QUALIDADE DAS ÁGUAS DO DISTRITO DE LUMIAR, MUNICÍPIO DE NOVA FRIBURGO, ESTADO DO RIO DE JANEIRO, BRASIL.

 

Marilu de Meneses Silva

Professora Assistente da Faculdade de Geologia / Universidade do Estado do Rio de Janeiro - UERJ, Brasil.

Rodolfo de Oliveira Souza

Professor Adjunto da Fundação de Apoio à Escola Técnica do Estado do Rio de Janeiro – FAETEC, Brasil.

Gustavo Teixeira de Andrade

Aluno de Graduação do Departamento de Geografia, Instituto de Geociências / Universidade do Estado do Rio de Janeiro - UERJ, Brasil

 

RESUMO: Este estudo teve como objetivo determinar a qualidade das águas da microbacia do rio Boa Esperança usadas pela população de Lumiar, 5º distrito do Município de Nova Friburgo, na Região Serrana Fluminense. Predominantemente agrícola, o distrito de Lumiar teve nas últimas décadas a intensificação do turismo rural, o aumento sazonal de sua população e o surgimento de novas atividades econômicas em detrimento à sua atividade tradicional. De relevo movimentado, o território deste distrito é banhado pelas águas dessa Microbacia que são utilizadas no abastecimento doméstico, na irrigação, na formação de lagos para criação de peixes e no lazer. Em todo o seu curso o rio Boa Esperança recebe efluentes domésticos e rurais. Para a determinação da qualidade das águas fluviais foram feitas análises dos parâmetros físico-químicos e microbiológicos e as concentrações de metais pesados na água e em sedimentos de corrente. Estes sedimentos fluviais podem reter ou dispersar os metais de acordo com as variações dos parâmetros físico-químicos das águas. Dependendo das concentrações destes metais, que são tóxicos, estes podem poluir o ambiente aquático e entrar nos processos metabólicos dos seres vivos. Os resultados mostraram que somente a contaminação microbiológica está ocorrendo na microbacia estudada.

 

 

 

INTRODUÇÃO: Este estudo teve como objetivo determinar a qualidade das águas utilizadas pela população de Lumiar, 5º distrito do Município de Nova Friburgo, na Região Serrana Fluminense. Predominantemente agrícola, Lumiar teve nas últimas décadas a intensificação do turismo rural, o aumento sazonal de sua população e o surgimento de novas atividades econômicas em detrimento à sua atividade tradicional. A microbacia, formada pelo Rio Boa Esperança e seus afluentes, é a principal fornecedora de água para o consumo doméstico, irrigação e lazer entre outras atividades da comunidade de Lumiar que, com 4.629 hab. (CIDE, 2002). Sua população encontra-se consciente da importância da preservação dos seus rios e tem procurado meios para preservá-los.  Atendendo a este anseio, a presente pesquisa objetivou avaliar as condições das águas da microbacia, através do levantamento de parâmetros físico-químicos, microbiológicos e análise de metais pesados (Fe, Mn, Ni, Pb Cd, Cr, Cu, e Zn) nas águas e nos sedimentos de corrente. Estes sedimentos são importantes retentores e dispersores dos metais citados, sejam estes de origem natural e/ou antrópica.  A contaminação do meio aquático por estes metais depende das variações dos parâmetros físico-químicos das águas que os liberam, interferindo nos processos metabólicos dos seres vivos.

 

 

DESCRIÇÃO DA ÁREA ESTUDADA: A Microbacia do Rio Boa Esperança, tem uma área aproximada, de 165 Km² e seu rio principal nasce na Serra de Macaé, a 1.500m de altitude, corre no sentido geral NE-SW, atravessando a Vila de Boa Esperança e Lumiar, indo desaguar na margem esquerda do rio Macaé, que por sua vez forma uma das principais bacias hidrográficas da vertente meridional da Serra do Mar, que tem sua foz no litoral, no Município de Macaé. Antes de alcançar a cidade de Lumiar, o rio Boa Esperança recebe na sua margem direita o seu afluente mais extenso, o rio São Pedro.

