Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi, sér. Ciências Naturais, Belém, v.1, n.1, p. 141-148, jan-abr. 2003
Monitoramento de Águas Superficiais em Rios Estuarinos do Estado do Amapá sob Poluição Microbiológica Monitoring of Superficial Waters in Estuary Rivers in Amapá State under Fecal Pollution Alan Cavalcanti da Cunha 1 Alan Silva Nazaré2 Silvia Pantoja2 Helenilza Ferreira Albuquerque Cunha 3 RESUMO: O aumento da ameaça de poluição microbiológica nos recentes anos e a alta prioridade de proteção da saúde humana deram início a uma investigação sobre a qualidade das águas superficiais de risco potencial ou de interesse ambiental em áreas urbanas e periurbanas dos municípios de Macapá (Fazendinha), Santana e Mazagão. Informações de campo foram obtidas a partir do monitoramento mensal da qualidade da água, durante dois anos. As análises microbiológicas foram complementadas por informações de parâmetros físico-químicos da água e avaliações socioeconômicas das comunidades ribeirinhas em quatro rios estudados: Matapi, Fortaleza, Vila Nova e Paxicu, afluentes do rio Amazonas. Foram estudados alguns aspectos da dinâmica de uso da terra e da água e seus reflexos nas bacias hidrográficas envolvidas, bem como sua relação com a qualidade da água, poluição e riscos associados. Os resultados obtidos identificaram áreas e períodos de maior risco à saúde pública e ambiental, considerando fatores como a complexidade da dinâmica das marés, clima e influência antrópica local. Os principais resultados avaliados sobre a qualidade da água demonstraram que é necessário haver um interesse maior pela gestão de recursos hídricos e sua relação com a saúde pública. PALAVRAS -CHAVE: Qualidade da água; Monitoramento; Poluição microbiológica; Saúde pública. ABSTRACT : The increased threat of feacal pollution in recent years and high priority of protecting human health led to the initiation of a investigation of surface water quality in the Southeast of region Amapa State. According to the design of the investigation, monitoring sites were selected in order to asses the status and trends of feacal pollution, and the quality of the superficial waters of potential risk or environmental interest, close to the urban and periurban areas of Macapá (Fazendinha), Santana and Mazagão municipalities. Field information was obtained from the monthly monitoring of the water quality, during two years. Microbial analyses were complemented by information of physical-chemical parameters of the water. Additionally it was evaluated the riverine communities socioeconomic data for the four studied rivers: Matapi, Fortaleza, Vila Nova and Paxicu, which are tributaries of Amazon River. Some of the aspects of the dynamics of use of the land and water were studied such as their reflexes in the watersheds involved, their relationship with the water quality, pollution and associated risks. Results obtained about the water quality demonstrated that is necessary to have more interest for the administration of water resources and its relationship with the public health. KEY WORDS: Water quality; Monitoring; Microbial pollution; Public health.
INTRODUÇÃO
se tornado um forte componente de impacto sobre os corpos de águas naturais a demandar serviços de saneamento básico e disposição de resíduos (Byappanahali et al., 1998). Na Amazônia, as populações também se concentram nos centros urbanos.
Grande parte da população mundial vive nos centros urbanos e em áreas próximas às linhas costeiras estuarinas. Esse fato característico da humanidade, tem
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IEPA/CNPq-Instituto de Pesquisas Científicas e Tecnológicas do Estado do Amapá. Av. Feliciano Coelho, 1509, Trem. CEP 68.908-190. Macapá-AP, Brasil. (
[email protected])
2
Unifap-Universidade Federal do Amapá. (email)
3
DCR/CNPqIEPA/GERCO. (email)
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Dentre as principais abordagens do trabalho de pesquisa, destacam-se as seguintes: Identificação de fontes pontuais e difusas de contaminação (Cunha et al., 2001). Busca de fundamentações teóricas para a caracterização do problema. Para isso, utilizaramse referenciais de Cunha et al., (2000, 2001a) e Cunha (2001) e referenciais teóricos como Chapra (1998), Venter et al., (1998), Laws (1993), Lung (1993) e Velz (1984). A falta de informações dificulta o preenchimento das lacunas de conhecimento sobre o comportamento e a dinâmica da qualidade da água, uma vez que muito pouco se conhece sobre sua dinâmica e seus reflexos sobre a saúde humana. Uso de informações disponíveis a partir de análise espaço-temporal de parâmetros bacteriológicos, físicoquímicos e socioeconômicos, através da utilização de modelos matemáticos ou estatísticos simples. Análise de possíveis riscos à saúde pública em conseqüência da poluição hídrica, considerando-se as limitações da pesquisa diante da complexidade envolvida no problema, mormente as amplas variações dos fatores naturais e antrópicos preponderantes que influenciam a qualidade da água nas bacias hidrográficas.
