Limnologia basicaaplicadacursoutfpr

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Limnologia basicaaplicadacursoutfpr

  1. 1. Biol. Msc. Ana Carolina Wosiack
  2. 2.  Limno = pântano, Lago  Logia = estudo  1902  François Forel  “Handbuch der Seekunde” (Manual da Ciência dos Lagos)  1902 Forel  “Algemeine Limnologie” (Limnologia Geral). Surge pela primeira vez a palavra Limnologia.
  3. 3.  alemão August Thienemann e o sueco Einar Naumann (produziram de 1909 a 1959)  surgem os conceitos oligotrófico, eutrófico, mesotrófico e distrófico  E. Birge (produziu de 1918 a 1950)  parâmetros abióticos, como radiação luminosa, com as comunidades aquáticas  surgem os conceitos de epilímnio, metalímnio e hipolímnio.
  4. 4.  1922  Sociedade Internacional de Limnologia , redefiniu a Limnologia como sendo "a ciência que estuda os corpos d’água continentais do ponto de vista ecológico, independentemente do seu tamanho, origem e concentração de sais".
  5. 5.  1930  Rodolpho von Ihering, Centro de Ecologia Aquática  limnólogo norte americano Stilmann Wright  Década de 30  Açude Bodocongó  1936  publicado o primeiro trabalho científico, em cujo título aparece a palavra limnologia.  Década de 40 e 50 Harald Sioli (limnologia Amazônica) e Hermann Kleerekoper (Sudeste e sul)
  6. 6.  1944  Kleerekoper, 1º livro em português sobre limnologia: "Introdução ao Estudo da Limnologia”. 1º Livro sobre limnologia a ser publicado no mundo ??????.  1970  Universidade Federal de São Carlos (SP), liderado pelo Dr. José G. Tundisi  reservatório do Broa.  1982  SBL (Sociedade Brasileira de Limnologia)  1988  1º Ed. Fudamentos de Limnologia (Esteves)
  7. 7.  1998  2º Ed. Fudamentos de Limnologia (Esteves)  2008  Limnologia (Tundisi)
  8. 8.  Controle de poluição  Gestão de Recursos Hídricos  Manejo de Ecossistemas (Controle de Eutrofização)  EIA / RIMA
  9. 9.  1º passo  Conhecer o ambiente que se vai avaliar/monitorar.  Mapas: Hidrográficos, rodoviários (hotéis, postos), uso e ocupação do solo.  Levantamento de dados históricos, quando houver.
  10. 10.  2º passo  Definição da rede amostral. Onde monitorar? Quantos pontos?  Vamos levar o lago para o Laboratório!!!  ABNT NBR 9897 – Planejamento de amostragem de efluentes líquidos e corpos receptores
  11. 11.  Rios com despejos de efluentes  Profundidade:  Superficial  Pontos:  Montante, Jusante, Zona de mistura, efluente (se possível).  Zona de Mistura: região do corpo receptor onde ocorre a diluição inicial de um efluente.
  12. 12.  Reservatórios  ABNT NBR 9897 – Planejamento de amostragem de efluentes líquidos e corpos receptores  Nem sempre é possível fazer isto, então....
  13. 13.  Reservatórios  Profundidade:  Mínimo: zona fótica e zona afótica  Ideal: superfície, base do metalímnio ou termoclina e fundo.  Pontos:  Mínimo: região mais profunda do reservatório.  Ideal: região mais profunda do reservatório + entrada dos principais contribuintes, montante e jusante.
  14. 14.  Reservatórios
  15. 15.  Lagos  Profundidade:  Mínimo: zona fótica e zona afótica  Ideal: superfície, base do metalímnio ou termoclina e fundo.  Pontos:  Região mais profunda do lago.
  16. 16.  Tenha sempre bom senso. A quantidade de pontos e o local das coletas depende muito da finalidade do estudo.
  17. 17.  3º passo  O que coletar e para onde enviar  ABNT NBR 9897 – Planejamento de amostragem de efluentes líquidos e corpos receptores  dá indicação apenas para parâmetros físicos e químicos, conforme a tipologia da empresa.  No caso de indústrias verificar a legislação que deve ser atendida.
  18. 18.  Rios:  DBO, DQO, fósforo total, série nitrogenada, óleos e graxas, pH, sólidos (totais, dissolvidos, sedimentáveis e não filtráveis) e temperatura, bacteriológico (Coliformes totais e fecais).  Reservatórios e Lagos:  DBO, DQO, fósforo total, série nitrogenada, óleos e graxas, pH, sólidos totais, transparência, turbidez, temperatura, OD e fitoplâncton.
