Avaliação do Índice de Estado Trófico e parâmetros de qualidade da água no reservatório da Usina Hidrelétrica de Sá Carvalho, Minas Gerais, Brasil
Marluce Teixeira Andrade Queiroz
marluce.queiroz@bol.com.br
Centro Universitário do Leste de Minas Gerais – Unileste, Ipatinga, Minas Gerais, Brasil
Carolina Andrade Queiroz
carolanq@yahoo.com.br
Instituto Nacional do Seguro Social – INSS, Ipatinga, Minas Gerais, Brasil
Felipe Andrade Queiroz
felipeandradeq@yahoo.com.br
Centro Universitário do Leste de Minas Gerais – Unileste, Ipatinga, Minas Gerais, Brasil
Gildayne Figueiredo Benigno
gildayne_benigno@yahoo.com.br
Centro Universitário do Leste de Minas Gerais – Unileste, Ipatinga, Minas Gerais, Brasil
RESUMO
O objetivo desse estudo foi avaliar a influência do uso do solo na qualidade da água do reservatório da Usina Hidrelétrica de Sá Carvalho (UHE–Sá Carvalho), município de Antônio Dias, Bacia Hidrográfica do Rio Piracicaba (BHRP), Minas Gerais, Brasil. Foram utilizados dados secundários provenientes dos relatórios do Laboratório de Pesquisa Ambiental da Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG), de período seco (agosto) e chuvoso (novembro). Nesse contexto, foram selecionados pontos para as coletas das amostras de água do reservatório que representavam diferentes condições em relação à profundidade, sendo mensurados parâmetros físico-químicos: temperatura, oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, pH, nitrogênio total, fósforo total, turbidez e sólidos totais dissolvidos. Os resultados mostraram variação sazonal, sendo detectada a relevância da bacia de contribuição. Além disso, evidenciaram diferenças significativas em pontos de coleta mais próximos ao topo do reservatório em comparação aos localizados no fundo do reservatório. As variáveis ambientais apresentaram significativas oscilações, com destaque para a turbidez que variou entre 88,6 NTU e 3,6 NTU nas estações chuvosa e seca, respectivamente. O reservatório exibiu boas condições quanto aos teores de oxigênio dissolvido durante todo o período das amostragens, sendo mensurado o valor mínimo correspondente a 7,6 mg/LO2 na estação seca e 4,4 mg/LO2 na estação chuvosa. Finaliza-se essa abordagem sugerindo intensificação dos programas conservacionistas no reservatório e na bacia de contribuição.
Palavras-chave: Reservatório hidrelétrico; Qualidade da água; Uso do solo; Mitigação.
1 INTRODUÇÃO
Os corpos aquáticos apresentam uma grande variedade quanto aos seus usos. Nessa perspectiva, se destaca a geração de energia a partir do barramento que possibilita a transformação da energia potencial hidráulica em elétrica. Trata-se de empreendimento com menor produção de gases de efeito estufa em comparação com o uso de insumos fósseis. Além disso, apresenta maior nível de segurança quando comparado às usinas nucleares (Fearnside, 2015).
Os reservatórios hidrelétricos apresentam outros aspectos positivos, como a regularização da hidrologia dos rios, minimizando riscos de enchentes e vazões muito baixas e favorecendo a implantação de corredores hidroviários e de projetos de irrigação. Além disso, identifica-se o uso múltiplo dos recursos hídricos, a exemplo do esporte e turismo (Figueirêdo et al., 2007).
Em contraposição, também são observados aspectos desfavoráveis. Els (2014) informa que as distorções ambientais relacionadas com o barramento alcançam dimensões ecológicas e sociais desde o momento da sua instalação no corpo hídrico. O pesquisador pontua quanto aos aspectos negativos derivados da inundação de áreas de flora nativa, terras cultiváveis e patrimônio histórico e cultural, além do deslocamento de populações. Nogueira et al. (2015) relatam que os efeitos acumulativos do desmatamento repercutem em outros ecossistemas relacionados ao corpo hídrico. Já Silva et al. (2015) destacam as alterações nos parâmetros físico-químicos da água; a elevação dos teores de metais tóxicos; e o incremento das concentrações dos nutrientes, com reflexos em toda bacia de captação.