Por essa razão, muitos problemas de qualidade da água já estão sendo percebidos, principalmente decorrentes do mau uso e desperdício. Alguns são significativos como em Macapá e Santana, ambas localizadas na linha costeira estuarina do estado do Amapá, margem esquerda do rio Amazonas. A poluição é detectável em alguns corpos de água, com conseqüências negativas para a saúde humana e ecossistemas em geral (Cunha et al., 2000, 2001). As principais causas desses impactos ambientais decorrem de uma forte pressão antrópica sobre os recursos hídricos. O uso intenso do solo e da água gera um permanente conflito entre o desenvolvimento econômico, normalmente com ocupação desordenada da bacia hidrográfica, e a busca de mitigação de impactos resultantes destas atividades. Isso resulta num interesse cada vez maior pela abordagem econômica e racional do gerenciamento da qualidade da água (Cunha, 2000; Chapra, 1997). No Amapá, a migração populacional intensa, cerca de 7% ao ano, segundo o censo do IBGE (2000), oriunda de outros estados e da zona rural, contribui para formar grandes assentamentos informais, os quais concentramse em espaços ou áreas restritas e inadequadas, favorecendo os fatores críticos que acabam elevando o nível de risco da população contrair doenças de origem hídrica (Cunha, 2000; Cunha et al., 2001a; Laws, 1993; Venter et al., 1998). Daí a importância de se desenvolver um programa de monitoramento da qualidade da água das áreas mais afetadas, a fim de se obter informações para auxiliar a tomada de decisão de instituições governamentais como a Companhia de Água e Esgoto, Secretarias de Estado e Municipais de Meio Ambiente e Saúde, Vigilância Sanitária e Defesa Civil. Assim, o presente estudo objetivou avaliar a distribuição espacial-temporal da poluição microbiológica em águas superficiais, localizadas em áreas urbanas e periurbanas dos municípios de Macapá, Santana e Mazagão. O intuito da investigação foi implementar um programa básico de monitoramento da qualidade da água nas referidas áreas, visando à sua eficiente operacionalização e ao baixo custo necessários. Dessa forma, a geração de informações úteis sobre a qualidade da água torna-se o cerne do planejamento estratégico e de gerenciamento dos recursos hídricos e mitigação de riscos à saúde pública (Cunha et al., 2001).
METODOLOGIA O presente estudo compreendeu a avaliação da qualidade da água em quatro rios estuarinos tributários do rio Amazonas: Matapi, Vila Nova, Fortaleza e Paxicu, os quais estão localizados próximos às áreas periurbanas e urbanas de Macapá (Fazendinha), Santana e Mazagão, como mostra a Figura 1. Os trechos dos rios selecionados para o monitoramento da qualidade da água foram escolhidos considerando fatores, como, uso da água e do solo, tributários, áreas de ocupação humana, fontes de poluição, distanciamento dos centros urbanos e logística de campo. O principal parâmetro avaliado foi a concentração de coliformes fecais, amostrado em quinze pontos de coleta ao longo desses rios, durante 24 meses, no período de setembro de 1999 a setembro de 2001. Portanto, cada ponto de coleta estudado foi analisado 24 vezes, exceto quando houve perda ocasional de alguma amostra. A análise de parâmetros físico-químicos, tais como pH, OD
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Figura 1 Área de estudo indicando os pontos de coleta das amostras. Fonte Cunha (2001).
