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UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE ANÁLISE GEOAMBIENTAL
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA AMBIENTAL
FLÁVIA BEATRIZ BESERRA AZEVEDO
MODELAGEM DA CAPACIDADE DE SUPORTE DA LAGUNA DE
SAQUAREMA – RJ APÓS A ABERTURA DE UMA CONEXÃO
PERMANENTE COM O MAR
Dissertação submetida ao Programa de Pós-Graduação
em Ciência Ambiental da Universidade Federal
Fluminense, como requisito parcial para a obtenção do
grau de Mestre.
Orientador:
Julio Cesar de Faria Alvim Wasserman
Niterói
2005
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ii
FLÁVIA BEATRIZ BESERRA AZEVEDO
MODELAGEM DA CAPACIDADE DE SUPORTE DA LAGUNA DE SAQUAREMA – RJ
APÓS A ABERTURA DE UMA CONEXÃO PERMANENTE COM O MAR
Aprovada em 19 de Agosto de 2005.
BANCA EXAMINADORA
______________________________________________________________
Prof. Dr. Julio Cesar de Faria Alvim Wasserman – Orientador
Universidade Federal Fluminense
_______________________________________________________________
Prof. Dr. Alphonse Germaine Albert Charles Kelecom
Instituto de Geociências – Universidade Federal Fluminense
_______________________________________________________________
Prof. Dr. Bastiaan Adriaan Knoppers
Departamento de Geoquímica – Universidade Federal Fluminense
_______________________________________________________________
Prof. Dr. Ricardo Coutinho
Instituto de Estudos do Mar Almirante Paulo Moreira
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iii
“No dia 20 de julho de 1969, (...) a uma
profundidade de 600 pés, achava-se o piloto-chefe
Raymond Coll, a bordo de um dos nossos
pequenos discos mergulhadores, o Minisub I. Ele
explorava o canhão glacial submerso no exato
momento em que Armstrong iniciou seu histórico
passeio em solo lunar. (...) Armstrong e Coll
falavam simultaneamente acerca daquilo que
estavam vendo. Os astronautas deslocavam-se
num mundo lunar estéril, hostil e sem vida,
enquanto o oceanauta descrevia multidões de
camarões gigantes e conglomerados de límulos
que tentavam ocultar-se no sedimento.”
Jacques Cousteau em “Oceanografia, a
última fronteira”.
iv
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente aos meus pais e minha avó pelo apoio incondicional e paciência. Em
especial aos “patrocinadores” dos meus estudos, meu pai e minha mãe, sem os quais eu não
teria chegado tão longe.
A Giuliano, pelo incentivo e apoio incondicional e por estar ao meu lado em todos os
momentos, ouvindo e aconselhando-me.
Ao meu orientador, Júlio, pela paciência e confiança e por ser, não só um orientador, mas um
verdadeiro mestre.
Ao pessoal do Consórcio Intermunicipal Lagos-São João, pelo fornecimento dos dados e por
todo o apoio na minha dissertação e até mesmo em outros trabalhos.
Agradeço a todos os professores, do PGCA e outros departamentos, que tive o prazer de
conhecer graças a este curso e que de alguma forma me ajudaram no meu crescimento
profissional, seja nas aulas ou mesmo num papo de corredor.
Especialmente quero agradecer aos meus colegas de turma, verdadeiros companheiros, que
me fizeram aprender qual o verdadeiro significado de interdisciplinaridade e que me fizeram,
inclusive, descobrir outros talentos adormecidos em mim.
A todos que, de uma forma ou de outra, cruzaram meu caminho durante esta jornada e me
ajudaram de alguma maneira.
v
RESUMO
O município de Saquarema tem tido uma urbanização menos rápida e apresenta estado de
degradação menos avançado que outros da Região das Baixadas Litorâneas, porém seu
sistema lagunar vem sofrendo uma ocupação desordenada que acelerou o fechamento da barra
que liga a laguna ao mar. A solução proposta pela fundação SERLA foi a construção de um
guia correntes e a dragagem do canal, obra que foi concluída no início do ano de 2003. O
objetivo deste trabalho foi a avaliação das alterações geradas na qualidade da água da laguna
em razão da abertura da barra e, a partir de um modelo numérico, simular o impacto do
crescimento populacional e determinar a capacidade de suporte deste ecossistema. Para isso,
elaborou-se um balanço de massas através da modelagem do sistema lagunar, focando na
principal causa do problema de eutrofização, os nutrientes (N e P) e a densidade populacional
do município. Uma campanha de amostragem das águas da laguna foi realizada em conjunto
com o Consórcio Intermunicipal Lagos-São João. O balanço de nutrientes do sistema lagunar
foi obtido através de um modelo segmentado de entrada e saída e as projeções do número de
habitantes do município foram obtidas através de metodologia adotada pelo IBGE. Foram
feitas simulações para os anos de 2000, 2010, 2020, 2030, 2040 e 2050. No primeiro cenário
simulado considerou-se a carga de efluentes liberada pela população permanente do
município e no segundo considerou-se o lançamento de efluentes pela população permanente
somada à população flutuante, isto é, a população total estimada para os períodos de veraneio.
O modelo aqui utilizado foi um modelo matemático simples, porém os resultados obtidos
foram satisfatórios e permitiram a análise geral da capacidade de suporte do sistema. As
previsões mostraram que a abertura permanente da barra não será suficiente para resolver o
problema da eutrofização se a carga de nutrientes que entra no sistema não diminuir, seja pelo
controle do uso da terra ou pela implantação de um sistema de tratamento eficaz ou ambos.
vi
ABSTRACT
Saquarema municipality has been subject to a slower urbanization and a less advanced
degradation in comparison to other regions of the Região das Baixadas Litorâneas.
Nevertheless, its lagoonal system has been threatened by uncontrolled urban expansion
leading to an accelerated closure of its natural sand bar. The solution proposed by the SERLA
foundation was the construction of a groin and the channel dredging, that was finished in the
beginning of 2003. The objective of this work was the evaluation of the water quality changes
due to the bar opening and, through a numerical model, simulate the impact of the population
growth and determine the ecosystem support capacity. For that, a mass balance through the
system modeling was carried out, focusing on the principal cause of eutrophication, the
nutrients (N and P) and de population density of the city. Sampling was made together with
the Consórcio Intermunicipal Lagos-São João. The nutrient budget was obtained through a
compartmented input/output model and the population projections were obtained through the
methodology utilized by IBGE. Simulations were performed for the years 2000, 2010, 2020,
2030, 2040 and 2050. In the first simulated scenario the considered effluent load of the city
corresponded to the permanent population and in the second one pertained to the permanent
population plus the floating population, that means the vacationers population. The
mathematical model utilized here was satisfactory and permitted the general analysis of the
system support capacity. The predictions showed that the permanent bar opening will not be
enough to solve the eutrophication problem if the nutrients loading to the system does not get
reduced, through land reclamation control or through the implementation of an efficient
treatment system or both of them.
vii
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 1
1.1 Processos tróficos em ambientes costeiros ................................................................. 1
1.2 Lagunas costeiras ........................................................................................................ 2
1.3 Aplicabilidade de modelos matemáticos em ambientes naturais ................................ 3
1.4 Processos tróficos nos ambientes costeiros do Estado do Rio de Janeiro ................... 5
2. OBJETIVOS ......................................................................................................................... 7
2.1 Objetivos gerais ........................................................................................................... 7
2.2 Objetivos específicos .................................................................................................. 7
3. ÁREA DE ESTUDO ............................................................................................................. 8
3.1 Caracterização física ................................................................................................... 8
3.2 Caracterização socioeconômica ................................................................................ 13
4. METODOLOGIAS ............................................................................................................. 18
4.1 Monitoramento .......................................................................................................... 18
4.1.1 Procedimentos de amostragem ................................................................. 18
4.1.2 Procedimentos de análise ......................................................................... 19
4.2 Levantamento das fontes de poluição e estimativa da carga cultural de nutrientes para
o sistema lagunar ............................................................................................................. 19
4.3 Balanço de nutrientes ................................................................................................ 20
4.3.1 Modelo conceitual .................................................................................... 20
4.3.2 Cálculo do fósforo .................................................................................... 21
4.3.3 Cálculo do nitrogênio ............................................................................... 22
4.3.4 Tempo de residência e trocas ................................................................... 23
4.4 Projeção populacional para o município de Saquarema e elaboração de cenários ... 27
viii
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................................ 29
5.1 Resultados da campanha de amostragem do Consórcio Lagos-São João ................. 29
5.2 Fontes de poluição e estimativa da carga cultural de nutrientes para o sistema lagunar
.......................................................................................................................................... 52
5.3 Balanço de nutrientes ................................................................................................ 54
5.4 Projeção populacional para o município de Saquarema ........................................... 60
5.5 Projeções das concentrações de nutrientes no sistema lagunar e estimativa da
capacidade de suporte ..................................................................................................... 62
5.6 Considerações finais ................................................................................................. 66
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES .......................................................................... 70
6.1 Conclusões ................................................................................................................ 70
6.2 Recomendações ......................................................................................................... 71
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................ 74
APÊNDICE ............................................................................................................................. 80
Apêndice 1 – Resultados das amostragens ..................................................................... 80
Apêndice 2 – Artigo publicado no VIII Congresso Brasileiro de Defesa do Meio
Ambiente, realizado de 20 a 22 de junho de 2005 pelo Clube de Engenharia, UFRJ e CREA-
RJ ........................................................................................................................ 82
ANEXOS .............................................................................................................................. 100
Anexo 1 – Resolução CONAMA nº 357, 2005 ............................................................ 100
ix
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Intensidades de carga cultural de poluentes reportadas na literatura. ..................... 20
Tabela 2. Intervalos de valores do tempo de residência, em dias, para os compartimentos do
Sistema Lagunar de Saquarema. Resultados obtidos com o modelo 2D de ALVES
(2003). ..................................................................................................................... 26
Tabela 3. Totais de nitrogênio, fósforo e DBO
5
carreados para a bacia de drenagem do sistema
lagunar de Saquarema, considerando apenas a população permanente para os anos
de 2000 e 2004. ....................................................................................................... 53
x
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Localização da Lagoa de Saquarema. ........................................................................ 9
Figura 2. Projeto para a Barra Franca de Saquarema. ............................................................. 12
Figura 3. Obras da Barra Franca de Saquarema em andamento. ............................................ 13
Figura 4. Composição do PIB do município de Saquarema em 2000 e 2001. ........................ 15
Figura 5. Efetivo dos rebanhos para os municípios da Região das Baixadas Litorâneas e
discriminado para o município de Saquarema. ....................................................... 16
Figura 6. Porcentagem de área plantada em relação à área total dos municípios da Região das
Baixadas Litorâneas. ............................................................................................... 17
Figura 7. Localização dos pontos de amostragem. ................................................................. 18
Figura 8. Representação do modelo conceitual elaborado para a laguna de Saquarema. ....... 21
Figura 9. Variação da concentração do traçador na Lagoa de Fora. Experimento para laguna
individual. ................................................................................................................ 25
Figura 10. Variação média da temperatura (°C) na laguna ao longo da campanha de
amostragem e para cada compartimento e variação temporal de cada compartimento
separadamente. ........................................................................................................ 30
Figura 11. Variação média da salinidade na laguna ao longo da campanha de amostragem e
para cada compartimento e variação temporal de cada compartimento
separadamente. ........................................................................................................ 32
Figura 12. Variação média do pH na laguna ao longo da campanha de amostragem e para cada
compartimento e variação temporal de cada compartimento separadamente. ........ 34
Figura 13. Variação média de oxigênio dissolvido (mg/L) na laguna ao longo da campanha de
amostragem e para cada compartimento e variação temporal de cada compartimento
separadamente. ........................................................................................................ 35
Figura 14. Variação média de DBO
5
(mg/L) na laguna ao longo da campanha de amostragem
e para cada compartimento e variação temporal de cada compartimento
separadamente. ........................................................................................................ 37
Figura 15. Variação média de nitrato (
µ
M) na laguna ao longo da campanha de amostragem e
para cada compartimento e variação temporal de cada compartimento
separadamente. ........................................................................................................ 38
Figura 16. Variação média de nitrito (
µ
M) na laguna ao longo da campanha de amostragem e
para cada compartimento e variação temporal de cada compartimento
separadamente. ........................................................................................................ 45
xi
Figura 17. Variação média de amônio (
µ
M) na laguna ao longo da campanha de amostragem
e para cada compartimento e variação temporal de cada compartimento
separadamente. ........................................................................................................ 46
Figura 18. Variação média de nitrogênio inorgânico dissolvido (
µ
M) na laguna ao longo da
campanha de amostragem e para cada compartimento e variação temporal de cada
compartimento separadamente. ............................................................................... 47
Figura 19. Porcentagem de participação de cada forma do nitrogênio inorgânico dissolvido