As condições quanto ao uso e ocupação do solo também afetam as concentrações de nitrogênio e fósforo no lago do barramento hidrelétrico, podendo culminar com a trofia do corpo hídrico (Barros et Fearnside, 2015). Esses elementos são macronutrientes essencias para fotótrofos aquáticos, entretanto, quando em excesso, podem aumentar exponencialmente as populações das algas, briófitas, pteridófitos e macrófitas (Jorcin et al., 2009).
Eilers et al. (2011) reforçam que o fenômeno biológico tem sido amplamente estudado, possibilitando ciência quanto às suas causas e consequências, ainda que pouco se saiba sobre quais as concentrações críticas dos nutrientes que deflagram o processo. A distorção ambiental, em geral, culmina com a prevalência de espécies de cianobactérias em detrimento de outras espécies. Esses organismos são dotados de mobilidade em ambientes com turbidez elevada e, por isso, podem utilizar nutrientes presentes em camadas mais profundas e em seguida retornar para a zona eufótica (Güntzel et al., 2012).
Diversos gêneros daquelas algas são dotados com capacidade de produzir neurotoxinas e/ou hepatotoxinas que afetam a saúde humana, constituindo-se, portanto, em obstáculos para as companhias de tratamento de água, principalmente quando se observa a ocorrência de condições ambientais propícias para a sua proliferação no meio aquático (Roche et al., 2010). Dentre essas condições, é amplamente aceito pelos microbiologistas e limnologistas que estudam a proliferação da comunidade das algas, que a carga de nutrientes, o tempo de retenção da água, a estratificação e a temperatura são os principais fatores que influenciam a formação e intensidade das florações (Belli et al., 2014). Para Fuentes et Petrucio (2015), entre as consequências desses problemas incluem-se a probabilidade de morte rápida do fito plâncton, que também se apresenta como entrave porque conduz ao esgotamento do oxigênio dissolvido na coluna de água, desencadeando a morte de peixes e demais organismos aeróbios.
Güntzel et al. (2010) reforçam que a elevação da concentração hidrogeniônica [H+] contribui para o predomínio das condições redutoras, aumentando a toxicidade de muitos elementos químicos que, assim, tornam-se mais solúveis, como os metais tóxicos e a diminuição da capacidade de reciclar a matéria orgânica, levando à acumulação de detritos e sedimentos. A mitigação de impactos, a preservação da qualidade da água e a manutenção dos usos múltiplos do reservatório dependem do seu manejo adequado e do uso de técnicas apropriadas de gestão ambiental (Coelho et al., 2011).
Pelo exposto, foram realizados diagnósticos com relação à qualidade da água no lago da Usina Hidrelétrica de Sá Carvalho (UHE–Sá Carvalho) localizada no trecho médio da Bacia Hidrográfica do Rio Piracicaba (BHRP) em Antônio Dias, Minas Gerais. Vale destacar que a BHRP se caracteriza pela intensa exploração econômica (siderurgia, extrativismo florestal, etc.) e elevada densidade demográfica (Queiroz et al., 2015). Os resultados dos parâmetros físico-químicos foram provenientes dos relatórios pertinentes ao ano civil de 2014, produzidos através dos laboratórios certificados da Companhia Energétida de Minas Gerais (CEMIG), atendendo aos mais elevados padrões de exigência quanto à sua precisão e acurácia.
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 Classes da água
No Brasil, a Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) nº 357/2005 estabelece que as águas doces sejam aquelas com salinidade ≤ a 0,5%, condição na qual se enquadra a BHRP. Além disso, a referida legislação estabelece classes de qualidade para a água fluvial. Trata-se do conjunto das condições e padrões de qualidade de água necessários ao atendimento dos usos preponderantes, atuais ou futuros. Em observância a essas diretrizes, são encontradas as seguintes classes apresentadas no Quadro 1.
Quadro 1. Classes da água fluvial e destinação
Fonte: CONAMA, 2005a
2.2 Estado trófico
Para conhecimento do grau de trofia em um reservatório hidrelétrico, pode-se calcular o Índice de Estado Trófico (IET), que indica as entradas externas de nutrientes oriundos do lançamento dos esgotos domésticos, efluentes industriais e resíduos agrícolas. Além disso, as condições tróficas também são influencidas por características específicas do reservatório, tais como o tempo de retenção, a vazão e o regime hidrológico. A investigação das condições ambientais é importante, pois serve de suporte para o planejamento ambiental que visa o controle da eutrofização e uso do corpo hídrico (Fernandes et al., 2017).
