INTERAÇÃO ENTRE RIO E BACIA HIDROGRÁFICA Os rios são indicadores de processos que ocorrem em suas bacias hidrográficas, mas também existem processos internos que influenciam a composição química da água.

def.: bolhas microscópicas de gás oxigênio dissolvido na água Oxigênio dissolvido são bolhas microscópicas de gás dissolvido na água.

POR QUE OXIGÊNIO DISSOLVIDO É IMPORTANTE Oxigênio dissolvido é essencial para organismos aquáticos heterotrófos, ou seja, para aqueles organismos que não fazem fotossíntese. Ao lado a concentração de oxigênio dissolvido para algumas espécies. Amplamente utilizado como indicador de qualidade de água em corpos aquáticos que recebem resíduos domésticos, industriais e agrícola. Não temos esse tipo de informação para espécies brasileiras, mas o importante aqui é que organismos se adaptam à diferentes concentrações de OD.

Fatores que controlam sua distribuição 1.Trocas gasosas com a atmosfera (difusão). O gás migra da maior para a menor concentração. O2 21% = 210.000 ppm Dos fatores que controlam sua distribuição temos um que é puramente físico, por difusão, o oxigênio passa da atmosphera (maior concentração) para o meio aquático (menor concentração). Essas trocas são relativamente lentes em grandes corpos de água. Outros fatores, aliás, os mais importantes, envolvem reações biológicos: fotossíntese, respriação de organismos aquáticos e decomposição da matéria orgânico do meio aquático

2. Produzido pela fotossíntese CO2 + H20 → C(H2O) + O2 3. Consumido pela respiração de organismos aquáticos CO2 + H20 ← C(H2O) + O2

New York State Department of Environmental Conservation Hudson River at Norrie Point http://www.dec.ny.gov/education/74223.html

Oixgênio dissolvido (mg/L) 15 de agosto de 2013 Oixgênio dissolvido (mg/L) Tempo (hora) http://www.ciiagro.org.br/eha/index.php?id=130

Fatores que controlam sua distribuição (cont.) 4. Decomposição da matéria orgânica CO2 + H20 ← C(H2O) + O2 Oxidizable material + bacteria + nutrient + O2 → CO2 + H2O + oxidized inorganics such as NO3 or SO4 5. Consumido pela oxidação de íons metálicos, principalmente ferro, manganês e enxofre S-2 + 2 O2 → SO-4 NO-2 + ½ O2 → NO-3 Existe também o consumo de oxigênio na oxidação de íons metálicos

Fatores que controlam sua distribuição (cont.) 6. Temperatura A solubilidade do oxigênio aumenta com a diminuição da temperatura. 7. Altitude/Pressão atmosférica A solubilidade do oxigênio diminui com o aumento altitude Finalmente: a temperatura e a pressão atmosférica também interferem na concentração de OD. A solubilidade de oxigênio aumenta com a diminuição da temperatura e a solubilidade diminui com a altitude. A maior intereferência é da temperatura.

Aqui temos um gráfico que mostra a equação entre temperatura expressa em Celsius e a máxima concentração de oxigênio dissolvido

Unidade: mg/L ou % da saturação A cada temperatura corresponde uma concentração máxima de OD, que é denominada concentração na saturação. A “% de saturação” se refere a concentração em relação a concentração máxima de OD. Unidade: mg/L ou % da saturação 25 C -------------------- 8.24 mg/L 100% --------------------8.24 mg/L X -------------------------5.00 mg/L X = (5 x 100)/8.24 X = 61% da saturação Para se transformar de mg/L para % de saturação faz-se uma regra de três, onde 100% de saturação é retirado de uma tabela como mostrada nesta página. O valor 5.00 m/L é um valor hipotético utilizado como exemplo, mas é um valor importante, pois é o valor aceito na CLASSE 2 da Resolução CONAMA como veremos a seguir.

Variação de valores em águas naturais Unidade: mg/L ou % da saturação Existem duas formas de se expressar a concentração de oxigênio: em miligramas de OD por litro de água ou em relação à saturação.