total em cada compartimento. ................................................................................. 48
Figura 20. Variação média de ortofosfato (
µ
M) na laguna ao longo da campanha de
amostragem e para cada compartimento e variação temporal de cada compartimento
separadamente. ........................................................................................................ 49
Figura 21. Variação média de fósforo total (
µ
M) na laguna ao longo da campanha de
amostragem e para cada compartimento e variação temporal de cada compartimento
separadamente. ........................................................................................................ 50
Figura 22. Relação N:P na laguna ao longo da campanha de amostragem e para cada
compartimento. ........................................................................................................ 51
Figura 23. Análise de causa X efeito dos impactos da poluição no sistema lagunar e da obra
de remediação. ......................................................................................................... 52
Figura 24. Resultados do balanço de N da laguna da Mombaça para o cenário C1 (população
permanente) e para o cenário C2 (população permanente + flutuante), comparado
com os valores de concentrações reportadas pela literatura. ................................... 55
Figura 25. Resultados do balanço de P da laguna da Mombaça para o cenário C1 (população
permanente) e para o cenário C2 (população permanente + flutuante), comparado
com os valores de concentrações reportadas pela literatura. ................................... 55
Figura 26. Resultados do balanço de N das lagunas Jardim/Boqueirão para o cenário C1
(população permanente) e para o cenário C2 (população permanente + flutuante),
comparado com os valores de concentrações reportadas pela literatura. ................ 56
Figura 27. Resultados do balanço de P das lagunas Jardim/Boqueirão para o cenário C1
(população permanente) e para o cenário C2 (população permanente + flutuante),
comparado com os valores de concentrações reportadas pela literatura. ................ 56
Figura 28. Resultados do balanço de N da laguna de Fora para o cenário C1 (população
permanente) e para o cenário C2 (população permanente + flutuante), comparado
com os valores de concentrações reportadas pela literatura. ................................... 57
xii
Figura 29. Resultados do balanço de P da laguna de Fora para o cenário C1 (população
permanente) e para o cenário C2 (população permanente + flutuante), comparado
com os valores de concentrações reportadas pela literatura. ................................... 57
Figura 30. Evolução do crescimento populacional do município de Saquarema e do Estado do
Rio de Janeiro de 1980 a 2000 e projeção até 2050. ............................................... 60
Figura 31. Distribuição dos tipos de domicílios no município de Saquarema, segundo o censo
de 2000. ................................................................................................................... 61
Figura 32. Evolução do crescimento da população permanente, da flutuante e do total no
município de Saquarema de 1980 a 2000 e projeção até 2050. .............................. 62
Figura 33. Projeções das concentrações de N para o cenário C1 (população permanente) e
para o cenário C2 (população permanente + flutuante) na laguna da Mombaça e
enquadramento na classificação de qualidade de água estabelecida pelo CONAMA
(2005). ..................................................................................................................... 63
Figura 34. Projeções das concentrações de P para o cenário C1 (população permanente) e para
o cenário C2 (população permanente + flutuante) na laguna da Mombaça e
enquadramento na classificação de qualidade de água estabelecida pelo CONAMA
(2005). ..................................................................................................................... 63
Figura 35. Projeções das concentrações de N para o cenário C1 (população permanente) e
para o cenário C2 (população permanente + flutuante) nas lagunas
Jardim/Boqueirão e enquadramento na classificação de qualidade de água
estabelecida pelo CONAMA (2005). ..................................................................... 64
Figura 36. Projeções das concentrações de P para o cenário C1 (população permanente) e para
o cenário C2 (população permanente + flutuante) nas lagunas Jardim/Boqueirão e
enquadramento na classificação de qualidade de água estabelecida pelo CONAMA
(2005). ..................................................................................................................... 64
Figura 37. Projeções das concentrações de N para o cenário C1 (população permanente) e
para o cenário C2 (população permanente + flutuante) na laguna de Fora e
enquadramento na classificação de qualidade de água estabelecida pelo CONAMA
(2005). ..................................................................................................................... 65
Figura 38. Projeções das concentrações de P para o cenário C1 (população permanente) e para
o cenário C2 (população permanente + flutuante) na laguna de Fora e
enquadramento na classificação de qualidade de água estabelecida pelo CONAMA
(2005). ..................................................................................................................... 65
xiii
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS
C. Carbono
C1. Cenário população permanente
C2. Cenário população de veraneio (população permanente + flutuante)
CIDE. Fundação Centro de Informações e Dados do Rio de Janeiro
COD. Carbono Orgânico Dissolvido
CODEL. Comitê de Defesa do Litoral do Estado do Rio de Janeiro
CONAMA. Conselho Nacional do Meio Ambiente
COP. Carbono Orgânico Particulado
DBO. Demanda Bioquímica de Oxigênio
EIA – RIMA. Estudo de Impacto Ambiental – Relatório de Impacto Ambiental
FEEMA. Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente
FIRJAN. Federação das Indústrias do Estado do Rio de Janeiro
IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
IPTU. Imposto Predial e Territorial Urbano
MMA. Ministério do Meio Ambiente
N. Nitrogênio
NID. Nitrogênio Inorgânico Dissolvido
NOD. Carbono Orgânico Dissolvido
NOP. Nitrogênio Orgânico Particulado
O.D. Oxigênio Dissolvido
P. Fósforo
PIB. Produto Interno Bruto
PID. Fósforo Inorgânico Dissolvido
POD. Fósforo Orgânico Dissolvido
POP. Fósforo Orgânico Particulado
PNGC. Plano Nacional de Gerenciamento Costeiro
RPPN. Reserva Particular do Patrimônio Natural
SEBRAE. Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas
SEMADS. Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável
SERLA. Fundação Superintendência Estadual de Rios e Lagoas
TCE-RJ. Tribunal de Contas do Estado do Rio de Janeiro
WHO. World Health Organization (Organização Mundial da Saúde)
1
1. INTRODUÇÃO
1.5 Processos tróficos em ambientes costeiros
A Zona Costeira abriga um mosaico de ecossistemas de alta relevância ambiental, pois
possui uma grande diversidade, é marcada pela transição dos ambientes terrestre e marinho,
com interações que lhe conferem um caráter de fragilidade. Além disso, a maior parte da
população mundial vive nestas zonas, onde há uma tendência permanente ao aumento da
concentração demográfica (MMA, 2003). As atividades humanas têm profundo impacto sobre
o ciclo geoquímico global de carbono (C), nitrogênio (N) e fósforo (P). O aporte de matéria
orgânica para sistemas costeiros, por exemplo, é considerado o mecanismo de partida para a
perda de biodiversidade e distrofia (CARMOUZE et al., 1991; PETIHAKIS et al., 1999;
LENZI et al., 2003; PASTRES et al., 2003; SCHEREN et al., 2004). Diversas pesquisas
apontam como principais fontes de poluição antrópica destes sistemas os efluentes domésticos
e industriais e a drenagem de nutrientes provenientes de áreas de agricultura e pastos (e.g.
OLIVEIRA e KJERFVE, 1993; KISS et al., 2003; LENZI et al., 2003). Isto em grande parte
se dá porque as pessoas utilizam os cursos d’água como um conveniente sistema para a
disposição dos seus efluentes e, aliado a isso, o aumento da concentração humana não é
acompanhado por soluções adequadas de saneamento. Este problema não atinge somente os
países em desenvolvimento, mas é certo que as condições de saneamento de uma nação
refletem sua condição econômica, influenciando a qualidade de vida da população e, em
última análise, sua saúde (SOUZA, 1992).
O programa de restauração da laguna Orbetello, Itália, por exemplo, mostrou que os
problemas relacionados com poluição orgânica em áreas eutróficas rasas depende diretamente
de quantidades de nutrientes originadas de fontes antrópicas persistentes (LENZI et al., 2003).
Estas fontes antrópicas responsáveis pelo suprimento alóctone de N e P para os sistemas
aquáticos podem ser pontuais, as quais são localizadas e mais fáceis de monitorar e controlar,
ou não-pontuais, que são difusas e, por isso, muito mais difíceis de regular. A relativa
contribuição destes dois tipos de fontes pode se diferenciar muito de bacia para bacia e
depende substancialmente da densidade populacional local e do uso do solo (SMITH et al.,
1999).
2
1.2 Lagunas costeiras
Corpos d’água costeiros incluem uma grande variedade de sistemas como estuários,
baías, fjords e lagunas, estas últimas cobrindo 13 % das áreas costeiras em todo o mundo. As
lagunas costeiras são comumente encontradas em todos os continentes, mas são mais
freqüentes ao longo de costas tropicais com alta energia de ondas (OLIVEIRA e KJERFVE,
1993). Formaram-se como resultado da transgressão Holocênica, quando as ondas
retrabalharam os sedimentos criando as barreiras e separando as lagunas do oceano (TURCQ
et al., 1999). Neste ambiente ocorre um ativo intercâmbio de organismos, água, nutrientes,
matéria orgânica e sedimentos que envolvem processos de transporte e mistura das massas
d’água, movimentos migratórios, variações na diversidade e abundância biótica e trocas
ontogênicas nos ciclos biológicos (relações entre o indivíduo e o seu meio durante as
transformações pelas quais ele passa desde a fecundação até o estado adulto). As lagunas
costeiras podem ser classificadas geomorfologicamente como: “sufocadas”, quando sua
ligação com o mar é feita através de um canal estreito que atua eliminando praticamente todo
o efeito da maré; “restritas”, que são grandes corpos d’água ligados com o mar através de dois
ou mais canais; e “vazadas”, que têm ampla comunicação com o oceano adjacente
(KJERFVE, 1986).
A capacidade de ecossistemas costeiros de assimilar substâncias depende de uma série
de processos de natureza física, química e biológica. A passagem da matéria orgânica pela
cadeia alimentar bentônica e sedimentos durante a regeneração, por exemplo, faz a dinâmica
de nutrientes em sistemas marinhos costeiros ser muito diferente da de oceano aberto
(NIXON, 1981). Já numa laguna, variações nas concentrações de substâncias relacionam-se
intimamente com a renovação das águas, a qual depende de uma série de processos de
natureza física e geológica, que interagem entre si de forma bastante complexa, tornando a
qualidade da água susceptível a alterações (MIRANDA et al., 2002). Estes sistemas estão
naturalmente sujeitos ao processo de eutrofização porque retêm com eficiência materiais
biogênicos reciclados graças ao acesso limitado ao mar e a baixas profundidades. A baixa
profundidade destes sistemas se deve ao fato de serem ambientes de acúmulo de material
alóctone e autóctone, que chega principalmente através de rios, escoamento superficial e
produção primária local. Já a restrita comunicação com o mar, leva estes ambientes a serem
muito afetados pela atividade humana do seu entorno e, como conseqüência, tem-se o
assoreamento; aumento da turbidez na água; alterações no pH; concentração de gases como
metano e gás sulfídrico, oriundos da decomposição da matéria orgânica; e a deterioração da
qualidade das águas com o crescimento exagerado de algas, a proliferação de coliformes, a
3
mortandade de peixes. A capacidade de acúmulo e reciclagem de material nestes sistemas
leva a crer que eles desempenham papel importante como filtros na transferência de material
do continente para o oceano (KNOPPERS, 1994). E em função das extremas variações dos
parâmetros bióticos e abióticos, as estruturas tróficas destes ecossistemas são bastante
simplificadas, resumindo-se a poucas espécies em grande número, permanecendo em altos
níveis de biomassa (RICKLEFS, 1993).
Eutrofização é o processo pelo qual ambientes aquáticos são gradualmente
enriquecidos por biomassa vegetal, devido ao input de nutrientes essenciais e, quando este
processo é acelerado pelo impacto humano, é chamado de eutrofização cultural (KNOPPERS
et al., 1999). Segundo KNOPPERS et al. (1999), a disponibilidade de nutrientes para lagunas
costeiras é controlada por: tempo de residência das águas; aporte externo de matéria orgânica
oxidável e matéria inorgânica dissolvida; contribuição da produção primária, decomposição
de matéria orgânica e remineralização de nutrientes na coluna d’água ou dos sedimentos; e
exportação para os sedimentos ou para o mar. A remoção e ganho de algumas espécies de
nutrientes reativos também são controlados por uma variedade de processos físico-químicos,
como floculação, adsorção/desorção de partículas e co-precipitação com outras espécies
químicas (KNOPPERS et al., 1999). Sendo assim, para entender como um certo fator crítico,
como, por exemplo, a concentração de oxigênio ou de algum contaminante, comporta-se neste
ambiente é preciso levar em conta uma larga variedade de processos. Para caracterizar a
eutrofização, por exemplo, usualmente são empregadas abordagens que privilegiam
parâmetros concernentes a estrutura material, como, por exemplo, a abundância de
componentes biogênicos e o aporte de substâncias nutritivas comparado com a morfologia da
bacia (MOREIRA, 1989; PASTRES et al., 2003). O objetivo principal de pesquisas em
lagunas tem sido justamente avaliar estes processos, principalmente as transformações
predominantes da matéria mediante a atividade biológica, ou seja, avaliar o metabolismo do
ecossistema (CARMOUZE, 1988). Porém, devido à larga gama de aproximações
metodológicas em uso e à diversidade de comunidades de plantas envolvidas é ainda difícil
atribuir um padrão metabólico para estes habitats (CARMOUZE et al., 1991).
1.3 Aplicabilidade de modelos matemáticos em ambientes naturais
Duas das ferramentas que ajudam a melhor entender os processos que regem a
qualidade da água numa bacia hidrográfica são o monitoramento do sistema e a aplicação de
modelos matemáticos. A aplicação de modelos matemáticos capazes de captar as interações
naturais de um ecossistema é uma ferramenta indispensável no desenvolvimento de
4
programas de gerenciamento ambiental, pois podem ajudar na identificação de fontes de
poluição, na previsão de respostas do sistema a mudanças e na avaliação de alternativas de
gestão (HARRIS e GORLEY, 1998; PETIHAKIS et al., 1999; HESSION e STORM, 2000).
Segundo ECONOMOPOULOS (1993), a quantidade de efluente liberado para o meio
ambiente proveniente de áreas urbanas ou industriais ou de qualquer outra atividade depende
de uma série de fatores. Sendo assim, de uma maneira geral, a descarga E de um poluente
qualquer j poderia ser expressa matematicamente da seguinte forma:
E
j
= f (tipo de fonte; dimensão da atividade; modelo e idade
dos sistemas de controle empregados; etc)
O tipo de fonte define em termos gerais o tipo de poluição gerada pela atividade, por
exemplo, se é difusa ou pontual, contínua ou intermitente, etc. O tipo de fonte está
estreitamente relacionado com a qualidade e a quantidade de poluente gerado. Apenas pela
identificação da fonte já é possível descartar várias atividades de menor impacto na poluição,
simplificando o inventário dos tipos de poluição e, conseqüentemente, o posterior
gerenciamento do despejo de efluentes. A dimensão da atividade define uma maneira
aceitável de expressar a magnitude de uma dada fonte. A definição de unidades dimensionais
adequadas pode ser usada para proporcionar a medição da fonte (por exemplo, população da
área urbana) ou da atividade de uma indústria (matéria-prima consumida ou produtos
fabricados). O modelo e idade dos sistemas de controle empregados (redes coletoras,
estações de tratamento, emissários, etc) determinam a eficiência de remoção da carga de
efluente e, conseqüentemente, está intimamente relacionado ao impacto da descarga no corpo
receptor. E ainda outros aspectos podem ser inseridos, de acordo com o caso estudado.
