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metadata.dc.type: Tese
Issue Date: Aug-2012
metadata.dc.creator: SARAIVA, André Luis de Lima
metadata.dc.contributor.advisor1: PEREIRA, José Almir Rodrigues
Title: Análise dos impactos da dinâmica de sólidos e de nutrientes na qualidade da água de ambiente lêntico utilizado no abastecimento de comunidades amazônicas
Other Titles: Analysis of the impacts of solid dynamics of nutrients and water quality of the environment lentic used in supply communities amazon
metadata.dc.description.sponsorship: FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas
Citation: SARAIVA, André Luis de Lima. Análise dos impactos da dinâmica de sólidos e de nutrientes na qualidade da água de ambiente lêntico utilizado no abastecimento de comunidades amazônicas. 2012. 144 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia, Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2012. Disponível em: http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/8243. Acesso em:.
metadata.dc.description.resumo: Os mananciais do Utinga, formados pelos lagos Bolonha e Água Preta, estão contidos em uma Área de Proteção Ambiental - APA e são utilizados pela Companhia de Saneamento do Pará – COSANPA, para o abastecimento da população da Região Metropolitana de Belém - RMB. Esses mananciais são constituídos pelo rio Guamá, onde a água é captada e enviada por recalque ao lago Água Preta, que por um canal artificial com escoamento por gravidade, alimenta o lago Bolonha, e é bombeado para a Estação de Tratamento de Água - ETA. Os principais problemas de poluição/contaminação desses mananciais surgiram com o avanço urbanístico desordenado, que ocasionam o lançamento indevido de esgoto e resíduos sólidos dos bairros, favelas e conjuntos residenciais próximos às principais nascentes. O objetivo deste estudo foi de utilizar ferramentas para subsidiar o monitoramento e conhecimento da qualidade da água no lago Água Preta, visando prevenir e/ou corrigir processos de degradação, tais ferramentas são as análises multivariadas de parâmetros abióticos e clorofila a, balanço de nutrientes e modelagem hidrodinâmica com intuito de observar a dispersão do transporte de sedimentos. Foram realizadas coletas de águas superficiais em 3 pontos escolhidos estrategicamente para avaliar a influência antrópica no lago Água Preta, bem como dos sedimentos suspensos que são carreados para dentro do lago. Os pontos de coleta de amostras foram georreferenciados com GPS (modelo ARMIN) e as coletas de águas superficiais foram realizadas com a garrafa de Van Dorn de 2,5 L e transportadas para o Laboratório de Química Ambiental (LQA), localizado na Universidade Federal Rural da Amazônia, para posteriores análises. As coletas foram realizadas durante os meses de março, maio, junho, agosto, setembro e outubro do ano de 2010, coincidindo com os períodos de maior e de menor precipitação pluviométrica. Os dados dos parâmetros abióticos e de clorofila a foram analisados por métodos de estatística descritiva e de análises de componentes principais. Também foram realizadas análises do balanço de massa de água e de nutrientes e adotou-se o uso do modelo hidrodinâmico do programa de modelagem SisBAHIA (Sistema Base de Hidrodinâmica Ambiental), visando simular as condições hidrodinâmicas do lago Água Preta durante um ano. Através dessas simulações foram gerados mapas superficiais de correntes para observar os diferentes padrões de circulação, pois o uso de modelos têm tido um papel relevante no planejamento e na elaboração de cenários alternativos, que englobam o diagnóstico adequado dos sistemas hídricos em sua estruturação, processo e dinâmica. Os parâmetros estudados mostraram variações durante os períodos de menor e de maior precipitação pluviométrica, sendo encontrados maiores contribuição no ponto 2 em relação a turbidez, a cor, o oxigênio dissolvido, nitrato, nitrogênio total, clorofila a e sólidos suspensos. Os demais parâmetros (N-amoniacal, demanda bioquímica de oxigênio e fósforo total) tiveram contribuição nos pontos 1 e 3, indicando fonte de poluição orgânica, decorrente de efluentes domésticos, já que nas proximidades ocorre lançamento de esgotos. No balanço de massa foi constatado que tanto o fósforo total quanto nitrogênio inorgânico dissolvido foram influenciados pela carga de água do rio Guamá durante o período seco. Enquanto que com altos índices de pluviosidade, o fósforo total teve carga maior devido a maior contribuição da drenagem de água de esgotos lançados para dentro do reservatório. O tempo de retenção para o fósforo total foi de 180 dias e o nitrogênio inorgânico dissolvido foi de 536 dias. Através desse balanço foi possível quantificar a entrada, retenção e exportação de nutrientes como também avaliar o potencial de eutrofização desse reservatório. No modelo hidrodinâmico mostrou que a distribuição do módulo da velocidade foi idêntica para cada mês do ano, independente da direção do vento, tendo a mata ciliar em torno desse ambiente hídrico importante papel na diminuição da velocidade modular na superfície da água. Porém próximo ao canal de saída de água do lago foi observada variação da velocidade de 0,32 m/s no período chuvoso e de 0,28 m/s no período seco, o que pode estar relacionada com as precipitações. Além disso, a entrada de água no reservatório forma vórtice tendendo ao processo de assoreamento, fato esse verificado na batimetria. Os processos de assoreamento nesse ponto se dão principalmente nos períodos com menores precipitações, pois a COSANPA aumenta as vazões de entrada de água para manter o nível do reservatório para o abastecimento da Região Metropolitana de Belém, propiciando o maior aporte de sedimentos suspensos, fato esse observado através dos parâmetros de turbidez, cor e sólidos suspensos, os quais tiveram maiores concentrações nesse ponto e uma diminuição à medida que se afastava para o ponto 3 (saída de água para o canal de ligação). Essas ferramentas são de grande importância para preservação do manancial, pois possibilitarão diagnosticar a capacidade que o lago tende a reter e eliminarem os nutrientes, bem como ao processo de circulação hidrodinâmica permitindo verificar locais que podem ter uma maior e menor deposição de materiais suspensos na coluna d’água. Esse estudo permitirá fornecer dados que subsidie as autoridades competentes e ajudará na conservação de outros mananciais utilizados para o abastecimento de água para as cidades.