RESOLUÇÃO CONAMA Nº 357, DE 17 DE MARÇO DE 2005 Das Águas Doces Art. 4o As aguas doces sao classificadas em: I - classe especial: aguas destinadas: a) ao abastecimento para consumo humano, com desinfeccao; b) a preservacao do equilibrio natural das comunidades aquaticas; e, c) a preservacao dos ambientes aquaticos em unidades de conservacao de protecao integral. II - classe 1: aguas que podem ser destinadas: a) ao abastecimento para consumo humano, apos tratamento simplificado; b) a protecao das comunidades aquaticas; c) a recreacao de contato primario, tais como natacao, esqui aquatico e mergulho, conforme Resolucao CONAMA no 274, de 2000; d) a irrigacao de hortalicas que sao consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remocao de pelicula; e e) a protecao das comunidades aquaticas em Terras Indigenas. III - classe 2: aguas que podem ser destinadas: a) ao abastecimento para consumo humano, apos tratamento convencional; d) a irrigacao de hortalicas, plantas frutiferas e de parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os quais o publico possa vir a ter contato direto; e e) a aquicultura e a atividade de pesca. IV - classe 3: aguas que podem ser destinadas: a) ao abastecimento para consumo humano, apos tratamento convencional ou avancado; b) a irrigacao de culturas arboreas, cerealiferas e forrageiras; c) a pesca amadora; d) a recreacao de contato secundario; e e) a dessedentacao de animais. V - classe 4: aguas que podem ser destinadas: a) a navegacao; e b) a harmonia paisagistica.

RESOLUÇÃO CONAMA Nº 357, DE 17 DE MARÇO DE 2005 Art. 14. As aguas doces de classe 1 observarao as seguintes condicões e padrões: OD, em qualquer amostra, não inferior a 6 mg/L O2 Art 15. Aplicam-se as aguas doces de classe 2 as condicões e padrões da classe 1 previstos no artigo anterior, a excecao do seguinte: OD, em qualquer amostra, nao inferior a 5 mg/L O2; Art. 16. As águas doces de classe 3 observarão as seguintes condições e padrões: OD, em qualquer amostra, não inferior a 4 mg/L O2; Art. 17. As águas doces de classe 4 observarão as seguintes condições e padrões: OD, superior a 2,0 mg/L O2 em qualquer amostra; e, Considerando que o enquadramento dos corpos de agua deve estar baseado não necessariamente no seu estado atual, mas nos niveis de qualidade que deveriam possuir para atender as necessidades da comunidade A resolução CONAMA classifica os rios em 4 classes, a classe 1 é a melhor e classe 4 é a pior. O estranho para mim é que não é baseado no estado atual de um rio, mas sim nos níveis de qualidade que deveriam possuir par aatender as necessidades da comunidade.

Variações temporais do OD Diárias Sazonais Anuais O OD em rios pode variar ao longo do dia, ao longo das estações (inverno-verão; seca-chuva) ou a long prazo devido à mudanças temporais nos fatores que afetam a sua concentração.

Variação diária Fotossínteses Noite Fotos. < Resp. Vemos no gráfico que durante a noite as concentrações de OD diminuem e durante o dia as concentrações aumentam. Por que? Devido ao processo de respiração-decomposição durante a noite. Durante o dia, ocorre o processo de fotossíntese e simultaneamente respiração-decomposição. Respiração-decomposição consomem oxigênio e fotossíntese produz oxigênio – Bingo! Fotos. < Resp. Fotos. > Resp.

Conama – classe 2 OD > 5 mg/L Variação diária Considerando-se que a classe 2 do CONAMA aceita concentrações de OD de no mínimo 5 mg/L, note que conforme o horário que o rio fosse amostrado o proprietário de uma usina, indústria ou outro empreendimento seria multado ou não. Vc considera isso certo? Acho que não, né? Por isso, na minha opinião deveria-se estipular um horário para a medida de OD, o qual deveria ser expresso em porcentagem de saturação e não em mg/L Conama – classe 2 OD > 5 mg/L Multa varia com o horário da amostragem !

Baixo efeito da temperatura. Baixa fotossíntese durante o dia, Variação diária Fotossíntese Respiração Baixo efeito da temperatura. Baixa fotossíntese durante o dia, Baixa respiração durante a noite Alta fotossíntese Baixa respiração Fotossíntese

Variação sazonal rios Estado de São Paulo Temos aqui vários rios do Estado de São Paulo. A coluna em cinza representa a vazão dos rios. Note que entre maio e novembro, período de seca no Estado as vazões são menores e note que na maioria dos rios a concentração de OD aumenta, com exceção do rio Piracicaba, onde a concentração de OD diminui. Por que? Espero que vc tenha prestado atenção na aula….

