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I SIMPÓSIO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO SÃO FRANCISCO

AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA DOS DADOS DE MONITORAMENTO DA SUBBACIA DO RIO PARAOPEBA, INSERIDA NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO SÃO FRANCISCO

Ana Luiza Cunha Soares Giovanna Moura Calazans Carolina Cristiane Pinto Lívia Duarte Ventura Melo Sílvia Maria Alves Corrêa Oliveira

Juazeiro, 07 de junho de 2016

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INTRODUÇÃO ü Monitoramento constante da qualidade das á guas grande aliado para a garantia das condições adequadas da água para os diferentes usos em diferentes locais ao longo do tempo. ü Monitoramento por longos períodos e em várias estações de amostragem banco de dados grande e complexo. ü M é todos estat í sticos multivariados excelente ferramenta explorat ó ria para a interpreta ç ã o de complexos conjuntos de dados de monitoramento.

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OBJETIVO • Analisar a varia ç ã o da qualidade da á gua entre as esta ç õ es de monitoramento da bacia do rio Paraopeba, por meio da An á lise de Cluster, teste n ã o param é trico de Kruskal/ Wallis e an á lise do percentual de violação.

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METODOLOGIA Área de estudo • Região central do estado de Minas Gerais; • Abrange uma área de 12.054 km2; • Abriga um dos mais importantes centros econômicos de Minas Gerais, localizado entre Contagem e Betim.

Figura 1 – Bacia do rio Paraopeba

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METODOLOGIA Monitoramento de qualidade da água Desde a implantação da rede até o ano de 2013: • • • • •

1.509 coletas; 62 parâmetros de qualidade da água; 33 estações de monitoramento; Frequência de amostragem: trimestral e semestral; Total de dados válidos: 59.860.

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Organização do banco de dados SELEÇÃO DO PERÍODO E DOS PARÂMETROS

Seleção do período de estudo Período em que foi observado um maior número de estações com séries completas de dados

Seleção dos parâmetros

Percentual de dados faltantes

Percentual de dados censurados

Exclusão de parâmetros com mais de 10% de dados faltantes

Exclusão de parâmetros com mais de 90% dos dados censurados

Valores censurados6= Limite de detecção

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AVALIAÇÃO ESPACIAL DA QUALIDADE DAS ÁGUAS Banco de dados selecionados Padronização dos dados em escala Z

Análise de Cluster (AC) Teste não paramétrico de KruskalWallis 7

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Análise de violação dos parâmetros de qualidade da água aos limites preconizados pela legislação • Porcentagem de viola ç ã o dos par â metros de qualidade da água à Deliberação Normativa Conjunta COPAM/CERH- MG n º 01/2008, segundo a classe de enquadramento do corpo d’água.

• Par â metros de qualidade da á gua que apresentaram 50% ou mais de viola ç ã o no período analisado “parâmetros críticos”.

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RESULTADOS E DISCUSSÃO Organização do banco de dados Tabela 1 - Banco de dados de monitoramento das á guas superficiais da bacia do rio Paraopeba selecionado para aplicação das estatísticas multivariadas Período Total de coletas Dados válidos

1º trimestre de 2008 ao 4º trimestre de 2013 720 13.560

Estações de BP022, BP024,BP026, BP027, BP029, BP032, BP036, BP066, BP068, BP069, monitoram BP070, BP071, BP072, BP073, BP074, BP076, BP078, BP079, BP080, BP082, BP083, BP084, BP086, BP088, BP090, BP092, BP094, BP096, BP098, BP099 ento Cloreto total, coliformes termotolerantes, condutividade el é trica in loco, cor verdadeira, demanda bioqu í mica de oxig ê nio, demanda qu í mica de Parâmetros oxigênio, ferro dissolvido, fósforo total, manganês total, nitrato, nitrogênio amoniacal total, nitrog ê nio org â nico, oxig ê nio dissolvido, pH in loco, sólidos em suspensão totais, sólidos totais, temperatura da água, turbidez

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RESULTADOS E DISCUSSÃO Avaliação espacial da qualidade dá água Figura 2 - Dendograma da Análise de Cluster para o banco de dados trimensais da bacia 0 do rio Paraopeba, 7referente ao per í odo de 2008 a 2013: 18 par â metros e 30 esta ç õ es de monitoramento.

60 50 40 30 20 Distância Euclidiana 10 0

BP073 BP071 BP098 BP084 BP086 BP069 BP090 BP074 BP072 BP099 BP083 BP078 BP082 BP070 BP068 BP036 BP029 BP027 BP066 BP032 BP079 BP026 BP024 BP088 BP096 BP094 BP092 BP022 BP080 BP076

Grupos 1 2 3

4

56

E s ta ç õ e7s d e m o n ito ra m e n to

8

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RESULTADOS E DISCUSSÃO Figura 3 - Box- plot das concentra ç õ es dos par â metros e resultados do teste de compara ç õ es m ú ltiplas, ap ó s diferen ç a significativa indicada pelo teste de Kruskal/ Wallis (p<0,05), considerando os agrupamentos formados na Análise de Cluster.

1 ,8 E 5 1 ,6 E 5

1

1 ,4 E 5

2 =

3

=

1 ,2 E 5

4 =

5 =

6

= = = =

80000 60000 40000

Coliformes termotolerantes (NMP/100mL) 2

3

4

= = = =

20000

1

=

5

G ru p o s

6

7

8

=

1E5

0

7

=

= =

= = =

8

Grupo 1  Acima do limite de detecção do método  160.000 11 NMP/100mL  Altamente contaminada por esgoto domésticos.