A avaliação segura das cargas de poluição liberadas para a água é essencial para a
identificação da natureza, magnitude e origem dos problemas ambientais de numa área,
permitindo assim a formulação de estratégias de remediação eficazes. Alguns dos métodos já
estabelecidos para prover este tipo de informação incluem monitoramento direto dos despejos
de efluentes e simulações em computador do tipo de contaminante e do sistema de controle
associado (ECONOMOPOULOS, 1993). O monitoramento direto dos despejos através de
amostragens e análises é um método indispensável em muitos casos, especialmente quando o
efluente precisa ser mantido sob inspeção para o controle de emissão. O uso de modelos
matemáticos que simulam o comportamento de contaminantes e a performance de sistemas de
controle constitui um dos métodos mais avançados para uma avaliação confiável das emissões
5
presentes e do impacto de possíveis aplicações de tipos de sistemas de tratamento,
respectivamente.
A degradação de sistemas hídricos pela eutrofização pode resultar em perdas de
biodiversidade e dos recursos que estes ambientes provém ao homem, gerando impactos
econômicos relevantes. É necessário buscar o equilíbrio entre os serviços gerados por uma
atividade econômica e os serviços ambientais oferecidos pelo ecossistema que são perdidos se
esta atividade for poluidora (SMITH et al., 1999). As simulações, através de modelizações de
sistemas naturais, permitem a previsão do comportamento das variáveis ambientais para
diferentes situações. Evita-se, assim o desperdício de recursos financeiros, na medida em que
se torna possível um direcionamento mais racional e eficaz das ações de gestão.
1.4 Processos tróficos nos ambientes costeiros do Estado do Rio de Janeiro
A linha de costa do Estado do Rio de Janeiro tem 850 km de extensão e área de 18.292
km² que abriga uma densidade populacional de cerca de 585 habitantes/km
2
, sendo
considerada a mais antropizada da costa brasileira (SEMADS, 2001; FEEMA, 2003).
Pesquisa recente do Sistema Nacional de Informação em Saneamento indicou que cerca de 80
% da população do Estado é atendida com coleta de esgotos. Mas desses, apenas 2,5 % são
tratados em estações convencionais e lagoas de estabilização (SEMADS, 2001). Sendo assim,
os esgotos sanitários de uma população estimada em 13.778.933 habitantes poluem grande
parte dos corpos receptores costeiros do Estado. As condições naturais de seus sistemas
lagunares vêm sendo degradadas por fontes pontuais e não-pontuais de poluição, além do
aterramento das margens, assoreamento da bacia, retirada de areia, degradação da vegetação
terrestre no entorno do corpo hídrico ou de seus tributários e edificações nas margens
(FEEMA, 2003). Enquanto algumas lagunas do estado ainda se encontram relativamente
preservadas, outras foram profundamente modificadas, o que faz desta região uma importante
área experimental na qual é possível estudar os diferentes passos do complexo processo de
eutrofização (CARMOUZE e VASCONSELOS, 1992) e possíveis soluções de manejo. Uma
das soluções para melhorar a qualidade da água de lagunas que tem sido objeto de pesquisas,
tanto nos seus aspectos hidrodinâmicos quanto ecológicos, é a abertura de canais de
comunicação com o mar (DIONISIO et al., 2000). Porém nem sempre uma abertura artificial
de barra constitui a solução para um sistema lagunar. Esta questão é complexa, considerando-
se as peculiaridades climatológicas, geomorfológicas e ecológicas de cada região
(KNOPPERS et al., 1999).
6
A legislação brasileira relativa a meio ambiente e recursos hídricos constitui um
modelo institucional em implantação. Antes mesmo da promulgação da Constituição
Brasileira, a Lei Federal nº 7661 de maio de 1988, criava o Plano Nacional de Gerenciamento
Costeiro – PNGC e definia a zona costeira como o “espaço geográfico de interação do ar, do
mar e da terra, incluindo seus recursos renováveis ou não, abrangendo uma faixa marítima e
outra terrestre”. A Lei Federal 6.938, de 31/08/1981, que estabelece a Política Nacional do
Meio Ambiente, e a Constituição Brasileira, promulgada em 5 de outubro de 1988 (parágrafo
4º, do Art. 225, do Capítulo VI – Meio Ambiente), consideram a zona costeira como
patrimônio nacional e sua utilização deverá observar condições que assegurem a preservação
do meio ambiente. A Constituição estadual do Rio de Janeiro, promulgada em 05/08/1989, em
seu Art. 265 afirma que são áreas de preservação permanente: os manguezais, lagos, lagoas e
lagunas, as áreas estuarinas e a Baía de Guanabara. Já o Art. 266, classifica como áreas de
relevante interesse ecológico, cuja utilização dependerá de prévia autorização dos órgãos
competentes, a zona costeira, a Baía de Guanabara e a Baía de Sepetiba. Todos estes
instrumentos trouxeram, sem dúvida, avanços significativos, como por exemplo, a busca de
descentralização e de maior participação da sociedade, o estabelecimento e regulamentação de
instrumentos de comando, controle e mercado, a aplicação de penalidades e o princípio da co-
responsabilidade. No entanto, este modelo não tem sido efetivo no exercício de suas funções
de prevenção e controle. A ambigüidade de competências, atitudes reativas, a
responsabilidade compartilhada e a ação local têm prevalecido em detrimento da visão
integrativa dos problemas e das soluções, da complementaridade das ações e da cooperação
(AZEVEDO et al., 2004).
Estruturas organizacionais estão sendo criadas para fazer face a esta realidade – órgãos
ambientais em cada estado e, por vezes, em municípios, conselhos, consórcios, comitês,
agências. Como exemplo, tem-se a Lei estadual 1.204, de 7 de outubro de 1987, que instituiu
o Comitê de Defesa do Litoral do Estado do Rio de Janeiro – CODEL, estabelecendo como
participantes representantes de Secretarias de Estado, da Procuradoria Geral de Justiça, do
Departamento de Portos e Costa da Marinha, da Universidade do Estado do Rio de Janeiro e
de entidades civis organizadas (SEMADS, 2001). Em 1999, prefeitos, ONGs, associações de
moradores, pescadores etc. da Região das Baixadas Litorâneas foram ouvidos e a Secretaria
de Estado de Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável – SEMADS desenvolveu
estudos para formatar uma proposta básica para a criação de um consórcio, que foi instalado
em dezembro daquele ano, o Consórcio Ambiental Intermunicipal Lagos-São João (CILSJ,
2000). E tem sido estas iniciativas que partem da organização da sociedade as mais efetivas
no alcance dos interesses comuns.
7
2. OBJETIVOS
2.1 Objetivos gerais
O objetivo deste trabalho foi a avaliação das alterações geradas na qualidade da água
da laguna em razão da abertura da barra, através do monitoramento do estado atual do sistema
(três anos após a abertura) e da modelização da evolução deste estado. Desta forma,
pretendeu-se também, a partir de um modelo numérico, simular o impacto do crescimento
populacional e determinar a capacidade de suporte deste ecossistema de modo a fornecer
subsídios ao gerenciamento pró-ativo e estratégico do sistema..
2.2 Objetivos específicos
Baseado em SCHEREN et al. (2004), pretendeu-se acessar a poluição do sistema
lagunar de uma forma integrada. Para isso foram seguidos três passos principais:
Acessar a fonte de poluição, relacionando as atividades poluidoras com seu impacto
no ambiente;
Elaborar o balanço de nutrientes, através da modelagem do sistema lagunar, focando
na principal causa do problema de eutrofização, os nutrientes (N e P) e a densidade
populacional do município. Este balanço visou determinar a relação entre a pressão
antrópica sobre o ambiente e seu estado;
Elaborar cenários para diversos anos de modo a tentar prever a capacidade de suporte
do sistema em longo prazo.
8
3. ÁREA DE ESTUDO
4.1 Caracterização física
As lagunas costeiras estão entre os mais importantes ecossistemas aquáticos porque
servem como berçário e área de proteção para juvenis de peixes costeiros de importância
comercial e sustentam comunidades através de várias atividades, incluindo indústria e turismo
(HERRERA-SILVEIRA et al., 1998). No Brasil são encontradas desde o Estado do Rio
Grande do Sul até o Estado do Maranhão (THOMAZ et al., 2001). No Estado do Rio de
Janeiro (lat. 23°S e long. 43°W), entre as cidades de Niterói e Cabo Frio, está inserida a
Região dos Lagos, atualmente denominada Região das Baixadas Litorâneas, que possui quatro
sistemas lagunares afogados, em uma área de cerca de 2.690km². A região abrange os
municípios de Araruama, Armação dos Búzios, Arraial do Cabo, Cabo Frio, Cachoeira de
Macacu, Casimiro de Abreu, Iguaba Grande, Rio Bonito, Rio das Ostras, São Pedro da
Aldeia, Saquarema e Silva Jardim (SEMADS, 2001). Dentre estes, o município de Saquarema
(22,92°S e 42,51°W) apresenta a sexta maior superfície (354,675km²) e possui três distritos:
Saquarema (sede), Bacaxá e Sampaio Corrêa.
Os municípios da Região das Baixadas Litorâneas estão submetidos a processo de
urbanização acelerado, tendo sua população aumentado em média 49,74% na última década, a
uma taxa média anual de 4,12%, o que representa um incremento de metade da população em
uma década (BARROS, 2003). A crescente população humana que vem ocupando estas áreas,
sem planejamento está levando a uma eutrofização cultural das lagunas da região (BROWN et
al., 2001; FURTADO et al., 2002). A Região das Baixadas Litorâneas é caracterizada por um
gradiente climático bem marcado, com média anual de chuvas de 700 mm entre as cidades de
Saquarema e Cabo Frio (BARBIÉRE e COE NETO, 1999). As frentes frias e a
predominância anticiclonal são o principal fenômeno meteorológico da região, gerando tempo
bom e ventos de nordeste, mas também mudanças bruscas que resultam em diminuição da
temperatura, chuvas, elevação do nível dos rios, intrusões de água marinha nas lagunas e forte
mistura vertical (CARMOUZE et al., 1991).
O sistema lagunar de Saquarema abriga uma série de lagunas rasas, mesotróficas
(nível moderado de eutrofização) a hipertróficas (alto nível de eutrofização), sujeitas a
impactos tanto naturais quanto culturais (CARMOUZE et al., 1991). O sistema tem uma área
superficial de 21,2 km² e uma profundidade média de 1,15 m e é composto por quatro
compartimentos. Os compartimentos são de oeste para leste: Lagoa de Urussanga ou
Mombaça (12,6 km²), Lagoa Jardim (2 km²), Lagoa do Boqueirão (0,6 km²) e Lagoa de Fora
9
(6 km²). A bacia do sistema lagunar sofre dois tipos de influências climáticas: um clima sub-
úmido seco a leste, que determina períodos prolongados de estiagem, com forte insolação e
temperaturas elevadas; e a presença da Serra do Mato Grosso a oeste, que tem processos
orográficos que afetam principalmente a bacia de drenagem dos rios que desembocam na
Lagoa da Mombaça (MOREIRA, 1989). A área da bacia de drenagem é de 215 km² e
corresponde a 50,7% da área total do município. Está delimitada ao norte por serras que são
ramais da Serra do Mar, cujos picos não passam dos 600 m, e a comunicação com o oceano se
dá na Lagoa de Fora (PEREIRA, 1991). Os principais rios que compõem o sistema de
drenagem são o Bacaxá, dos Padres, Seco, Córrego do Valão da Cachoeira, Jundiá, Tinguí e
Mato Grosso ou Roncador (Figura 1). A maior parte dos aportes fluviais se dá na Laguna da
Mombaça, onde deságua o Mato Grosso.
Figura 1. Localização da Lagoa de Saquarema (Fonte: Fundação CIDE, 2001).
Antes da perenização da barra, o comportamento hidrológico da Lagoa de Saquarema
era controlado principalmente pelos fatores climáticos e meteorológicos, pela conformação do
corpo lagunar e pelo regime de abertura e fechamento da barra (MOREIRA, 1989). As
variações nos níveis das lagunas, influenciadas pelo escoamento fluvial e pela ligação com o
mar, controlavam as características físico-químicas da coluna d’água e o contexto geográfico
10
(características da bacia de drenagem) e a influência antrópica (despejo de esgotos) tinham
relevância no que se refere aos elementos biogênicos e à clorofila a (PEREIRA, 1991).
Embora tenha tido uma urbanização menos rápida e apresente estado de degradação
menos avançado que outras da região (WASSERMAN et al., 2000), o sistema lagunar de
Saquarema vem sofrendo com uma ocupação desordenada que começou a atingir níveis
intoleráveis, chegando a interferir na tendência natural de fechamento da sua ligação com o
mar. Segundo KNOPPERS et al. (1999), a Lagoa de Fora tinha conexão permanente com o
mar através de um canal mantido por pescadores locais até 1920 e depois tornou-se mais rara,
sendo preciso o emprego de máquinas para abri-la. A abertura da barra acontecia como
resultado do aumento da pressão hidrostática interna da laguna em períodos de fortes chuvas
ou quando a entrada de águas marinhas era favorecida (MOREIRA, 1989). Esta última
situação se dava quando o nível médio do mar tornava-se próximo ou superior ao da laguna
devido à passagem de frentes frias e as conseqüentes ressacas. O fechamento do canal
começou a impedir a entrada de organismos marinhos, os peixes diminuíram e a pesca entrou
em declínio.