A mensuração do IET possibilita classificar o reservatório em diferentes graus de trofia, ou seja, avalia a qualidade da água quanto ao enriquecimento de nutrientes e seus efeitos, dentre esses o crescimento excessivo de algas e macrófitas (CETESB, 2009).
Von Sperling (1996) relata que o IET de Carlson (1977) possibilita a avaliação limnológica, indicando com boa aproximação o nível de enriquecimento nutricional do corpo hídrico por incorpor três indicadores: a transparência da água, a clorofila a e a concentração do fósforo total. A avaliação desse indicador permite estabelecer conexões com outros critérios, a exemplo do oxigênio dissolvido, da biomassa e da composição e concentração do fito e zooplâncton.
Considerando as quatro variáveis citadas para o cálculo do IET de Toledo et al. (1990) - clorofila a, fósforo total, ortofosfato e transparência da água -, atualmente, aplicam se apenas duas no cálculo de Lamparelli (2004), a clorofila a e o fósforo total. Isto porque que os valores de transparência muitas vezes podem não ser representativos para o estado de trofia, já que esta pode ser afetada pela elevada turbidez decorrente de material mineral em suspensão e não apenas pela densidade de organismos planctônicos (Jorcin et al., 2009).
2.2.1 Índice de Estado Trófico
Neste estudo foram aplicados o índice proposto por Carlson (1977), modificado por Toledo et al. (1983) e Toledo (1990) e, que considera as medidas de transparência da água por meio do disco de Secchi (m), da concentração de fósforo total (μg.L-1), da concentração de ortofosfato (μg.L-1) e da concentração de clorofila a (μg.L-1); e o índice de Lamparelli (2004), que considera apenas a clorofila a (μg.L-1) e o fósforo total (μg.L-1), sob a forma proposta pela CETESB (2009). Valores elevados relacionados a essas variáveis contribuem para o crescimento excessivo de macrófitas aquáticas aderidas que podem interferir na navegação, aeração e capacidade de transporte pelo canal. Desse modo, tais indicadores possibilitam a classificação dos corpos aquáticos em diferentes graus de trofia, ou seja, permitem avaliar a qualidade da água quanto ao enriquecimento por nutrientes e seu efeito relacionado ao crescimento excessivo das algas, ou o potencial para a proliferação desses organismos fotossintetizantes (Cotovicz et al., 2017).
O IET foi obtido a partir da Equação 1 (Carlson, 1977; Lamparellli, 2004):
IETPTotal = 10x[6-[(0,42-0,36. (lnPTotal) /ln2)] (Equação 1)
Sendo: PTotal = concentração de fósforo total na superfície da água.
Além disso, foi mensurado o Índice de Estado Trófico da Clorofila-a (IET–Cla), conforme apresentado na Equação 2 (Carlson, 1977, Lamparellli, 2004):
IET (Cla) = 10x [6-((-0,7-0,6x(lnCla))/ln 2)]-20 (Equação 2)
Sendo: Cla = concentração de clorofila-a na superfície da água.
Destaca-se que os resultados pertinentes ao fósforo (IETPTotal) devem ser entendidos como uma medida do potencial de eutrofização, considerando que o nutriente se apresenta como desencadeador do fenômeno bioquímico. Em outro ângulo da problemática, a mensuração do IET-Cla, por sua vez, mensura de forma probabilista a resposta do corpo hídrico quanto à proliferação de algas nas localidades desse estudo pertencentes ao reservatório da UHE–Sá Carvalho.
Além disso, consoante às diretrizes dos órgãos ambientais, foram obtidas as médias simples correspondentes à ponderação (IET), dadas as concentrações mensuradas de fósforo total e de clorofila-a utilizadas no cálculo do IETPTotal e IET-Cla, para todas as amostragens realizadas, conforme demonstra a Equação 3 (Carlson, 1977, Lamparellli, 2004):
IET = [IETPTotal + IET-Cla] ÷ 2 (Equação 3)
Tais indicadores possibilitaram a classificação do corpo aquático em seis categorias distintas quanto à trofia (CETESB, 2011): ultraoligotrófico, oligotrófico, mesotrófico, eutrófico, supereutrófico e hipereutrófico (Tabela 1). Coelho et al. (2011) destacam a importância do diagnóstico do corpo aquático indicando a medida potencial das fontes antrópicas capazes de desequilibrar, em longo prazo, o ambiente, redundando em reações adversas para os componentes bióticos pertencentes aquele habitat.
