Relatório Limnologia

Relatório Limnologia

(Parte 1 de 2)

Introdução à Limnologia

Relatório de campo referente à disciplina Introdução à Limnologia, ministrada pela professora Dra. Silvia Kawakami.

RESUMO4
1. INTRODUÇÃO5
2OBJETIVO GERAL..................................................................................... 6
2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS6
3ÁREA DE ESTUDO. .................................................................................... 6
4MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................... 8
5RESULTADOS E DISCUSSÕES .............................................................. 12
6CONCLUSÃO ............................................................................................ 16
REFERÊNCIAS17

Os parâmetros hidroquímicos, como pH, STD, salinidade, temperatura, condutividade, OD e alcalinidade são muito importantes, uma vez que podem ser utilizados para inferir o estado de conservação do ambiente aquático além de, muitas vezes, serem fatores limitante para a fauna e flora aquática, bem como determinantes da qualidade da água que será consumida pelo ser humano. Assim, o objetivo deste trabalho foi determinar os parâmetros hidroquímicos ao longo de um percurso no rio Guamá. Foram realizadas coletas, de manhã e a tarde, em 10 pontos, distribuídos em um transecto entre a orla da UFPA e a Ilha do Combu. Para coleta do material, utilizou-se garrafa hidrográfica e balde e os parâmetros foram analisados com o auxílio de um analisador multiparâmetro e um refratômetro, exceto o OD e a alcalinidade, que foram analisados por meio dos métodos de Winkler e potencial titulométrico, respectivamente. O pH variou entre 5,2 a 6,67, estando de acordo com as características das águas amazônicas, e a temperatura entre 28,2ºC e 30,5ºC, com valores já esperados para esta época do ano. A concentração de oxigênio dissolvido foi relativamente baixa (entre 2,71mg/L e 3,26mg/L), principalmente nos pontos em que há maior aporte de matéria orgânica. Os STD e a condutividade também tiveram valores baixos (entre 0,09 e 0,13 e entre 0,18 e 0,31, respectivamente) o que já é esperado para águas doces. Houve, em alguns pontos, valores significativos de salinidade, provavelmente devido à alta concentração de materiais em suspensão. A alcalinidade apresentou valores altamente distintos entre os pontos, o que inviabilizou a relação entre os mesmo. Pôde-se observar que há uma relação significativa entre os parâmetros analisados e que a presença de matéria orgânica também tem influência em alguns desses parâmetros. Além disso, os dados obtidos corroboram a importância dos parâmetros hidroquímicos para a manutenção dos recursos hídricos.

1. INTRODUÇÃO

A água é um mineral de fundamental importância à vida, pois está associada a praticamente todos os processos biológicos existentes e, além de manter o equilíbrio do meio ambiente, caracteriza-se como elemento insubstituível em diversas atividades humana. Está distribuída de maneira irregular no planeta, de modo que há regiões com escassez e outras com abundância de água (TUNDISI, 2008); é representada principalmente por oceanos, mares, lagos e rios.

A Baía do Guajará situa-se na foz do rio Guamá e margeia a cidade de

Belém-Pará, propiciando a esta região uma posição geográfica privilegiada, formada por uma vasta rede hidrográfica que permite a entrada de marés oriundas da baía e do rio Pará (PINHEIRO, 1987). Essa rede é formada por furos, baías, rios e igarapés que drenam, inclusive, o centro urbano do município e tem significativa importância para a dinâmica fluvial desta região.

O ambiente fluvial é caracterizado por aspectos sedimentológicos, como granulometria e matéria orgânica, e por parâmetros hidroquímicos, como pH, sais totais dissolvidos (STD), salinidade, condutividade, temperatura, alcalinidade e oxigênio dissolvido (OD). A matéria orgânica do solo é definida como organismos vivos, resíduos de plantas e/ou animais pouco ou bem decompostos (MAGDOFF, 1992); e a granulometria estuda a distribuição, em percentual, dos diversos tamanhos dos grãos.

