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8/3/2019 IET - final

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Universidade Estadual do Rio de Janeiro

Centro de Tecnologia e Cincias

Instituto de Qumica

Ps-graduao em Qumica Qumica Ambiental

Maria Aparecida L. G. M. Rodrigues Mand e Paula Teixeira dos Santos

ndices de Estado Trfico

Rio de Janeiro


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2011

SumrioSumrio .......................................................................................................... 2

ndice de Figuras ......................................................................................... 2

ndice de Tabelas ........................................................................................ 2

4 Referncias Bibliogrficas: ...................................................................... 12

ndice de FigurasFigura 1 ndice de Estado Trfico de Carlson (1977). Fonte: Virginia WaterResources Research Center, 2007 [ref. R.E. Carlson; Moore & Thornton1988]..............................................................................................................6

ndice de TabelasTabela 1 - Limites para diferentes nveis de estado trfico, segundo osistema de classificao proposto pela OECD (1982). Fonte: Lamparelli,2004...............................................................................................................6

Tabela 2 - Amplitude dos critrios regionais obtidos para clorofila, fsforo,nitrognio, transparncia ou turbidez, para rios/riachos e lagos/reservatriosnas 14 ecorregies norte-americanas, USEPA (2000). Fonte: Lamparelli,

2004...............................................................................................................8Tabela 3 - Concentraes limites entre as classes trficas, obtidas notrabalho de Dodds et al. (1998). Fonte: Lamparelli (2004).............................9

Tabela 4 - Limites para diferentes nveis de estado trfico segundo osistema de classificao proposto por Toledo (1990). Fonte: Lamparelli,2004.............................................................................................................10

Tabela 5 - Limites para classes de estado trfico baseados em Salas eMartino (2001). Fonte: Lamparelli, 2004.....................................................10

Tabela 6 Limites para diferentes nveis de estado trfico, segundo o

sistema de classificao proposto por Lamparelli (2004) para rios..............11

Tabela 7 - Limites para diferentes nveis de estado trfico, segundo osistema de classificao proposto por Lamparelli (2004) para reservatrios......................................................................................................................11


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1 Introduo

As alteraes globais esto ligadas a diversos eventos, que vo desde o

incremento populacional, a utilizao excessiva de recursos, o

desenvolvimento tecnolgico at a globalizao cada vez mais intensa(Straskraba & Tundisi, 1999). As atividades humanas levam a usos mltiplos

dos recursos hdricos tais como: suprimento para abastecimento pblico,

irrigao, uso industrial, navegao, recreao e aquicultura. Embora essas

atividades variem de acordo com a ocupao da bacia de drenagem e com a

organizao econmica e social da regio, todas geram impactos deteriorando

a qualidade da gua e interferem na sua quantidade disponvel.

Muitos reservatrios esto localizados em regies urbanas, onde a

necessidade de suprimento adequado de gua urgente. Nestes locais, a

biodiversidade aqutica sofre perdas drsticas e o custo do tratamento da gua

para abastecimento pblico tem aumentando consideravelmente devido s

intensas atividades antropognicas. As atividades impactantes alteram

sistemas em equilbrio, at mesmo acarretando na acelerao de processos

naturais que afetam direta e indiretamente a biota. Um processo natural de

escala geolgica que pode ser observado ao longo de dcadas devido

interferncia antrpica a eutrofizao (Lamparelli, 2004).

2 Eutrofizao

Existem diversas definies do processo de eutrofizao, podendo ser

definido como o aumento da quantidade de nutrientes presentes no sistema

aqutico tanto naturalmente quanto artificialmente, assim como um processo

onde o aumento do crescimento de algas ocorre em decorrncia do aumento

da quantidade de nutrientes disponveis no sistema (WHO, 1988). Vollenweider

(1983 apud Salas & Martino, 2001) considera esse aumento de nutrientes no

corpo dgua como sendo uma reduo na sua qualidade, principalmente de

lagos, devido ao crescente desenvolvimento de biomassa algal e seu

metabolismo. A Organizao para Cooperao Econmica e Desenvolvimento

(OECD Organisation for Economic Cooperation and Development, 1982)


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define eutrofizao como sendo um aumento de nutrientes causando o

estmulo de diversos processos de deteriorao dos corpos dgua atravs do

aumento da produo de biomassa algal e de macrfitas.

WHO (1988) tambm se refere eutrofizao como um processo natural deenvelhecimento do lago, que com o tempo, a reteno hdrica e

consequentemente o acmulo de material particulado chega a resultar na

formao de pntanos e lentamente em um ambiente terrestre. Em um

ambiente ausente de influncias antrpicas existe um equilbrio na

disponibilidade de nutrientes e a produo de biomassa de origem vegetal.

