Comparação de floração de cianobactérias e níveis de parâmetros físicos, químicos e biológicos na Represa de Alagados, Ponta Grossa - PR

Abstract

Resumo: A água é um recurso indispensável à vida. A ocorrência de cianobactérias e suas toxinas em corpos d'água utilizados para o consumo humano é um dos maiores desafios técnicos atuais dos gestores de serviços públicos de abastecimento. Neste trabalho foi estudada a qualidade da água na Bacia de Alagados, localizada entre os municípios de Castro, Carambeí e Ponta Grossa, no estado do Paraná, Brasil, através de análises físico-químicas, microbiológicas, hidrobiológicas e de toxinas em pontos de coleta no período de agosto de 2013 a agosto de 2014. Ressaltando que 100% da água distribuída aos habitantes do município de Ponta Grossa provem direta e indiretamente da represa de Alagados. Durante o estudo foram verificados parâmetros fora dos padrões exigidos pelo CONAMA 357/05, enquadramento classe e Portaria 2.914/11, como pH, OD, DBO, PT e contagem de cianobactérias. A floração de cianobactérias com predominância do gênero potencialmente tóxico Cylindrospermopsis sp iniciou em fevereiro, com pico da sua concentração em março (372.536 céls/mL), finalizando no mês de junho. Entretanto os resultados de cianotoxinas (microcistinas e saxitoxinas) ficaram abaixo dos limites exigidos pela Portaria 2.914/11 do Ministério da Saúde. A floração impactou negativamente o processo de tratamento nas ETAs em Ponta Grossa. Maiores quantidades de produtos químicos como carvão ativado (1.889,2%), coagulante (19,6%) e polímero (21,0%) foram necessários para o tratamento da água, ocasionando um aumento de custo de aproximadamente 58%, além do aumento no consumo de água de lavagem dos filtros e intensificação do monitoramento da qualidade da água no processo. Para melhor compreensão dos resultados, foram utilizadas ferramentas matemáticas como o Índice de Qualidade de água (IQA), Análise de Componentes Principais (PCA) e Análise Hierárquica de Agrupamentos (HCA). Por meio do IQA foi possível avaliar a piora da qualidade da água na represa de Alagados em período de floração de cianobactérias. Os parâmetros que impactaram negativamente nesta análise foram: contagem de cianobactérias; transparência; DQO; PT e NT. Na PCA houve necessidade de 10 variáveis para se obter uma variância elevada. Os gráficos de escores e loadings não demonstraram formação de conjuntos isolados e revelaram uma explicação do fator 1 = 19,1% e fator 2 = 12,8%. O dendograma resultante da HCA para amostras foi incapaz de separar subconjuntos com maiores e menores quantidades de cianobactérias, porém relações esperadas entre condição climática, índice pluviométrico da bacia e nível da represa, e entre DBO e DQO foram confirmadas. As dificuldades encontradas na análise estatística PCA e HCA podem ser decorrentes da complexidade do processo ambiental, das mudanças de metodologias nas análises durante o período histórico estudado (2008 a 2014), além da impossibilidade técnica de amostragem em períodos de estiagem.

Abstract: Water is an indispensable resource to life. The occurrence of cyanobacteria and their toxins in water bodies used for human consumption is one of the largest current technical challenges of public supply services managers. This paper was studied the water quality in Alagados Basin, located between the municipalities of Castro, Carambeí and Ponta Grossa in the state of Paraná, Brazil, through physical- chemical, microbiological, hydrobiological and toxins in 10 collection points from August 2013 to August 2014. Emphasizing that 100% water distributed to the inhabitants of the city of Ponta Grossa comes directly and indirectly from Alagados dam. During the study parameters were checked out the standards required by CONAMA 357/05, Class II framework and Ordinance 2,914/11, as pH, DO, BOD, PT and cyanobacteria count. The bloom of cyanobacteria with dominance of potentially toxic genre Cylindrospermopsis sp began in February, with peak concentration in March (372,536 cells / mL), ending in June. However the results of cianotoxins (microcystins and saxitoxins) were below the limits required by the Ordinance 2,914/11 of the Ministry of Health. The blooming negatively impacted the treatment process in water treatment plants in Ponta Grossa. Larger quantities of chemicals such as activated carbon (1889.2%), coagulant (19.6%) and polymer (21.0%) were needed for treating the water, causing a cost increase of approximately 58%, addition of increase in consumption filter backwash water and intensification of water quality monitoring in the process. To better understand the results, it was used mathematical tools such as the Water Quality Index (IQA), Principal Component Analysis (PCA) and Hierarchical Cluster Analysis (HCA). Through IQA it was possible to assess the worsening of water quality in Alagados dam in cyanobacterial bloom period. The parameters that impacted negatively in this analysis were: cyanobacteria count; transparency; COD; PT and NT. The PCA was needed of 10 variables to obtain a high variance. The scores and loadings graphics showed no formation of isolated sets and revealed a factor of explanation 1 = 19.1% and factor 2 = 12.8%. The resulting dendrogram of HCA for samples was unable to separate subsets with higher and lower amounts of cyanobacteria, but expected relationships between climatic conditions, rainfall of the basin and level of the dam, and between BOD and COD were confirmed. Difficulties in the statistical analysis PCA and HCA may be due to the complexity of the environmental process of change methodologies in the analysis during the historical period studied (2008 to 2014), in addition to sampling technically impossible in periods of drought.