Dinâmica temporal da qualidade da água em um córrego urbano / Temporal dynamics of water quality in an urban stream

RESUMO A urbanização conduz ao acréscimo de superfícies de baixa permeabilidade nas bacias hidrográficas, o que resulta em aumento no volume de água pluvial escoado superficialmente nos terrenos e, consequentemente, na ampliação de poluentes carreados aos cursos de água receptores, o que pode prejudicar a qualidade de suas águas. O objetivo principal da presente pesquisa foi analisar a variação da qualidade da água ao longo do dia em um córrego impactado por área urbana por meio do índice de qualidade das águas (IQACETESB) e dos parâmetros envolvidos no seu cálculo. A coleta de amostras foi realizada uma vez ao mês, durante o período de sete meses, nos seguintes horários: 8h, 14h e 19h. No geral, foram encontradas baixas concentrações de oxigênio dissolvido e altos teores de matéria orgânica e nutrientes no córrego avaliado. A amostragem em diferentes períodos do dia foi eficiente em relação ao entendimento dos processos antrópicos que acontecem na sub-bacia estudada (e.g., lançamento de esgoto doméstico in natura e aporte intenso de fósforo no período da manhã). Além disso, foi observada uma oscilação significativa no valor do IQACETESB entre os três períodos do dia, tal como em junho de 2018: 52 (manhã) e 23 (noite). Dessa forma, a avaliação do IQACETESB conduzida em apenas um horário do dia pode deixar passar informações essenciais para os gestores ambientais, resultando em uma visão errônea do problema.

ABSTRACT Urbanization leads to the addition of areas of low permeability in watersheds, which results in an increase in the volume of rainwater drained superficially and, consequently, in the expansion of pollutants carried to the receiving watercourses, which may impair the quality of their waters. The main objective of this research was to analyze the variation in water quality throughout the day in a stream impacted by urban areas through the water quality index (WQICETESB) and the parameters involved in its calculation. Sample collection was performed once a month, for a period of seven months, at the following times: 8:00 am, 2:00 pm, and 7:00 pm. In general, low concentrations of dissolved oxygen and high levels of organic matter and nutrients were found in the stream evaluated. Sampling at different times of the day was efficient in terms of understanding the anthropic processes that take place in the studied sub-basin (e.g., the release of fresh domestic sewage and intense phosphorus input in the morning). In addition, a significant fluctuation in the value of the WQICETESB was observed between the three periods of the day, as in June 2018: 52 (morning) and 23 (night). Thus, the evaluation of the WQICETESB conducted in only one hour of the day can pass on essential information for environmental managers, resulting in an erroneous view of the problem.

Index-based and compliance assessment of water quality for a Brazilian subtropical reservoir / Avaliação da qualidade da água baseada em índices e da conformidade ao enquadramento de um reservatório subtropical brasileiro

ABSTRACT The Passaúna catchment is part of the Upper Iguaçu watershed and includes a water supply reservoir for over 500,000 inhabitants of Curitiba metropolitan region. The aim of this study was to establish the state of reservoir water quality, and whether it has undergone any recent medium- and long-term variations. A physical-chemical-biological assessment was undertaken using nine indicators and three indexes: Water Quality Index (WQI), Trophic State Index (TSI) and Shannon-Weaver Index (H') for macroinvertebrate diversity. Compliance with the prescribed quality standards for the water body was verified using frequency curves. Two WQI calculation approaches were contrasted to test for conditions of partial data unavailability. Temporal trends in key parameters were assessed using Spearman's rank correlation coefficient. WQI results from 1991-2014 indicated that the water quality may be classified as good and improved in the final decade of such period, while most TSI results were in the oligotrophic/mesotrophic range, but with no significant temporal trend. The biodiversity result of H'=1.6 obtained with data acquired in 2014 indicated a moderately degraded ecosystem that is typically associated with flow regulation and a degree of water quality impairment. Such a multi-indicator integrated physical-chemical-biological monitoring approach comprised a robust framework for assessments of medium-long term aquatic health.

RESUMO A bacia do rio Passaúna situa-se na parte superior da Bacia do Rio Iguaçu e inclui um reservatório de águas de abastecimento público para mais de 500 mil habitantes da região metropolitana de Curitiba. O objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade das águas desse reservatório e identificar eventuais ocorrências de tendência temporal de variação. O estudo de características físicas, químicas e biológicas do corpo de água envolveu dados históricos e recém-adquiridos de nove indicadores e três índices: Índice de Qualidade das Águas (WQI), Índice de Estado Trófico (TSI) e Índice de Diversidade de Shannon-Weaver (H') para diversidade de macroinvertebrados. A conformidade aos padrões de qualidade prescritos foi analisada com base em curvas de permanência de qualidade de água. Duas formas de cálculo do WQI foram contrastadas para averiguar o efeito de disponibilidade incompleta de dados. Tendências temporais em parâmetros-chave foram buscadas com o teste de correlação de Spearman. Os resultados do WQI, entre 1991 e 2014, indicaram que a qualidade da água do reservatório pode ser classificada como "boa", apresentando tendência estatisticamente significativa de melhoria na última década de tal período. Os resultados obtidos para o TSI ficaram na faixa oligotrófico/mesotrófico e sem tendência significativa de variação temporal. O resultado de biodiversidade do H'=1,6, obtido com dados adquiridos em 2014, indicou um ecossistema aquático moderadamente degradado, tipicamente associado com o represamento de cursos de água e com um certo grau de comprometimento da qualidade da água. A abordagem integradora multi-indicadores de aspectos físicos, químicos e biológicos adotada neste estudo conferiu robustez à avaliação realizada da qualidade de água do corpo de água no médio-longo prazo.