Assim, quando houve a disponibilidade das informações, com dados consistentes de fósforo total e de clorofila-a, foi adotada a média dos dois índices, englobando, de forma satisfatória, a causa e o efeito do processo (Tundisi et al., 2015).
Além disso, o IET do reservatório da UHE-Sá Carvalho foi relacionado com demais parâmetros físico-químicos (pH, condutividade elétrica, etc.), posssibilitando o diagnóstico pertinente às externalidades com repercussões para a segurança ambiental da BHRP.
Tabela 1. Classificação do estado trófico para reservatórios segundo Lamparelli (2004)
Fonte: CETESB, 2011.
3 METODOLOGIA
3.1 Área de estudo
A seleção do reservatório da UHE-Sá Carvalho para o desenvolvimento desse estudo se justifica pela sua localização, sendo influenciado por áreas urbanas e agropastoris, possibilitando exemplificar a contribuição antrópica na poluição hídrica de reservatórios hidrelétricos que exibe relação com a entrada de nutrientes nos corpos aquáticos. O referido empreendimento integra o planejamento pertinente ao desenvolvimento do sistema energético regional, afetando, portando, o ciclo hidrológico da BHRP. Rodrigues et al. (2013) pontuam quanto às diversas repercussões socioeconômicas que afetam as regiões relacionadas com as hidrelétricas.
O comprimento da barragem da UHE–Sá Carvalho alcança, em Antônio Dias e em Severo, 112m e 34m, nesta ordem, enquanto a altura máxima se mostra bastante próxima nas duas localidades: 15m e 14m. O volume do reservatório corresponde à apenas 1,38hm³ (Antônio Dias), quatro unidades geradoras e potência instalada de 78MW, tornando a UHE–Sá Carvalho uma das quatros maiores da região da BHRD-MG (CEMIG, 2014).
A construção da hidrelétrica afetou a formação florestal da região, a Mata Atlântica, cobertura vegetal que tem sido alvo da megassivicultura, com taxa de desmatamento da ordem de 457 Km2/ano; a vegetação remanescente corresponde a cerca de 22,25% (Schäffer et Prochnow, 2002).
Machado et al. (2014) reforçam que o desmatamento se configura como fator coadjuvante preponderante em relação aos efeitos sinérgicos e cumulativos provenientes do aproveitamento hidreelétrico. A profundidade do reservatório da UHE–Sá Carvalho foi afetada em função da vazão média afluente e volume de sedimento retido. O incremento no arraste dos sedimentos são provenientes da precariedade das práticas conservacionistas pertinentes ao solo. Vale destacar, o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE, 2015) informa que o Estado de Minas Gerais se apresenta como a unidade federativa com grande prevalência de registros de queimadas acidentais. Além disso, técnicas de cultivo ainda fazem uso das queimadas, principalmente entre produtores com menor poder aquisitivo. A coivara elimina nutrientes essenciais para as plantas, tais como o fósforo, o nitrogênio e o potássio, contribuindo para o esgotamento do solo e extermínio de grandes áreas nativas. É preciso destacar que atualmente a agricultura apresenta uma participação na economia nacional da ordem de 26,5%, colocando o País em posição evidenciada como exportador ao nível da realidade global (Catela et Gonçalves, 2013).
A eficiência energética da UHE–Sá Carvalho oscila em torno de 95%, e é dependente da série de vazões naturais e da vazão média de longo termo relacionada aos índices pluviométricos na região (CEMIG, 2014). As principais características do reservatório estão apresentadas na Tabela 2.
Tabela 2. Características do reservatório da UHE-Sá Carvalho
Fonte: CEMIG, 2014.
3.2 Amostragens e procedimentos analíticos
Para os parâmetros físico-químicos, as técnicas de amostragem, preservação e análises utilizadas neste estudo, levou-se em consideração o Manual de Procedimentos de Coleta e Metodologias de Análise de Água da CEMIG (2014) e o Standard Methods of the Examination of Water and Wastewater (Rice et al., 2012). As amostragens marginais foram realizadas na superfície do corpo hídrico, coletadas a 20cm da lâmina d’água. As amostragens do interior do reservatório foram obtidas por perfil transversal de três pontos de profundidade distintos: superfície (S), metade da zona trófica (ZF), e fundo (F) (CEMIG, 2014).
