CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DE ÁGUAS DE SUPERFÍCIE E SUBTERRÂNEA EM ÁREA DE FLORESTA PRIMÁRIA NA AMAZÔNIA CENTRAL Silvana Lima da Silva1; Sávio José Filgueiras Ferreira2; Ari de Oliveira Marques Filho3; Ana Rosa Tundis Vital4; Juan Daniel Villacis Fajardo5; Sebastião Átila Fonseca Miranda6; João Augusto Dantas de Oliveira7; Wolfram Karl Franken8 & Cláudia Pontes Barros9 RESUMO --- Foram investigados elementos químicos (N, P, K, Ca, Mg e Na) na água superficial do igarapé Bolívia e na água subterrânea (região saturada) na zona ripária, para contribuir com um estudo integrado do sistema hídrico da Reserva florestal Adolpho Ducke, localizada no Norte da cidade de Manaus. As amostras de superfície foram coletadas diretamente no igarapé e as subterrâneas em 4 piezômetro, semanalmente. Os teores dos nutrientes: cálcio, magnésio e potássio, são relativamente baixos, pois refletem a pobreza dos solos da região e apresentaram comportamento semelhantes à outros ambientes aquáticos de área de terra firme na Amazônia Central. Foi observado que esses cátions apresentaram concentrações mais elevadas no período chuvoso, mas tendem a serem retidos no sistema florestal, contrapondo-se ao lixiviamento. O sódio foi o cátion que apresentou concentrações mais elevadas, com valores acima de 1 mg/L; notou-se que este cátion tende a ser removido do ambiente florestal. ABSTRACT --- The chemical elements N, P, K, Ca, Mg, and Na were investigated in the surface water of the igarapé (stream) Bolívia and in the groundwater in the riparian zone (saturated region), with the purpose of contributing to an integrated study of the water system in the Adolpho Ducke Forest Reserve, located on the north part of the city of Manaus. The surface samples were collected directly on the stream and the groundwater ones in 4 piezometers on a weekly basis. The nutrient content, including calcium, magnesium and potassium is relatively low, as it reflects the soil poverty in the region, and show a behavior similar to other upland aquatic environments in Central Amazon. It was observed that these cations showed a higher concentration in the rainy season, but tend to be retained in the forest system, as opposed to leaching. Sodium was the cation with the highest concentration, with values above 1 mg/L. It was observed that this cation tends to be removed from the forest environment.
Palavras-chave: Hidroquímica, floresta de terra firme, igarapé.
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Graduanda do curso de Geografia da Universidade Federal do Amazonas. Bolsista do Instituto Nacional de Pesquisa da Amazônia. Av. André Araújo, 2936, Aleixo, CEP 69060-001, Manaus – AM. E-mail:
[email protected] 2 Pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisa da Amazônia. E-mail:
[email protected] 3 Pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisa da Amazônia. E-mail:
[email protected] 4 Pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisa da Amazônia. E-mail:
[email protected] 5 Pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisa da Amazônia. E-mail:
[email protected] 6 Pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisa da Amazônia. E-mail:
[email protected] 7 Pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisa da Amazônia. E-mail:
[email protected] 8 Pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisa da Amazônia. E-mail:
[email protected] 9 Graduanda do curso de Geografia da Universidade Federal do Amazonas. Bolsista do Instituto Nacional de Pesquisa da Amazônia. Av. André Araújo, 2936, Aleixo, CEP 69060-001, Manaus – AM. E-mail:
[email protected]
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1. INTRODUÇÃO Os vários tipos de ambientes aquáticos existentes estabelecem interações de fluxos entre si e com outros sistemas através de suas fronteiras (Miranda, 1997). Entre um corpo de água e o ambiente terrestre que o rodeia, podem ser estabelecidas inúmeras opções que possibilitem a troca de energia e nutrientes e, de acordo com Likens e Bormann (1974), os vetores (veículos) que transportam energia e matéria podem ser categorizados como meteorológicos, geológicos e biológicos. Na área deste estudo, a Reserva Florestal Adolpho Ducke existem diversos igarapés que drenam a água para fora dos limites da mesma, bem como igarapés que, após receberem carga poluidora, drenam para dentro. Uma boa parte da área fronteira à reserva vem sendo intensamente ocupada, causando danos ambientais visíveis como a presença de lixo, material em suspensão e odor nos igarapés. Não se sabe até onde a reserva está sendo afetada em virtude da referida ocupação de suas margens. O Igarapé Bolívia (Figura 1), cujas nascentes encontram-se dentro da Reserva, e suas condições hidrológicas mantêm-se preservadas e o estudo da entrada de nutrientes provenientes de fluxos subterrâneos necessitam ser investigados para um entendimento das trocas entre o igarapé e suas vizinhanças.
