Estratégias para o monitoramento da qualidade da água em bacias rurais de cabeceira | Strategies for monitoring water quality in first-order rural catchment

Quality of natural waters is dependent on geomorphological and edaphoclimatic characteristics of each watershed. These characteristics provide a pattern of regularity in water quality over time, affected by season and rain intensity. The variation in water quality is influenced, mainly, by anthropic actions. The population development is conditioned to the presence of water, negatively impacting the environmental quality, due to high polluting loads that return to water courses. In the agricultural environment, application of high doses of inputs may degrade water quality since these inputs can be lost by leaching or surface runoff. The objective of this dissertation was to understand hydrosedimentological factors and processes that influence water quality of a small rural watershed with intense changes in land use and management, to search for monitoring techniques capable of better identifying spatiotemporal changes in the evaluated parameters. Monitoring was divided into three strategies. The first one had the objective of evaluating surface and groundwater characteristics of the rainy season, with a monthly interval for approximately one year. During this period, water supplied to the rural community was also evaluated, comparing the characteristics of water from three sources with the national legislation standards. Considering the influence of surface runoff on water quality, the second period had the objective of identifying changes in water quality characteristics during rainfall events, also characterizing the scale effect during monitoring. The third period was to evaluate historical data of the long period, low sampling frequency monitoring in the watershed. The parameters that most interfere in the variation of the surface and ground water quality during the base flow were the biological parameters, phosphorus and the turbidity, which are above the standard established by the current legislation CONAMA 357 for most of the analyses. During rainfall events, the behavior of some parameters of water quality changes significantly with the hydrograph and sedimentograph, also varying according to the area of contribution for each sampling point. The main parameters that increased along with the hydrograph rise were turbidity, total and soluble P, Fe and K; Cu and Zn parameters showed no variation during the event; while total dissolved solids and oxidation potential presented a dilution behavior. The identification of changes in water quality according to changes in soil use and management for the studied basin was not possible through the use of low-frequency monitoring. Studies using the monitoring of variable scales, with multiparameter probes, sub-daily discretization and during events are stimulated by allowing the best characterization of the process, allowing modeling to propose scenarios indicating the main sources of pollution and helping in the definition of practices capable of reducing environmental degradation

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

A qualidade das águas naturais é dependente das características geomorfológicas e edafoclimáticas de cada bacia hidrográfica. Essas características proporcionam um padrão de regularidade na qualidade da água ao longo do tempo, conforme as estações do ano e intensidades pluviais. A variação na qualidade da água é influenciada, principalmente, por ações antrópicas. O desenvolvimento populacional é condicionado à presença de água, impactando de forma negativa a qualidade ambiental, devido às elevadas cargas poluentes que retornam ao curso hídrico. No ambiente agrícola, a aplicação de altas doses de insumos implica em deterioração da qualidade da água, pois esses insumos podem ser perdidos por lixiviação ou por escoamento superficial. Nesta dissertação, objetivou-se compreender os fatores e processos hidrossedimentológicos que influenciam na qualidade da água de uma pequena bacia hidrográfica rural com intensa alteração de uso e manejo do solo, para buscar técnicas de monitoramento capazes de melhor identificar as alterações espaço-temporais nos parâmetros avaliados. O monitoramento foi dividido três estratégias. O primeiro teve como objetivo avaliar as características de águas superficiais e subterrâneas provenientes do período intereventos pluviais, com intervalo mensal durante aproximadamente um ano. Nesse período, também foram avaliadas a água que abastece a comunidade rural, comparando assim as características das três fontes com a legislação nacional. Considerando a influência do escoamento superficial sobre a qualidade da água, o segundo período teve como objetivo identificar as alterações de características de qualidade da água durante intraeventos pluviais, caracterizando também o efeito de escala durante o monitoramento. O terceiro período objetivou avaliar os dados históricos do monitoramento de longo período e baixa frequência de amostragem realizado na bacia em estudo. Os parâmetros que mais interferiram na variação da qualidade da água superficial e subterrânea durante o escoamento de base foram os parâmetros biológicos, o fósforo e a turbidez, sendo esses acima do padrão estabelecido pela legislação vigente CONAMA n° 357 para a maior parte das análises. Em eventos de chuva, o comportamento de alguns parâmetros da qualidade da água sofre alteração significativa com o hidrograma e sedimentograma, variando também conforme a área de contribuição de cada ponto. Os principais parâmetros que aumentaram junto com a ascensão do hidrograma foram a turbidez, P total e solúvel, Fe e K; os parâmetros Cu e Zn não apresentaram variação durante o evento; enquanto os sólidos totais dissolvidos e o potencial de oxirredução apresentaram comportamento de diluição. A identificação das alterações da qualidade da água conforme as mudanças de uso e manejo do solo para a bacia estudada não foi possível por meio da utilização do monitoramento de baixa frequência. Estudos utilizando o monitoramento de escalas variáveis, com sondas multiparâmetros, discretização sub-diária e durante eventos devem ser estimulados por possibilitar a melhor caracterização do processo, permitindo a aplicação de modelagem para elaboração de cenários, indicando as principais fontes de poluição e auxiliando na definição de práticas capazes de amortizar o processo de degradação.