Grupos 1 2 3 4 5 6 7 8

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RESULTADOS E DISCUSSÃO Figura 4 - Box- plot das concentra ç õ es dos par â metros e resultados do teste de compara ç õ es m ú ltiplas, ap ó s diferen ç a significativa indicada pelo teste de Kruskal/ Wallis (p<0,05), considerando os agrupamentos formados na Análise de Cluster.

3 ,0

1

2 ,5

= =

2 ,0

2 =

3 = =

=

4

5

6 = =

7

8

=

=

=

= =

1 ,5

1 ,0

=

Manganês total (mg/L) 0 ,5

0 ,0

1

2

3

4

5

G ru p o s

6

7

= = =

= =

=

Grupos 1 2 3 4 5 6 7 8

8

Localizadas no Quadrilátero Ferrífero

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RESULTADOS E DISCUSSÃO Figura 5 - Box- plot das concentra ç õ es dos par â metros e resultados do teste de compara ç õ es m ú ltiplas, ap ó s diferen ç a significativa indicada pelo teste de Kruskal/ Wallis (p<0,05), considerando os agrupamentos formados na Análise de Cluster.

7

1

6

2 =

3

4

5

=

5

=

4

= =

3

=

Fósforo total (mg/L) 2

6 = =

7

8

= =

=

=

1 0

1

2

3

4

5

G ru p o s

6

7

8

As estações de monitoramento do grupo 7 estão a jusante do polo industrial de Betim

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Grupos 1 2 3 4 5 6 7 8

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RESULTADOS E DISCUSSÃO Análise de violação dos parâmetros de qualidade da água legislação Figura 6- à Porcentagem de estações de monitoramento de frequência trimestral na bacia do rio Paraopeba que apresentaram 50% ou mais de violação aos parâmetros analisados.

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RESULTADOS E DISCUSSÃO Análise de violação dos parâmetros de qualidade da água à legislação Tabela 2 - Número de parâmetros críticos (50% ou mais de violação) nas estações de monitoramento mensal do rio Paraopeba

Número de parâmetros críticos Estações de monitoramento

8 BP073

5 BP069 BP084

4 BP098

3 BP071 BP080

2 BP024 BP027

1 BP022 BP026

BP086

BP029

BP032

BP036

BP078

BP066

BP082

BP068

BP088

BP070

BP090

BP072

BP092

BP074

BP096

BP076

BP099

0 BP094

BP079 isoladas no dendograma);

BP083 estações ); Grupo 5 Legenda: Grupos 1, 2, 3, 5 e 6 (estações Grupo 4 (2 (11 estações); Grupo 7 (12 estações)

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CONCLUSÃO •

Estações de monitoramento mais relevantes

grupos 1 a 6 da Análise de

Cluster o

•

A maioria delas estão localizadas na região do polo industrial de Betim

As esta ç õ es de monitoramento do grupo 7 e 8 apresentam melhor qualidade da água e menores violações à legislação.

•

Parâmetros que mais se destacaram para a caracterização da qualidade da água

•

coliformes termotolerantes, manganês total e fósforo total.

Esta ç õ es de monitoramento que apresentaram alta contamina ç ã o por matéria orgânica biodegradável e aporte de sólidos Pedras, em Betim)

•

BP073 (Riacho das

é a mais degradada na bacia do rio Paraopeba.

Elevadas violações do parâmetro coliformes termotolerantes.

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REFERÊNCIAS a) Artigo em revista SABINO, C. V. S; LAGE, L. V.; ALMEIDA, K. C. B. Uso de métodos estatísticos robustos na análise ambiental. Engenharia Sanitária e Ambiental, edição especial, p. 87/ 94, 2014.

OLSEN, R. L.; CHAPPELL, R. W.; LOFTIS, J. C. Water quality sample collection, data treatment and results presentation for principal components analysis – literature review and Illinois River watershed case study. Water Research, v. 46, p. 3110/ 3122. 2012. b) Dissertação ARAUJO, E. N. Estudo do comportamento espacial dos par â metros de qualidade das á guas da bacia do rio Paraopeba. (Trabalho de Conclusão de Curso) Universidade Federal de Minas Gerais – UFMG, 2014.

CALAZANS, G. M. Avaliaç ã o e proposta de adequaç ã o da rede de monitoramento da qualidade das á guas superficiais das sub- bacias do rio das Velhas e do rio Paraopeba, utilizando t écnicas estatísticas multivariadas. 2015. 196 f. Dissertação (Mestrado em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos H í dricos) / Escola de Engenharia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte. 2015.

TRINDADE, A. L. C. Aplicação de técnicas estatísticas para avaliação de dados de monitoramento de qualidade das águas superficiais da porção mineira da Bacia do Rio São Francisco. 2013. 181 f.

Disserta ç ã o (Mestrado em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos H í dricos) / Escola de Engenharia, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte. 2013. c) Publicação de entidades INSTITUTO MINEIRO DE GESTÃO DAS ÁGUAS – IGAM. Identificaç ã o de munic í pios com condiç ão crítica para a qualidade de água na bacia do rio Paraopeba. Belo Horizonte: IGAM, 2013. 41p.

INSTITUTO MINEIRO DE GEST Ã O DAS Á GUAS – IGAM. Monitoramento da Qualidade das Águas Superficiais no Estado de Minas Gerais: relatório trimestral (2º trimestre de 2014). 168p. 2014. d) Site CIBAPAR / Consórcio Intermunicipal da Bacia Hidrográfica do rio Paraopeba. Disponível em < http://www.cibapar.org.br/a/ bacia>. Acesso em 28 abr. 2016.

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