Abstract: The springs of Utinga, formed by the Bolonha and Água Preta lakes, are contained in an Área de Proteção Ambiental - APA and are used by the Companhia de Saneamento do Pará - COSANPA, to supply the population of the Região Metropolitana de Belém - RMB. These springs are formed by Guamá River, where water is captured and sent to the Água Preta lake by pumping, which in an artificial channel with gravity flow, feeds the Bolonha lake, and since it is pumped to the Estação de Tratamento de Água - ETA. The main problems of pollution / contamination of water sources appeared to advancing urban disordered, giving rise to the improper release of sewage and solid waste from neighborhoods, slums and housing estates close to the main springs. The objective of this study was to use tools to support monitoring and knowledge of water quality in the Água Preta lake, to prevent and / or correct degradation processes. These tools are multivariate analysis of abiotic parameters and chlorophyll a, nutrient balance and hydrodynamic modeling aiming to observe the dispersion of sediment transport. Samples were collected in surface water at three points strategically chosen to assess the anthropogenic influence in the Água Preta lake and sediments that are suspended matter carried into the lake. The sampling points were georeferenced using GPS (GARMIN Model) and the sampling of surface water were performed with the Van Dorn bottle 2.5 L and transported to the Laboratório de Química Ambiental (LQA), located at the Universidade Federal Rural da Amazônia, for further analysis. Samples were collected during the months of March, May, June, August, September and October in 2010, coinciding with periods of higher and lower rainfall. The data of abiotic parameters and chlorophyll a were analyzed by methods of descriptive statistics and principal component analysis. Analyses were also carried out analysis of the mass balance of water and nutrients and adopted the use of hydrodynamic model of the modeling program SisBAHIA (Sistema Base de Hidrodinâmica Ambiental), aimed to mimic the hydrodynamic conditions of the Água Preta lake during a year. Through these simulations were generated maps of surface currents to observe the different patterns of movement, since the use of models have played an important role in planning and development of alternative scenarios that include the proper diagnosis of the water systems in its structure, process and dynamics. The parameters studied showed variations during periods of lower and higher rainfall, higher contribution being found in point 2 in respect of turbidity, color, DO, nitrate, NT, chlorophyll a and suspended solids were found larger contribution in points 2. The other parameters (N -ammonia, BOD and PT) had contribution in points 1 and 3, indicating a source of organic pollution, due to domestic sewage, since there are nearby dumping of sewage. In the mass balance was found that both the PT and NID were influenced by the load of water river Guamá during the lower rainfall. While with high rainfall total phosphorus load was higher due to higher contribution from dewatering of sewage released into the reservoir. The retention time for the PT was 180 days and 536 days was NID. Through this balance could quantify the entry, retention and export of nutrients as well as to evaluate the potential for eutrophication of reservoirs. In the hydrodynamic model showed that the distribution of the module speed was identical for each month of the year, regardless of wind direction, with the riparian vegetation around that water environment this important role in reducing the speed modular surface of the water. However near the output channel of pond water was observed a change of speed 0.32 m /s in the rainy season and 0.28 m / s during the dry period that can be related to the precipitation. Furthermore, the input of water in the tank forms a vortex tending to sedimentation process, a fact observed in the bathymetry. The sedimentation at this point be given especially in periods with lower precipitation, because COSANPA increases the flow of water intake to maintain the level of the reservoir to supply the Região Metropolitana de Belém, providing the greatest contribution of suspended sediment, a fact observed with the parameters of turbidity, color and suspended solids, which have higher concentrations at this point and a decrease as they move away to step 3 (water outlet channel for the connection). These tools are of great importance for maintenance of the spring, since they will allow diagnosing the lake capacity tends of retain and remove nutrients as well as the process of the hydrodynamic circulation allowing check sites that can have a major and minor deposition of materials suspended in water column. Through this study will provide data that subsidizes the competent authorities the future and help in the conservation of other sources used to supply water to cities.
Keywords: Reservatórios
Balanço de massa
Modelagem hidrodinâmica
Área de proteção ambiental
Qualidade da água
Abastecimento de água
Lago Bolonha - PA
Lago Água Preta - PA
Reservoirs
Mass balance
hydrodynamic modeling
Environmental protection area
Water quality
Water supply
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::SANEAMENTO BASICO::TECNICAS DE ABASTECIMENTO DA AGUA
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pará
metadata.dc.publisher.initials: UFPA
metadata.dc.publisher.department: Instituto de Tecnologia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:Teses em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (Doutorado) - PRODERNA/ITEC

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