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(oxigênio dissolvido), turbidez, condutividade elétrica, sólidos totais dissolvidos, sólidos totais suspensos, temperatura do ar e da água, foi conduzida para auxiliar na interpretação das informações microbiológicas, considerando fatores importantes como hidrologia, clima e presença humana. O estudo compreendeu, basicamente, as coletas em campo descritas abaixo: As coletas foram feitas no centro transversal do corpo de água, realizadas por meio de frascos apropriados de amostras, próximas da superfície, cerca de 20 cm abaixo da lâmina dágua. As análises bacteriológicas foram feitas em laboratório usando a técnica dos tubos múltiplos. Os parâmetros físico-químicos avaliados in loco foram: oxígênio dissolvido (OD), pH, condutividade elétrica, sólidos dissolvidos totais, turbidez, temperaturas do ar e da água. Em laboratório foram analisados a posteriori, sólidos totais e sólidos suspensos. Um barco a motor era utilizado nas coletas, que percorria todos os trechos normalmente em um período entre duas horas e meia a quatro horas. Os equipamentos para análise físico-química utilizados foram: para pH, pH-metro da marca Hanna instruments, HI8314; para oxigênio dissolvido, o equipamento da marca OD-Orion, IP-CE 66; para turbidez, o turbidímetro da marca Hach2100P e para condutividade e sólidos dissolvidos totais, o equipamento da marca HachSEM Ion 5.
(disposição final de resíduos) e as sobrecargas de poluentes nos corpos de água, problemas de operação e manutenção de abastecimento e tratamento de água, bem como as dificuldades financeiras para cobrir despesas de infra-estrutura, elevam os riscos de contaminação e surgimento de problemas de saúde pública e ambientais nos ecossistemas estudados. Alguns usos do solo identificados como os de maior potencial de poluição das águas superficiais foram: inserção de densos assentamentos - contaminação do solo e favorecimento da poluição difusa, mais difícil de controlar ou estudar; construção de palafitas sem nenhuma estruturação (inserção de infra-estrutura ineficiente, pauperrimamente mantida/operada ou saneamento inapropriado); desmatamento sistemático e desordenado inclusive matas ciliares; criação de gado bovino e agricultura inadequadas, nas áreas de matas ciliares. Na presente investigação, foi observado que o período de maior poluição se deu durante as chuvas. A explicação mais provável se deve às cargas de poluentes lixiviadas pelas águas das chuvas, principalmente nos meses de dezembro a março, quando são carreadas pelas correntes para os corpos de água superficiais, elevando sua concentração. Essas observações têm sido corroboradas pelos trabalhos de Cunha et al. (2000, 2001) e Cunha (2001). Disso decorre que a poluição fecal difusa (runoff), se distribui pela bacia hidrográfica e ao longo do corpo de água. As observações também apontam indícios de que alguns picos de concentração de bactérias surgem em decorrência de ambientes propícios para se reproduzirem nos solos tropicais quentes e úmidos, e não só, exclusivamente, no trato intestinal de animais de sangue quente, como demonstram Byappanahalli et al. (1998). Isso significa que a presença de coliformes fecais em áreas próximas de rios não alterados pelo homem, como o Vila Nova e o Matapi, é, provavelmente, de origem não antrópica. Isso explica por que os resultados das análises, durante os vinte e quatro meses, apresentaram somente duas ausências de coliformes fecais durante o verão, ainda assim, em apenas um ponto específico, dentre os 15 analisados. Esse deve ser um forte aspecto a ser estudado no futuro.
ANÁLISE DOS RESULTADOS Observou-se que o inadequado uso do solo tem provocado impacto sobre a qualidade microbiológica das bacias de águas superficiais. O uso da água, por outro lado, forneceu informações sobre possíveis riscos associados aos recursos hídricos microbiologicamente poluídos.