Variação temporal Instalação ETE Piracicamirim Linha pontilhada: ESALQ (a juzante da ETE) Linha cheia: Campestre (a montante da ETE) Efeito da Estação de Tratamento de Esgoto na concentração de OD no ribeirão Piracicamirim. O OD aumenta após o funcionamento da ETE!

Variação temporal rio Atibaia dados: CETESB (1979-2001) Variação temporal de 1979 a 2001 na concentração de OD no rio Atibaia. Note um decréscimo nas concentrações nos últimos anos.

rio Atibaia dados: CETESB (1979-2001) Em mais de 50% do tempo a concentração de OD no rio Atibaia encontrava-se maior que 7 mg/L e aproximadamente em mais de 90% do tempo encontrava-se acima de 5 mg/L

rio Piracicaba – Copersucar dados: CETESB (1979-2001) Variação temporal rio Piracicaba – Copersucar dados: CETESB (1979-2001) Mesma coisa para o rio Piracicaba na ponte da Copersucar, note que as concentrações descrescem nos últimos anos e ficam quase sempre abaixo de 5 mg/L

rio Piracicaba – Copersucar dados: CETESB (1979-2001) No rio Piracicaba o panorama muda, em aproximadamente 50% do tempo a concentração de OD ficou abaixo de 5 mg/L, 40% entre 5 a 7 mg/L e somente 10% acima de 7 mg/L.

….valores naturalmente menores que 5 mg/L. Quem multar? OD em rios da bacia Amazônica…. ….valores naturalmente menores que 5 mg/L. Quem multar? Note que naturalmente as águas superficiais podem ter um OD menor que 5 mg/L. Pois, a quantidade de matéria orgânica pode ser alta devido à uma característica do sistema. Matéria orgânica alta, decomposição elevada, consumo de oxigênio, decréscimo de OD.

A mesma pergunta é válida tb para os rios do Pantanal. Paz et al. (2011)

Demanda Biológica de Oxigênio (DBO) Quantidade de oxigênio consumida por microorganismos em um determinado espaço de tempo, geralmente 5 dias É uma medida indireta da quantidade de matéria orgânica oxidável!!! Oxidizable material + bacteria + nutrient + O2 → CO2 + H2O + oxidized inorganics such as NO3 or SO4 A DBO está diretamente relacionada com a concentração de oxigênio dissolvido e seu consumo durante um determinado período de tempo. DO1, t=0 dias DO2, t=5 dias Escuro, 20 a 25 Celsius DBO =DO1- DO2

RESOLUÇÃO CONAMA Nº 357, DE 17 DE MARÇO DE 2005 Art. 14. As aguas doces de classe 1 observarao as seguintes condicões e padrões: OD, em qualquer amostra, até 3 mg/L Art 15. Aplicam-se as aguas doces de classe 2 as condicões e padrões da classe 1 previstos no artigo anterior, a excecao do seguinte: OD, em qualquer amostra, nao inferior até 5 mg/L; Art. 16. As águas doces de classe 3 observarão as seguintes condições e padrões: OD, em qualquer amostra, não até 10 mg/L ; Art. 17. As águas doces de classe 4 observarão as seguintes condições e padrões: Considerando que o enquadramento dos corpos de agua deve estar baseado não necessariamente no seu estado atual, mas nos niveis de qualidade que deveriam possuir para atender as necessidades da comunidade A resolução CONAMA classifica os rios em 4 classes, a classe 1 é a melhor e classe 4 é a pior. O estranho para mim é que não é baseado no estado atual de um rio, mas sim nos níveis de qualidade que deveriam possuir par aatender as necessidades da comunidade.

Demanda Biológica de Oxigênio DBO (em mg/L) Qualidade da água 1 - 2 Muito boa 3 - 5 Moderada 6 - 9 Pouco poluída 10+ Muito poluída 200 – 500 Esgoto 10.000 Vinhaça

rio Piracicaba – Copersucar dados: CETESB (1979-2001)

rio Atibaia dados: CETESB (1979-2001)

rio Piracicaba – Copersucar dados: CETESB (1979-2001)