seguem.

3.6.1 Sólidos totais suspensos e suas frações fixas e voláteis

As análises de sólidos suspensão seguiram a metodologia descrita em APHA (2005). Em laboratório a amostra de água foi filtrada em filtro de fibra de vidro GF-3 (MACHEREY-NAGEL) com diâmetro de 47 mm acoplado a um conjunto de filtração a vácuo (FIG. 9). Este foi seco e pesado previamente. O material retido no filtro foi seco em estufa entre 103 e 105ºC. Após esfriar em dessecador este foi pesado em balança analítica com 4 casas decimais. Figura 9 – Filtro a vácuo.

Fonte: Autor, (2013)

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Para estimar as frações fixas e voláteis, calcinou-se o resíduo, produzido na análise de sólidos totais em suspensão, a 550ºC por 15 a 20min. Após resfriamento do filtro a temperatura ambiente este foi pesado. Para a estimativa da concentração de sólidos suspensos totais foi aplicada a equação 1. Enquanto para as frações voláteis e fixas as equações 2 e 3, respectivamente. (A-B) Sólidos Totais Suspensos (mg/L) =

Eq. (1) Volume da amostra, (L)

Onde, A- peso do resíduo seco e do filtro, (mg); B- peso do filtro, (mg).

(A-B) Sólidos Voláteis (mg/L)

=


Onde, A- Peso do resíduo seco e do filtro antes da calcinação, (mg). B- Peso do resíduo seco e do filtro após a calcinação, (mg). (B-C) Sólidos Fixos (mg/L)

=


Onde, B- Peso do resíduo seco e do filtro após a calcinação, (mg). C- Peso do filtro, (mg).

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3.7 Sedimentos de Fundo e Margem Frações Fixos e Voláteis

Com a finalidade de melhorar a compreensão dos dados a serem obtidos com a quantificação de Fixos e Voláteis, realizou o método de calcinação. Sendo assim, após quarteamento e secagem dos materiais, pesou-se aproximadamente 10 g de cada amostra, em cadinhos de porcelana, e levou a mufla, esta com temperatura de 500 °C. Deixou as amostras por 2 horas, com a finalidade de se quantificar a matéria orgânica volatizada na forma de CO2 e retirou-as para resfriamento em dessecador. Posteriormente, as amostras foram pesadas e a diferença entre o peso inicial e final corresponde ao teor de Voláteis presentes nas amostras. Consequentemente, a massa que permaneceu no cadinho é referente a teor de Fixos das amostras. Para a estimativa da fração de voláteis foi aplicada a equação 4. Enquanto para as fração de fixos a equação 5. Voláteis (g)

= (A+B)-C

Eq. (4)

Onde, A- Peso do cadinho, (g); B- Peso da amostra, (g); C- Peso do cadinho calcinado (g). Fixos (g)

= (A - Voláteis Eq. (4))

Eq. (5)

A- Peso da amostra, (g); Voláteis - Valor obtido na equação 4, (g).

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4 RESULTADOS DISCUSSÃO

4.1 Precipitação Para verificar a adequação na alocação dos meses do ano às épocas seca e chuvosa, procedeu-se à integração dos dados das 3 pontos de coleta (FIG. 10). A FIGURA 10 mostra as precipitações médias dos três pontos de coleta. O clima é definido em termos dos valores das variáveis climáticas e uma das principais é a precipitação. As suas grandes concentrações causam grandes impactos à sociedade, à economia e ao meio ambiente, pois está relacionada com enxurradas e lixiviação de material, assim contribuindo significativamente para sedimento de fundo, margem e sólidos suspensos totais. As maiores precipitações no período de coleta foram no período de outubro a janeiro, principalmente nos meses de novembro e dezembro de 2012. Figura 10 – Precipitação. 375 350 325 300 275 ) m250 m ( 225 e d a 200 d i s 175 o i v 150 u l P 125 100 75 50 25 0 ago/12

set/12

out/12

nov/12

dez/12

Pluviosidade (mm)