  19. 19.  Rios:  Deve-se evitar:  Áreas em que pode ocorrer estagnação de água;  Áreas localizadas próximo à margem interna de curvas, visto que elas podem não ser representativas;  Áreas de refluxo de curso de água.
  20. 20.  4º passo  Como coletar  Nunca esquecer dos EPI’s. Equipamentos para coleta de água.
  21. 21. Biol. Msc. Ana Carolina Wosiack - carowosiack@bol.com.br -  Processo de selecionar uma porção de material suficientemente pequeno em volume para ser transportado e manuseado convenientemente no laboratório mas, suficientemente grande de modo a que seja verdadeiramente representativo de toda a população.
  22. 22. Biol. Msc. Ana Carolina Wosiack - carowosiack@bol.com.br - Amostragem: A coleta das amostras pode parecer uma tarefa relativamente simples. Mas, mais que mergulhar um frasco e enchê-lo é necessário obter uma amostra representativa e que sua integridade possa ser preservada até ser analisada no laboratório. DIFICULDADES REPRESENTATIVIDADE MANUTENÇÃO DA INTEGRIDADE
  23. 23. Biol. Msc. Ana Carolina Wosiack - carowosiack@bol.com.br - Amostragem: AMOSTRAS REPRESENTATIVAS Cuidados a serem adotados - Seleção do local - Matriz/Parâmetro - Tipo de recipiente - Condições de transporte - Condições de armazenamento - Tempo de validade da amostra Aquela que mantém intacta todas as características da população
  24. 24. Biol. Msc. Ana Carolina Wosiack - carowosiack@bol.com.br - Amostragem: INTEGRIDADE DA AMOSTRA A amostragem e seu manuseio devem ser suficientemente controlados para que não introduzam qualquer alteração na amostra (p. ex. contaminação pelos recipientes, perda por absorção de membranas filtrantes, etc.)
  25. 25. Biol. Msc. Ana Carolina Wosiack - carowosiack@bol.com.br - Amostragem: MANUAL AUTOMÁTICO MODO DE COLETA
  26. 26. Biol. Msc. Ana Carolina Wosiack - carowosiack@bol.com.br - Amostragem: SIMPLES COMPOSTA INTEGRADATIPO DE AMOSTRAS
  27. 27. Biol. Msc. Ana Carolina Wosiack - carowosiack@bol.com.br - Amostragem: AMOSTRA SIMPLES Pode também ser denominada de amostragem discreta ou pontual. Consiste em retirar uma única porção de efluente líquido ou de um corpo d’água, num ponto de amostragem. Em situações de investigação de possíveis focos de poluição é o método de amostragem mais adequado.
  28. 28. Biol. Msc. Ana Carolina Wosiack - carowosiack@bol.com.br - Amostragem: AMOSTRA COMPOSTA É uma mistura de várias amostras simples colhidas no mesmo ponto de amostragem durante um período de tempo pré- estabelecido. As amostras compostas podem classificar-se em: - proporcionais no tempo; - proporcionais ao caudal.
  29. 29. Biol. Msc. Ana Carolina Wosiack - carowosiack@bol.com.br - Amostragem: AMOSTRA INTEGRADA Esta amostra resulta de um processo de integração horizontal ou vertical de várias amostras coletadas num mesmo corpo de água Úteis para efetuar a avaliação da composição média de uma massa de água cujas características variam no perfil vertical e/ou horizontal.
  30. 30. Biol. Msc. Ana Carolina Wosiack - carowosiack@bol.com.br - Amostragem: LEMBRE-SE: a amostragem precisa ser efetuada de 15 a 30 cm abaixo da superfície da água As amostras de zooplâncton devem ser concentradas para leitura, ou seja, não é possível coleta direta
  31. 31. Biol. Msc. Ana Carolina Wosiack - carowosiack@bol.com.br - Amostragem: LEMBRE-SE: Não devem ser recolhidas amostras próximo do fundo da massa de água para evitar a coleta do sedimento que eventualmente possa estar em suspensão, e, assim alterar as características da água coletada.
  32. 32. Biol. Msc. Ana Carolina Wosiack - carowosiack@bol.com.br - Amostragem: LEMBRE-SE: efetuar a coleta de amostra na proa da embarcação, ou nas laterais (lado oposto à corrente), para evitar a contaminação proveniente do motor do barco.