Depois que a abertura da barra tornou-se efêmera, a laguna tornou-se oligo (baixa) a
mesohalina (salinidade moderada), o que provocou o desaparecimento dos manguezais. Hoje,
os manguezais apresentam-se bastante fragmentados, ocorrendo em trechos na Lagoa do
Boqueirão e nas margens sul da Lagoa da Mombaça, e ainda vêm sendo degradados pelo
avanço de aterros (BARROS, 2003). A vegetação de várzea que ocorre nas áreas de
acumulação fluvial é composta principalmente por brejos de taboas (Thypha spp.), se
encontram nas margens ao norte da Lagoa de Mombaça, onde deságua o rio Mato Grosso, e
em alguns trechos na Lagoa Jardim. Segundo BARROS (2003), já se observa queimadas desta
vegetação para posterior aterro e utilização como pastagem.
Há alguns anos a barra fechou-se permanentemente e o ciclo hidrológico da laguna se
reduziu ao aporte dos rios, precipitação, evaporação e infiltração de água do mar através da
restinga (ALVES, 2003). Segundo MOREIRA (1989), grandes amplitudes das taxas de
produção primária e respiração dos organismos primários podem expor o sistema lagunar de
Saquarema a distúrbios metabólicos pronunciados e a organização da estrutura e o
funcionamento dos ecossistemas aquáticos dependem da magnitude e freqüência das
oscilações destas taxas. A barra fechada, promovendo um tempo de residência mais longo,
juntamente com o grande aporte de nutrientes oriundo do despejo de efluentes na Lagoa de
Fora, presumivelmente fornecem as condições favoráveis para o desequilíbrio nos processos
tróficos (CARMOUZE et al., 1991).
11
A SEMADS incluiu a Lagoa de Saquarema no Programa Nossas Lagoas, destinando
aproximadamente R$ 8,5 milhões para obras de recuperação, que visassem perenizar a barra e
com isso melhorar a qualidade da água do sistema lagunar. Uma medida proposta pela
fundação SERLA foi a construção de um guia correntes na praia de Itaúna e a dragagem do
canal que se formaria entre o guia correntes e a pedra da Igreja de Nossa Senhora de Nazaré,
projeto que passou a ser conhecido pela população como Barra Franca de Saquarema (Figura
2 e 3). O projeto tem como justificativa o fato de que os recursos hídricos, particularmente o
sistema lagunar de Saquarema, constituem a base da atividade turística do município e sua
otimização torna-se essencial para a melhoria da qualidade de vida e a preservação do meio
ambiente local (ALVES, 2003). É importante mencionar que nestes recursos não estão
previstos os custos do monitoramento posterior à abertura da barra, embora seja uma
exigência imposta pelo Estudo de Impacto Ambiental (EIA) e respectivo Relatório de Impacto
Ambiental (RIMA). O mesmo projeto já está sendo proposto para o sistema Maricá-
Guarapina e engloba o prolongamento do quebra-mar da laguna de Guarapina e a abertura da
barra na altura da laguna do Padre (WASSERMAN com. pess., 2005).
Em relação à Barra Franca, estava prevista a construção de um piso de 3 metros de
largura no topo do guia correntes que serviria como local para passeios e pescaria. O guia
correntes seguiria o contorno do costão rochoso existente, de maneira que o canal formado
tivesse uma largura de 80 m. Esta conformação objetivava modificar o menos possível a
forma da costa. A construção do guia correntes era essencial para duas funções: 1) assegurar a
estabilidade hidráulico-sedimentológica do canal da barra e 2) funcionar como molhe de
proteção, garantindo que durante as ressacas não houvesse propagação de ondas de grande
energia para o recinto interno, evitando danos à cidade de Saquarema. A dragagem do novo
canal proporcionaria uma área hidráulica mínima de 160 m
2
. Infelizmente, o guia correntes foi
construído menor que o previsto. Segundo WASSERMAN (com. pess., 2004) a diferença
seria de 100 m a menos, o que implica que abertura do canal ficou maior. Em 2004, a
população do entorno da Lagoa de Fora teve suas casas invadidas pela água do mar no
período do inverno, devido às ressacas.
12
A capacidade de importação e exportação da matéria orgânica num sistema estuarino
depende da geomorfologia e hidrodinâmica dos canais de maré e barras sazonais
(CARMOUZE et al., 1991), deste modo, mudanças na geomorfologia desses canais implicam
diretamente na dinâmica hidrológica e conseqüentemente influenciam nos gradientes físico-
químicos, alterando a produtividade do ecossistema (WASSERMAN et al., 2000).
Atualmente, com a barra permanentemente aberta, o tempo de residência do sistema, segundo
ALVES (2003), é de 56 a 58 dias no saco da Mombaça, 48 a 56 dias no Jardim, 20 a 48 dias
no Boqueirão e de 0 a 20 dias na Lagoa de Fora, que tem conexão com o mar. Com a
perenização da ligação com o mar, esperava-se que as trocas de água, acentuadas pelo
fenômeno da maré, reduzissem o tempo de residência, melhorando a qualidade da água (por
diluição).
Figura 2. Projeto para a Barra Franca de Saquarema (Fonte: ALVES, 2003).
13
Figura 3. Obras da Barra Franca de Saquarema em andamento (Fonte: www.serla.rj.gov.br,
2001).
3.2 Caracterização socioeconômica
Até a década de 60, as atividades econômicas características do município eram pesca,
pecuária e citricultura. A partir desta década, o Sistema Financeiro de Habitação impulsionou
a expansão imobiliária do veraneio na costa leste fluminense, acarretando na ligação desta
região à capital do Estado, principalmente com a conclusão da Ponte Pres. Costa e Silva
(ponte Rio-Niterói) (MOREIRA, 1989; CARMOUZE e VASCONSELOS, 1992; BARROS,
2003). Durante as décadas de 1970 e 80, as atividades ligadas ao veraneio passaram a ser a
maior fonte de arrecadação, gerando pressão sobre o uso dos solos e especulação imobiliária.
Hoje, segundo relatório anual do Tribunal de Contas do Estado (TCE-RJ, 2003), os
principais contribuintes para o PIB do município de Saquarema são o aluguel, seguido pela
construção civil (Figura 4). A atividade agropecuária ainda é exercida, porém esta
corresponde a apenas 1 % do PIB do município. Uma análise mais detalhada dos dados do
IBGE relativos à atividade agropecuária da região (IBGE, 2002), mostra que, dentre os 12
municípios que compõem a Região das Baixadas Litorâneas, Saquarema ocupa a 6ª posição
em relação ao tamanho do rebanho, incluindo bovinos, vacas ordenhadas, eqüinos, muares,
asininos, suínos, caprinos, galinhas, codornas, galos, frangos e pintos (Figura 5). Quanto à
14
agricultura, apesar de ser o terceiro município da região em relação à porcentagem do
território com área destinada a lavouras, junto com Rio Bonito, esta área corresponde a apenas
6 % do território, valor bem distante do município com maior área de lavouras (Araruama:
14% do território) (Figura 6).
Na Região das Baixadas Litorâneas a agropecuária tem uma participação muito
pequena no PIB dos municípios (TCE-RJ, 2003), não representando uma atividade de impacto
ambiental significativo. O mesmo pode ser dito em relação à atividade industrial. O principal
problema que o município enfrenta veio com o processo de parcelamento acelerado do solo e
o surgimento do fenômeno da “segunda residência”, que geraram a ocupação desordenada,
sem a criação de infra-estrutura adequada. Atualmente, a maior parte do esgoto do município
é despejada no sistema lagunar sem qualquer tratamento, principalmente na Lagoa de Fora em
pontos do centro da Vila de Saquarema e pelo Rio Bacaxá, de onde provém todo o esgoto de
Bacaxá e adjacências. Esta é a principal fonte de poluição ambiental para o sistema, que
também gera ameaças à saúde pública e perda do potencial turístico, sendo este fato agravado
pelo aumento da população de veranistas nos finais de semana prolongados, feriados e no
período de férias no verão (DIÉGUES e ROSMAN, 1998).
Até 2001, segundo o IBGE (2002), Saquarema possuía 31.623 domicílios, sendo que
destes, 52,03 % não são ocupados por todo o ano (BARROS, 2003). Caso houvesse a opção
por empreendimentos que viessem a atender apenas à população residente, que hoje é
estimada em 59.938 pessoas (IBGE, 2000), nos períodos de veraneio haveria uma sobrecarga
do sistema, o que levaria ao despejo de efluentes domésticos in natura nos corpos hídricos,
diminuindo a qualidade da água. Caso optasse por um sistema superdimensionado, este
trabalharia em prejuízo econômico a maior parte do ano.
A Constituição Federal de 1988 torna obrigatório em seu Art. 182, que cada cidade
com mais de 20.000 habitantes tenha um Plano Diretor. Porém, até hoje Saquarema não
possui Plano Diretor, Lei de Perímetro Urbano, nem legislações sobre áreas de interesses
especiais. A flexibilidade do Poder Público Municipal em relação à expansão urbana
desordenada é apontada nos indicadores socioambientais como um dos principais geradores
dos problemas ambientais, não só do município de Saquarema, mas de toda Região das
Baixadas Litorâneas (BARROS, 2003).
15
Figura 4. Composição do PIB do município de Saquarema em 2000 (a) e 2001 (b) (Fonte:
TCE-RJ, 2003).
a)
b)
16
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
A
r
a
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a
Municípios
Efetivo dos Rebanhos (cabeças)
Saquarema
34%
12%
2%0%0%0%0%0%3%
9%
35%
1%
4%
Bovinos Suínos
Eqüinos Asininos
Muares Bubalinos
Coelhos Ovinos
Galinhas Galos, frangos e pintos
Codornas Caprinos
Vacas ordenhadas
Figura 5. Efetivo dos rebanhos para os municípios da Região das Baixadas Litorâneas (a) e
discriminado para o município de Saquarema (b) (Fonte: IBGE, 2002).
b)
a)
17
14
0
0
7
3
1
2
6
1
1
2
6
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Ar
ar
u
am
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J
a
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a
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u
arem
a
Municípios
Área plantada do município (%)
Figura 6. Porcentagem de área plantada em relação a área total dos municípios da Região das
Baixadas Litorâneas (Fonte: IBGE, 2002).
18
4. METODOLOGIAS
4.1 Monitoramento
4.1.1 Procedimentos de amostragem
As campanhas de amostragem foram realizadas em conjunto com o Consórcio
Intermunicipal Lagos-São João e as análises de laboratório das águas da laguna foram
realizadas pela Companhia Nacional de Álcalis. Os dados totalizam um ano de
monitoramento mensal, desde julho de 2003 a junho de 2004, num total de seis estações de
amostragem: duas na Laguna de Mombaça (das quais obteve-se uma média), uma na Laguna
do Boqueirão, uma na Laguna de Fora, uma no rio Bacaxá e uma na praia de Itaúna (Figura
7).
2
3
4
1
5
6
2
3
4
1
5
6
Figura 7. Localização dos pontos de amostragem: 1 e 2) Mombaça; 3) Boqueirão; 4) Rio
Bacaxá; 5) Fora; 6) Praia.
A análise dos dados foi realizada partir de parâmetros físico-químicos e de nutrientes.
Foram medidos in situ valores de salinidade, com um refratômetro, de temperatura, com um
termômetro de mercúrio, e de pH, com um pHmetro. Os nutrientes foram caracterizados pelos
19
teores de nitrogênio e fósforo inorgânicos dissolvidos, cujas amostras foram coletadas em
garrafas de polietileno, previamente descontaminadas e armazenadas em isopor com gelo até
a chegada ao laboratório. Para a amostragem de oxigênio dissolvido utilizou-se garrafas de
vidro com tampa esmerilhada e a amostra foi fixada imediatamente com soluções de cloreto e
iodeto de potássio.As amostras para determinação da demanda bioquímica de oxigênio foram
coletadas em frascos de polietileno, com o cuidado necessário para não ocorrer oxigenação, e
acondicionados em isopor à temperatura ambiente. Não foi possível a realização de coletas de
amostras de fundo porque as amostragens foram realizadas muito próximas às margens.
4.1.2 Procedimentos de análise
Em laboratório, as amostras de água foram filtradas para separação do material em
suspensão. Na porção de água filtrada analisou-se NO
2
-
, NO
3
-
, NH
4
+
e PO
4
3-
(respectivamente
nitrito, nitrato, amônio e ortofosfato), através dos métodos colorimétricos descritos por
GRASSHOFF et al. (1983), e a porção não filtrada foi estocada em congelador para análise de
fósforo total, através da metodologia de STRICKLAND e PARSONS (1972). O oxigênio
dissolvido foi analisado através do método de titulação de GRASSHOFF et al. (1983). Para a
DBO
5
foram realizadas incubações em laboratório a temperatura controlada, em torno de 19°
C, durante 5 dias.
4.2 Levantamento das fontes de poluição e estimativa da carga cultural de nutrientes
para o sistema lagunar
Foram levantadas e quantificadas as possíveis fontes de poluição para o sistema
lagunar de Saquarema através da coleta de informações contidas na literatura científica e em
relatórios e documentos públicos (CARMOUZE e BARROSO, 1989; MOREIRA, 1989;
CARMOUZE e VASCONSELOS, 1992; WASSERMAN et al., 2000; IBGE, 2002;
BARROS, 2003; TCE-RJ, 2003). Estimativas teóricas da carga cultural de nutrientes para um
sistema podem ser obtidas multiplicando-se o número de pessoas que habita a bacia pela
produção per capita diária de fósforo e nitrogênio (KNOPPERS et al., 1999). Para estimar a
carga cultural de nutrientes que entra no sistema lagunar foi utilizada a seguinte equação
adaptada de SCHEREN et al. (2004):
Descarga de nutrientes = Intensidade da poluição x Variável funcional (1)
20
Onde a descarga de nutrientes representa o aporte de poluentes para a laguna, a
intensidade da poluição representa a quantidade de poluente produzida (por exemplo,
produção anual de esgotos por pessoa) por unidade de uma certa variável funcional (a
população total da bacia hidrográfica ou sub-bacia em questão).