Fonte: Autor, 2013.

jan/13

fev/13

mar/13

37

A TAB. 4 está representando todos os aspectos dos pontos de coleta que são relevantes para obter informações hábeis para um determinado projeto. A precipitação relativa ao período de coleta foi considerada como o somatório de pluviosidade dos 7 dias anteriores ao período de coleta, uma vez que a vazão e características do dia da coleta seriam resultado dos dias anteriores. Tabela 4 – Informações importantes para o projeto. Estação/Ponto Mês/Ano P1 Ago/12 P2 Ago/12 P3 Ago/12

Período da Coleta 05/09 30/08 30/08

Estação Mario Carvalho Usiminas Usiminas

Precipitação (mm) 2 3 3

P1 P2 P3

Set/12 Set/12 Set/12

02/09 02/09 03/09

Mario Carvalho Usiminas Usiminas

3 3 3

P1 P2 P3

Out/12 Out/12 Out/12

30/10 30/10 31/10


7 10 2

P1 P2 P3

Nov/12 Nov/12 Nov/12

28/11 28/11 29/11


151 150 152

P1 P2 P3

Dez/12 Dez/12 Dez/12

19/12 19/12 20/12


29,5 13 14,5

P1 P2 P3

Jan/13 Jan/13 Jan/13

16/01 16/01 17/01


75 75 114

P1 P2 P3

Fev/13 Fev/13 Fev/13

06/02 06/02 07/02


130 130 100

P1 P2 P3

Mar/13 Mar/13 Mar/13

06/03 07/03 07/03


21 20 20


38

4.2 Sólidos suspensos totais, frações inorgânicas e orgânicas. Esteves (1998), a turbidez é uma medida da capacidade de dispersão da radiação. Uma das principais causas da turbidez é a matéria sólida em suspensão, composta por matérias orgânicas e inorgânicas, oriunda, principalmente, de áreas em que houve a retirada da mata natural para inserção de agriculturas ou com solos descobertos. Como a turbidez está relacionada com os sólidos particulados carreados em suspensão, durante a estação chuvosa (outubro a março) há um maior volume de precipitação (FIG. 10) e conseqüentemente maior quantidade de material em suspensão derivado dos processos erosivos na bacia. Nos ambientes estudados, que os valores mais elevados (> 100 mg.L -1), especialmente em novembro, foram encontrados na estação chuvosa (FIG. 11 a 13). Assim parecem estar associados à ação antrópica e natural Dos pontos monitorados no rio Piracicaba, P1 é uma região intermediária entre rural e urbana, tem vegetação rasteira e pouca vegetação ciliar, solo exposto, onde ocorre arrasto de materiais sólidos. A TAB. 4 mostra que em P1 no mês de novembro de 2012 teve-se uma precipitação de aproximadamente 151mm, 7 dias antes do dia da coleta, tendo o valor de SST 116,67mg.L -1. Ele afirma que SST limitam a qualidade da água bruta, por estarem totalmente relacionado com a turbidez. Com os dados de precipitação diária, foi possível afirmar que as chuvas e o escoamento superficial é o principal meio de contaminação por partículas suspensas em corpos hídricos, pois o mês de agosto de 2012 (TAB. 4) apresentou a menor precipitação dentre os meses avaliados e o menor valor de SST (3,22 mg.L -1) (FIG. 11). Em P1, a fração inorgânica (fixa) representou aproximadamente 81,6% de SST em todas as amostras do período de coleta. Enquanto a fração de orgânicos (voláteis) foi de aproximadamente 18,4%. Isso indica que está tendo mais arraste de material mineral do que material orgânico na bacia de drenagem.