 

A microbacia estudada (Fig 01) banha os territórios de Lumiar (5º Distrito) e de São Pedro da Serra (7º Distrito) do Município de Nova Friburgo, que faz parte da Região Serrana do Rio de Janeiro. Seu clima é ameno com as médias anuais de 19^oC de temperatura e 1.561mm de pluviosidade marcada por chuvas torrenciais no verão, favorecendo o surgimento da Mata Atlântica, que se encontra degradada em virtude da ocupação agrícola.

 

Apresenta relevo movimentado cujas cotas altimétricas alcançam altitudes que variam de 750 a 1.800 m. A topografia apresenta fortes desníveis com declividades variando entre as classes 20 e 35%  e maior que 45%. São nas planícies aluviais, áreas de neossolos, onde ocorrem às ocupações urbanas e agrícolas. Os terrenos são pré-cambrianos, compostos por gnaisses migmatíticos, granito pós-tectônico, ortognaisses, ocorrendo diques de gabro, pegmatíticos e aplíticos (SILVA et al., 1995). Esses terrenos dão origem a solos areno-argilosos e argilosos (argissolos) (EMBRAPA,1999) sujeitos aos processos erosivos em virtude da elevada declividade das encostas, dos desmatamentos e das fortes chuvas no verão.

 

 

 

A principal atividade econômica da região é a agricultura, voltada para horticultura e as culturas de tubérculos, que ocupam as áreas de várzeas e às vezes as encostas das colinas. Predominam pequenas propriedades rurais familiares, de 1 a 30 ha, onde 70% dos agricultores são donos da terra e os 30% restantes trabalham em parceria (PREA,1990, 2002). A produção destina-se, principalmente, à Região Metropolitana do Rio de Janeiro, que fica a 108 Km de distância. Outra atividade importante é o turismo, seguida da criação de peixe de água fria, como a truta.

 

Os atrativos paisagísticos citados, somados à facilidade de acesso e à proximidade do Grande Rio, vem atraindo, a cada ano que passa, um número maior de população flutuante e residente, na busca de lazer e da melhoria da qualidade de vida.

 

 

METODOLOGIA: Nas dez campanhas de campo para amostragem, foram analisados as águas in situ os parâmetros pH, Eh, condutividade elétrica e temperatura, através de aparelhos portáteis (DIGIMED) nas quatro estações de amostragem. Todo material utilizado para amostragem estava previamente descontaminado. As coleta de amostras de água para análise microbiológica foram feitas em frascos especialmente preparados para esta finalidade segundo as normas da APHA (1976). Para análise de metais, as amostras de água foram guardadas em frascos de polietileno (4 litros) e preservadas com ácido nítrico. Os sedimentos de corrente foram retirados do leito do rio Boa Esperança onde ocorriam depósitos fluviais de silte e argila, cuja granulometria mais fina favorece a adsorção dos metais pesados pesquisados. As amostras de sedimentos, 3 Kg cada, foram acondicionados em sacos de polietilenos. Devidamente catalogadas e preservadas em gelo, as amostras foram levadas para os laboratórios do Instituto Nacional de Tecnologia - INT/RJ, da Fundação Estadual de Engenharia e Meio Ambiente - FEEMA e da Universidade Estadual do Rio de Janeiro - UERJ.

 

As análises microbiológicas foram feitas na FEEMA segundo APHA (1976).

 

Nos laboratórios do INT, com os devidos cuidados para evitar contaminações, as amostras de água destinadas para determinação dos metais pesados, foram acrescidas com 20 mL de ácido nítrico e evaporadas até a secura em chapa elétrica, quando foi eliminada a matéria orgânica existente, sendo então retomadas com ácido nítrico.

 

No laboratório da UERJ as amostras de sedimentos destinadas às análises de metais pesados foram submetidas ao peneiramento a úmido, em peneira de polietileno com malha de 0,062 mm (230 mesh) e a fração fina obtida foi seca em banho-de-areia e em estufa (60⁰ C) e posteriormente, desagregada em gral de ágata, sendo então, separadas duas alíquotas de 1 g cada, uma para extração química total dos metais com ataque ácido forte, com  HCl : HNO₃ : HF (2:3:3) e a outra alíquota foi destinada à extração química sequencial (TESSIER et al.,1979; DAVIDSON et al.,1994).