Valores reportados pela literatura e utilizados no presente estudo para efluentes
domésticos produzidos por pessoa são dados na tabela 1. Os dados da FEEMA (1987)
correspondem à produção nas grandes cidades do estado do Rio de Janeiro e os dados de
ECONOMOPOULOS (1993) correspondem a uma média mundial obtida de relatórios
divulgados periodicamente pela Organização Mundial da Saúde (WHO – World Health
Organization).
Tabela 1. Intensidades de carga cultural de poluentes reportadas na literatura.
Autor Unidade Mínimo
Máximo
Valor mais
provável
kg N/cap/ano 3,65
FEEMA (1987)
kg P/cap/ano 1,10
kg N/cap/ano
a
1,7 6,6 4,15
kg P/cap/ano
a
0,2 0,8 0,5
kg DBO
5
/cap/ano
a
9,8 39,4 24,6
kg N/cap/ano
b
0,36 3,3 1,83
kg P/cap/ano
b
0,009 0,5 0,25
ECONOMOPOULOS
(1993)
kg DBO
5
/cap/ano
b
0,68 6,9 3,79
a
Quantidade liberada através de rede coletora.
b
Quantidade liberada sem rede coletora.
4.3 Balanço de nutrientes
Foi realizado um balanço de nutrientes do sistema lagunar através de um modelo
compartimentado de entrada e saída baseado em SCHEREN et al. (2004), de modo a
determinar a relação entre pressão e estado do ambiente. Este modelo consistiu num balanço
de massa não discretizado, não sendo adequado para a previsão de variações e flutuações
espacialmente localizadas, mas sendo uma útil ferramenta para acessar o balanço médio de
nutrientes de um sistema por compartimentos.
4.3.1 Modelo conceitual
Um projeto de modelagem numérica consiste no conjunto de procedimentos e ações
envolvidos na busca da solução para um problema específico. Sendo assim, a partir do
sistema lagunar de Saquarema, desenvolveu-se um modelo conceitual valendo-se do
conhecimento do sistema estudado (Figura 8). As lagunas Jardim e Boqueirão foram
21
consideradas como um único corpo por possuírem características físico-químicas semelhantes
e para facilitar a comparação com trabalhos anteriores (MOREIRA, 1989; PEREIRA, 1991;
WASSERMAN et al., 2000). Apesar de a bacia de drenagem da laguna de Saquarema possuir
outros rios, estes não foram considerados por não possuírem registros de suas vazões na
literatura, já que são insignificantes. Com a abertura da Barra Franca, os aportes de água do
mar tornam-se muito mais importantes que os aportes de água doce oriundos da bacia de
drenagem. Este modelo conceitual serviu de base para o modelo matemático.
Figura 8. Representação do modelo conceitual elaborado para a laguna de Saquarema. As
caixas
M
C
,
BJ
C
/
e
F
C
representam, respectivamente as lagunas de Mombaça,
Jardim/Boqueirão e Fora.
4.3.2 Cálculo do fósforo
Assumindo que os processos de retenção envolvendo os nutrientes (por exemplo,
sedimentação/ressuspensão e nitrificação/denitrificação) relacionam-se linearmente com a
concentração de nutrientes, o balanço de massa para cada compartimento s do sistema lagunar
é dado por:
sss
out
srm
in
srms
s
VKQ
QCI
C
×+∑
×∑+
=
±±
)(
1,,1,,
(2)
onde, para cada compartimento s,
s
C é a concentração média do nutriente no compartimento
em questão,
1,, ±srm
C é a concentração de um nutriente (g m
-3
) no mar (m), no rio (r) ou no
compartimento vizinho (
s ± 1),
s
I
representa a descarga do nutriente (g ano
-1
),
correspondente à “descarga de nutrientes” da equação (1),
s
in
Q e
s
out
Q são, respectivamente, os
Troca / Saída
(Mar)
Aportes
(Rios Mato
Grosso,
Tinguí e
Jundiá)
N, P
N, P trocas /
N, P
trocas /
N, P
N, P
r
C
M
C
BJ
C
/ F
C
Aportes
(Rio
Bacaxá)
r
C
mar
C
22
aportes e saídas de água do compartimento (m³ ano
-1
),
s
K
representa a retenção do nutriente
(ano
-1
) e
s
V é o volume do compartimento em análise (m³). Os aportes e saídas de água do
sistema podem ser do e para o mar (m), rios (r) e compartimento vizinho (s ± 1).
Como a sedimentação é o principal mecanismo de retenção no caso do fósforo (P),
s
K
é igual a:
s
s
s
H
v
K =
(3)
onde
s
v representa a velocidade de sedimentação (incorporando a ressuspensão) para o
nutriente (m ano
-1
) e
s
H
é a profundidade média do compartimento s (m).
A velocidade de sedimentação de P foi estimada usando a relação empírica de
VOLLENWEIDER (1976):
s
d
s
d
s
s
P
t
t
H
v ×=
(4)
onde,
d
t representa o tempo de retenção do nutriente (ano). É importante ressaltar que a eq. 4,
é baseada num vasto número de observações de velocidades de sedimentação do fósforo e
incorpora os efeitos da interação água-sedimento, incluindo difusão e ressuspensão.
4.3.3 Cálculo do nitrogênio
No caso do nitrogênio (N), um importante fator de retenção além da sedimentação é a
denitrificação, a qual é influenciada por um grande número de fatores (profundidade, tempo
de residência, temperatura, etc.). Uma relação empírica para a retenção de nutrientes de uma
maneira geral foi, então, determinada por NIXON et al. (1996), baseado em dados de
estuários da costa do Atlântico, de variados tamanhos e características:
0,103)log(2,36% +−=
s
d
s
s
retido
t
H
N
(5)
23
O fator
retido
N% representa os efeitos de retenção de N, que inclui sedimentação,
ressuspensão, nitrificação e denitrificação. Utilizando as equações 2 e 5 chega-se a um
balanço de massa específico para o nitrogênio, que será dado por:
s
out
srm
in
srm
N
s
retido
s
N
Q
QCNI
s
N
C
∑
×∑+−×
±±
=
)()100%1(
1,,1,,
(6)
4.3.4 Tempo de residência e trocas
Não existem dados sobre a velocidade de sedimentação do fósforo ou do seu tempo de
retenção no sistema lagunar de Saquarema, nem série de dados temporais que possibilitassem
uma estimativa adequada. Assim como também não há dados sobre os processos de retenção
do nitrogênio no sistema. Porém, segundo KNOPPERS et al. (1999), em lagunas altamente
impactadas, como as do estado do Rio de Janeiro, o estado trófico pode estar intimamente
relacionado com o tempo de residência. Sendo assim, no caso do presente estudo, como a
abertura da barra aumentou consideravelmente a hidrodinâmica das lagunas, considerou-se
que o tempo de retenção (
d
t ) de um elemento em dado compartimento seria o próprio tempo
de residência do corpo, já que o tempo de residência é, conceitualmente, um indicador do
comportamento ecológico e da capacidade de renovação de estuários (OLIVEIRA e
BAPTISTA, 1997).
A abordagem mais simples para a determinação do tempo de residência assume que o
tempo necessário para que toda a água de um sistema seja renovada é igual à razão entre o
volume total do corpo e a vazão total dos rios contribuintes. Quando a ligação com o mar é
suficiente para que a variação do volume seja significativa em um ciclo de maré, utiliza-se o
método do prisma de maré (DYER, 1997 apud. ALVES, 2003). Neste caso, o tempo de
renovação é determinado pela equação:
M
T
P
PV
T
+
=
(7)
onde
T
é tempo de residência,
V
é volume na baixa-mar,
P
é o prisma de maré (diferença
entre os volumes na preamar e na baixa-mar) e
M
T
é o período da maré.
KNOPPERS et al. (1991) utilizaram o conceito de meia vida de renovação (T
50%
) para
uma medida ótima do tempo de residência do sistema lagunar de Saquarema, isto é, o tempo
de residência da laguna seria o tempo necessário para renovar metade do seu volume. Neste
24
cálculo, assume-se um decaimento exponencial, mistura completa e, considera-se ainda, o
balanço evaporação-precipitação e o runoff, da seguinte forma:
)(
69,0
T
50%
ERT
QQQ
V
++
×
=
(8)
onde
V
é o volume da lagoa,
Q
T
é o volume de água do mar que entra no sistema por dia,
Q
R
é o volume de água que entra no sistema por dia via runoff e
Q
E
é o volume de água que
evapora por dia.
Porém, segundo ALVES (2003), estes métodos subestimam o valor do tempo de
renovação, principalmente no caso de sistemas lagunares de geometria mais complexa, como
é o caso da Lagoa de Saquarema, porque consideram a mistura completa, em cada ciclo de
maré. Sendo assim, o autor calculou os tempos de residência (T
e
) para cada compartimento do
sistema lagunar de Saquarema como sendo o intervalo de tempo necessário para que a
concentração do traçador se reduza a 36,8% da concentração inicial. Este valor corresponde a
uma fração igual a
e1
, onde
e
é a base do logaritmo neperiano (ALVES, 2003). Este ponto
divide o fenômeno em duas fases distintas: a primeira, com decaimento rápido, e a segunda,
com decaimento assintótico, tendendo a zero. Para o instante inicial assume-se que a
concentração do traçador é igual em todo o sistema lagunar. O aporte de água doce foi
considerado igual a 1 m
3
s
-1
e foi incluído em todos os experimentos. ALVES (2003)
determinou, então, o intervalo de tempo entre o início do experimento e o instante no qual a
concentração do traçador atingia o valor limite escolhido (
e1
). Em seguida, o autor obteve a
distribuição do tempo de residência, por interpolação.
Assumindo-se o T
50%
, verifica-se na representação do decaimento da concentração do
traçador na laguna de Fora (Figura 9), que este não representa a mudança de fase do processo
estudado.
As condições de contorno para a superfície da laguna e para a fronteira aberta (Barra
Franca) compuseram três cenários diferentes. No primeiro, sem efeito do vento, a maré na
fronteira aberta foi representada por um sinal sintético, com nível médio constante, que
reproduz uma onda de maré com amplitudes de 0,5 m e 0,2 m, na sizígia e quadratura,
respectivamente. O experimento seguinte considera um sinal real de maré, incluindo as
oscilações do nível médio. O último cenário estudado corresponde ao segundo, no que diz
respeito à onda de maré, mas introduz um vento típico (NE – 5 m s
-1
), como condição de
contorno na superfície. Sendo assim, o autor obteve um intervalo de valores, onde os tempos
25
de residência mínimos corresponderiam ao máximo de troca possível, proporcionado por um
evento de maré de sizígia, e os tempos de residência máximos corresponderiam aos períodos
em que a troca é menor devido aos efeitos da maré de quadratura.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
13,4
26,9
40,3
53,8
67,2
80,6
94,1
108
121
134
148
161
175
Tempo (dias)
Conce ntração (%)
1/
e
T
50%
Figura 9. Variação da concentração do traçador na Lagoa de Fora. Experimento para laguna
individual. (Fonte: ALVES, 2003)
No presente trabalho, foram utilizados os valores correspondentes ao terceiro
experimento de ALVES (2003) (Tabela 2), sendo possível estimar que os maiores valores de
concentração dos nutrientes seriam encontrados quando houvesse a pior situação possível, isto
é, uma liberação máxima de N e P para o sistema num período de poucas trocas, isto é, tempo
de residência máximo. A melhor situação de concentração de nutrientes para as lagunas
ocorreria, então, com a descarga mínima de nutrientes num período de trocas maior (tempo de
residência mínimo). Por sua vez, situação mediana ocorreria com uma descarga média sendo
lançada num momento de tempo de residência médio. Estas descargas máximas, mínimas e
médias, calculadas a partir da equação (1), foram obtidas, respectivamente, dos valores
máximos, mínimos e mais prováveis estabelecidos pela Organização Mundial de Saúde
(ECONOMOPOULOS, 1993) (Tabela 1).
As trocas entre uma laguna e outra também foram calculadas a partir dos tempos de
residência. Estimou-se que o fluxo de água de um compartimento para o outro (
s
in
Q
e
s
out
Q
)
seria dado por:
26
e
s
s
T
V
Q
1002,63 ×
=
(9)
isto é, a razão entre 63,2% de seu volume (
s
V
) e seu tempo de residência (T
e
). De acordo
com os valores de T
e
máximo, médio e mínimo também foram obtidos
s
máx
Q
,
s
médio
Q
e
s
mín
Q
. Para os rios, foram usadas as medidas de vazão existentes na literatura (MOREIRA,
1989; WASSERMAN et al., 2000).
Tabela 2. Intervalos de valores do tempo de residência, em dias, para os compartimentos do
Sistema Lagunar de Saquarema.
Experimento 3
Lagoa de Fora
0 - 20
Lagoa do Boqueirão
20 - 48
Lagoa do Jardim 48 - 56
Lagoa de Mombaça 56 - 58
Fonte: ALVES (2003)
Finalmente, calculou-se para cada laguna de Saquarema, as concentrações de fósforo
C
M
Pmáx
,
C
M
Pmédio
e
C
M
Pmín
, para a Lagoa da Mombaça,
C
BJ
Pmáx
/
,
C
BJ
Pmédio
/
e
C
BJ
Pmín
/
, para as
lagunas Jardim e Boqueirão, e
C
F
Pmáx
,
C
F
Pmédio
e
C
F
Pmín
, para a Lagoa de Fora, a partir da
equação (2), e as concentrações de nitrogênio
C
M
Nmáx
,
C
M
Nmédio
e
C
M
Nmín
, para a Lagoa da
Mombaça,
C
BJ
Nmáx
/
,
C
BJ
Nmédio
/
e
C
BJ
Nmín
/
, para as lagunas Jardim e Boqueirão, e
C
F
Nmáx
,
C
F
Nmédio
e
C
F
Nmín
, para a Lagoa de Fora, a partir da equação (6). Para calcular a projeção da
concentração de nutrientes nos rios (
r
C
), diluiu-se a carga de nutrientes (eq. 1) liberada pela
população do entorno da bacia destes rios (incluindo os valores máximos e mínimos) nas suas
respectivas vazões para cada ano considerado.