39

Figura 11 – Concentração de sólidos em suspensão (total, inorgânico e orgânico) em P1 no período de agosto de 2012 a março de 2013. Jaguaraçu-MG (Lagoa do Pau) 120,00 100,00 80,00 ) L / g m ( S T S

SST SSI SSO

60,00 40,00 20,00 ago/12

set/12

out/12

nov/12

dez/12

jan/13

fev/13

mar/13

Mês/Ano

SST-sólidos suspensos Totais; SSI – sólidos suspensos inorgânicos; SSO - sólidos suspensos orgânicos.


Quanto ao P2 também localizado no rio Piracicaba, este tem vegetação de mata ciliar e está localizado em uma massa de zona urbana, onde a precipitação gera o escoamento superficial que é drenado pelas bocas de lobo das ruas pavimentadas. Neste ponto as maiores precipitações ocorreram nos meses de Novembro de 2012 (150 mm) e Fevereiro de 2013 (30 mm), como indicado na TAB. 4. Foram nestes meses que ocorreram as maiores concentrações de SST, com valores de 156,65mg/L-1 no mês de Novembro de 2012 e de 160mg/L -1 no mês de Fevereiro de 2013 (FIG. 12). Estes valores foram maiores que os encontrados em P1, podendo isto estar relacionado ao fato de P2 estar à jusante de P1, apresentando assim uma maior área de drenagem o que a princípio aumentaria as concentrações de SST em P2. Tal como para P1, a menor precipitação registrada dentre os meses avaliados foi em Agosto e Setembro de 2012 (3 mm), meses com menores valores de SST, 13,67 mg.L-1e 6,07 mg.L-1, respectivamente. Quanto às frações inorgânicas e orgânicas, estas representaram nos SST aproximadamente 81% e 19%, respectivamente, indicando uma característica mais mineral (FIG. 12).

40

Figura 12 – Concentração de sólidos em suspensão (total, inorgânico e orgânico) em P2 no período de agosto de 2012 a março de 2013.

Ipatinga-MG (Cariru) 180,00 160,00 140,00 120,00 ) L / g 100,00 m ( S T S

SST SSI SSO

80,00 60,00 40,00 20,00 ago/12

set/12

out/12

nov/12

dez/12

jan/13

fev/13

mar/13

Mês/Ano


Quanto ao ponto de monitoramento no rio Doce (P3), este apresenta vegetação ripária composta por capim e alguns arbustos e árvores em seu entorno. Este ponto já tem como parte de sua vazão oriunda do rio Piracicaba, que deságua à montante de P3 no rio Doce. Logo apresentando maior vazão que os demais pontos e também influenciado por estes. Em P3 também foi no mês de Novembro de 2012 que ocorreu a maior precipitação (152 mm), seguida do mês de Fevereiro de 2013 (100 mm) (TAB.4). Estes meses registraram valores de SST acima de 100 mg.L -1, sendo eles de 463,67 mg/L-1 e 114 mg/L-1, respectivamente (FIG. 13). Cabe ressaltar que no mês de novembro de 2012 houve precipitações elevadas o que deve ter contribuído significativamente para o arraste de material terrestre para os rios. Como a carga de sólidos em P3 é resultante não apenas do que é carreado pelo Rio Piracicaba, mas também do que vem à montante da bacia do rio Doce, as concentrações de SST cerca de 3 vezes mais elevada encontradas em no mês de Novembro de 2012 destacam como o rio Doce influência diretamente nos sólidos deste ponto.Tal como o encontrado para os demais pontos, P1 e P2, foi possível verificar que as chuvas via escoamento superficial são os principais meios de entrada de partículas suspensas no ambiente estudado, sendo que em o mês de

41

menor precipitação (Agosto de 2012) (TAB. 4) também apresentou a menor concentração de SST (18 mg.L -1) . Em P3, a composição de SST também foi predominantemente inorgânica, exibindo em média 87,15% de fração fixa e 12,85% de volátil. Figura 13 – Concentração de sólidos em suspensão (total, inorgânico e orgânico) em P3 no período de agosto de 2012 a março de 2013. Caratinga-MG (Ponte Metálica) 500,00 450,00 400,00 350,00 ) 300,00 L / g m 250,00 ( S T S 200,00

