Water quality indices as a tool for evaluating water quality and effects of land use in a tropical catchment
Este trabalho é somente para uso privado de atividades de pesquisa e ensino. Não é autorizada sua reprodução para quaisquer fins lucrativos. Esta reserva de direitos abrange a totalidade dos dados do documento bem como seu conteúdo. Na utilização ou citação de partes do documento é obrigatório mencionar o nome da pessoa autora do trabalho.
Índices de qualidade da água como ferramenta para avaliar a qualidade da água e os efeitos do uso da terra em uma bacia hidrográfica tropical
ABSTRACT
Human actions are degrading water quality, affecting the health of ecosystems and the availability of potable water for human consumption. Therefore, the monitoring of water systems is essential for recovery and management purposes. This study aimed to investigate the water quality in the environmental protection area (EPA) of Itupararanga Reservoir (Brazil) using water quality indices, pointing out land uses that contributing to the deterioration of water quality. The spatial analysis involved the creation of land use and soil maps of the sub-catchment areas of Itupararanga.
Water quality index (WQI), trophic state index (TSI), aquatic life index (ALI), index of minimum variables for the maintenance of aquatic life (IMVMAL) and metals pollution potential index (MPPI) were calculated. The land uses which can affect the water quality on long term were identified. TSI (mesotrophic and hypereutrophic) and ALI showed results above the recommended values were. MPPI presented high values for the elements Al, Cr and Fe. Principal component analysis (PCA) showed spatial variability in the reservoir. In conclusion, the sampling sites with lower water quality were Sorocabuçu and Una, followed by Sorocamirim. These sites probably explain the deteriorated water quality found in sampling point Res1 of the reservoir for all indices analysed.
Keywords: water quality index; spatial correlation; geoprocessing; reservoir
RESUMO
As ações humanas estão degradando a qualidade da água, afetando a saúde dos ecossistemas e a disponibilidade de água potável para consumo humano. Portanto, o monitoramento dos sistemas hídricos é essencial para fins de recuperação e gestão. Este estudo teve como objetivo investigar a qualidade da água na área de proteção ambiental (APA) do reservatório de Itupararanga (Brasil) utilizando índices de qualidade da água, apontando os usos do solo que contribuem para a deterioração da qualidade da água. A análise espacial envolveu a criação de mapas de uso do solo e de solos das sub-bacias de Itupararanga.
Foram calculados o índice de qualidade da água (IQA), o índice de estado trófico (IET), o índice de vida aquática (IVA), o índice de variáveis mínimas para a manutenção da vida aquática (IVMMA) e o índice de potencial de poluição por metais (IPPM). Os usos do solo que podem afetar a qualidade da água a longo prazo foram identificados. O IET (mesotrófico e hipereutrófico) e o IVA apresentaram valores acima dos recomendados.
O IPPM apresentou valores elevados para os elementos Al, Cr e Fe. A análise de componentes principais (ACP) mostrou variabilidade espacial no reservatório. Em conclusão, os pontos de amostragem com pior qualidade da água foram Sorocabuçu e Una, seguidos por Sorocamirim. Esses pontos provavelmente explicam a deterioração da qualidade da água encontrada no ponto de amostragem Res1 do reservatório para todos os índices analisados.
Palavras-chave: índice de qualidade da água; correlação espacial; geoprocessamento; reservatório
Reconhecimento
Os autores agradecem ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais do campus de Sorocaba da Unesp. Esta pesquisa foi financiada pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e pelo Serviço Alemão de Intercâmbio Acadêmico (DAAD) por meio do projeto ‘Ciclo do carbono orgânico em reservatórios de água – ORCWAR’ (DAAD-ID 57414997; CAPES números de processo 99999.008107/2015-07, 88887.122769/2016-00 e 88887.141964/2017-00). Agradecemos também a ajuda da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP, bolsa número 16/15397-1) e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (bolsa CNPq número 158227/2018-2) pela bolsa e apoio financeiro. Agradecemos a muitos colegas da Unesp-Sorocaba pelo auxílio nas análises laboratoriais e viagens de campo no Brasil.
Financiamento
Este trabalho foi financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo [número de bolsa 2016/08215-4]; Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior [número da bolsa Proc. 99999.008107/2015-07]; Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo [número de bolsa 2018/20326-1]; Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo [número de bolsa 2016/15397-1].