O monitoramento realizado por técnicos especializados da CEMIG ocorreu em 13 pontos distintos, dez deles localizados no Rio Piracicaba, MG, em campanhas realizadas na estação seca (agosto) e estação chuvosa (novembro) de 2014, permitindo o acompanhamento dos indicadores físico-químicos em diferentes profundidades (Tabela 3).
Tabela 3. Estações de monitoramento da qualidade da água no reservatório da UHE-Sá Carvalho
Fonte: CEMIG, 2014.
*Bacia Hidrográfica do Rio Piracicaba (BHRP), Minas Gerais, Brasil; **Curso d’água lótico.
Os parâmetros temperatura ambiente, temperatura da água, oxigênio disssolvido, condutividade elétrica, turbidez (TNTU) e pH foram mensurados in loco, por meio de sonda multiparâmetros, com dez repetições em cada ponto. Para a avaliação dos demais indicadores (fósforo total, nitrogênio total, etc.) também ocorreram dez amostragens em cada uma das estações de monitoramento do reservatório. As amostras foram armazenadas em recipientes esterilizados e em caixas de isopor contendo gelo, a fim de garantir a sua integridade durante o tempo de acondicionamenato até a realização das análises em laboratório credenciado, sendo respeitada a condição de temperatura média de transporte correspondente a 4ºC, conforme parâmetros técnicos (CEMIG, 2014).
3.3 Parâmetros de interpretação dos resultados
A interpretação dos resultados físico-químicos e biológicos pertinentes à qualidade da água e condição trófica do reservatório da UHE-Sá Carvalho foi efetuada considerando-se as legislações federal e estadual vigentes, a Resolução CONAMA nº 357/2005 e a Deliberação Normativa COPAM/CERH nº 01/2008, para rios de águas doces classe 2. Vale destacar que a BHRP recebeu esse enquadramento segundo as atualizações exaradas no relatório de panorama de enquadramento da Agência Nacional de Águas (ANA); desse modo, a massa de água pode ser utilizada para o abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional, proteção de comunidades aquáticas, irrigação de hortaliças, aqüicultura e atividade de pesca (CEMIG, 2014).
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Precipitação pluviométrica e nível do reservatório
O monitoramento das condições físico-químicas no reservatório da UHE-Sá Carvalho ocorreu em período de estiagem (agosto/2014) e chuvoso (novembro/2014), exibindo diferentes valores para o nível do lago (Tabela 4) com repercussões no IET. Queiroz et al. (2016) informam que a regulação do lago em reservatórios hidrelétricos ocorre através da abertura das comportas para conter as cheias, não sendo identificadas, portanto, variações superiores a 1% e sendo preservadas as condições para operação normal do empreendimento hidrelétrico, garantindo o fornecimento normal para usuários do sistema. Tal condição também foi identificada neste estudo.
Tabela 4. Período de amostragem e nível do lago no reservatório da UHE-Sá Carvalho.
Fonte: CEMIG, 2015
1Barragem no Rio Piracicaba, em Antônio Dias; 2Barragem no Ribeirão Severo, em Antônio Dias
4.2 Índice de Estado Trófico e parâmetros físico-químicos da água do reservatório da UHE-Sá Carvalho
A avaliação do reservatório da UHE-Sá Carvalho à luz do IET de Carlson (1977), modificado por Toledo et al. (1983), indicou condição oligotrófica com valor mínimo correspondente à 47,8 em SC–LI01-S e máximo de 65,7 em SC–LI05-S no período chuvoso (Figura 1). Na estação seca (agosto), os resultados foram menores, explicitando a importância da bacia de contribuição com intensificação quanto ao arraste de nutrientes em períodos com elevada pluviometria (Bateni et al., 2013).
Figura 1. Índice de Estado Trófico nas estações amostrais do reservatório da UHE-Sá Carvalho
A condição trófica do reservatório da UHE-Sá Carvalho, ou seja, a carga dos nutrientes detectada foi prejudicada através da decomposição do material vegetal após o enchimento do reservatório. A partir da estabilização do sistema, essa condição passou a ocupar posição secundária. Para o sistema consolidado, a contribuição de cada tributário passa a ser ainda mais destacada. Trata-se de corpo d’água que recebe influência ininterrupta da bacia de formação e ocupação do solo (agropecuária, indústrias, densidade demográfica, conservação das margens e pluviometria), agregando valores aos seus parâmetros físico-químicos e, desse modo, afetando a qualidade da água superficial e subterrânea (Els, 2014).