SST SSI SSO

150,00 100,00 50,00 ago/12

set/12

out/12

nov/12

dez/12

jan/13

fev/13

mar/13

Mês/Ano


O parâmetro sólidos suspensos totais não tem limite empregado por leis vigentes no Brasil, por este motivo Silva (1990), procurou um meio de obter informações para ter uma idéia de qual valor poderia prejudicar o meio aquático. Segundo o autor, o valor máximo padrão de SST seria de 100mg/L -1 porque ele afirma que SST tem relação com a turbidez. A turbidez nada mais é a redução da sua transparência devido à presença de materiais em suspensão que interferem com a passagem da luz através do fluido, assim causando por uma enorme variedade de matérias em suspensão, de origem orgânica ou inorgânica. Este valor só foi ultrapassado nos ambientes estudados no período de pico das chuvas, especialmente no mês de novembro de 2012 (FIG. 11 a 13). Como dito anteriormente, o comportamento dos sólidos suspensos é semelhante ao da turbidez, com a qual se relaciona. Os pontos P1, P2, P3 em todas as amostras, a parcela mineral prevalece sobre a orgânica, FIG. 12, 13, 14.

42

Nos ambientes monitorados a turbidez exibiu relação direta com SST, obteve valores de tubidez com picos no mesmo período (Novembro de 2012 e Fevereiro de 2013), o qual o limite de 100 ntu para águas classe 2 do CONAMA (CONSELHO NACIONAL DE MEIO AMBIENTE, 2005) foi ultrapassado (FIG. 14). Figura 14 – Resultados Turbidez. 200

) U T N ( z 100 e d i b r u T

0 ago/12

set/12

out/12

nov/12

dez/12

jan/13

fev/13

mar/13

Mês/Ano P1

P2

P3


4.3 Sedimento de fundo e margem nas frações inorgânicas e orgânicas O sedimento reflete os principais processos que ocorrem nos ecossistemas aquáticos, pois acumula informações e ciclos dos nutrientes e de fluxos de energia (ESTEVES, 1988). Sua formação é decorrente da deposição do material em suspensão. Rangel e Silva (2007) constataram que a fonte de substâncias orgânicas está associada, principalmente, a deposição natural de resíduos de plantas perto do rio que alcançam o solo na forma de folhas, galhos e outros fragmentos orgânicos, bem como substâncias orgânicas derivadas da decomposição das raízes. Ressalta-se que o revolvimento do sedimento de fundo de um rio, devido a grande turbulência, por exemplo, pode duplicar a perda de matéria orgânica, em relação a um sistema de manejo sem revolvimento (BAYER et al ., 2000).

43

Segundo Derisio (2000) do ponto de vista das substâncias inorgânicas principalmente o solo, o principal dano decorrente da sua utilização é a suscetibilidade à erosão, a qual é causada principalmente pela ação da água, consequentemente remoção das partículas minerais. Esta remoção além de causar alterações de relevo, remoção da camada superficial material inorgânico, provoca assoreamento dos rios. A erosão do solo está principalmente associada a fatores como clima, tipo do solo, e declividade do terreno. Nos ambientes monitorados os sedimentos de margem e de fundo, tal como o encontrado para SST, foram, predominantemente, inorgânicos em todo o período de estudo (TAB. 5 e 6). Infelizmente, os meses secos não tiveram os sedimentos analisados, mas comparando-se outubro com os demais meses chuvosos, pôde-se observar um aumento na contribuição da matéria inorgânica na formação do sedimento, tanto de margem quanto de fundo. É provável, que o material inorgânico em suspensão carreado em maiores concentrações nos meses chuvosos, especialmente em Novembro de 2012, tenha contribuído para a formação de um sedimento mais inorgânico, chegando a valores em torno de 98% nos meses de Janeiro a Março de 2013 (TAB. 5 e 6). Assim é clara a relação entre SST e a formação do sedimento nos ambientes estudados, sendo que a característica do dos rios Piracicaba e Doce, é de uma predominância em arrastar material particulado inorgânico, aproximadamente 90% (TAB. 6), provavelmente em decorrência de seu relevo montanhoso na seção dos pontos de coleta.