Como ferramenta, o ndice do Estado Trfico (IET) tem por finalidade

classificar corpos dgua em diferentes graus de trofia, ou seja, avalia a

qualidade da gua quanto ao enriquecimento por nutrientes e seu efeito

relacionado ao crescimento excessivo das algas ou ao aumento da infestao

de macrfitas aquticas (CETESB, 2010). Os trs principais nveis de trofia so

classificados como:

Oligotrfico: apresenta baixa concentrao de nutrientes no sistema e

consequentemente baixa reposta biolgica.

Eutrfico: apresenta alta concentrao de nutrientes no sistema e alta

resposta biolgica.

Mesotrfico: apresenta concentrao de nutrientes no sistema e

resposta biolgica intermedirias.

3 ndices de Estado Trfico

O ndice de Estado Trfico (IET) foi proposto inicialmente por Carlson

(1977), baseado na biomassa fitoplanctnica encontrada no sistema em

observao, onde os parmetros avaliados so a clorofila a, transparncia

(disco de Secchi) e fsforo total, e est representado por:


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Onde:

DS = transparncia medida por meio de disco de Secchi, expressa em m

Cl a = concentrao de clorofila a medida superfcie da gua, expressa

em g/L

PT = concentrao de fsforo total medida superfcie da gua, expressaem g/L

ln = logaritmo natural

A tabela de classificao dos estados trficos (figura 1):

IET < 30 : Oligotrfico clssico: gua lmpida, oxignio no hipolminio ao

longo de todo ano.

IET 30 - 40 : Lagos mais profundos ainda exibem oligotrofia clssica,

mas alguns lagos mais rasos apresentam-se anxicos no hipolmnio durante o

vero.

IET 40 - 50 : gua moderadamente clara, mas com o aumento da

possibilidade de anoxia no hipolmnio no vero.

IET 50 - 60 : Nvel inferior de eutrofia clssica: reduo da transparncia,

anoxia hipolmnica no vero, problemas evidentes com macrfitas, pescaria

apenas em guas mornas.

IET 60 - 70 : Predominncia de algas azuis, provavelmente com

tapetes de algas, problemas intensos com macrfitas.


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IET 70 - 80 : Possveis floraes de algas durante o vero, leitos com

densa presena de macrfitas com extenso limitada pela penetrao da luz.

Pode ser classificado como hipereutrfico.

IET > 80 : Tapetes de algas, mortandade de peixes no vero, poucasmacrfitas e dominncia de peixes resistentes.

Figura 1 ndice de Estado Trfico de Carlson (1977). Fonte: Virginia WaterResources Research Center, 2007 [ref. R.E. Carlson; Moore & Thornton 1988].

A OECD (1982) publicou resultados de diversos estudos sobre

monitoramento, avaliao e controle da eutrofizao em sistemas aquticos, e

assim estabeleceu limites para uma classificao trfica descritas na tabela 1.

Essa classificao tambm foi estabelecida para regies temperadas.

Tabela 1 - Limites para diferentes nveis de estado trfico, segundo o sistema declassificao proposto pela OECD (1982). Fonte: Lamparelli, 2004.

Oligotrfico Mesotrfico Eutrfico

ndice deEstado

Transparncia (m)

Clorofila a(ppb)

Fsforo Total(ppb)


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Outro estudo relacionado a regies temperadas foi realizado pela Agncia

de Proteo Ambiental Americana (USEPA, 1991) que adotou o ndice de

estado trfico LEI (Lake Evaluation Index), variando de 0 a 100. A utilizao

deste ndice consiste em classificar o estado trfico enquanto mostra as

tendncias recuperao ou deteriorao da qualidade da gua.

Assim, o ndice LEI representado por:

Onde:

XDS = transparncia medida por meio de disco de Secchi, expressa em m

XNT = concentrao de nitrognio total na coluna dgua, expressa em g/L

XPT = concentrao de fsforo total na coluna dgua, expressa em g/L


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XOD = concentrao mdia de oxignio dissolvido na coluna dgua,

expressa em g/L

XCl a = concentrao de clorofila a na coluna dgua, expressa em g/L


LEI = ndice de lei (0,00 100,0)

A interpretao dos dados se d por:

Regio I: 80 < LEI 100 - O lago s encontra no estado eutrfico e em

condies anxicas.

Regio II: 20 < LEI 80 - O lago se encontra em recuperao. O valor

de LEI = 50 confere uma transio da condio anxica para xida.

Regio III: 0 < LEI 29 - O lago se encontra em nveis mesotrficos ou

oligotrfico, com concentraes de oxignio dissolvido prximas aos valores de

saturao.

Em 2000, a USEPA realizou outro estudo onde 14 ecorregies nos Estados

Unidos foram definidas de acordo com as semelhanas fsicas de cada regio

para a caracterizao de nutrientes em rios e riachos (tabela 2).

Tabela 2 - Amplitude dos critrios regionais obtidos para clorofila, fsforo,nitrognio, transparncia ou turbidez, para rios/riachos e lagos/reservatrios nas14 ecorregies norte-americanas, USEPA (2000). Fonte: Lamparelli, 2004.