Sperling (2009) informa que a eutrofização depende da relação entre nitrogênio e fósforo atuando como limitantes. O pesquisador relata que se a relação N:P for consideravelmente superior a 16, há indicação de que o fósforo é o nutriente limitante. Da mesma forma, podemos considerar que se a relação N:P for consideravelmente inferior à 16, o nitrogênio será o nutriente limitante. Neste estudo, se constatou que na estação seca, em todas as estações amostrais, o fósforo se comportou como o nutriente limitante; enquanto no período chuvoso, o nitrogênio se comportou como nutriente limitante em SC-LI01, SC-LI02ZF, SC-LI04S e SC-LI05S (Tabela 5).
Tabela 5. Relação entre nitrogênio e fósforo (N:P) nas estações de monitoramento do reservatório da UHE-Sá Carvalho no períodos seco e chuvoso
*NA – Não Aplicado
A detecção do nitrogênio como nutriente limitante no período chuvoso explicitou a relação entre o efeito do escoamento superficial e a carga de sedimentos provenientes de áreas agrícolas e resíduos sólidos dispostos, inadequadamente, próximos às margens da BHRP. Identificou-se, ainda, que a hipsometria (Figura 2) e o lançamento de esgoto doméstico sem tratamento diretamente no rio Piracicaba por fontes difusas também oportunizavam a elevação dos teores do nitrogênio total nas águas do reservatório. Sperling (2009) e Sperling et al. (2008) afirmam que, em geral, a contribuição através dos esgotos é bem superior à originada pela drenagem urbana.
Figura 2. Hipsometria da BHRP
Fonte: IGAM, 2015.
Os resultados mostraram que a carga de nitrogênio total alcançou o valor pico de 0,07mgN/L em SCLI01 na estação chuvosa, enquanto na estação seca foi de apenas 0,03mgN/L em SCLI01 e SCLI03F (Figura 3). Machado et al. (2015) reforçam a interferência da pluviometria no incremento desse nutriente em função de diversos mecanismos, como a biofixação desempenhada por bactérias e cianobactérias presentes nos corpos hídricos, que incorporam o nitrogênio atmosférico em seus tecidos, contribuindo para a presença de nitrogênio orgânico nas águas; a fixação química, reação que depende da presença de luz, também acarreta a presença de amônia e nitratos nas águas, pois a chuva transporta tais substâncias, bem como o arraste das partículas contendo nitrogênio orgânico para os corpos hídricos.
Figura 3. Teor de nitrogênio total nos pontos de coleta do reservarório da UHE-Sá Carvalho
Sperling (2009) e Sperling et al. (2008) informam que o nitrogênio e fósforo são encontrados nas fezes e urina, nos restos de alimentos, nos detergentes e outros subprodutos das atividades humanas. A detecção do fósforo como nutriente limitante na estação seca traz repercussões adversas que incluem a diminuição da transparência das águas, episódios de aflorações de algas, aumento da turbidez durante o período de estiagem e incidência de odores desagradáveis. Em consonância com a Resolução CONAMA nº. 357/2005, para águas Classe 2, o valor máximo permitido (VMP) de fósforo total (Ptotal) corresponde a 0,03 mg.L-1 em ambientes lênticos e 0,05 mg.L- em ambientes intermediários com tempo de residência entre 2 e 40 dias e tributários diretos de ambiente lêntico. Sendo assim, analisando este parâmetro ambiental para o reservatório, considerou-se o VMP correspondente a 0,05 mgP.L-. Nesse sentido, foram identificados valores extrapolando o VMP na estação chuvosa em SC-LI01 e em SC-LI05S (Figura 4).
Figura 4. Fósforo total nos pontos de coleta do reservarório da UHE-Sá Carvalho
Neste estudo foi detectado o acesso de bovinos no entorno do reservatório, fato que explicita a relevância quanto à avaliação da contaminação da água com microrganismos existentes em excreções oriundas desses animais. Fregonesi et al. (2015) ressaltam que, dentre esses microrganismos, somente a Escherichia coli é de origem exclusivamente fecal, estando sempre presente, em densidades elevadas, nas fezes de humanos, mamíferos e pássaros, e raramente encontrada na água ou solo que não tenham recebido esse tipo de contaminação. Desse modo, os coliformes fecais são utilizados como padrão da qualidade microbiológica de águas superficiais destinadas ao abastecimento, recreação, irrigação e piscicultura (CETESB, 2009). Ademais, os autores reforçam a exacerbação do risco associado com a possibilidade da presença de microrganismos patogênicos.