  33. 33.  Equipamentos  Utilizado para amostragem de água do mar e água doce; adequado para análises microbiológicas. Não adequado para análise de gases dissolvidos.  Zobell J-Z  Capacidade: 350ml
  34. 34.  Equipamentos  Utilizado para amostras altamente poluídas; adequado para análises microbiológicas e físico-químicas; não produz agitação, pois não leva ar no seu interior, podendo ser utilizado para analisar gases dissolvidos; Devido às extremidades abertas não há mistura das camadas superiores do líquido com as inferiores.  de Kemmerer  Capacidade: 1200ml
  35. 35.  Equipamentos Utilizado principalmente para coleta de amostras estratificadas, em áreas poluídas, coletando-se inicialmente as amostras com menor grau de poluição. A sua característica é descer com o cilindro de coleta aberto, fechando-se na profundidade desejada. A contaminação de uma amostra para outra pode ser reduzida pela lavagem do equipamento com o próprio líquido a ser amostrado.  Van Dorn  Capacidade: 2000 a 8000ml
  36. 36.  Equipamentos  Utilizado para coletas de águas superficiais. Com uma das mãos segurar o frasco pela base, mergulhando-o rapidamente com a boca para baixo, a cerca de 15 a 30 cm abaixo da superfície da água, para evitar a introdução de contaminantes superficiais. Direcionar o frasco de modo que a boca fique em sentido contrário à corrente. Se o corpo de água for estático, deve ser criada uma corrente artificial, através da movimentação do frasco na direção horizontal (sempre para frente). Inclinar o frasco lentamente para cima para permitir a saída do ar e conseqüente enchimento do mesmo.
  37. 37.  Equipamentos  Utilizado para medir a transparência da coluna de água e avaliar a profundidade da zona fótica. No local selecionado, o disco de Secchi é afundado na parte sombreada do barco, preso a uma corda graduada. O disco é continuamente afundado até o seu completo desaparecimento. Após anotar a profundidade de desaparecimento do disco (profundidade 1) este deve ser afundado mais um pouco.  Posteriormente, o disco é levantado até sua completa visualização (profundidade 2). A profundidade do desaparecimento visual do disco de Secchi (transparência da água) é igual ao valor médio das profundidades 1 e 2.  Disco de Secchi
  38. 38.  Equipamentos  Para a coleta de amostra de oxigênio dissolvido, utiliza-se uma garrafa de aço inox, conhecida por batiscafo ou garrafa ou garrafa de OD, que permite coletar amostras superficiais ou subsuperficiais. No seu interior é colocado um frasco de vidro de boca estreita e tampa esmerilhada (frasco de DBO). A água a ser amostrada entra por um tubo localizado na parte central da tampa e que atinge o interior do frasco, permitindo que o ar contido seja expulso por um orifício lateral à medida que ele vai sendo completado com água. O volume do batiscafo permite uma renovação da água dentro do frasco de DBO de duas a três vezes, removendo assim todo o ar que poderia alterar os resultados. Garrafa de OD ou Batiscafo  Capacidade: 300ml
  39. 39.  Equipamentos  Utilizado para coletas de águas superficiais. Com um balde, preferencialmente de inox, afundar o balde alguns centímetros na coluna d’água, homogeneizar e despejar nos frascos.  Capacidade: variável
  40. 40. Equipamentos para coleta de sedimento.
  41. 41.  Equipamentos Draga tipo Van Veen: Por não ter vedação perfeita, pode ocorrer lavagem de amostra. Amostra: Areia, lama e cascalho.  Capacidade: 05Kg
  42. 42.  Equipamentos Draga tipo Ekman: Uma das vantagens deste amostrador é que a superfície de interface água- sedimento é preservada e assim pode ser observada e sub-amostrada. Amostra: lama.  Capacidade: 05Kg
  43. 43.  Equipamentos Draga tipo Petite Ponar: Uma “mistura” das duas anteriores, entretanto não preserva a interface sedimento-água. Amostra: Areia, lama e cascalho.  Capacidade: 05Kg
  44. 44.  Equipamentos Rede de zooplâncton e fitoplâncton:
  45. 45. Biol. Msc. Ana Carolina Wosiack - carowosiack@bol.com.br - anacarolina@iap.pr.gov.br  Artifício físico ou químico utilizado para manutenção das características originais da comunidade ou matriz a ser analisada TÉRMICO QUÍMICO Mantidas em gelo ou congeladas Preservação utilizando reagentes ou soluções
  46. 46.  Equipamentos  Preservantes  Quando sem preservação química, as amostras devem ser encaminhadas ao laboratório refrigeradas
  47. 47.  Envio das amostras para os laboratórios
  48. 48.  Vamos coletar e enviar as amostras aos laboratórios  Não esqueça de fazer o check list antes de sair pra campo.