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No estudo realizado por Dodds et al. (1998 apudLamparelli, 2004) em rios

dos Estados Unidos e Nova Zelndia, so estabelecidos limites para clorofila a,

nitrognio total e fsforo total. Atravs deste estudo foi construda uma

distribuio cumulativa de frequncias e ento definida a concentrao limite

do tero inferior como o limite entre as classes oligo e mesotrfica e a

concentrao limite do tero superior como o limite entra as classes meso e

eutrfica. Assim, trs classes de trofia propostas pertenceriam a trs conjuntos

de dimenses semelhantes (tabela 3).

Tabela 3 - Concentraes limites entre as classes trficas, obtidas no trabalhode Dodds et al. (1998). Fonte: Lamparelli (2004).

O metabolismo em ambientes aquticos se difere entre regies temperadas

e tropicais, havendo a necessidade de uma adaptao dos ndices propostos

anteriormente para regies tropicais (Lamparelli, 2004). Toledo et al.

(1983,1984 apud Lamparelli, 2004) props em seus estudos essa adaptao

do ndice de Carlson para reservatrios de So Paulo, formando uma nova

classificao (tabela 4) baseada na concentrao de clorofila a, de fsforo total

e transparncia:


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Onde:

IETT = ndice de estado trfico adaptado por Toledo (1984)

DS = transparncia medida por meio de disco de Secchi, expressa em m

Cl a = concentrao de clorofila a medida superfcie da gua, expressa

em g/L

PT = concentrao de fsforo total medida superfcie da gua, expressa

em g/L


Tabela 4 - Limites para diferentes nveis de estado trfico segundo o sistema declassificao proposto por Toledo (1990). Fonte: Lamparelli, 2004.

Com base em dados de lagos e reservatrios da Amrica Latina e Caribe,

Salas & Martino (1991) publicaram um estudo (revisado em 2001 pelos

mesmos autores) realizado pelo Centro Pan Americano de Engenharia

Sanitria e Cincias Ambientais (CEPIS) (tabela 5).

Tabela 5 - Limites para classes de estado trfico baseados em Salas e Martino

(2001). Fonte: Lamparelli, 2004.


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No intuito de avaliar o monitoramento e tambm propor alteraes nos

modelos de trofia de sistemas aquticos do estado de So Paulo, Lamparelli

(2004) props um novo ndice de estado trfico para os reservatrios da regio,

levando em considerao as diferenas entre rios e reservatrios:

Para rios (Tabela 6):

Tabela 6 Limites para diferentes nveis de estado trfico, segundo o sistema declassificao proposto por Lamparelli (2004) para rios.

Para reservatrios (tabela 7):

Tabela 7 - Limites para diferentes nveis de estado trfico, segundo o sistema declassificao proposto por Lamparelli (2004) para reservatrios.


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4 Referncias Bibliogrficas:

CARLSON, R.E. A trophic state index for lakes. Limnology and Oceanography.22(2) 361- 369. 1977.

CETESB, (COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL).Relatrio de Qualidade das guas Interiores do Estado de So Paulo - 2009.So Paulo, Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental. (SrieRelatrios). 311p. 2010.

LAMPARELLI, M.C. Graus de trofia em corpos dgua do estado de So Paulo:avaliao dos mtodos de monitoramento. So Paulo: USP, 2004.

OECD (ORGANISATION FOR ECONOMIC COOPERATION AND

DEVELOPMENT). Eutrophication of water: monitoring, assessment and control.OECD. Paris. 154p. 1982.

SALAS, H.J.; MARTINO, P. A simplified phosphorus trophic state model forwarm-water tropical lakes. Water Research. 25(3) 1341-350. 1991.

SALAS, H.J.; MARTINO, P. Metodologas simplificadas para evaluacin deeutroficacion en lagos clidos tropicales. Relatrio CEPIS. 60p. 2001.

STRASKRABA, M.; TUNDISI, J.G. Reservoir water quality management. ILEC

Guidelines series, No 9, 129p. 1999.

USEPA (UNITED STATES OF AMERICA ENVIRONMENT PROTECTIONAGENCY). Water Quality Criteria Summary. Washington, U.S. EnvironmentalProtection Agency. 1991.

USEPA (UNITED STATES OF AMERICA ENVIRONMENT PROTECTIONAGENCY ). Nutrient Criteria - Technical Guidance Manual - Rivers andStreams. Washington. 176p + Anexos. 2000a.

USEPA (UNITED STATES OF AMERICA ENVIRONMENT PROTECTIONAGENCY). Nutrient Criteria - Technical Guidance Manual - Rivers and Streams.Washington.Washington. 152p + Anexos. 2000b.

WALKER, J.; YOUNOS, T.; ZIPPER, C. Nutrients in Lakes and Reservoirs ALiterature Review for Use in Nutrient Criteria Development. Virginia WaterResources Research Center. VWRRC Special Report SR34-2007. 2007.

WHO. Eutrophication of Lakes and Reservoirs in Warm Climates. World HealthOrganization, Environmental Health Series EH30, Copenhagen . 1988.

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