Avaliação e proposta de adequação da rede de monitoramento da qualidade das águas superficiais das sub-bacias do Rio das Velhas e do Rio Paraopeba, utilizando técnicas estatísticas multivariadas

Surface water quality monitoring is essential for a sustainable management of water resources and an efficient pollution control. However, the monitoring of several parameters of water quality in several monitoring stations demand a high cost. Therefore, it is essential to design a well-structured sampling network, in order to present the most cost-effective and practical logistics, without losing useful and relevant information of the monitored water quality. Thus, this study aimed to evaluate and propose an adjustment for water quality monitoring network for surface freshwaters in Velhas river and Paraopeba river basins, using a multivariate statistical method. The Cluster Analysis, Principal Components Analysis and Factor Analysis were associated with non-parametric tests and an analysis of violations of the limits prescribed by law, to identify the parameters and the most relevant monitoring stations in each sub-basin, which must be kept on the network, and to evaluate the sampling frequency performed. Considering the two sub-basins, the parameters fecal coliforms, total manganese and phosphorus were considered the most relevant for the characterization of water quality. On the other hand, total chromium, total cadmium, selenium, total dissolved copper, total boron and oils and greases were considered less relevant. The discharge of domestic sewage and industrial wastewater, mining activities and the diffuse pollution from agriculture and pasture areas are the main sources of pollution responsible for surface water quality deterioration in these sub-basins. Several monitoring stations showed high contamination by biodegradable organic matter and solids input, but the AV320 (Córrego da Mina - Raposos) and BP073 (Riacho das Pedras Betim) are the stations whose water quality are the most degraded in the Velhas river basin and Paropeba river basin, respectively. The analysis of sampling frequency, which could only be held in the Velhas river basin, showed that the water quality is influenced by hydrological conditions (dry and rainy seasons). However, the water quality presents some variations along the year. Thus, monthly frequency is the most suitable for assessing the water quality in regions affected by various sources of pollution. Therefore, multivariate analyzes were efficient to guide the adequacy of the water quality monitoring network of Velhas river and Paraopeba river basins, and it can be used for other monitoring data from another watersheds.

O monitoramento da qualidade das águas superficiais é essencial para uma gestão sustentável dos recursos hídricos e para o eficiente controle da poluição. Todavia, monitorar diversos parâmetros de qualidade da água em várias estações de monitoramento demanda um elevado custo. Por isso, é essencial o delineamento de uma rede de amostragem bem estruturada, que apresente o melhor custo-benefício e uma logística prática, sem perder informações úteis e relevantes da qualidade da água monitorada. Este trabalho teve como objetivo avaliar e propor uma adequação das redes de monitoramento da qualidade das águas superficiais das bacias hidrográficas do rio das Velhas e do rio Paraopeba, utilizando métodos estatísticos multivariados. As Análises de Cluster, de Componentes Principais e Fatorial, associadas a testes não paramétricos e a análise de violação aos limites preconizados pela legislação identificaram os parâmetros e as estações de monitoramento mais relevantes em cada sub-bacia, e avaliaram a frequência de amostragem realizada. Considerando as duas sub-bacias, os parâmetros coliformes termotolerantes, manganês total e fósforo total foram considerados os mais relevantes para a caracterização da qualidade da água, enquanto que os parâmetros cromo total, cádmio total, selênio total, cobre dissolvido, boro total e óleos e graxas, os menos relevantes. O lançamento de esgoto doméstico e efluentes industriais, atividades minerárias e a poluição difusa por agricultura e áreas de pastagens são responsáveis pela deterioração da qualidade das águas superficiais nestas sub-bacias. Dentre as estações de monitoramento, destacam-se as estações AV320 (Córrego da Mina Raposos) e BP073 (Riacho das Pedras Betim), cuja qualidade da água é a mais degradada na bacia do rio das Velhas e do rio Paraopeba, respectivamente, apresentando alta contaminação por matéria orgânica biodegradável e aporte de sólidos. A análise da frequência de amostragem realizada em estações da calha do rio das Velhas demonstrou que a qualidade da água é influenciada por condições hidrológicas (estações seca e chuvosa). Entretanto, há uma variação entre os meses do ano, e, por isso, a frequência mensal é a mais adequada para se avaliar a qualidade da água em locais onde atuam diferentes fontes de poluição. Portanto, as análises multivariadas foram eficientes para orientar a adequação da rede de monitoramento da qualidade das águas da bacia do rio das Velhas e do rio Paraopeba, podendo ser empregadas em dados de monitoramento de outras bacias hidrográficas.