Os achados deste estudo mostraram a elevação do teor de coliformes termotolerantes na estação chuvosa, mostrando relação com o aporte de contaminação proveniente da BHRP (Figura 5). Destacam-se os resultados obtidos para os pontos SCLI-04S (rio Piracicaba) e SC-LI05S (rio Piracicaba), os quais apresentaram os maiores valores, demonstrando as contribuições de despejos sanitários e dejetos (pecuária) oriundos da bacia de contribuição afluente do reservatório.
Figura 5. Coliformes termotolerantes nos pontos de coleta do reservarório da UHE-Sá Carvalho
Verificou-se, como ponto favorável no reservatório da UHE-Sá Carvalho, que os valores de turbidez foram muito inferiores ao limite de 100NTU (Figura 6), conforme o CONAMA 357/2005. Entretanto, ressalta-se a elevação detectada na estação chuvosa em SC-LI04S, correspondente à 89,6NTU, provavelmente associada aos sedimentos de fundo revolvidos e/ou carreados das margens (Amaral et al., 2008).
Figura 6. Turbidez nos pontos de coleta do reservarório da UHE-Sá Carvalho
A BHRP é a principal fonte externa de material carreado para o reservatório, desempenhando papel de controle tanto na elevação quanto na diminuição dos teores de sólidos totais dissolvidos (STD). Sobre eles, a Figura 7 indica que, no reservatório, o resultado mais elevado foi detectado em SC-LI03S na estação seca (67mg/L), sendo todos os demais bem inferiores ao limite estabelecido pela Resolução CONAMA 357/2005, que é de 500mg/L. O referido ponto de amostragem se situa em um dos braços dendríticos e protegidos do barramento, caracterizado por baixa hidrodinâmica e elevado tempo de residência (CEMIG, 2014).
Figura 7. Sólidos totais dissolvidos (STD) nos pontos de coleta do reservarório da UHE-Sá Carvalho
Outro aspecto analisado se referiu à carga dos surfactantes aniônicos dectada em águas residuais contendo saponáceos. A Resolução CONAMA 357/2005 estabelece o VMP de 0,50 mg/L LAS para substâncias tenso-ativas que reagem com o azul de metileno, sendo identificado, neste estudo, o valor máximo de 0,29 mg/L LAS na estação seca. Tal condição demanda vigilância. Os surfactantes interferem nas taxas de aeração, pela redução da tensão superficial do meio, dimuindo o tempo de permanência das bolhas de ar no meio aquático. Nesse sentido, mostra-se importante intensificar as ações relacionadas ao controle da dispersão dos detergentes no meio aquático. Desse modo, as medidas de controle devem ser direcionadas para reduzir a concentração de fosfato nas formulações daqueles produtos, com a finalidade principal de minimizar a condição trófica de rios, lagos e cursos de águas (Quevedo et Paganini, 2011).
A transparência (disco de Secchi) correspondeu a 3,0m em SC-LI03S na estação seca. Trata-se de ponto que explicita a necessidade de aperfeiçoar as medidas conservacionistas no reservatório. O aumento da espessura da camada algal pode impossibilitar a entrada de luz na água e impedir, por consequência, a realização da fotossíntese pelos organismos presentes nas camadas mais profundas, o que ocasiona a morte das algas, a proliferação de bactérias decompositoras e o aumento do consumo de oxigênio por estes organismos. Tais condições podem inplicar na redução do teor de oxigênio dissolvido, conduzindo à mortandade de peixes e de outros organismos aeróbicos. Entretanto, a análise dos dados mostrou que o reservatório apresenta boas condições relacionadas a esse quesito.
Neste estudo, constatou-se que o resevatório da UHE-Sá Carvalho apresenta teores de oxigênio dissolvido superiores a 5mg/L, tanto na estação chuvosa quanto na seca, excetuando-se SC-LI05, que teve valor de 4,4mg/L em novembro de 2014 (Figura 8).
Figura 8. Oxigênio Dissolvido (OD) no reservatório da UHE-Sá Carvalho.
Outra característica física da água afetada pela ocorrência de florações é o pH, conforme pode ser observado na Figura 9. Durante todo o monitoramento, maiores valores de pH foram observados quando também foram registradas ocorrências de florações, em uma ou mais estações de amostragens. Tais resultados são concordantes com os apresentados por estudos realizados em reservatórios hidrelétricos. Azevedo (2003), Chorus et Bartram (1999), Bouvy et al. (2000) e Molica et al. (2005) constararam que o pH, neutro ou alcalino, em temperaturas acima de 20º C são fatores que beneficiam a ocorrrência de floração nos ecossistemas aquáticos.
