Aplicação de redes causais como ferramenta no estudo da eutrofização em reservatórios
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Talita Fernanda das Graças Silva
Ricardo Tezini Minoti
Priscilla Macedo Moura
Ricardo Tezini Minoti
Priscilla Macedo Moura
Resumo
A construção dos reservatórios impacta em um conjunto de aspectos, que devem ser analisados, como: a interrupção parcial do transporte natural de sedimentos e nutrientes para jusante, perda de água devido ao aumento do volume evaporado pelo espelho d’água do reservatório. Além dos prejuízos sociais relacionados a desapropriação, existem também aqueles ocasionados à fauna e flora do rio e suas margens. As florações de cianobactérias é considerado um grande problema cuja frequência tem aumentado significativamente no mundo, como resultado do processo de eutrofização dos corpos d’água, devido ao aporte de nutrientes nitrogenados e fosfatados originários de lançamento de efluentes clandestinos e da utilização de fertilizantes. Uma pequena parte das espécies planctônicas que possui a capacidade de produzir toxinas, muitas vezes tóxicas para animais mamíferos e seres humanos, pode causar as florações de cianobactérias tóxicas, configurando como um grande problema. Além da disponibilidade quantitativa dos dados de monitoramento de qualidade de água de ambientes aquáticos, torna-se, cada vez mais importante, a definição das características qualitativas das informações que se deseja obter em função dos usos pretendidos. Sendo assim, a utilização de indicadores ambientais pode ser considerada uma ferramenta de síntese e agregação de dados com a importância de se estabelecer a sequência de causas e efeitos das ações antrópicas, além de representar a condição inicial de um sistema, servindo também para acompanhamento de sua evolução, para adoção de medidas de promoção da qualidade ambiental. Neste trabalho foram realizadas análises estatísticas e o estudo de uso e ocupação do entorno de três reservatórios: Emborcação e Nova Ponte (UHEs) e Rio Manso (abastecimento), para aplicação das redes causais com a estrutura pressão-estado-resposta, (PSR), como ferramenta para verificar os principais fatores que contribuem para a eutrofização e auxiliar no diagnóstico destes ambientes, visando antever a ocorrências de florações de cianobactérias. Os resultados mostraram que o uso e ocupação do entorno podem contribuir significativamente para o aumento dos níveis de trofia nos reservatórios, que com o passar dos anos registrou períodos eutróficos a supereutróficos. O teste ANOVA, mostrou que o IET variou significativamente (α=5%) entre estações do reservatório da UHE de Nova Ponte, que pode estar correlacionado com o aumento das atividades agrossilvipastoris no entorno, sobretudo o aumento dos pivôs centrais que
praticamente dobrou em 20 anos. A utilização de redes causais é uma abordagem multidisciplinar, com poucos estudos na literatura sobre a sua aplicação em reservatórios no que diz respeito a sua utilização para avaliar processos de eutrofização, o que a torna uma ferramenta promissora em estudos de qualidade da água em reservatórios. Contudo, é de suma importância que quanto mais robusto o banco de dados, melhor será a seleção dos indicadores para elucidar com maior grau de detalhamento, as complexas relações de causalidade. Por fim, constatou-se que a aplicação das redes causais, é uma metodologia bastante promissora que engloba diversos agentes sociais, bem como o conhecimento técnico e científico em prol do desenvolvimento sustentável e de melhorias de gestão de recursos hídricos, podendo até mesmo ser utilizada por comitês de gestão de bacias hidrográficas.
Abstract
The construction of the reservoirs impacts on several aspects that must be analyzed,
such as: the partial interruption of the natural transport of sediments and nutrients
downstream, loss of water due to the increase in the volume evaporated by the water
surface of the reservoir. In addition to the social losses related to expropriation, there
are also those caused to the fauna and flora of the river and its banks. Cyanobacteria
blooms are considered a major problem whose frequency has increased significantly
in the world, as a result of the eutrophication process of water bodies, due to the input
of nitrogenous and phosphate nutrients originating from the release of clandestine
effluents and the use of fertilizers. A small part of planktonic species that can produce
toxins, often toxic to mammalian animals and humans, can cause toxic cyanobacteria
blooms (HABs), configuring a major problem. In addition to the quantitative availability
of water quality monitoring data from aquatic environments, it is becoming increasingly
important to define the qualitative characteristics of the information to be obtained
based on the intended uses. Therefore, the use of environmental indicators can be
considered a tool for synthesizing and aggregating data with the importance of
establishing the sequence of causes and effects of anthropic actions, in addition to
representing the initial condition of a system, also serving to monitor its evolution, for
the adoption of measures to promote environmental quality. In this work, statistical
analyzes and a study of the use and occupation of the surroundings of three reservoirs
were carried out: Emborcação and Nova Ponte (Hydropower plants) and Rio Manso
(water supply), for the application of causal networks with the structure pressure-stateresponse (PSR), as a tool to verify the main factors that contribute to eutrophication
and to aid in the diagnosis of these environments, order to anticipate the occurrence
of cyanobacterial blooms. The results showed that the use and occupation of the
surroundings can contribute significantly to the increase in trophic levels in the
reservoirs, which over the years have registered eutrophic to hypereutrophic periods.
The ANOVA test showed the trophic state index varied significantly (α=5%) between
stations at Nova Ponte reservoir’s monitoring stations, which may be correlated with
the increase in agrosilvopastoral activities in the surroundings, especially the increase
in central pivots, which practically doubled in 20 years. The use of causal networks is
a multidisciplinary approach, with few studies in the literature on its application in
reservoirs for evaluate eutrophication processes, which makes it a promising tool in
studies of water quality in reservoirs. However, it is of paramount importance that the
more robust the database, the better the selection of indicators, and it will elucidate, in
greater detail, the complex causal relationships. Finally, it was found that the
application of causal networks is a very promising methodology that encompasses
several social agents, as well as technical and scientific knowledge in favor of
sustainable development and improvements in the management of water resources,
and even can be used by river basin management committees.
Assunto
Engenharia sanitária, Meio ambiente, Reservatórios, Agua - Qualidade, Eutrofização
Palavras-chave
PER (pressão-estado-resposta), Reservatórios, Qualidade da água, Eutrofização