1. USO DA TERRA A ocupação desordenada, desmatamento e urbanização das áreas de drenagem das bacias hidrográficas foram os principais componentes que contribuíram, negativamente, para a qualidade da água Figura 1. Associado a estes, a falta de saneamento
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2. USO DA ÁGUA
m3/s, respectivamente. A vazão favorece a diluição e a autodepuração das águas. Desta forma, ambos têm uma grande capacidade de assimilar substâncias poluentes. O efeito de maré tende a aumentar a dificuldade de interpretação sobre como a pluma de coliformes fecais se dispersa no ambiente aquático porque, ocorrendo a mudança de sentido do escoamento, o sentido da pluma de poluição se reverte, podendo ou não ser trazida de volta ao local de origem do seu lançamento, dependendo das características hidrodinâmicas de cada corpo de água. Cunha et al. (2001) afirmam que a proximidade das fontes de poluição ao rio Amazonas é determinante para se avaliar os riscos associados à saúde humana (o qual tem uma alta capacidade de diluir poluentes ou se autodepurar). Porém, outros fatores físico-químicos interferem nessa capacidade autodepurativa, além do volume ou características hidráulicas do corpo de água, como: a) temperatura da água, b) pH, c) presença de nutrientes, d) sedimentação e adsorsão (representada pelos sólidos totais suspensos e sólidos totais dissolvidos), e) oportunidade de contato e extração biológica, f) vida competitiva e g) salinidade da água (representada pela condutividade elétrica). A influência desses parâmetros pode ser melhor detalhada na referência de Velz (1984). Analisando, individualmente, os corpos de água estudados, a fonte de poluição principal do igarapé do Paxicu, notadamente esgoto urbano e resíduo orgânico de um matadouro municipal, está muito próxima de sua foz, que desemboca no rio Amazonas. Nessas condições, normalmente ocorre uma rápida diminuição de concentração no Paxicu, por influência das marés e do rio Amazonas, autodepurando-o rapidamente. O mesmo não ocorre com o igarapé da Fortaleza que, apesar de ser maior em volume, comprimento e vazão do que o igarapé do Paxicu, apresenta maior dificuldade de se autodepurar devido ao maior afastamento das fontes de poluição em relação ao rio Amazonas. Contudo, em ambos os casos, a poluição já pode ser perceptível pelos moradores ribeirinhos. Pela Tabela 1 verifica-se que algumas das comunidades usam-na com restrição, como nos rios Fortaleza e Paxicu. Na Tabela 1 verifica-se que há coincidência significativa entre os níveis de contaminação perceptível para cada rio estudado, isto é, quanto mais alterada a qualidade da água do rio, mais restrito é o seu uso. E o mais
O uso e ocupação da bacia hidrográfica (Figura 1) apresentam reflexos diretos na qualidade da água e nas populações que vivem próximas a elas. Tais reflexos podem ser mensurados ou quantificados pelos indicadores ou parâmetros da qualidade da água. Dessa forma, torna-se importante a avaliação dos usos de fontes de água de origem potencialmente perigosa, para que se possa prever os riscos associados ao acesso e obtenção de água potencialmente perigosas à saúde humana. Seja ela bruta, parcialmente tratada, ou plenamente potável. Quanto aos usos da água, foram incluídas as seguintes prioridades, mediante os riscos à saúde pública: consumo de água superficial sem tratamento; consumo de água superficial com tratamento parcial; preparo de alimento; recreação com contato completo ou parcial com a água; irrigação de verduras ou hortaliças cruas; lavagem de roupas e utensílios domésticos. Foi observado por Cunha et al. (2001) e Cunha (2001) que durante a estação das chuvas, a concentração de coliformes aumenta vertiginosamente, havendo uma nítida diferença das concentrações médias durante os períodos de chuvas (dezembro a junho) e estiagem (julho a novembro). A ordem dessa variação, em média, pode ser de 102 a 105, entre duas estações consecutivas. Dessa forma, concluiu-se, obviamente, que os riscos associados à veiculação hídrica são maiores no período de chuvas, mais precisamente entre os anos 1999 e 2001. Contudo, a combinação de vários fatores envolvidos, sejam naturais ou antrópicos, aumenta