 

Nesta última extração foram utilizados diversos tipos de reagentes que permitiram determinar nos sedimentos de corrente quais os metais pesados disponíveis (são aqueles adsorvidos, isto é, levemente presos nas superfícies dos sedimentos compostos por argilominerais e matéria orgânica), potencialmente disponíveis (metais que só são liberados a partir dos sedimentos após mudanças drásticas dos parâmetros físico-químicos das águas) e inertes (são os metais que estão presos na estrutura cristalina dos minerais dos sedimentos).

 

Essas amostras de sedimentos de corrente foram lidas em aparelho Espectrofotômetro de Absorção Atômica, com chama convencional, da VARIAN, usando branco de reagente e duplicatas (VARIAN TECHTROM, 1989).

 

 

RESULTADOS E DISCUSSÕES: Os parâmetros pH (variaram entre 6,91 a 6,97),   Eh (entre 259,5 a 276,5 mV) e condutividade elétrica (entre 30,9 a 36,8 uS.cm^-1), mostraram que as águas apresentaram-se ligeiramente ácidas, oxidantes e com baixa concentração de íons, permitindo assim, uma definição das condições físico-químicas deste ambiente aquático quanto à solubilidade e o estado iônico das substâncias dissolvidas.

 

Os resultados das análises microbiológicas em NMP/100mL (número mais provável por cem mililitros) (Tab. 01) apresentaram teores de coliformes fecais em todos os pontos de amostragem bem acima dos limites permitidos segundo CONAMA (1986), tanto para o consumo, que deve ser zero, como para balneabilidade (limite máximo abaixo de 1.000 NMP/100mL).

 

 

Tabela 01:Parâmetros físico-químicos e análises microbiológicos do Rio Boa Esperança,

           Lumiar, no Município de Nova Friburgo (n^o de amostras: 10 e desvio padrão ± 10%)

Amostras Parâmetros	1	2	3	4	CONAMA
pH(log 1.H -1)	6,97	6,97	6,95	6,91	6,0 a 9,0
Eh (mV)	276,5	272	259,5	266,40	-
Condutividade elétrica (uS.cm-1)	30,9	33,9	36,8	33,4	-
Temperatura(o C)	18,6	19,2	19,5	19,5	-
Vazão  L / seg.	895	996	194	8121	-
Coliformes fecais (NMP/100mL)	> 1600	> 1600	> 1600	> 1100	<1,0x103

 

Quanto aos teores de metais em solução nas águas do rio, os resultados mostraram que, com exceção do ferro que apresentou teores acima do limite permitido pelo CONAMA (Resolução. 02/86), os demais metais (chumbo, cobre, zinco, níquel, cromo  e o cádmio), estão abaixo deste limite ou não foram detectados (Tab. 02). Os elevados teores de ferro devem estar relacionados à litologia da área, aos processos de intemperismo e à laterização, que deram  origem a material sedimentar e solos argilo-arenosos e argilosos,  ricos em ferro.

 

 

Tabela 02:Teores médios de metais nas águas da Microbacia do Rio Boa Esperança,Lumiar, no Município de Nova Friburgo - RJ (n: 10 e desvio padrão ± 15%)

Metal   Pontos de Amostragem	Fe Total (mg.L-1)	Zn (mg.L-1)	Cr (mg.L-1)	Cu (mg.L-1)	Pb (mg.L-1)	Ní (mg. L-1)	Cd (mg. L-1)	Á
1	0,31	0,025	LD	0,02	LD	LD	LD
2	0,48	0,020	LD	0,02	0,013	LD	LD	G
3	1,45	0,023	LD	0,02	0,018	0,013	LD
4	0,43	0,040	LD	0,02	0,015	0,005	LD	U
CONAMA	0,3	0,18	0,5	0,02	0,03	0,025	0,001	A

 

 

Os resultados das análises referentes aos metais nos sedimentos (Tab. 03) foram comparados com outros rios do Estado do Rio de Janeiro como o rio Paraíba do Sul (RPS) que corta áreas bastante industrializadas e poluídas como o Município de Resende (MALM et al. 1989); o rio Vigário (RV) que corta área não industrializada do Município de Maricá (OVALLE et al, 1989) e o rio das Bengalas que encontra-se no Município de Teresópolis em região com atividades semelhantes ao da Boa Esperança e também localizado na Região Serrana do Estado do Rio de Janeiro (SILVA et al,1996).