  49. 49.  Coleta  Seja organizado com os frascos.  Etiquete-os antes de iniciar a coleta  Antes de trocar de ponto verifique se todos os frascos estão cheios.  Cuidado com preservantes ácidos.  Leve para campo somente aparelhos calibrados.
  50. 50.  5º passo  O que fazer com os Resultados analíticos  Montar uma tabela com todos os dados e pontos.  Comparar os dados obtidos com os valores de referência da legislação
  51. 51.  Legislação CONAMA 357  Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências. Existem portarias específicas que enquadram os recursos hídricos no estado.
  52. 52.  Legislação Portaria 518  Estabelece os procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade, e dá outras providências. CONAMA 274 considerando a necessidade de serem criados instrumentos para avaliar a evolução da qualidade das águas, em relação aos níveis estabelecidos para a balneabilidade, de forma a assegurar as condições necessárias à recreação de contato primário.
  53. 53.  Legislação Portaria IAP nº19  Aprova e determina o cumprimento da Instrução Normativa DIRAM n° 002/2006, que estabelece o Sistema de Automonitoramento de Atividades Poluidoras no Paraná.
  54. 54.  Índice de Qualidade de Águas:  Os índices permitem resumir todos os valores dos parâmetros medidos em um único número.  Índices:  números resultantes da síntese de vários parâmetros.  Índice de Qualidade de Águas:  indica a relativa qualidade da água em pontos geográficos e/ou ao longo do tempo.
  55. 55.  Vantagens:  A facilidade de comunicação com o público não técnico;  O status maior do que os parâmetros individuais;  Representa uma média de diversas variáveis em um único número, combinando unidades de medidas diferentes em um única unidade.  Desvantagem:  Consiste na perda de informação das variáveis individuais e da interação entre as mesmas.
  56. 56.  IQA – Índice de Qualidade de Água  Incorpora parâmetros considerados relevantes para a avaliação da qualidade das águas.  O IQA é calculado pelo produtório ponderado das qualidades de água correspondentes aos parâmetros.  09 parâmetros selecionados
  57. 57.  Expressões numéricas de cálculo do IQA.  IQAA =  IQAM = ii i wq  9 1 iw i i q 9 9  IQA = Índice de Qualidade das Águas, um número entre 0 e 100; qi = qualidade do i-ésimo parâmetro, um número entre 0 e 100, obtido da respectiva "curva média de variação de qualidade", em função de sua concentração ou medida e wi = peso correspondente ao i-ésimo parâmetro, um número entre 0 e 1, atribuído em função da sua importância para a conformação global de qualidade.
  58. 58. Nº Parâmetro Unidade Peso (w) 1 Oxigênio Dissolvido % saturação 0,17 2 Coliformes Fecais NMP/100ml 0,15 3 pH - 0,12 4 DBO5 mg O2/L 0,10 5 Nitrogênio Total mg N/L 0,10 6 Fósforo Total mg P/L 0,10 7 Turbidez uT 0,08 8 Sólidos Totais mg/L 0,08 9 Temperatura de Desvio °C 0,10
  59. 59. Categoria Ponderação Ótima 79 < IQA ≤ 100 Boa 51 < IQA ≤ 79 Regular 36 < IQA ≤ 51 Ruim 19 < IQA ≤ 36 Péssima IQA ≤ 19
  60. 60.  Vantagens:  Com apenas 09 parâmetros você já tem uma indicação de qualidade de água; barato; ainda é muito utilizado  Desvantagens:  Não contempla parâmetros, como:  metais pesados;  compostos orgânicos com potencial mutagênico;  substâncias que afetam as propriedades organolépticas da água;  potencial de formação de trihalometanos das águas de um manancial.
  61. 61.  IAP -Índice de qualidade de água bruta para fins de abastecimento público  O índice é composto por três grupos principais de parâmetros:  IQA;  Parâmetros que indicam a presença de substâncias tóxicas e  Grupo de parâmetros que afetam a qualidade organoléptica.
  62. 62. O índice descreverá cinco classificações, relacionadas a seguir: O IAP será calculado segundo a seguinte expressão: IAP = IQA x ISTO Categoria Ponderação Ótima 79 < IAP ≤ 100 Boa 51 < IAP ≤ 79 Regular 36 < IAP ≤ 51 Ruim 19 < IAP ≤ 36 Péssima IAP ≤ 19
  63. 63.  ISTO -Índice de substâncias tóxicas e organolépticas  ISTO = ST x SO  ST = ponderação dos parâmetros que avaliam a presença de substâncias tóxicas.  SO = ponderação dos parâmetros que afetam a qualidade organoléptica.  Ver site CETESB
  64. 64.  Vantagens:  Abrange uma série de compostos perigosos (metais pesados, trihalometanos, cianobactérias e etc.)  Desvantagens:  Custo elevado, cálculo relativamente complicado.