Os demais parâmetros são definidos como: pH - concentração de íon hidrogênio para identificar os meios ácido, neutro e básico; STD - concentração de sais presentes em 1kg de água; salinidade – concentração de NaCl presente em 1kg de água; condutividade - capacidade de uma solução de conduzir corrente elétrica; temperatura - medida que nos informa o sentido do fluxo de energia (calor) de um corpo para o outro; alcalinidade -medida da capacidade que as águas apresentam para neutralizar ácidos; OD - parâmetro que tem sido determinado tanto para investigação de processos físicos de advecção quanto estudos de processos biológicos e químicos (GRASSHOFF, 1976).

Esses parâmetros têm relevante importância, uma vez que podem ser utilizadas para inferir o estado de conservação do ambiente aquático. Além disso, variações entre esses aspectos são, muitas vezes, um fator limitante para a fauna e flora aquática, bem como determinam a qualidade da água que será consumida pelo ser humano.

O estudo limnológico é fundamental para o entendimento dos processos físicos e químicos dos corpos d’água, para a implantação de medidas de planejamento e gerenciamento dos recursos hídricos. Assim, este trabalho visou determinar os parâmetros hidroquímicos, bem como a granulometria e a quantidade de matéria orgânica presente em determinados pontos da Baía do Guajará-PA.

2. OBJETIVO GERAL

Determinar os parâmetros hidroquímicos e os aspectos sedimentológicos em um transecto entre a orla de Universidade Federal do Pará (UFPA) e a Ilha do Combu, rio Guamá-PA.

2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Determinar o pH, oxigênio dissolvido, sais totais dissolvidos e a temperatura, salinidade e alcalinidade e condutividade em pontos do rio Guamá;

Determinar a quantidade de matéria orgânica presente no solo em pontos do rio Guamá; Determinar a granulometria do solo em pontos do rio Guamá.

3. ÁREA DE ESTUDO

A cidade de Belém, pertencente ao estado do Pará, está localizada na confluência do rio Guamá com a baía do Guajará. A área a ser estudada será o rio Guamá, em um transecto entre a Universidade Federal do Pará (UFPA) e a Ilha do Combú (Figura 1).

Figura 1: (A) estado do Pará; (B) Baía do Guajará; (C) orlas da UFPA e Ilha do Combu.

A Baia do Guajará situa-se a oeste da cidade de Belém e recebe as águas dos rios Pará, Acará e Guamá, que ficam salobras no período de baixa pluviosidade na região, devido à influência das águas oceânicas. Durante a enchente, as correntes de maré fluem, em geral, para sul na baia do Guajará e para leste do rio Guamá. Suas velocidades máximas das correntes de enchente são de 1,35 m/s em marés de sizígia e 0,95 m/s em marés de quadratura (PINHEIRO, 1987).

O rio Guamá é classificado como de “águas brancas”, devido à grande quantidade de sedimentos em suspensão, ocasionando águas pouco transparentes (SIOLI, 1965). É também dominado por marés semidiurnas, com

C Ilha do Combu subida e descida, ocorrendo duas vezes ao dia, em intervalos de seis em seis horas, tendo influência da foz do Amazonas.

A baia do Guajará é representada, principalmente, pela formação

Barreiras, pelos aluvionares siliciclásticos e pela sedimentação areno-argilosa da unidade pós-Barreiras. Essa formação é a rocha fonte principal para os sedimentos da baía e foz do rio Guamá, tendo sedimentos com cores geralmente amareladas e com tons avermelhados, nas porções inferiores (SÁ, 1969). De maneira geral, a baixa topografia, o grande aporte fluvial e a atuação das correntes de maré são os principais controladores da deposição e da dispersão de sedimentos na Baía do Guajará.

A vegetação das margens encontra-se altamente condicionada a fatores geomorfológicos, dominando três tipos de vegetação: vegetação de várzea (típica de área inundável); vegetação de floresta densa (terrenos mais elevados ditos terra-firme) e florestas secundárias (áreas desmatadas). A vegetação de várzea é a mais abundante da região, e depende da relação entre relevo e o regime de marés. (PINHEIRO, 1987)

O clima da região é quente úmido. A precipitação média anual fica em torno de 230 m/ano, com maior frequência de chuvas no período de janeiro a junho e menor de julho a dezembro. A temperatura média é de 26º C, com máxima de 34º C e mínima de 18º C e a umidade relativa do ar é de 85% (INMET, 2009).