 

Os teores de  metais pesados totais nos sedimentos de corrente foram observados que os teores de ferro total, cobre, chumbo do Rio Boa Esperança estavam dentro da faixa encontrada no Rio Paraíba do Sul, enquanto o zinco se aproximou  desta faixa  na foz (ponto 4). O cromo e o níquel estavam abaixo dos níveis detectado no Paraíba do Sul.  Porém, teores elevados de ferro e cromo também foram encontrados no Rio Vigário (RV), indicando a possível origem natural desses metais.

 

Os resultados do rio Boa Esperança comparados com os dos Rios das Bengalas (RB) e Vigário (RV), mostraram que somente o zinco e o cobre estavam dentro da faixa de concentração no RB e acima dos valores de RV. Suspeita-se que no Rio das Bengalas (RB) esses metais são provenientes dos agrotóxicos. (SILVA et al., 1996; LEVIARD, 2001)

 

O chumbo por sua vez, encontrava-se dentro do intervalo detectado no Paraíba do Sul e acima dos teores observados no RV e RB . O cadmio está acima do encontrado no RPS e próximo do detectado no RB.

 

Para se determinar a disponibilidade dos metais pesados facilmente disponíveis para o ambiente aquático a partir dos sedimentos de corrente, assim como conhecer as concentrações dos metais que se encontram presos nos minerais (inertes), recorreu-se a extração química sequencial desses elementos (SILVA et al., 1995). Os resultados mostraram que nos sedimentos estudados, a maior parte dos teores dos metais não estavam disponíveis (58 a 100%), encontrando-se inertes.

 

 

Tabela 03: Teores médios de  metais totais nos sedimentos de corrente da  Microbacia do Rio Boa Esperança, Lumiar, Nova Friburgo - RJ (n: 10 e desvio padrão ± 15%) (mg. g -1  ou  ppm = partes por milhão)

Metal Pontos de Amostragem	Fe Total (%)	Zn (mg.g-1)	Cr (mg. g-1)	Cu (mg.g-1)	Pb (mg.g-1)	Ní (mg.g-1)	Cd (mg.g-1)	S
1	6,84	116,4	66,50	80,0	58,90	26,50	1,17	E
2	7,02	125,5	72,10	86,5	58,90	32,70	1,20	D
3	-	-	-	-	-	-	-	I
4	6,97	147,4	63,0	76,7	60,60	26,40	1,4	M
5	-	-	-	-	-	-	-
Rio Paraíba do Sul (RPS)	0,46-9,20	130 -387	133 - 368	32,7 - 125	53,5 - 122	42,0 - 4,6	0,3	E N
Rio Vigário (RV)	8,6 - 17,4	113 - 119	63 - 88	0,1	36 - 48	-	-	T O
Rio das Bengalas (RB)	2,2  -  4,1	51,26  - 166,08	14,64 -17,90	46,57 - 162,27	8,33 - 22,59	5,95 - 9,35	0,47 - 1,11	S

  (a) Malm et al.,1989;  (b) Ovalle et al, 1989;  (c)Silva et al (1996)

 

 

Os metais que estavam  facilmente disponíveis para o ambiente aquático, podiam ser de origem natural ou antrópica. Foram eles, o ferro ( com até  41 ppm); zinco (entre 12,7 a 16,1 ppm), cobre (entre 0,8 a 2,0 ppm) chumbo (2,0 a 2,8ppm ) e o cadmio (0,35 ppm). O niquel, o cromo e a maior parte do cadmio não estão disponíveis, estavam inertes presos na estrutura cristalina dos minerais.