Figura 01: Igarapé Bolívia, Reserva Ducke. Autora: LIMA, Silvana. Na área onde são realizados os estudos no igarapé Bolívia o solo é arenoso. Este tipo de solo possui elevada capacidade de infiltração, devida não somente às suas próprias características, mas também em virtude de haver cobertura vegetal (floresta de baixio) em toda a área, o que faz com que não se observe escoamento superficial e a água infiltrada é liberada para dentro do igarapé I Simpósio de Recursos Hídricos do Norte e Centro-Oeste
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através do lençol freático, fenômeno este que é denominado de escoamento subterrâneo. Também na região próxima ao igarapé (baixio) recebe água de outros de tipos de solos sob florestas (Encosta e platô), que promove não somente fluxo de água, mas de nutrientes. Estudos anteriores realizados na Reserva Ducke mostram que, na área da bacia hidrográfica do igarapé Bolívia, a disponibilidade de nutrientes para as plantas é baixa, os solos podem ser classificados como distróficos, com baixos valores de Capacidade de Troca de Cátions Efetiva. O solo ainda permanece preservado e a proximidade do limite urbano ainda não está causando alteração, porém isto deve ser estudado com maiores detalhes para se conhecer os recursos hídricos pressionados pela ocupação urbana (Almeida et al., 2005). Ferreira et al. (2005) observaram que os nutrientes na solução do solo em área de platô, de encosta e de baixio mantêm-se sem vestígios de alterações. Estudos com sedimentos de fundo realizados por Cerdeira et al. (2004) evidenciam que, à medida que os igarapés da zona rural aproximam-se da urbana, as variáveis físicas e químicas de seus sedimentos vão sendo alterados devido às atividades antrópicas que ocorrem nesses locais. Estas investigações fazem parte dos estudos que vêm sendo realizados pela Coordenação de Pesquisas em Clima e Recursos Hídricos (CPCR) do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA) desde 2004 na Reserva Florestal Adolpho Ducke, no município de Manaus, para consolidar um referencial apropriado para o controle e acompanhamento das modificações impostas ao sistema natural no futuro, e a outros sistemas hidrológicos da área urbana de Manaus. Este trabalho visa investigar o comportamento dos elementos químicos (N, P, K, Ca e Mg) da água superficial do igarapé Bolívia e da água subterrânea (região saturada) na zona ripária, para contribuir com um estudo integrado no sistema hídrico da Reserva Ducke, com a finalidade de melhor conhecer sua estrutura e seu funcionamento e ajudar a estabelecer um referencial de comportamento para outros ambientes hídricos da região central da Amazônia.
2. MATERIAIS E MÉTODOS Este estudo foi realizado dentro da Reserva Adolpho Ducke que compreende uma área de 100 km2 (10x10 km) (Figura 2), e está situada na periferia de Manaus com coordenadas 02º 53’ de latitude S e 59º 58’ de longitude, e a pesquisa está conduzida em torno do igarapé Bolívia, localizado na zona sul da reserva florestal. Durante o período de Agosto a Dezembro de 2006, foram feitas excursões, semanais.
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2.1 Coleta de amostras de água. Água superficial – Foi coletada diretamente em igarapé natural, no interior da reserva e acondicionadas em frascos de polietileno. Água subterrânea – Foram coletadas em quatro piezômetros (1, 2, 3 e 4) em um transecto perpendicular ao igarapé Bolívia no interior da reserva, em ecossistema natural. As profundidades dos piezômetros, tendo como referência o nível do solo, são: Profundidade de instalação (cm) Piezômetro 1
206
Piezômetro 2
265
Piezômetro 3
90
Piezômetro 4
110
Para esse tipo de coleta, é necessário utilizar um sistema para a coleta de amostra de água dos piezômetros. Esse sistema consiste de um Kitasato de 1000 mL conectado a duas mangueiras: uma ligando a uma bomba de vácuo manual; e a outra à abertura superior do frasco ao fundo do piezômetro, como mostra a Figura 3. Após a coleta as amostras são acondicionadas em frascos de polietileno.
Figura 02: Coleta de amostra dos Poços, dentro da Reserva Adolfo Ducke, Agosto de 2006. Autora: LIMA, Silvana.
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Os piezômetros consistem de tubos de PVC de 75 mm de diâmetro externo, contendo aproximadamente 80 furos (feitos com broca de 5,8mm) bem distribuídos nas paredes, ocupando uma extensão de 31 cm no corpo do tubo, por onde é captada a água. Estes furos foram feitos próximos a uma das extremidades onde se colocava também tampa (Figura 5). Os dois primeiros piezômetros encontram-se distanciados entre si por cinco metros, estando o primeiro próximo a 5 m da margem do igarapé, o segundo a cinco metros do primeiro. Os piezômetros 3 e 4 foram instalados, respectivamente, paralelos aos primeiros, mas suas profundidades são menores.
Figura 03: Esquema dos piezômetros a serem utilizados neste trabalho d = diâmetro externo As amostras coletadas são trazidas para o laboratório de química ambiental do INPA onde são analisadas, seguindo as normas descritas em APHA (1995). Essas medidas e coletas são realizadas visando estudar os fluxos em diferentes épocas do ciclo hidrológico.
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES É através da redução natural de nitrogênio atmosférico na água, dos processos de excreção dos organismos vivos e dos processos de degradação do material orgânico, que ocorre a presença da amônia na água, onde esta é rapidamente absorvida pelas bactérias. A alta quantidade de amônia na água é resultado de contaminação por esgoto. Como o igarapé estudado é natural, e ainda não sofre influência direta da pressão antrópica existente sob a Reserva Adolfo Ducke, suas concentrações de amônia variaram de