a complexidade das interpretações, podendo levá-las a falhas de entendimento a respeito da dinâmica da qualidade da água nesses ambientes tropicais. Uma dessas interpretações seria a grande incerteza da permanência da tendência dos níveis de concentração de coliformes fecais no período de chuva, independentemente da coleta ocorrer na maré ascendente ou descendente. Ao se avaliar o uso das águas em cada rio estudado, verifica-se que nos igarapés do Paxicu e Fortaleza o uso é restrito, o que não ocorre com os rios Vila Nova e Matapi (Tabela 1). A razão disso é que esses dois últimos são rios grandes, com vazões próximas de 1000 a 1200
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Tabela 1. Usos prioritários da água nos quatro rios estudados (Cunha et al., 2001a). Uso da Água no Rio
Banho/Recreação Depósito de Resíduo Sólido Alimento Higiene e consumo de animais Pesca Navegação Irrigação
Matapi %
Fortaleza %
Paxicu %
Vila Nova %
26 Famílias Entrevistadas
50 Famílias Entrevistadas
19 Famílias Entrevistadas
20 Famílias Entrevistadas
17 04 13 08 -
100 25 80 50 95 95 10
89 89 85 50 89 73 12
39 10 08 13 25 05 -
Esse resultado demonstra que, ao se analisar simultaneamente os pontos da Figura 1, a freqüência em que a qualidade da água está acima dos níveis permitidos por lei (Conama, 1986) é de 75%, por exemplo, para a balneabilidade (concentração máxima 1000 NMP/100 ml, ordem de 103). Isto é, em apenas 25% dos casos considerados, a média da concentração temporal global de coliformes está dentro dos padrões. Este pode ser um forte indicador de risco, mediante as análises socioambientais constantes na Tabela 1. Em um estudo mais profundo dos dados, conclui-se que, em seqüência crescente de poluição microbiológica das águas, o rio mais afetado é o Paxicu, seguido do Fortaleza, depois Matapi e, por último, o Vila Nova. Essa ordem é coincidente com o distanciamento dos centros urbanos (Paxicu), seguido pelos periurbanos (Fortaleza) e, finalmente, os rurais (Matapi e Vila Nova). Contudo, vale lembrar que houve momentos em que esse comportamento não foi obedecido. A seqüência ou distribuição espacial de concentração modificava-se a cada nova análise. Porém, na medida que o número destas aumentava, as variações tornavam-se menores, isto é, os pontos tornavam-se cada vez mais ajustados à curva do gráfico da Figura 2. Entretanto, esse comportamento também pode modificar-se com o tempo, dependendo da dinâmica de ocupação e uso do solo e das águas.
importante, as informações socioeconômicas foram obtidas anteriormente à presente análise. Isso significa que a população ribeirinha já tem consciência, de certa forma, dos riscos do uso da água. Ela própria já começa a restringir alguns desses usos, seja por já ter uma certa infra-estrutura de saneamento, seja por sua pura percepção e observação do ambiente natural (traduzido pela falta de peixes, pelas alterações das margens dos rios e presença excessiva do homem em certas áreas), seja pela alteração da própria aparência da água. Assim, uma das formas mais simples de avaliar os níveis de contaminação é classificá-los em níveis de probabilidade e freqüência da ocorrência da concentração de coliformes fecais. A Figura 2 pode ser utilizada como indicadora de probabilidade de risco para saúde pública. A escala logarítmica utilizada no eixo vertical do gráfico decorre da ampla faixa de variação das concentrações avaliadas entre épocas de chuva e épocas de estiagem. Ou seja, o número 3 significa que a concentração de coliformes fecais é da ordem de mil; o número 4, da ordem de 10 mil; o número 5, da ordem de 100 mil, e assim por diante. De acordo com o gráfico, ao se extrair o argumento do logaritmo no eixo Y, verifica-se que há 50% de probabilidade da concentração média global ser menor ou igual a C=1969,2 (NMP/100 ml de amostra). Esse valor está muito acima do permitido por lei para a balneabilidade de rio classe 2 (Conama, 1986). A linha reta do gráfico representa um ajuste linear do logarítmico da concentração de coliformes fecais em função da probabilidade (freqüência), ajustando-se bem a uma distribuição normal, uma vez que o coeficiente de distribuição de Pearson (r2 = 0,928) está próximo de 1.
CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS A abordagem se reportou a um método objetivo para selecionar áreas e épocas para a incorporação de programas de monitoramento microbiológico em áreas específicas do estado do Amapá. O método pode ser facilmente adaptado para outras circunstâncias, locais
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fortes indicadores de poluição decorrentes de hábitos de lançamentos de resíduos devido às características antrópicas locais. A Figura 2 demonstrou em que nível ocorre a concentração de coliformes fecais quando se consideram todos os pontos conjuntamente em cada análise mensal. Porém, na medida em que o número de cada nova coleta aumenta, os novos resultados apresentados acabam incidindo dentro da faixa gráfica anteriormente existente, mostrando que as amplitudes máximas e mínimas provavelmente já foram alcançadas. Do ponto de vista dos riscos ambientais e de saúde humana, caso as alterações de uso do solo e da água não se aprofundem ou se modifiquem rapidamente, tem-se uma ferramenta útil para o gerenciamento ambiental e tomada de decisão com base nestas faixas de variabilidade. Desta feita, isto pode ser realizado a partir de inferências de probabilidades de análises estatísticas simples como a da Figura 2. Deve ser considerado que as limitações do estudo restringiram-se a uma área relativamente pequena, não podendo ser realizadas extrapolações para outras regiões do estado. No máximo, pode-se interpolar valores dentro da área onde esta foi gerada, para maior confiabilidade no seu uso. Daí decorre o principal uso do método aqui utilizado.
ou parâmetros, uma vez que os usos cruciais da água e do solo e seus impactos podem ser identificados e quantificados de forma global ou para cada corpo de água individualmente. Esse procedimento pode e deve ser utilizado para identificar zonas sob impacto ambiental ou sob riscos à saúde pública. Diante do que foi apresentado na Tabela 1, bem como analisando os detalhes das informações obtidas para construir a Figura 2, pode ser observado que há fortes indícios de significativas alterações nos corpos de água estudados. Contudo, os níveis de poluição se apresentam notadamente em ascensão, principalmente nos rios Paxicu e Fortaleza e menos observáveis nos rios Matapi e Vila Nova. Dentre os principais indícios dessas alterações, podem ser enumeradas as restrições de uso da água pelas populações ribeirinhas, a grande variabilidade dos parâmetros microbiológicos e físico-químicos (às vezes entre pontos tão próximos quanto 300 m), porém, diferentemente impactados pelos usos do solo e da água; diminuição ou ausência de peixes e animais aquáticos; presença de resíduos sólidos flutuantes na superfície da água; explícita degradação da bacia hidrográfica ou áreas próximas dos rios. Apesar dos parâmetros da qualidade da água variarem naturalmente nesses corpos de água, devido aos efeitos naturais já observados anteriormente, as grandes diferenças entre dois pontos próximos são
Figura 2. Cada ponto na curva representa a média temporal mensal dos quinze pontos estudados. A curva é uma indicação da probabilidade de ocorrer concentração de coliformes fecais menor ou igual a um valor Y, indicado no eixo vertical, extraindo-se o logaritmo da concentração.
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AGRADECIMENTOS
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Os autores agradecem o apoio financeiro do CNPq, aos técnicos do laboratório da SEMA-AP e à equipe de pesquisadores do GERCO-IEPA.
CUNHA, A. C.; CUNHA, H. F. A.; SIQUEIRA, E. Q. 2000. Water pollution survey in rivers of the State of AmapáBrazil. In: Workshop Ecolab, 5. Macapá: 19-25 nov., p. 315-323.
REFERÊNCIAS
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Recebido: 19/02/2002 Aprovado: 23/01/2003
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