Qualidade da água em um sistema de reservatórios em cascata - um estudo de caso no semiárido brasileiro / Water quality in a cascade reservoir system - a case study in the Brazilian semiarid region

RESUMO A escassez hídrica e o aumento da demanda de água para usos múltiplos incentivaram a construção de diversos reservatórios e sistemas de transferências hídricas entre bacias hidrográficas em diversas partes do mundo, principalmente em regiões áridas e semiáridas. Apesar de essas medidas mitigarem os aspectos quantitativos do abastecimento, a diminuição da qualidade da água disponível pode se tornar uma limitação importante. Este estudo teve por objetivo avaliar a qualidade da água no sistema de transferência que abastece a Região Metropolitana de Fortaleza, Ceará. Foram analisados 20 parâmetros de qualidade de água ao longo do sistema. Aplicou-se em seguida a análise de agrupamento utilizando a distância euclidiana associada ao método de ligação de Ward para agrupar os 13 pontos de coleta que foram estabelecidos conforme suas similaridades. A piora da qualidade da água ficou evidente ao longo do sistema, com o aumento da concentração de cianobactérias, pH, nitrogênio total, oxigênio dissolvido, turbidez e clorofila-a. Com relação às cianobactérias, duas espécies mostraram-se dominantes — Oscillatoria sp. e Microcystis sp. — e sete abundantes — Merismopedia sp., Cylindrospermopsis sp., Pseudanabaena sp., Anabaena sp., Aphanizomenon sp., Aphanocapsa sp. e Dolichospermum sp. A presença de cianobactérias potencialmente tóxicas e a piora da qualidade da água tornam a realização de monitoramentos frequentes e o desenvolvimento de sistemas de alerta essenciais para a adequada gestão dos recursos hídricos, tanto do ponto de vista ambiental quanto do de saúde pública.

ABSTRACT Water scarcity and increasing water demand for multiple uses encourage the construction of reservoirs and water transfer systems between watersheds in various parts of the world, especially in arid and semi-arid regions. Although these measures may mitigate the quantitative aspects of water supply, the quality decrease of the available water may become an important limitation. This study aimed to evaluate the water quality in the water transfer system that supplies the metropolitan region of Fortaleza, Ceará. Twenty water quality parameters were analyzed throughout the system followed by the application of the Euclidean distance and Ward's method to group the 13 sampling points according to their similarities. The worsening of the water quality was evident with increasing cyanobacterial concentration, pH, total nitrogen, dissolved oxygen, turbidity, and chlorophyll-a. Regarding cyanobacteria, two species were dominant: Oscillatoria sp. and Microcystis sp. while seven were abundant: Merismopedia sp., Cylindrospermopsis sp., Pseudanabaena sp., Anabaena sp., Aphanizomenon sp., Aphanocapsa sp. e Dolichospermum sp. The presence of potentially toxic cyanobacteria and the worsening of water quality make frequent monitoring and the development of alert systems essential for the management of water resources, both from an environmental and public health point of view.

Influence of rainfall on the trophic status of a Brazilian semiarid reservoir / Influência da chuva no estado trófico de um reservatório do semiárido brasileiro

This study evaluated the trophic conditions of the reservoir located in the urban perimeter of the town General Sampaio, semiarid region of the Ceará State, Brazil and its relationship with seasonal variation in rainfall between 2010 and 2011. It was obtained data for Secchi disk transparency, total phosphorus, and chlorophyll a to calculate the Trophic State Index (TSI), as well as rainfall data. The Trophic State Index (TSI) proposed by Carlson (1977) and modified by Toledo Junior (1990) was used to test the influence of the seasonal variation in rainfall on hydrological variables and on trophic conditions of the reservoir in 2010 and 2011. There was seasonal variability in variables analyzed between climatic periods (rainy and dry) and trophic conditions determined through the trophic index indicated conditions ranging from oligotrophic to eutrophic during the two years analyzed in this reservoir. Under these circumstances, one may conclude that the trophic status is related to seasonal fluctuations in the hydrology of the system controlled by rainfall, which is a common feature of semiarid regions.

Este estudo buscou avaliar as condições tróficas do reservatório situado no perímetro urbano da cidade de General Sampaio, semiárido do Estado do Ceará, Brasil e sua relação com a variação sazonal das chuvas nos anos 2010 e 2011. Foram obtidos dados de transparência do disco de Secchi, fósforo total e clorofila a para calcular o Índice de Estado Trófico (IET), em paralelo com os dados pluviométricos. Foi utilizado o Índice de Estado Trófico (IET), proposto por Carlson (1977), modificado por Toledo Junior (1990), para testar se a variação sazonal de chuva alterou significativamente as variáveis hidrológicas e as condições tróficas das águas do reservatório nos anos 2010 e 2011. Houve variabilidade sazonal nas variáveis analisadas entre os períodos climáticos (chuvoso e seco) e as condições tróficas determinadas por meio do índice trófico indicaram a presença de condições oligotróficas variando as condições eutróficas durante os anos analisados neste reservatório. Conclui-se que o estado trófico deste reservatório está relacionado com as flutuações sazonais na hidrologia do sistema controlado pela chuva, que é uma característica comum de regiões semiáridas.