 

 

CONCLUSÕES:  A partir dos dados obtidos conclui-se que:

 

a) Com relação aos parâmetros físico-químicos, as águas do Rio Boa Esperança apresentaram-se ligeiramente ácidas e oxidantes. Características essas, que são peculiares de rios de planalto que conseguem se renovar. As medições da condutividade elétrica indicaram pouca concentração em solução de metais ionizados.

 

b) Quanto à determinação do CONAMA, as águas da bacia estavam dentro dos limites aceitáveis, ainda não se encontrando poluídas em relação aos metais pesados oriundos das atividades humanas, com exceção do Fe que apresentou valores  maiores que o limite permitido em três pontos de amostragem do Rio Boa Esperança. Esta quantidade de ferro presente nas águas deve estar relacionada à litologia da região, aos processos de intemperismo e à laterização.

 

c) Os resultados das análises microbiológicas, que são pontuais mostraram, que nos dias de coleta das amostras no Rio Boa Esperança, os teores de coliformes fecais estavam acima de 1.000 NMP/100ml, prejudicando todo o tipo de uso inclusive a balneabilidade.

 

d) Com referência  aos resultados da análise dos metais totais nos sedimentos de corrente, estes foram comparados com os teores encontrados nos rios Paraíba do Sul, Vigário e das Bengalas citados na Tabela 03. Foi deduzido que os elevados teores de ferro total  e cromo total deveriam ser naturais e relacionados à composição mineralógica das rochas e do manto de intemperismo.  O zinco, cobre e chumbo também devem ter procedência da litologia regional porém, os teores mais elevados  indicam que pode estar havendo uma contribuição antrópica, relacionada ao uso indiscriminado dos agrotóxicos na agricultura e em cujas composições químicas podem ser encontrados o zinco e o cobre.

 

e) Quanto à disponibilidade de metais dos sedimentos para o ambiente aquático e vice-versa, verificou-se que em quantidade, aparecem o ferro, em primeiro lugar, seguido do zinco, chumbo, cobre e cadmio.  Contudo 58 e 100%, dos metais pesquisados estão na fase residual, inertes, presos na mineralogia das rochas, mostrando que a litologia da região é ainda um importante suporte geoquímico desses metais.

 

f) A partir dos resultados obtidos, é urgente que a comunidade de Lumiar, junto com as autoridades públicas procurem solucionar os problemas, principalmente os relacionados à necessidade de implantação de rede de esgoto e à orientação para o uso de agrotóxicos pelos agricultores, a fim de recuperar e preservar região.

 

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

 

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MALM, O. et al. Heavy metal monitoring by the critical pathway analysis the Paraiba do Sul river (P.S.R.), Rio de Janeiro State Brazil. AN: International  Conference on Heavy Metals in the Environment. Athens, v.1. 1985. p. 230-2 .

OVALLE, A.R.C. et al . Geoquímica de Metais Pesados nos Sedimentos Fluviais no Sistema  Lagunar  de  Maricá-Guarapina,     Rio    de   Janeiro. IN: II Congresso Brasileiro de Geoquímica. SBGq.  Rio de Janeiro. Anais 1989. 351-56.

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SILVA, M. de M.; SOUZA. R. de O & CAÇONIA, A. Relatório Final do Projeto Estudo Ambiental da Microbacia do Rio Boa Esperança. Rio de Janeiro. Relatório (inédito)  1995. 60 p.

SILVA, M. de M.; DORFMAN, A. & SOUZA, R. de O. Relatório Final do Projeto Estudo Ambiental da Bacia do Rio das Bengalas. Rio de Janeiro. Relatório Técnico (inédito)  1996.190p.

TESSIER, A.; CAMPBELL, P.G.C. and BISSON, M. Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals. Analytica Chimica Acta, 1979. n.51: p. 844-850.

VARIAN TECHTROM. Methods for Flame Atomic  Absorption Spectrometry. Mulgrave, Victoria, Austrália. 1989. 110 p.

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   BONAERENSE. 

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Ponencia presentada en el Décimo Encuentro Internacional Humboldt. Rosario, provincia de Santa Fe, Argentina. 13 al 17 de octubre de 2008.   

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