4. MATERIAIS E MÉTODOS

As coletas foram feitas a bordo da embarcação “Curupira”, nos dias 08 e 14 de novembro de 2013, nos períodos de manhã e a tarde, ao longo de uma trajetória pré-estabelecida, entre a orla da UFPA e a Ilha do Combu. Foram feitas amostragens, dos materiais para análises química e sedimentológica, em 10 pontos (Figura 2), com duplicata em 9 deles. Todas as amostras foram coletadas em período de baixo índice pluviométrico e no ciclo de maré vazante/enchente.

As amostras de água foram coletadas na superfície, com um balde e uma garrafa hidrográfica (Figura 3- A e B); em seguida, foram armazenadas em frascos de DBO (300 mL) previamente identificados, com cuidado para não formar bolhas, para a análise da alcalinidade e de oxigênio dissolvido; além disso, foram feitas as análises dos parâmetros hidroquímicos (pH, salinidade, SDT, temperatura e condutividade), com auxílio de um analisador multiparâmetros e um refratômetro (Figura 3-C e D).

Figura 3: balde (A) e garrafa hidrográfica (B) utilizados na coleta; analisador multiparâmetros (C) e refratômetro (D).

Figura 2: pontos de coleta ao longo de um transecto no Rio Guamá-PA.

Para a coleta de sedimento, utilizou-se uma draga de Van Veen (Figura 4-A). O material coletado foi posto numa basqueta (Figura 4-B) onde analisouse, macroscopicamente, a coloração e granulometria e, em seguida foram acondicionadas em sacos plásticos identificados, para posterior análise em laboratório.

O método utilizado para análise da alcalinidade foi o potencial titulométrico (Anexo 2). Foi retirado 100 mL do frasco de DBO, medidos em uma proveta, e posto em um béquer, para verificação do pH; identificou-se um pH maior que 4,9 e menor que 7 (ácido), logo a amostra foi titulada com o auxílio de uma bureta contendo ácido clorídrico (0,02 N), até alcançar o pH de 4,9; em seguida foi titulada novamente até o pH de 4,3; o volume do ácido utilizado na titulação, bem como os demais valores obtidos foram aplicados à fórmula padrão: mgCaCO3/L = V x N x 50000 / Vamostra, onde V= volume de ácido gasto da titulação até o pH pré-determinado (4,3); N= normalidade do ácido empregado; Vamostra= volume da amostra (em mL) e, através de cálculos estequiométricos, chegou-se à concentração de carbonato de cálcio por litro de água.

Para a determinação de OD, foi utilizado o método de Winkler (Anexo 1), adicionando às amostras dos frascos, simultaneamente e in situ, 4 mL de sulfato de manganês I (R1) e 4 mL de iodeto alcalino (R2) (Figura 5-A) abaixo da coluna d’água, com auxílio de seringas, dando a amostra uma coloração marrom. Em seguida, o frasco foi fechado cuidadosamente, para evitar bolhas de ar sobre a tampa e agitado vagarosamente para a homogeneização (Figura

Figura 4: sedimento coletado pela draga de Van Veen (A) e sendo posto na basqueta (B). A B

5-B). Aguardaram-se uns instantes, até a formação do precipitado (Figura 5- C). Depois a amostra foi acondicionada para posterior análise, em laboratório. O mesmo procedimento foi realizado para todas as amostras.

No laboratório, foram adicionados 4 ml de ácido sulfúrico às amostra e homogeneizadas até a diluição do precipitado, tomando uma coloração alaranjada (Figura 6-A e B). Posteriormente, foi retirada uma sub-amostra de 50 ml, com uma proveta graduada, e transferida para um Erlenmeyer (125 mL). A amostra, então, foi titulada com solução de tiossulfato de sódio (0,0125 N), previamente padronizada, até adquirir uma coloração amarelo palha (Figura 6- C); acrescentou-se 5 gotas (1mL) de amido, como indicador, dando a amostra a coloração violeta (Figura 6-D) e, em seguida, foi titulada novamente até ficar transparente (Figura 6-E).

Figura 5: sulfato de manganês e Iodeto alcalino (A); homogeneização da amostra (B) e o precipitado (C). A B C

C D E Figura 6: dissolução do precitado e titulação com tiossulfato de sódio.