27
4.4 Projeção populacional para o município de Saquarema e elaboração de cenários
Para a simulação dos cenários foram feitas projeções do número de habitantes do
município através do método de tendência de crescimento demográfico adotado pelo IBGE
(OLIVEIRA et al., 2004). Este método consiste em se tomar os dados de dois Censos
Demográficos de uma área maior (o país ou um estado, por exemplo), cuja estimativa já se
conhece, e uma área menor (um município, por exemplo).
Considera-se, então, uma área maior cuja população estimada em um momento t é P(t)
e uma área menor i, cuja população estimada em um momento t é P
i
(t). Decompõe-se, então,
por hipótese, a população desta área i, em dois termos quaisquer: a
i
P(t), que depende do
crescimento da população da área maior, e b
i
. O coeficiente a
i
é denominado coeficiente de
proporcionalidade do incremento da população da área menor i em relação ao incremento da
população da área maior, e b
i
é denominado coeficiente linear de correção. Como
conseqüência, tem-se que:
(
)
(
)
iii
btPatP
+
=
(10)
Para a determinação dos coeficientes utiliza-se o período delimitado por dois Censos
Demográficos. Sendo t
0
e t
1
, respectivamente, as datas dos dois Censos, ao substituir-se estes
termos na equação (10), têm-se que:
(
)
(
)
iii
btPatP
+
=
00
(11)
(
)
(
)
iii
btPatP +=
11
(12)
Elaborando um sistema através das equações (11) e (12), sua resolução leva aos
seguintes valores para a
i
e b
i
:
(
)
(
)
( ) ( )
01
01
tPtP
tPtP
a
ii
i
−
−
=
(13)
(
)
(
)
00
tPatPb
iii
−
=
(14)
28
A partir da aplicação do modelo descrito acima, foi estimada a população do
Município de Saquarema, com base nos dados populacionais de censos demográficos do
município (IBGE, 1996, 2000), e de cada sub-bacia do sistema lagunar, a partir dos dados
populacionais agregados por setores censitários do estado do Rio de Janeiro (IBGE, 2004).
Considerou-se como área maior o Brasil, cuja projeção foi elaborada pelo método das
componentes demográficas (OLIVEIRA et al., 2004). Os dados separados por setores
censitários permitiram analisar os corpos do sistema lagunar separadamente, já que estes
possuem dinâmicas diferentes e também a população não se distribui uniformemente pelo
território do município. A partir destes dados chegou-se a valores projetados da descarga de
nutrientes, através da equação 1 do item 5.2, lançada no sistema lagunar em diversos anos,
que, inseridos no balanço de nutrientes (equação 2, do item 5.3.2 e equação 6, do item 5.3.3),
devolviam dados das concentrações estimadas de nitrogênio e fósforo para cada laguna do
sistema.
Foram simulados seis períodos: um concernente à situação atual, que corresponderia
ao ano de 2000, e outros cinco correspondendo a projeções populacionais de dez em dez anos
até o ano de 2050. Para todos assumiu-se que a liberação de efluentes pela população cresce
proporcionalmente ao crescimento populacional, isto é, a descarga total de efluentes no
sistema lagunar relaciona-se linearmente com o tamanho da população. No cenário base
simulado (C1) considerou-se a carga de efluentes liberada pela população permanente do
município. No segundo cenário (C2) considerou-se o lançamento de efluentes pela população
permanente somada à população flutuante, isto é, a população total estimada para os períodos
de veraneio. Como população flutuante considerou-se aqui o número de domicílios de uso
ocasional e a média de 3,47 habitantes por domicílio estimada pelo IBGE (2000) para
Saquarema. Não há dados censitários sobre as pessoas que freqüentam a cidade se
hospedando em hotéis ou pousadas.
Sendo assim, para cada ano foram feitas duas simulações para cada laguna do sistema,
que representavam os dois cenários possíveis para aquele ano (cidade apenas com sua
população permanente e cidade cheia, nos períodos de veraneio).
29
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 Resultados da campanha de amostragem do Consórcio Lagos-São João
Os resultados obtidos pelo monitoramento realizado pelo Consórcio Lagos-São João
geraram as figuras 10 a 22. Nos gráficos, os dados são comparados com os resultados obtidos
no trabalho de MOREIRA (1989), realizado quando a barra do sistema lagunar de Saquarema
não era mais aberta naturalmente, mas ainda podia ser aberta pelos pescadores, o que
acontecia com freqüência maior que no período do trabalho de CARMOUZE e
VASCONSELOS (1992). CARMOUZE e VASCONSELOS (1992) apresentaram seus dados
como médias do sistema como um todo e MOREIRA (1989) apresentou valores de cada
compartimento, sendo que considerou as Lagoas Jardim e Boqueirão como um único saco,
devido às semelhanças e ao tamanho. Nos gráficos em que é apresentada a média de todo o
sistema variando ao longo do tempo, os dados constituem uma média das lagunas, não sendo
consideradas as amostragens realizadas no rio Bacaxá e na praia de Itaúna.
A variação média da temperatura da água da laguna ao longo do tempo foi próxima
aos valores encontrados em outros trabalhos (MOREIRA, 1989; CARMOUZE e
VASCONSELOS, 1992) (Figuras 10-a a 10-g). As lagunas mais interiores (Mombaça e
Boqueirão) apresentaram temperaturas um pouco mais elevadas que os demais pontos de
amostragem e as temperaturas mais altas em todos os compartimentos correspondem
aproximadamente ao período entre setembro de 2003 e março de 2004. Exceto pelo rio
Bacaxá, que apresentou uma queda mais acentuada de temperatura no mês de dezembro de
2003.
No período em que os trabalhos de MOREIRA (1989) e CARMOUZE e
VASCONSELOS (1992) foram realizados, a barra do sistema lagunar de Saquarema ainda era
aberta ocasionalmente. As figuras 11-a e 11-b mostram que a salinidade atual de todo o
sistema aumentou com a abertura definitiva da barra. Foi possível identificar que a mesma
variação acentuada de salinidade entre as lagunas observada por MOREIRA (1989)
permanece sem grandes alterações neste estudo. Esta variação se deve ao fato de a Lagoa de
Fora estar recebendo a influência da água do mar e pela Mombaça, receber a maior parte dos
aportes de água doce do sistema. O rio Bacaxá, que deságua na Lagoa de Fora, apresenta
valores elevados de salinidade porque as coletas foram realizadas na sua foz, que sofre grande
influência da dinâmica da laguna.
30
a)
15
20
25
30
35
40
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
Meses de amostragem
Temperatura (°C)
Média da Lagoa (atual)
Carmouze et. al. (1992)
Costa-Moreira (1989) - Lagoa de Fora
b)
15
20
25
30
35
40
Rio
Bacaxá
MombaçaBoqueirão Fora Praia
Áreas de amostragem
Média de cada compartimento (atual)
Costa-Moreira (1989) - Lagoa de Fora
c)
15
20
25
30
35
40
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Temperatura (°C)
Mombaça
d)
15
20
25
30
35
40
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Boqueirão
e)
15
20
25
30
35
40
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Temperatura (°C)
Fora Costa-Moreira (1989)
f)
15
20
25
30
35
40
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Rio Bacaxá
g)
15
20
25
30
35
40
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Temperatura (°C)
Praia
Figura 10. Variação média da temperatura (°C) na laguna ao longo da campanha de
amostragem (a) e para cada compartimento (b) e variação temporal de cada compartimento
separadamente (
c a g).
31
MOREIRA (1989) observou variações de salinidade mais pronunciadas na Lagoa de
Fora que nas demais. Porém, com a abertura permanente da barra, observa-se que a salinidade
nesta laguna não varia tanto porque o aporte de água do mar se tornou tão grande que as
misturas com água doce ficam imperceptíveis (Figura 11). Neste estudo, a Lagoa de Fora
permanece quase todo o ano com valores de salinidade próximos dos do oceano, com exceção
do mês de março de 2004, que provavelmente apresentou queda de salinidade devido às
chuvas que ocorreram nos dias anteriores à amostragem, segundo o Consórcio. As demais
lagunas apresentaram maior variação, com valores mais altos principalmente no período de
inverno, provavelmente por ser um período mais seco. Ainda no período de inverno, a maior
salinidade no interior do sistema pode se dever à ação das ressacas associadas às frentes frias,
que proporcionam maior entrada de água salgada.
O pH é um parâmetro extremamente importante na determinação do metabolismo de
uma laguna. O consumo de CO
2
pelo fitoplâncton durante a produção primária causa uma
redução deste gás na coluna d’água, provocando um desbalanço nas reações do bicarbonato,
principal controlador do pH. O resultado disto é um aumento significativo deste parâmetro,
podendo lagunas costeiras altamente produtivas atingir pHs da ordem de 9,5.
Através da figura 12 é possível verificar que o pH variou pouco no sistema lagunar de
Saquarema. Na Lagoa da Mombaça há uma queda pronunciada no mês de setembro do ano de
2003 (Figura 12-c), o que não foi verificado nos demais pontos. Segundo informações do
Consórcio, não houve chuvas nos dias anteriores ao período desta coleta, o que, portanto, não
seria uma justificativa. O rio Bacaxá (Figura 12-f) apresenta também uma ligeira queda em
março de 2004, período de chuvas, que, inclusive ocorreram nos dias anteriores à coleta.
Infelizmente não foram encontrados na literatura dados de pH da laguna em outros períodos
para se fazer comparações, com exceção dos dados do EIA-RIMA (WASSERMAN et al.,
2000). Só foi possível comparar com a média para cada compartimento, já que o EIA-RIMA
não verificou variações temporais, porém é possível verificar que o comportamento das
lagunas em relação ao pH permanece o mesmo atualmente em relação ao período em que a
barra estava fechada. Com exceção do Rio Bacaxá, que apresentou uma elevação
considerável, provavelmente devido à influência da entrada da água do mar, que tem pH mais
alto que a água do rio, pelo canal.
32
a)
0
10
20
30
40
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Salinidade
Média da Lagoa (atual)
Carmouze et. al., (1992)
Costa-Moreira (1989)
b)
0
10
20
30
40
Rio
Bacaxá
MombaçaBoqueirão Fora Praia
Áreas de amostragem
Média de cada compartimento (atual)
Costa-Moreira (1989)
c)
0
10
20
30
40
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Salinidade
Mombaça
Costa-Moreira (1989)
d)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Boqueirão
Costa-Moreira (1989)
e)
0
10
20
30
40
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Salinidade
Fora
Costa-Moreira (1989)
f)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Rio Bacaxá
g)
0
10
20
30
40
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Salinidade
Praia
Figura 11. Variação média da salinidade na laguna ao longo da campanha de amostragem (a)
e para cada compartimento (b) e variação temporal de cada compartimento separadamente (c
a
g).
33
O oxigênio dissolvido esteve sempre acima do limite de saturação, o que pode
caracterizar um alto nível de produção primária no sistema. De maneira geral, o valor mais
alto foi observado no mês de outubro de 2003 e os mais baixos nos meses de março de 2004 e
junho do mesmo ano (Figura 13). A concentração de O
2
dissolvido é semelhante em todos os
compartimentos, inclusive quanto ao comportamento da curva ao longo do tempo. Apenas o
rio Bacaxá e a Lagoa de Fora se diferenciam. Esta última apresentou uma curva mais suave
com uma queda acentuada em junho de 2004 (Figura 13-e) e o rio apresentou um pico
máximo bem acentuado em outubro de 2003 e um pico mínimo também acentuado em março
de 2004 (Figura 13-f). Também não foram encontrados dados de O.D. para Saquarema na
literatura, além dos dados do EIA-RIMA, que mostraram que a concentração de oxigênio
parece não ter variado muito em todos os compartimentos da laguna em relação a 2000,
quando a barra estava fechada. Mais uma vez a exceção foi o Rio Bacaxá que em 2000
apresentou concentração 0 de O.D. e nas amostragens atuais obteve uma média acima do
nível de saturação, indicando uma maior oxigenação proporcionada provavelmente também
pela entrada da água do mar.
Vale ressaltar que estes valores altos podem ser devido ao fato de as coletas terem sido
realizadas no período diurno, quando há um aumento da disponibilidade de oxigênio pela
predominância da fotossíntese em relação à respiração, e também por terem sido coletadas
apenas amostras na superfície. Na Lagoa de Piratininga, laguna com sérios problemas de
eutrofização como Saquarema, CARNEIRO (1992) realizou medidas da concentração de O.D.
na superfície e fundo e verificou que as concentrações diminuem bruscamente em direção ao
fundo. Embora o fato não tenha sido examinado no presente estudo, o gradiente de O
2
entre a
superfície e o fundo será responsável pela difusão do ortofosfato do sedimento, devido à
variação nas condições redox do ambiente (SFRISO et al., 1992). Sendo assim, num ambiente
redutor, o fósforo estará precipitado, mas pode entrar em solução se as condições do meio
tornam-se oxidantes, causando um fluxo de fósforo para a coluna d’água. CUNHA e
WASSERMAN (2002) observam duas mortandades de peixes coincidentes com picos na
concentração de fósforo inorgânico dissolvido (PID) na Lagoa de Piratininga. Estas
mortandades ocorreram associadas à incidência de fortes ventos, que homogeneizaram a
coluna d’água, aumentando o potencial redox do sedimento e causando a difusão do P.