Figura 9. pH no reservatório da UHE-Sá Carvalho.
4.3 Práticas de gestão no reservatório da UHE-Sá Carvalho
O reservatório da UHE-Sá Carvalho cumpre o objetivo de contribuir com a demanda de energia na região do Vale do Aço, Minas Gerais, Brasil. Entretanto, exige investimentos para aperfeiçoar a gestão ambiental em sua área de abrangência.
No período deste estudo observaram-se o florescimento de algas e a depleção de oxigênio na parte central da água no fundo do lago, o que exige a diminuição do aporte de nutrientes. Lima et al. (2017) relatam que entre as ações de mitigação está incluído o emprego de processos mecânicos, químicos e/ou biológicos. Ademais, pontuam quanto à importância de práticas capazes de promover a aeração do hipolímnio, a desnitrificação e a remoção de águas profundas e de macrófitas e algas - processos mecânicos capazes de revitalizar o reservatório e melhorar a qualidade da água.
Fonseca et al. (2016) reforçam que o manejo do reservatório com o emprego de processos químicos e biológicos pode ser eficaz e repercutir positivamente em toda a bacia de captação. Como estratégias mitigadoras cabíveis, os pesquisadores indicam o uso de algicidas, a precipitação de nutrientes e o uso de peixes herbívoros, de cianófagos e de biomanipulação (combinação de organismos vivos, comumente peixes que possam agir diretamente na cadeia alimentar). Outra ação importante é a realização de estudos sobre o comportamento reprodutivo e a biologia de espécies de peixes migradores na barragem, que subsidiem o delineamento de estratégias de repovoamento do reservatório (Ritter et al., 2017).
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A análise dos dados coletados indicou que as águas dos reservatórios da UHE-Sá Carvalho apresentaram resultados consoantes aos limites estabelecidos pela Resolução CONAMA 357/2005 e COPAM/CERH 01/2008 para águas Classe 2. A mensuração do IET indicou as condições oligotróficas: lagos com boa transparência e produtividade.
As estações amostrais apresentaram concentrações adequadas de oxigênio dissolvido, sendo os valores muito próximos aos das concentrações de saturação dos ambientes aquáticos. Tais condições explicitam balanço adequado, o que favorece o desenvolvimento das comunidades aquáticas. Também foram identificadas condições favoráveis em relação à dinâmica de oxigênio, normalmente saturado, na camada superior e inferior, baixa presença de macrófitas, com baixo nível de impacto aos usos múltiplos.
Os resultados relativos à presença de sólidos e turbidez no corpo aquático denotaram baixa significância quanto ao carreamento a partir da BHRP. Destacam-se as baixas concentrações relativas aos STD em todas as estações amostrais, evidenciando as boas condições ambientais do reservatório. Em suma, não foram verificados maiores riscos sobre os usos da água decorrentes da alteração da sua qualidade, tendo em vista a adequação ao atendimento do estabelecido pela Resolução CONAMA 357/2005 no período de estudo.
Para concluir, ressalta-se a relevância deste diagnóstico para o planejamento ambiental e a constatação de que é preciso ampliar o número de amostragens, com inclusão dos perídos de precipitação pluviométrica intermediária (pouca chuva), devendo-se utilizar as mesmas frequências de coletas e os mesmos períodos para a condução de novos trabalhos. Além disso, ratifica-se a importância das práticas que visam à conservação da qualidade da água do reservatório da UHE-Sá Carvalho e à preservação da vegetação nativa.
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Recebido: 03 nov. 2017
Aprovado: 11 fev. 2019
DOI: 10.20985/1980-5160.2018.v14n1.1363
Como citar: Queiroz, M. T. A.; Queiroz, C. A.; Queiroz, F. A. et al. (2019), “Avaliação do Índice de Estado Trófico e parâmetros de qualidade da água no reservatório da Usina Hidrelétrica de Sá Carvalho, Minas Gerais, Brasil”, Sistemas & Gestão, Vol. 14, N. 1, pp. 1-12, disponível em: http://www.revistasg.uff.br/index.php/sg/article/view/1363 (acesso dia mês abreviado. ano).