  65. 65. IVA - Índice de qualidade de água para a proteção da vida aquática Avaliação a qualidade das águas para fins de proteção da fauna e flora em geral. Indica a qualidade da água em termos ecotoxicológicos, como também sobre o seu grau de trofia.
  66. 66.  O IVA deverá ser calculado a partir do IPMCA e do IET, segundo a expressão:  IVA = (IPMCA x 1,2) + IET  O índice descreverá cinco classificações de qualidade, relacionadas a seguir: Categoria Ponderação Ótima IVA  2,5 Boa 2,6 ≤ IVA ≤ 3,3 Regular 3,4 ≤ IVA ≤ 4,5 Ruim 4,6 ≤ IVA ≤ 6,7 Péssima IVA ≤ 6,8
  67. 67. IPMCA - Índice de parâmetros mínimos para a preservação da vida aquática  grupo de substâncias tóxicas (cobre, zinco, chumbo, cromo, mercúrio, níquel, cádmio, surfactantes e fenóis).  grupo de parâmetros essenciais (oxigênio dissolvido, pH e toxicidade)
  68. 68. IPMCA = PE x ST Onde: PE: Valor da maior ponderação do grupo de parâmetros essenciais e ST: Valor médio das três maiores ponderações do grupo de substâncias tóxicas. Este valor é um número inteiro.
  69. 69.  O valor do IPMCA pode variar de 1 a 9, sendo subdividido em quatro faixas de qualidade: Categoria Ponderação Boa 1 Regular 2 Ruim 3 e 4 Péssima ≤ 6
  70. 70. IET - Índice do estado trófico Este índice utiliza três avaliações de estado trófico em função dos valores obtidos para as variáveis: transparência (disco de Secchi), clorofila a e fósforo total.
  71. 71.  IET(P) = 10 { 6 - [ ln ( 80,32 / P ) / ln 2 ] }  IET(CL) = 10 { 6 - [ ( 2,04 - 0,695 ln CL ) / ln 2 ] }  IET(Tra) = 10 { 6 – ( ln Tra / ln 2 ) }  P = concentração de fósforo total medida à superfície da água, em mg/L  CL = concentração de clorofila a medida à superfície da água, em mg/L  Tra = transparência do disco de Secchi, em m.  ln = logaritmo natural  IET = [ IET ( P ) + IET ( CL) + IET (Tra) ] / 3
  72. 72. Estado Trófico Especificação Oligotrófico Corpos de água limpos, de baixa produtividade, em que não ocorrem interferências indesejáveis sobre os usos da água. Mesotrófico Corpos de água com produtividade intermediária, com possíveis implicações sobre a qualidade da água, mas em níveis aceitáveis, na maioria dos casos. Eutrófico Corpos de água com alta produtividade em relação às condições naturais, de baixa transparência, em geral afetados por atividades antrópicas, em que ocorrem alterações indesejáveis na qualidade da água e interferências nos seus múltiplos usos. Hipereutrófico Corpos de água afetados significativamente pelas elevadas concentrações de matéria orgânica e nutrientes, com comprometimento acentuado nos seus usos, podendo inclusive estarem associados a episódios florações de algas e de mortandade de peixes e causar conseqüências indesejáveis sobre as atividades pecuárias nas regiões ribeirinhas.
  73. 73.  Vantagens:  Muito barato e bem difundido (faz parte da limnologia clássica)  Desvantagens:  Por avaliar só três parâmetros os resultados obtidos podem ser incompatíveis com o ambiente estudado.
  74. 74.  IQAR - Índice de qualidade da água de reservatório (Instituto Ambiental do Paraná) Índice desenvolvido com dados de 19 reservatórios do estado do Paraná.
  75. 75. IQAR = Σ (Wi . qi ) / Σ Wi Onde: Onde : Wi = pesos calculados para as variáveis “i” qi = classe de qualidade de água em relação a variável “i” , q pode variar de 1 a 6
  76. 76.  Vantagens:  Avalia parâmetros biológicos em conjunto com físico químicos e com a morfometria.  Desvantagens:  Apresenta custo relativamente elevado.
  77. 77.  AIQA – Avaliação Integrada de Qualidade das Águas
  78. 78.  Vantagens:  Compara os resultados com os dados da Legislação.  Desvantagens:  Cálculo muito complicado (estatística avançada).

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