34
a)
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
pH
Média da Lagoa (atual)
b)
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
Rio
Bacaxá
MombaçaBoqueirão Fora Praia
Áreas de amostragem
Média de cada compartimento (atual)
Wasserman et. al. (2000)
c)
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
pH
Mombaça
d)
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Boqueirão
e)
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
pH
Fora
f)
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Rio Bacaxá
g)
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
pH
Praia
Figura 12. Variação média do pH na laguna ao longo da campanha de amostragem (a) e para
cada compartimento (b) e variação temporal de cada compartimento separadamente (c a g).
35
a)
4
6
8
10
12
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
O
2
(mg/L)
Média da Lagoa (atual)
Saturação de O2
b)
4
6
8
10
12
Rio
Bacaxá
Mombaça Boqueirão Fora
Áreas de amostragem
Média de cada compartimento (atual)
Saturação de O2
Wasserman et. al. (2000)
c)
4
6
8
10
12
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
O
2
(mg/L)
Mombaça Saturação de O2
d)
4
6
8
10
12
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Boqueirão Saturação de O2
e)
4
6
8
10
12
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
O
2
(mg/L)
Fora Saturação de O2
f)
4
6
8
10
12
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Rio Bacaxá Saturação de O2
Figura 13. Variação média de oxigênio dissolvido (mg/L) na laguna ao longo da campanha de
amostragem (a) e para cada compartimento (b) e variação temporal de cada compartimento
separadamente (c a f).
A figura 14-a mostra que o sistema apresenta uma elevação na demanda bioquímica de
oxigênio, principalmente no período do verão (aproximadamente de setembro de 2003 a
março de 2004), com uma queda em dezembro de 2003, caracterizando dois picos principais,
um em outubro do mesmo ano e outro em fevereiro de 2004.
36
Na figura 14-b, tem-se os valores de DBO
5
obtidos pelas análises do EIA-RIMA da
Barra Franca (WASSERMAN et al., 2000), amostrados apenas nas lagunas Mombaça e Fora.
Pela figura verifica-se que a DBO
5
obtida em 2000, a partir de análises realizadas quando a
barra ainda estava fechada, foi menor que a obtida pelas amostragens atuais, após a abertura
da barra. A DBO
5
é um excelente indicador dos aportes antrópicos e, por isso, é determinante
na qualidade da água. Sendo assim, a comparação dos dados de 2000 com os atuais sugerem
que, apesar da abertura definitiva da conexão com o mar, a qualidade da água pode não estar
melhorando devido ao incremento crescente dos aportes de efluentes domésticos. O aumento
maior da DBO
5
na Lagoa da Mombaça em relação ao dado de 2000 também pode estar
refletindo o fato de que a não dragagem das ligações entre as lagunas está restringindo mais a
circulação e as trocas da Mombaça com as demais lagunas.
A concentração de nitrato (Figura 15-b) apresentou curvas semelhantes com as
encontradas por MOREIRA (1989), mas os valores foram bem menores. Para todos os pontos
amostrados, as concentrações foram sempre baixas, variando entre 0 e 1
µ
M, com exceção da
Lagoa de Fora (Figura 15-e), que apresentou concentrações mais elevadas que a média geral
em duas ocasiões: em outubro de 2003 (aproximadamente 5
µ
M) e em abril e maio de 2004
(1,8 e 2,5
µ
M, respectivamente). A Lagoa de Fora, apesar de receber maior carga de esgotos,
apresenta um valor médio de NO
3
-
maior que as demais lagunas graças a maior oxigenação
proporcionada pela conexão direta com o mar.
A curva de concentração de nitrito no sistema lagunar teve comportamento bem
diferente do observado por MOREIRA (1989), apresentando valores ligeiramente mais altos
na maior parte das vezes (Figura 16). As lagunas da Mombaça (Figura 16-c) e do Boqueirão
(Figura 16-d) apresentaram valores baixos de agosto a dezembro de 2003, uma elevação da
concentração de janeiro a abril de 2004 e novamente uma queda em maio do mesmo ano,
voltando a subir em junho. A Lagoa de Fora (Figura 16-e) apresentou valores baixos de julho
a setembro e em dezembro de 2003 e em março de 2004, valores médios de abril a junho de
2004 e dois picos acentuados em outubro de 2003 e fevereiro de 2004. A praia (Figura 16-g)
apresentou valores bem baixos de NO
2
, com duas pequenas elevações coincidentes com os
meses dos picos da Lagoa de Fora. O rio Bacaxá (Figura 16-f) apresentou concentrações mais
elevadas, com valores altos em dezembro de 2003 e março de 2004 e um pico de
aproximadamente 6,9
µ
M em junho de 2003.
37
a)
0
5
10
15
20
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
DBO
5
(mg/L)
Média da Lagoa (atual)
b)
0
5
10
15
20
Rio
Bacaxá
Mombaça Boqueirão Fora Praia
Áreas de amostragem
Média de cada compartimento (atual)
Wasserman et. al. (2000)
c)
0
5
10
15
20
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
DBO
5
(mg/L)
Mombaça
d)
0
5
10
15
20
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Boqueirão
e)
0
5
10
15
20
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
DBO
5
(mg/L)
Fora
f)
0
5
10
15
20
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Rio Bacaxá
g)
0
5
10
15
20
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
DBO
5
(mg/L)
Praia
Figura 14. Variação média de DBO
5
(mg/L) na laguna ao longo da campanha de amostragem
(
a) e para cada compartimento (b) e variação temporal de cada compartimento separadamente
(c a g).
38
a)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
NO
3
( M)
Média da Lagoa (atual)
Costa-Moreira (1989)
b)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Rio
Bacaxá
MombaçaBoqueirão Fora Praia
Áreas de amostragem
Média de cada compartimento (atual)
Costa-Moreira (1989)
c)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
NO
3
( M)
Mombaça Costa-Moreira (1989)
d)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Boqueirão Costa-Moreira (1989)
e)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
NO
3
( M)
Fora Costa-Moreira (1989)
f)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Rio Bacaxá
g)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
NO
3
( M)
Praia
Figura 15. Variação média de nitrato (
µ
M) na laguna ao longo da campanha de amostragem
(
a) e para cada compartimento (b) e variação temporal de cada compartimento separadamente
(c a g).
39
Existe uma relação inversamente proporcional entre o NO
3
e o NH
4
. Em ambiente
redutor, o NO
3
se converte em NH
4
e em ambiente oxidante acontece o contrário. Desta
forma, a conexão com o mar proporciona à Lagoa de Fora um ambiente mais oxidante,
resultando numa maior concentração de nitrato em relação às demais lagunas. Porém, o fato
de os valores de NO
3,
de uma maneira geral, apresentarem-se muito pequenos em relação ao
estudo de MOREIRA (1989) indica que, apesar da abertura da Barra Franca, a oxidação de
NH
4
para NO
3
continua ocorrendo cada vez menos.
O nitrito é uma forma pouco estável do nitrogênio, que ocorre durante processos de
mudança de potencial redox. Os valores mais elevados encontrados na Lagoa de Fora e no rio
Bacaxá podem indicar uma instabilidade do ambiente. Principalmente no caso da laguna de
Fora, esta instabilidade pode ser resultado da recente abertura da barra, que pode estar
causando mudanças no estado de oxidação das formas inorgânicas de N. SUZUKI et al.
(1998), ao analisar os efeitos da abertura e fechamento natural da barra arenosa da laguna
Grussai, em São João da Barra, RJ, observou que, com a barra fechada, o aporte de água dos
rios, com baixa concentração de oxigênio e enriquecida com nutrientes dissolvidos,
promoviam a predominância de amônio nas águas da laguna. Quando a barra era aberta, era
possível observar uma elevação na concentração de oxigênio dissolvido acompanhada de uma
gradual oxidação das formas reduzidas de N para nitrato.
Em praticamente todas as análises os valores de amônio estiveram acima dos obtidos
por MOREIRA (1989) (Figura 17). A Lagoa do Boqueirão (Figura 17-d) e a praia de Itaúna
(Figura 17-g) foram os compartimentos que apresentaram as menores concentrações e a
Lagoa de Fora (Figura 17-e) e o rio Bacaxá (Figura 17-f) foram os que apresentaram as
maiores. A maioria dos pontos de amostragem apresentou as maiores concentrações no
período de fevereiro a abril de 2004 (Figura 17-a), porém o rio Bacaxá também apresentou
um pico acentuado em julho de 2003 e a Lagoa de Fora em outubro do mesmo ano. Esta
elevação nos valores de NH
4
+
pode significar que o aumento na hidrodinâmica do sistema está
promovendo a disponibilização de matéria orgânica para a biota através da ressuspensão,
gerando maior consumo de oxigênio. Corroborando esta afirmação, os picos de DBO
5
(Figura
14) coincidem aproximadamente com os máximos de concentração de amônio. Este processo
parece particularmente mais intenso na laguna de Fora, onde a hidrodinâmica é mais
significativa.
Na figura 18 é possível verificar que, globalmente, o nitrogênio inorgânico dissolvido
aumentou em relação aos estudos anteriores. Segundo MOREIRA (1989), a concentração
média de nitrogênio inorgânico dissolvido variava ao longo do tempo entre 0 e 10
µ
M. Três
40
anos depois, quando a barra já era aberta com menor freqüência, CARMOUZE e
VASCONSELOS (1992) avaliaram que a concentração média de nitrogênio dissolvido no
período de inverno era de 23,6
µ
M e que no período do verão caia para 3,3
µ
M. Na análise
atual as concentrações do parâmetro variaram entre aproximadamente 5 e 20
µ
M,
aproximando-se dos valores encontrados por Moreira, quando a laguna era aberta mais vezes
(Figuras 18-a e 18-b). Os compartimentos com maiores concentrações de nitrogênio total
foram a laguna de Fora (Figura 18-e) e o rio Bacaxá (Figura 18-f), provavelmente porque
estão em áreas de maior concentração populacional. Este último foi o único compartimento a
apresentar uma diminuição considerável das concentrações em relação às encontradas por
MOREIRA (1989), chegando a apresentar valores, em média, 6 vezes menores. Porém, o
autor não explicita em seu trabalho a localização da amostragem feita no Bacaxá, enquanto
que no presente trabalho, como já foi dito, a amostragem foi realizada em sua foz, já em uma
zona de mistura. Os valores provavelmente seriam diferentes em amostragens mais para o
interior do rio. Quanto à Lagoa de Fora, segundo PEREIRA (1991), as taxas de liberação de
nutrientes do fundo para a coluna d’água são mais elevadas porque seu sedimento é derivado
da produtividade algal, apresentando-se mais rico em N e P.
Pela figura 19 é possível verificar que, apesar da abertura da Barra Franca, a influência
dos esgotos domésticos jogados in natura no sistema lagunar ainda é preponderante.
Comparado aos valores do EIA-RIMA da obra (WASSERMAN et al., 2000) (Figura 19-a) é
possível verificar que a quantidade de nitrato em relação às outras formas de nitrogênio é
maior nos dados atuais (Figura 19-b) para as lagunas de Fora e Boqueirão, o que pode
caracterizar uma melhora nas condições destas lagunas. Até mesmo o rio Bacaxá apresenta
atualmente alguma quantidade de nitrato e nitrito, enquanto em 2000 só apresentava amônio.
Já a Lagoa da Mombaça apresenta um quadro inverso: quantidade menor de nitrato e maior de
amônio em relação a 2000. Entretanto, é importante ressaltar mais uma vez que os dados do
EIA-RIMA correspondem a uma amostragem realizada em apenas um dia. De uma maneira
geral, o sistema lagunar continua apresentando-se bastante impactado pelo esgoto em vista da
predominância de NH
4
entre as formas de nitrogênio.
Em sistemas aquáticos, o NID é composto principalmente por NO
3
-
quando há a
contaminação pelo escoamento superficial e fluvial de áreas agrícolas, tratadas com
fertilizantes (SFRISO et al., 1992; VALIELA et al., 1992). Já em sistemas eutrofizados, o
NH
4
é o principal componente presente nas camadas anóxicas. Sendo assim, a figura 19
corrobora a afirmação de que a principal fonte de contaminação para o sistema lagunar de
Saquarema é o esgoto, e não a lixiviação de solos cultivados, e pelas figuras 15 a 18, pode-se
perceber que este input só está se agravando, com as concentrações de nitrato diminuindo e as
41
de nitrito e amônio aumentando. Mesmo no caso da Lagoa de Fora, embora o ambiente seja
oxidante graças aos fluxos proporcionados pela abertura da barra, a presença de grande
concentração de amônio indica forte pressão dos esgotos no ambiente. Num estudo em que
compara uma laguna com alto grau de degradação com duas outras não impactadas,
FURTADO et al. (2002) verificaram que a impactada apresentava valores quase três vezes
maiores de NH
4
em relação às demais. Na Itália, a laguna Orbetello também tem alto valor de
amônio (86% do NID) como conseqüência da difusão a partir do sedimento e provavelmente
também da incapacidade do ecossistema de completar os passos da denitrificação (LENZI et
al., 2003). Os altos valores de amônio observados para Saquarema, além de provenientes do
aporte de esgotos, também podem ser um indício de evasão de nitrogênio a partir do
sedimento em função da abertura da barra e aumento da hidrodinâmica.
O ortofosfato apresentou, de uma maneira geral, concentrações um pouco acima das
encontradas por MOREIRA (1989) (Figura 20). Em relação aos valores apresentados por
CARMOUZE e VASCONSELOS (1992), a curva atual apresenta comportamento similar no
período de dezembro de 2003 a maio de 2004. Nos demais períodos, as concentrações deste
estudo reduzem enquanto no trabalho daquele autor os valores são mais altos (Figura 20-a).