Monitoring of urban and rural basins: water quality of Mourão basin / Monitoramento de bacias urbana e rural: análise integrada de qualidade de água da bacia hidrográfica do Rio Mourão

The Mourão River basin is located on the central western region of the Paraná State – Brazil, between coordinates 23º 44’ - 24º 25 South latitude and 52º 12’ - 52º 30’ West longitude, between 270 and 820 m above sea level, and 1,648.21 km2 drainage area. Water quality was evaluated by monitoring physical, chemical and microbiological parameters. Monthly samplings were performed for a year at five sites in the basin for analysis of: pH, temperature, dissolved oxygen, biochemical oxygen demand, total nitrogen, ammoniacal nitrogen, nitrite, nitrate, total phosphorus, turbidity, total solids, volatile solids and fecal coliforms. The results of the evaluated parameters showed higher values than the limits set by CONAMA Resolution 357 from 2005 for Class 2 in some samples. The Water Quality Index (WQI) indicated that 72% of samples had average quality and 28% had good quality for the Mourão River basin. Higher values of WQI were observed after rainfall period with median of 75 compared to the dry period with median of 62. The source of the Mourão River is contaminated with fecal coliforms, evidencing the real need to treat sewage in rural areas.

Resumo A Bacia Hidrográfica do Rio Mourão, localizada na porção centro ocidental do Estado do Paraná – Brasil, entre as coordenadas 23º 44’ - 24º 25’ Latitude Sul e 52º 12’ - 52º 30’ Longitude Oeste, entre 270 e 820 m acima do nível mar, possui área de drenagem de 1.648,21 km2. Nesta bacia foi avaliada a qualidade da água por meio de monitoramento de parâmetros físico-químicos e microbiológicos. Foram realizadas coletas mensais durante um ano em 5 pontos selecionados da bacia, sendo realizadas análises de: potencial Hidrogeniônico, temperatura, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, nitrogênio total, nitrogênio amoniacal, nitrito, nitrato, fósforo total, turbidez, sólidos totais, sólidos voláteis e coliformes fecais. Os resultados dos parâmetros avaliados indicaram valores superiores aos limites preconizados na Resolução CONAMA 357 de 2005 para rios de classe 2 em algumas amostras. Com a análise do Índice de Qualidade das Águas (IQA), obteve-se 72% das amostras com qualidade média e 28% com qualidade boa para a bacia do Rio Mourão. Os maiores valores do IQA foram observados na época de chuvas com mediana de 75 comparados ao período de seca com mediana de 62. Constatou-se que a nascente do rio Mourão está contaminada com coliformes fecais, mostrando a real necessidade de se tratar os esgotos sanitários no meio rural.

Monitoring of urban and rural basins: water quality of Mourão basin

The Mourão River basin is located on the central western region of the Paraná State Brazil, between coordinates 23º 44 - 24º 25 South latitude and 52º 12 - 52º 30 West longitude, between 270 and 820 m above sea level, and 1,648.21 km2 drainage area. Water quality was evaluated by monitoring physical, chemical and microbiological parameters. Monthly samplings were performed for a year at five sites in the basin for analysis of: pH, temperature, dissolved oxygen, biochemical oxygen demand, total nitrogen, ammoniacal nitrogen, nitrite, nitrate, total phosphorus, turbidity, total solids, volatile solids and fecal coliforms. The results of the evaluated parameters showed higher values than the limits set by CONAMA Resolution 357 from 2005 for Class 2 in some samples. The Water Quality Index (WQI) indicated that 72% of samples had average quality and 28% had good quality for the Mourão River basin. Higher values of WQI were observed after rainfall period with median of 75 compared to the dry period with median of 62. The source of the Mourão River is contaminated with fecal coliforms, evidencing the real need to treat sewage in rural areas.

Resumo A Bacia Hidrográfica do Rio Mourão, localizada na porção centro ocidental do Estado do Paraná Brasil, entre as coordenadas 23º 44 - 24º 25 Latitude Sul e 52º 12 - 52º 30 Longitude Oeste, entre 270 e 820 m acima do nível mar, possui área de drenagem de 1.648,21 km2. Nesta bacia foi avaliada a qualidade da água por meio de monitoramento de parâmetros físico-químicos e microbiológicos. Foram realizadas coletas mensais durante um ano em 5 pontos selecionados da bacia, sendo realizadas análises de: potencial Hidrogeniônico, temperatura, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, nitrogênio total, nitrogênio amoniacal, nitrito, nitrato, fósforo total, turbidez, sólidos totais, sólidos voláteis e coliformes fecais. Os resultados dos parâmetros avaliados indicaram valores superiores aos limites preconizados na Resolução CONAMA 357 de 2005 para rios de classe 2 em algumas amostras. Com a análise do Índice de Qualidade das Águas (IQA), obteve-se 72% das amostras com qualidade média e 28% com qualidade boa para a bacia do Rio Mourão. Os maiores valores do IQA foram observados na época de chuvas com mediana de 75 comparados ao período de seca com mediana de 62. Constatou-se que a nascente do rio Mourão está contaminada com coliformes fecais, mostrando a real necessidade de se tratar os esgotos sanitários no meio rural.