Carga máxima de fósforo admissível ao Reservatório Piraquara II, Regiao Metropolitana de Curitiba, uma aplicaçao do Processo TMDL

Abstract

Resumo: O processo TMDL (total maximum daily load) desenvolvido pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos- EPA determina a quantia máxima de cargas de um poluente que um corpo d'água pode receber sem violar os padrões estabelecidos de qualidade da água e aloca cargas deste poluente entre fontes de poluição pontuais e difusas. É uma ferramenta de planejamento de recursos hídricos que considera o efeito de todas as atividades ou processos que causam ou contribuem para a degradação da qualidade de um corpo d'água. Por esse motivo, pode ser muito útil na implementação e operacionalização da política brasileira de recursos hídricos. A presente pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de demonstrar a aplicação do processo TMDL na bacia hidrográfica do rio Piraquara, na área de drenagem de contribuição ao futuro reservatório Piraquara II - Região Metropolitana de Curitiba, a ser implantado em 2004. O fósforo foi o poluente selecionado para o desenvolvimento do processo TMDL, pois este nutriente é o fator limitante na produção de biomassa de algas em lagos e reservatórios da região. Em bacias rurais, como é o caso da área do presente estudo, a principal fonte de fósforo é o transporte pela água da chuva de fertilizantes, esterco e partículas do solo contendo o nutriente. O processo TMDL foi desenvolvido para uma situação futura considerando o ano de 2006, em dois cenários de simulação: uso atual do solo, denominado de cenário A e uso do solo admitindo fontes de poluição pontuais que causem o aumento de entradas de carga de fósforo no Reservatório Piraquara II, denominado de cenário B; através da aplicação do modelo matemático SWAT. Como resultado da simulação matemática, em 75% e 100% dos meses do ano de 2006, respectivamente para os cenários A e B, a concentração mensal de fósforo total no reservatório esteve entre a faixa limite para ocorrência de eutrofização de 0,025 a 0,10 mg/L de P total, estabelecida no presente estudo. Para reduzir esta concentração, foram adotadas as medidas de controle: plantio direto, implantação de mata ciliar e tratamento de efluentes. A adoção destas medidas de controle permitiu a redução das concentrações mensais de P total no reservatório. A carga de P total exportada da bacia no cenário A com a adoção das medidas de controle foi de 1.822,2 kg/ano, sendo este valor a meta de TMDL (carga máxima total) para não ocorrência de eutrofização no reservatório Piraquara II. Para o cenário B, o nível de tratamento de efluentes de 60% não foi suficiente para satisfazer o padrão de qualidade d'água admitido. Assim, o presente estudo, demonstrou que o TMDL é uma ferramenta útil no processo decisório de gestão dos recursos hídricos, pois ao utilizar um modelo matemático para seu desenvolvimento possibilita a previsão de uma situação futura com uma razoável quantidade de informações essenciais sobre as condições da bacia hidrográfica. Além disso, ao incorporar o monitoramento, permite analisar se as ações adotadas para diminuir as cargas de poluentes exportadas da bacia são eficientes ou devem ser melhoradas. Palavras-chave: TMDL, Qualidade da água, Reservatório, Fósforo.

Abstract: The TMDL process (total maximum daily load) developed by the United States Environmental Protection Agency - EPA determines the maximum amount of a pollutant loading that a waterbody can receive without violating water quality standards established and allocates loads of this pollutant between point sources and nonpoint sources. It is a tool of planning of water resources that considers the effect of all the activities or processes that cause or contribute for the impairment of the waterbody quality. For this reason, it can very be useful for the implementation and operation of the Federal water resources law, instituted in 1997. The goal of this research is to demonstrate the application of process TMDL in the Piraquara River Watershed, especially in the draining area of contribution to the future Piraquara II Reservoir - Curitiba Metropolitan Region, to be implanted in 2004. The phosphorus was the pollutant selected for the development of TMDL process specially because this nutrient is the limitant factor in the production of algae biomass in lakes and reservoirs of the region. In agricultural wathershed, as it case of the area in this present study, the main source of phosphorus is the transport by water of rain of fertilizers, animal wastes and soil particles contained the nutrient. TMDL process was developed for a future situation considering the year of 2006 in two scenario of simulation by application of the mathematical model SWAT. Scenario A: soil actual use and Scenario B: soil use admitting point sources that cause the increase phosphorus load input in the Piraquara II Reservoir. The development of the TMDL resulted in a concentration monthly in the reservoir in 75% and 100% of months in 2006, respectively for the scenario A and B, corresponding limit strip for eutrophication occurrence of 0,025 - 0,10 mg/L of P total, established in the present study. To reduce these concentrations, were adopted like control measures the: no till, the implantation of riparian area and treatmentof point sources to decrease the exported Ptotal load from watershed. The adoption of these control measures allowed the concentration reduction of P total in the reservoir for 0,020 mg/L and a exported P total load of the watershed 1.822,2 kg/year to the scenario A, being this value the goal of TMDL (total maximum daily load) for the Piraquara II Reservoir. For the scenario B the standard dont achivied with the treatment level adopted. Thus, the present study demonstrated that the TMDL is a flexible and useful tool in the decision process management water resources, especially when using a mathematical model for its development that makes possible the forecast of a future situation with a reasonable amount of essential information on the conditions of the watershed. Moreover, when incorporating the monitoring evaluate if the adopted actions to reduce exported loads of pollutants of the watershed are efficient or must be improved. Key-words: TMDL, Water Quality, Reservoir, Phosphorus.