Study of the standard of emission of pollutants for the framing of intermittent rivers: case study of river Salgado, Ce

Autor: Sabiá, Rodolfo José
Přispěvatelé: Araújo, José Carlos de
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2008
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron:UFC
Popis: This study was carried out on a 50 km length of the Salgado River, aiming to propose a methodology to determine an adequate pattern of pollutants emission, compatible with the natural recovery capacity of a river in a semi-arid region. The following steps were taken: (i) characterization of the study area based on the map of Salgado river and its tributaries; (ii) water quality diagnostic (Phase I, 1300 analysis): from March to September, 2005, in which eight river sections were selected for sampling, and 27 parameters were analysed in six monitoring campaigns; (iii) water quality diagnostic (Phase II, 1500 analysis): from February 2006 to January 2007, composed of twelve monitoring campaigns in 14 river sections with the parameters DO, BOD, faecal coliforms, total coliforms, pH, turbidity, electric conductivity, water and air temperature; (iv) social experiment, a participatory process involving CSBH-Salgado (Salgado Watershed Committee) and other social actors of the study watershed, promoting the discussion on water quality classification; (v) water quality modelling with the QUAL-2E model, calibrating two parameters: BOD and coliforms decay coefficients. Model validation was carried out using twelve campaigns from February 2006 to January 2007, distinguishing wet and dry periods. Scenarios simulation was performed for the BOD emission pattern with concentrations varying from 5 to 100 mg/L, and for the coliforms pattern with concentrations from 103 to 107 PN/100mL. This thesis concludes that the Salgado River, on the study reach, is polluted. It was identified that at least five parameters are in disagreement with the quality standards, inclusive for the Class IV: dissolved oxygen (DO), biochemical oxygen demand (BOD), faecal coliforms (FC), ammonia nitrogen and total phosphorus. The model was valid for the DO, BOD and FC simulations for the wet period, with Nash and Sutcliffe coefficient (NSE) from 0.61 to 0.96. For the dry period, the model was acceptable for DO and BOD (NSE) from 0.33 to 0.49) and valid for FC (NSE 0.83). The social actors identified the “emission patterns” as an essential instrument for the watershed environmental sustainability. The proposal of this research in admitting a “tolerance” to the water quality parameters was accepted by the committee members as a valid tool. The committee members indicated, for the study reach, Class II with tolerance of approximately 10%. The scenarios simulation using the QUAL-2E model indicated values of emission pattern for BOD, for the Class II in the wet and dry periods, of 6 mg/L. In the case the river is classified in the Class III, the values would be 20 and 17 mg/L for the wet and dry period, respectively. Although Class II is desired for the river classification by the committee, it was observed that the emission patterns would be too low for BOD, making its adoption impracticable, since the polluting activities are not capable of reaching such efficiency on their current stage. For the faecal coliforms, the emission pattern would be 103 MPN/100mL (dry period) and 104 MPN/100mL (wet period) in the case the river is classified in the Class II, whereas for the Class III, the emission pattern would be of the order of 105 MPN/100mL, for both wet and dry periods. According to the analysis performed in this thesis, the most adequate water quality classification for the Salgado River on the reach between the Batateira Fountain and the Missão Velha Waterfall, on the current conditions, is the Class III with tolerance of 10% O estudo foi desenvolvido em um trecho de 50 km do Rio Salgado, objetivando propor uma metodologia capaz de determinar o padrão de emissão de poluentes adequado à capacidade de autodepuração de um rio em região semi-árida. Foram realizadas as etapas: (i) reconhecimento da área a partir do mapeamento do rio Salgado e seus afluentes; (ii) diagnóstico da qualidade de água (Fase I, 1300 análises): entre março e setembro de 2005, tendo-se selecionado oito seções do rio para a coleta e análise de amostras, observando-se 27 parâmetros em seis campanhas de monitoramento; (iii) diagnóstico da qualidade de água (Fase II, 1500 análises): entre fevereiro de 2006 e janeiro de 2007, feito através de doze campanhas de monitoramento em 14 seções com os parâmetros OD, DBO, Coliformes termotolerantes, coliformes totais, pH, turbidez, condutividade elétrica, temperatura da água e do ar; (iv) experimento social, processo participativo envolvendo CSBH-Salgado e demais atores sociais da bacia de estudo, fomentando-se a discussão sobre o enquadramento das águas; (v) modelagem da qualidade da água usando QUAL2E, calibrando-se dois de seus parâmetros: coeficiente de decaimento de DBO e coeficiente de decaimento de coliformes. A validação do modelo QUAL2E foi feita utilizando doze campanhas entre fevereiro de 2006 e janeiro de 2007, distinguindo os períodos úmido e seco. A simulação de cenários foi feita para o padrão de emissão de DBO com concentrações de 5 a 100 mg/L, e para o padrão de coliformes com as concentrações de 103 a 107 NMP/100mL. Este trabalho de tese conclui que o Rio Salgado, no trecho em estudo, encontra-se poluído. Foi comprovado que pelo menos cinco parâmetros se encontram em desacordo com os padrões de qualidade, inclusive da classe IV: oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), coliformes termotolerantes (CTT), nitrogênio amoniacal e fósforo total. O modelo provou ser válido para simulação de OD, DBO e CTT para o período úmido com coeficientes de Nash e Sutcliffe (NSE) entre 0,61 e 0,96. Para o período seco, o modelo mostrou-se aceitável para OD e DBO (NSE entre 0,33 e 0,49) e válido para CTT (NSE 0,83). Os atores sociais identificaram os “padrões de emissão “ como instrumento essencial para a sustentabilidade ambiental da bacia. A proposta desta pesquisa de se admitir uma “tolerância” aos parâmetros de qualidade de água foi aceita pelos membros do comitê como ferramenta válida. Os membros do comitê indicaram, para o trecho em estudo, Classe II com tolerância de aproximadamente 10%. A simulação de cenários usando o modelo QUAL-2E mostrou valores do padrão de emissão de DBO, para a Classe II nos períodos úmido e seco, de 6 mg/L. Caso o rio seja enquadrado na Classe III, os valores seriam de 20 e 17 mg/L para os períodos úmido e seco, respectivamente. Apesar de a Classe II ser a desejada para o enquadramento do rio pelo comitê, verificou-se que os valores dos padrões de emissões seriam muito baixos para DBO, tornando inviável a sua adoção, pois as atividades poluidoras são incapazes de alcançar tal eficiência no estado atual. Já para o padrão de emissão de coliformes termotolerantes, o padrão de emissão seria de 103 NMP/100mL (período seco) e 104 NMP/100mL (período úmido) para que o rio seja de Classe II, enquanto que, para a Classe III, o padrão de emissão seria da ordem de 105 NMP/100mL, tanto para o período úmido quanto para o período seco. De acordo com a análise feita nesta tese, o enquadramento mais adequado para o trecho do rio Salgado entre a Fonte da Batateira e a Cachoeira de Missão Velha, nas condições atuais é a Classe III com tolerância de 10%
Databáze: OpenAIRE
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