Os dados obtidos com a titulação foram aplicados à equação: [O2] =

(2,4 x Ns2o32 - x V x 1000) / 4(Vamostra - R), onde V= volume de tiossulfato gasto na titulação da amostra (mL); Ns2o32-= normalidade da solução de tiossulfato de sódio; R= volume de reagentes adicionados antes da liberação do iodo; Vamostra= volume total da amostra; 2,4= volume (L) ocupado por 1mol de oxigênio gasoso nas CNTP (0ºC e 1atm). Obteve-se, então, a concentração de oxigênio dissolvido na água.

5. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Os valores dos parâmetros analisados podem ser observados na tabela abaixo.

Tabela 1: média dos parâmetros medidos ao longo do transecto.

AMOSTRA TEMP (°C) pH COND (µs) SAL STD (ppt) OD (mg/L) ALC

(mgCaCO3/L)

A temperatura ao longo do transecto não apresentou variação significativa, indicando uma homogeneidade térmica, com temperaturas entre 28,2ºC e 30,5ºC, o que já foi demonstrado por Paiva (2006), com valores entre 27,1ºC e 3,7ºC, nas águas de superfície.

O oxigênio dissolvido na água é proveniente, principalmente, da interação entre atmosfera e o rio, pois ele se dissolve nas águas naturais devido à diferença de pressão parcial; além disso, o oxigênio é liberado pela atividade primária, através da fotossíntese (ESTEVES, 1998). Esse parâmetro está diretamente relacionado à temperatura, uma vez que baixas temperaturas facilitam a solubilidade do oxigênio na água, enquanto as altas a dificultam.

As concentrações de OD observados foram relativamente baixas, se comparadas às de águas salinas. Esses valores, quando relacionados à temperatura, corrobora a relação entre esses dois parâmetros (Figura 7). Em alguns pontos, entretanto, não houve proporcionalidade inversa, indicando que há outros fatores influenciando a concentração de oxigênio dissolvido, como nos pontos 2 e 9, onde essa concentração foi claramente baixa, provavelmente devido ao maior aporte de matéria orgânica, logo, o consumo de OD é maior nesses pontos.

As concentrações de sais totais dissolvidos na água bem como a decomposição de matéria orgânica influenciam a condutividade elétrica deste meio (MATTA, 2002). As concentrações de STD foram maiores nos pontos 2 e 9, cujo aporte de matéria orgânica é maior, devido ao lançamento de efluentes domésticos não tratados. Portanto, nesses pontos, observaram-se maiores valores de condutividade elétrica (Figura 8).

Nesta região, a salinidade apresenta os maiores valores durante o período seco, de menor vazão dos rios e, consequentemente, maior influência oceânica sobre um menor volume de água (SILVA, 2008). Embora a salinidade tenha sido considerável, observou-se valores atípicos para esta época do ano. Assim, é provável que os valores registrados nos pontos 1, 2, 3 e 4 (Figura 8), tenham sido decorrentes da quantidade de material em suspensão, que são

T emp er atu r a

Figura 7: relação de oxigênio dissolvido e temperatura ao longo do transecto.

influenciadas principalmente pela velocidade da corrente, ação de ventos e a morfologia do rio.

O pH pode ser considerado uma das variáveis ambientais mais importantes e complexas de se interpretar, devido ao grande número de fatores que podem influenciá-lo. Em geral, nas águas naturais, o pH é alterado pelas concentrações de íons H+ originados da dissociação do ácido carbônico, que gera valores baixos de pH e das reações de íons de carbonato e bicarbonato com a molécula de água, que elevam os valores de pH para a faixa alcalina (ESTEVES, 1998).

Quanto ao pH, os valores variaram entre 5,2 a 6,67, o que já foi observado por Paiva (2006), com valores entre 5,5 e 7. Ambos os trabalhos encontraram pH ácido nas águas avaliadas, característico das águas Amazônicas (SIOLI, 1984). Foi verificada uma relação significativa entre o pH e a salinidade (Figura 9), de modo que as altas concentrações de carbonato de cálcio presentes na água propiciam o aumento do pH.

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