Avaliação da vulnerabilidade ambiental de reservatórios à eutrofização / Evaluation of reservoirs environmental vulnerability to eutrophication

Esse trabalho apresenta uma ferramenta de análise da vulnerabilidade de reservatórios à eutrofização, visando subsidiar ações de controle e remediação desse processo. Foram analisadas três subbacias de açudes - Araras, Edson Queiroz e Jaibaras, da bacia do Acaraú, CE, Brasil. A análise multiatributo usada na definição de indicadores ambientais de vulnerabilidade dos açudes à eutrofização, considerou sua sensibilidade e fatores de pressão nas suas sub-bacias que acarretam o transporte de sedimentos e nutrientes para os reservatórios. Foi utilizado um Sistema de Informações Geográficas (SIG) com a ferramenta álgebra de mapas para manipular dados de uso e ocupação do solo, declividade do terreno e erodibilidade do solo. Foi identificada alta vulnerabilidade à eutrofização nos três açudes pelas susceptibilidades à erosão, alta carga poluidora principalmente pela pecuária extensiva na região e baixa profundidade relativa dos reservatórios.

This work presents a tool to analyze the vulnerability of reservoirs to eutrophication, aiming to subsidize control and remediation actions related with this process. It was analyzed the water basins of Araras, Edson Queiroz and Jaibaras reservoirs, located in the Acaraú watershed, Ceará, Brazil. The multi-criteria analyses methodology used, in order to define environmental vulnerability indicators to reservoir eutrophication, considered reservoir sensibility and pressure factors in the water basin responsible for the transport of sediments and nutrients to the reservoir. A Geographic Information System (GIS) with map algebra as major tool was applied to soil use and occupation, declivity and erosion indicators. It was identified high vulnerability to eutrophication in the three mentioned reservoirs because of the waterbasins susceptibility to erosion, high phosphorous load mainly from the extensive cattle raising and low relative depth of the reservoirs.

Impactos ambientais da carcinicultura de águas interiores / Environmental impacts of the inland shrimp farming

O objetivo deste trabalho é identificar os principais aspectos e impactos ambientais relacionados à carcinicultura em águas interiores, através da análise das etapas do processo e dos diferentes tipos de cultivo, em 32 fazendas localizadas nas bacias do Médio e Baixo Jaguaribe, Ceará, Brasil. Essa avaliação foi realizada aplicando-se questionários e realizando-se a caracterização dos efluentes e do solo de 3 viveiros selecionados. Os principais impactos ambientais estão relacionados à ocupação de áreas de preservação permanente pelos viveiros de engorda, conflitos pelo uso da água em região semi-árida, contaminação de corpos hídricos que são fonte de abastecimento humano para os municípios da região e aumento de doenças entre os trabalhadores rurais pela manipulação inadequada de produtos químicos durante o cultivo. Esses impactos podem ser reduzidos a níveis compatíveis com a capacidade de suporte do meio, quando respeitada a legislação e adotada boas práticas de manejo. Recomenda-se também a condução de estudos que avaliem a capacidade de suporte da bacia hidrográfica, visando balizar o licenciamento ambiental e a concessão de outorgas de água para o desenvolvimento da atividade.

This work aims to identify the main environmental aspects and impacts of the inland shrimp farming, through the analysis of the process stages and different cultivation techniques in farms located in the Baixo Jaguaribe region, Ceará State, Brazil. This evaluation was done applying questionnaires along with all farm owners or managers and making physical-chemical analysis of the effluents and the tanks soil in three selected farms. The main environmental impacts identified are related to the occupation of preservation areas by the shrimp tanks, greater conflicts between water users, contamination of the water resources that are also the main source of drinking water to the municipalities and the increase of diseases among rural workers by the inadequate manipulation of chemical products during production. These impacts can be reduced to match with the region environmental capacity, when the legislation is respected and the good practices are adopted. Besides, it is also recomended to carry out research studies that access the watershed environmental capacity to sustain shrimp farming growth, in order to orient environmental and water use licensing.

Impactos ambientais do lançamento de efluentes da carcinicultura em águas interiores / Environmental impacts of inland shrimp farming effluents

A bacia do Baixo Jaguaribe-CE depara-se com a instalação progressiva de fazendas de camarão às margens do rio Jaguaribe onde não há interferência de água salina. Esse trabalho tem como principal objetivo avaliar as características físicas, químicas e bacteriológicas dos efluentes contínuos e da despesca de fazendas de camarão, refletindo sobre os possíveis impactos do lançamento desses efluentes e formas de atenuação desses impactos. Foram analisadas amostras da água de captação e dos efluentes de dois viveiros de duas diferentes fazendas. Os parâmetros analisados para os efluentes contínuos foram: pH, turbidez, nitrato, amônia total, condutividade elétrica, DBO5, fósforo total, fósforo solúvel, alcalinidade total, sólidos totais, sólidos totais dissolvidos, sólidos suspensos, coliformes termotolerantes e clorofila a. Para os efluentes da despesca foram acrescentados OD e a fração de sólidos sedimentáveis. Os resultados mostraram que, embora os efluentes contínuos se apresentem dentro dos padrões estabelecidos pela legislação, na despesca os valores obtidos para pH, amônia total, sólidos suspensos e sedimentáveis estão acima dos valores permitidos contribuindo para a deterioração progressiva da qualidade da água dos corpos hídricos da região.