44

Tabela 5 – Sedimento de margem. Ponto Mês/Ano Peso amostra (g) Peso inorgânico (g) Peso Orgânico (g) P1 Ago/12 P2 Ago/12 P3 Ago/12 P1 P2 P3


-

-

-

P1 P2 P3


10,001 10,001 10,020

6,786 3,901 9,316

3,215 5,1 0,704

P1 P2 P3


-

-

-

P1 P2 P3


10,001 10,004 10,003

9,932 8,308 7,693

0,069 1,696 2,31

P1 P2 P3


10,078 10,001 10,013

9,278 9,569 9,223

0,8 0,432 0,79

P1 P2 P3


10,000 10,012 10,002

9,518 9,41 9,895

0,482 0,602 0,107

P1 P2 P3


10,000 10,002 10,004

9,125 9,807 9,312

0,875 0,195 0,692


45

Tabela 6 - Sedimento de fundo. Ponto Mês/Ano Peso amostra (g) Peso inorgânico (g) Peso Orgânico (g) P1 Ago/12 P2 Ago/12 P3 Ago/12 P1 P2 P3


-

-

-

P1 P2 P3


10,004 10,002 10,001

8,786 7,186 7,885

1,216 2,818 2,116

P1 P2 P3


-

-

-

P1 P2 P3


10,001 10,001 10,003

8,873 6,911 8,13

1,128 3,09 1,873

P1 P2 P3


10,001 10,004 10,001

9,937 9,976 9,695

0,064 0,228 0,306

P1 P2 P3


10,002 10,001 10,003

9,838 9,433 9,789

0,164 0,568 0,214

P1 P2 P3


10,003 10,003 10,004

9,929 9,785 9,569

0,074 0,218 0,435


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5 CONSIDERAÇÕES FINAIS A ocupação do solo, as atividades desenvolvidas às margens, o relevo, o tipo de solo e a precipitação caracterizam as frações de sólidos suspensos totais (SST) em um rio. Nos rios Piracicaba e Doce a fração inorgânica foi 90% predominante sobre fração orgânica em todos os pontos de amostras. Os dados indicaram que a precipitação é um dos fatores primordiais para o arraste de partículas para o rio, controlando suas variações. As diferenças entre as maiores concentrações encontradas em P3 comparado aos pontos P1 e P2, indicam a influência do restante da bacia rio Doce além da sub-bacia do rio Piracicaba sobre este. Isto acarreta em um maior volume de água naturalmente carreada com sedimentos e nutrientes, os quais encontram-se predominantemente inorgânicos. Os sedimentos de margem e fundo nos ambientes estudados parecem estar diretamente relacionados à composição dos sólidos em suspensão, sendo estes predominantemente inorgânicos. Avaliar SST e sedimentos nas frações inorgânicas e orgânicas em um rio é fundamental para se obter informações sobre as formas de saída de um processo de erosão importante para o planejamento de vários processos de conservação do solo ,

e água. Como afirmado anteriormente, pôde-se observar que a fração inorgânica prevaleceu sobre a orgânica, que demonstra um maior arraste de material mineral nos rios Piracicaba e Doce. Isto pode indicar um ambiente com características de processos erosivos intensos de suas margens, as quais nas áreas de estudo são caracterizadas pela presença de barrancos com grande desnível entre o ambiente terrestre e aquático.

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MONITORAMENTO DE SÓLIDOS SUSPENSOS TOTAIS E SEDIMENTOS DA BACIA DO RIO PIRACICABA E RIO DOCE

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