Na análise de cada compartimento (Figura 20-b) verifica-se que, com exceção da praia de
Itaúna, as concentrações atuais de ortofosfato giram em torno de 0,5 a 1
µ
M,
aproximadamente, ficando muito acima dos valores de 1989, que vão no máximo a 0,063
µ
M
(MOREIRA, 1989). As concentrações nas lagunas da Mombaça (Figura 20-c) e do Boqueirão
(Figura 20-d) têm comportamento similar, apresentando maior concentração em dezembro de
2003 e em março, abril e junho de 2004. As maiores concentrações de PO
4
3-
foram
encontradas no rio Bacaxá (Figura 20-f), tanto nos dados atuais quanto nos dados de
MOREIRA (1989), e as variações na concentração ao longo tempo acompanharam a curva
deste autor, porém este foi o único compartimento que apresentou redução nos valores em
relação aos dados anteriores.
A abertura da barra é um fator de troca de água (ou de “limpeza”) sem precedentes.
Mesmo nos momentos em que a laguna era aberta naturalmente, esta abertura não
ultrapassava os 20 ou 30 m de largura por 1 m de profundidade. Atualmente, a abertura está
com 100 m de largura e entre 1 e 2 m de profundidade e o tempo de residência cai para menos
de 1 dia em marés de sizígia (ALVES, 2003). Apesar de toda esta hidrodinâmica, os valores
de ortofosfato na Lagoa de Fora, são comparáveis àqueles de 1992. Isto pode ser atribuído a
dois fatores:
42
1.
aumento populacional no entorno da laguna. A população no entorno da Lagoa de Fora,
somada ao do distrito de Bacaxá era estimada em 37.888 habitantes em 1991 e
aumentou para 52.461 em 2000, um incremento de cerca de 38%. Porém, um aspecto a
observar é que, a concentração de ortofosfato no rio Bacaxá é menor que há 15 anos
atrás (Figura 20-f), o que pode ter se dado por diferenças nas amostragens ou pode
indicar que o aporte de fósforo do rio para a laguna diminuiu.
2.
difusão de fósforo a partir do sedimento. Se o fósforo, cujo principal processo de
retenção é a sedimentação (VOLLENWEIDER, 1976; SCHEREN et al., 2000;
SCHEREN et al., 2004), não está vindo do rio, pode estar vindo do próprio sistema,
ressuspendido do fundo pelo aumento da hidrodinâmica. Na laguna de Grussai,
SUZUKI et al. (1998) verificou que quando a barra era aberta, os valores de
condutividade e concentração de N e P inorgânico aumentavam e os de clorofila a
diminuíam devido a três fatores: entrada da água do mar; ressuspensão do fundo
causada pela hidrodinâmica; e transporte advectivo da água intersticial, favorecido pela
diminuição da profundidade da laguna nos períodos de maré vazante. Para verificar se
esta transferência de nutrientes dos sedimentos para a coluna d’água está acontecendo
seria necessário a realização de experimentos com bell jar. Vários estudos já utilizaram
este método para analisar qualitativa e quantitativamente as trocas de nutrientes na
interface água-sedimento e entre a comunidade bêntica e a coluna d’água (GARBAN et
al., 1995; ASMUS et al., 1998; ASMUS et al., 2000; MWASHOTE e JUMBA, 2002).
A figura 21 mostra a variação do fósforo total no sistema lagunar. Tanto em relação à
média ao longo do tempo quanto à média temporal dos compartimentos, o comportamento é
parecido com a curva de ortofosfato.
As lagunas da costa do Estado mostram uma marcada variação sazonal de nitrogênio
inorgânico dissolvido e ortofosfato, dada pela constante incorporação pelos produtores
primários ao longo do ano e pelas variações nas cargas de nutrientes. Estas últimas podem se
dar devido aos efeitos da drenagem na bacia e à liberação de nutrientes pelos sedimentos
graças à ressuspensão induzida pelos ventos (MOREIRA e KNOPPERS, 1990; KNOPPERS
et al.
, 1999). Os maiores valores da maior parte dos nutrientes foram detectados no rio Bacaxá
e na Laguna de Fora (Figuras 15 a 21). Este rio é o que apresenta maior grau de urbanização,
43
recebendo muitos despejos domésticos desde o distrito de Bacaxá. O entorno da laguna de
Fora também concentra uma densa população e, além dos esgotos provenientes do rio Bacaxá
já mencionado, também recebe os despejos da Vila e de Itaúna. Já os nutrientes presentes nas
águas das lagunas mais internas devem estar mais associados ao ciclo de N e P das plantas e
dos sedimentos dos brejos. Também os taboais se desenvolvem muito graças à entrada de
nutrientes pelas águas continentais a montante, acumulando biomassa viva e substâncias
orgânicas e inorgânicas e tendo grande importância na manutenção de aportes regulares destas
substâncias para a laguna (MOREIRA, 1989). Porém ALVES (2003), detectou também que
existe um aporte significativo de poluentes da laguna de Fora para as interiores e este
processo provavelmente se intensificou com a abertura da barra.
Através da figura 22 vê-se a relação N:P (NID:PO
4
) atual comparado aos estudos
anteriores. É possível observar que os valores de MOREIRA (1989) e CARMOUZE e
VASCONSELOS (1992) são próximos, girando em torno de 1 a 9, a não ser por um pico em
abril observado pelo primeiro autor na laguna da Mombaça (Figura 22-a). Porém com a
abertura da barra, a relação N:P subiu para valores de até 40 aproximadamente, sendo
possível concluir que a intervenção provavelmente fez o sistema lagunar passar de limitado
por nitrogênio a limitado por fósforo. Na figura 22-b, observa-se que MOREIRA (1989) teve
valores mais altos para a Lagoa da Mombaça, enquanto que os dados atuais apontam os
maiores valores para a Lagoa de Fora (Figura 22-e) e os menores valores para a laguna da
Mombaça (Figura 22-c). Isso se deve provavelmente à maior entrada da água do mar, pobre
em fósforo, o que faz elevar a razão entre os nutrientes. Para praticamente todos os sacos
(Figuras 22-c a 22-e) e para o rio Bacaxá (Figura 22-f), a relação N:P apresenta elevação no
período do verão (setembro de 2003 a março de 2004), principalmente em torno do mês de
março, o que coincide com as elevações também presentes nas curvas de nitrogênio
inorgânico dissolvido (Figura 18) e ortofosfato (Figura 20). Provavelmente este fato se deve
ao veraneio do Carnaval, quando a cidade está mais cheia, como já foi dito, já que os maiores
valores de NID deste período correspondem também a uma maior contribuição do amônio
principalmente (Figura 17). O resultado médio da razão N:P para o rio Bacaxá (Figura 22-b)
também mostra claramente que este contribui principalmente com nitrogênio para a laguna.
Porém há também outro período de valores mais elevados, aproximadamente de julho a
setembro, que não correspondem a valores altos das formas de nitrogênio para o mesmo
período (Figuras 15 a 16) e correspondem a valores baixíssimos de fósforo (Figura 20), o que
pode significar uma maior entrada de água do mar, devido ao fenômeno de chegada de frentes
frias típicas, causando maior diluição das águas.
44
A razão N:P é estabelecida como sendo de valor 16:1, limite entre limitação por N
(razão tem valor mais baixo) ou P (razão tem valor mais alto) (REDFIELD, 1934). Segundo
NIXON (1981), um dos aspectos que diferenciam águas costeiras do oceano aberto é que uma
fração muito maior da matéria orgânica em águas rasas é preferencialmente remineralizada no
fundo mais que através da cadeia alimentar, o que caracteriza a baixa relação N:P e a
limitação por nitrogênio destes ambientes. Trabalhos anteriores (MOREIRA, 1989;
CARMOUZE e VASCONSELOS, 1992; KNOPPERS et al., 1999) sempre obtiveram uma
baixa razão N:P para o sistema lagunar de Saquarema, indicando que o nitrogênio dissolvido
era o fator limitante para a produção primária do sistema. Isto se dava provavelmente porque
o nitrogênio tem uma regeneração mais lenta e porque o suprimento de fósforo através da
poluição era maior que a demanda biológica. Com a abertura da barra, esperava-se que a
entrada da água do mar, extremamente pobre em fósforo, promovesse a diluição das águas da
laguna, elevando assim os valores da relação N:P. Esta elevação foi confirmada, mas não
necessariamente pela diluição do fósforo, houve também um grande aumento nas
concentrações de nitrogênio inorgânico total, principalmente através do amônio. Esta fonte de
nitrogênio pode ser tanto o crescente aporte de esgotos como também a difusão a partir do
sedimento, pelos processos de oxi-redução já mencionados.
Segundo VALIELA et al. (1992), a diminuição dos teores de oxigênio dissolvido na
água geralmente vem acompanhada de grandes aumentos nas concentrações de amônio e
ortofosfato, provavelmente devido à regeneração destes nutrientes no sedimento. Porém esta
correlação não pôde ser feita aqui porque não foi verificada queda significativa nas
concentrações de oxigênio dissolvido, já que as coletas foram realizadas apenas nas águas de
superfície, como já mencionado. Porém a hipótese não pode ser descartada, já que apesar de a
água de superfície estar oxigenada, pode haver um déficit de oxigênio no fundo que está
bombeando nutrientes para a coluna d’água. A oxigenação apenas na água de superfície pode
não estar sendo suficiente para oxigenar toda a coluna d’água.
A relação de Redfield é importante na análise de um sistema porque fornece dados
sobre a limitação de nutrientes no meio e sobre as possíveis conseqüências desta limitação na
biota. Porém, o crescimento individual de certos organismos pode estar realmente limitado
por um destes nutrientes, mas a produção total do ecossistema pode sofrer outro tipo de
limitação ou ainda, como estes nutrientes não estão em estado estacionário no ecossistema,
freqüentemente podem estar chegando ao meio em pulsos (CUNHA, 1996).
45
a)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
NO
2
( M)
Média da Lagoa (atual)
Costa-Moreira (1989)
b)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Rio
Bacaxá
MombaçaBoqueirão Fora Praia
Áreas de amostragem
Média de cada compartimento (atual)
Costa-Moreira (1989)
c)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
NO
2
( M)
Mombaça Costa-Moreira (1989)
d)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Boqueirão Costa-Moreira (1989)
e)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
NO
2
( M)
Fora Costa-Moreira (1989)
f)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Rio Bacaxá
g)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
NO
2
( M)
Praia
Figura 16. Variação média de nitrito (
µ
M) na Laguna ao longo da campanha de amostragem
(a) e para cada compartimento (b) e variação temporal de cada compartimento separadamente
(
c a g).
46
a)
0
5
10
15
20
25
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
NH
4
( M)
Média da Lagoa (atual)
Costa-Moreira (1989)
b)
0
5
10
15
20
25
Rio
Bacaxá
MombaçaBoqueirão Fora Praia
Áreas de amostragem
Média de cada compartimento (atual)
Costa-Moreira (1989)
c)
0
5
10
15
20
25
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
NH
4
( M)
Mombaça Costa-Moreira (1989)
d)
0
5
10
15
20
25
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Boqueirão Costa-Moreira (1989)
e)
0
5
10
15
20
25
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
NH
4
( M)
Fora Costa-Moreira (1989)
f)
0
5
10
15
20
25
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Rio Bacaxá
g)
0
5
10
15
20
25
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
NH
4
( M)
Praia
Figura 17. Variação média de amônio (
µ
M) na Laguna ao longo da campanha de amostragem
(a) e para cada compartimento (b) e variação temporal de cada compartimento separadamente
(
c a g).
47
a)
0
5
10
15
20
25
30
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
NID ( M)
Média da Lagoa (atual)
Costa-Moreira (1989)
Carmouze et. al. (1992)
b)
0
5
10
15
20
25
30
Rio
Bacaxá
Mombaça Boqueirão Fora Praia
Áreas de amostragem
Média de cada compartimento (atual)
Costa-Moreira (1989)
c)
0
5
10
15
20
25
30
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
NID ( M)
Mombaça Costa-Moreira (1989)
d)
0
5
10
15
20
25
30
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Boqueirão Costa-Moreira (1989)
e)
0
5
10
15
20
25
30
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
NID ( M)
Fora Costa-Moreira (1989)
f)
0
5
10
15
20
25
30
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
0
20
40
60
80
100
120
140
Rio Bacaxá Costa-Moreira (1989)
g)
0
5
10
15
20
25
30
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
NID ( M)
Praia
Figura 18. Variação média de nitrogênio inorgânico dissolvido (
µ
M) na Laguna ao longo da
campanha de amostragem (a) e para cada compartimento (b) e variação temporal de cada
compartimento separadamente (
c a g).
48
b)
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Rio
Bacaxá
MombaçaBoqueirão Fora Praia
Áreas de amostragem
NH4 NO2 NO3
a)
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Rio
Bacaxá
Mombaça Boqueirão Fora Praia
Áreas de amostragem
NH4 NO2 NO3
Figura 19. Porcentagem de participação de cada forma do nitrogênio inorgânico dissolvido
total em cada compartimento para o ano de 2000 (a) e 2004 (b), dados do Consórcio.
Antes da Barra Franca, a atividade fotossintética do sistema lagunar parecia ser mais
sensível a fatores ambientais que às atividades heterotróficas, sendo assim, o contínuo
aumento na densidade populacional na área de drenagem promovia o crescimento
fitoplanctônico (CARMOUZE e VASCONSELOS, 1992). A amplitude das variações
sazonais do metabolismo pelágico era similar ao observado para o metabolismo do sistema
como um todo e as atividades biológicas podiam ser até três vezes mais altas no verão se
comparado com o resto do ano (CARMOUZE e VASCONSELOS, 1992; KNOPPERS et al.,
1999). Porém, com a abertura da barra, houve provavelmente muita variação nas condições
metabólicas das lagunas. O aumento na salinidade já deve ter gerado algum impacto na
assembléia fitoplanctônica, que, por sua vez, vai afetar o metabolismo.
49
a)
0
1
2
3
4
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
PO
4
( M)
Média da Lagoa (atual)
Costa-Moreira (1989)
Carmouze et. al. (1992)
b)
0
1
2
3
4
Rio
Bacaxá
Mombaça Boqueirão Fora Praia
Áreas de amostragem
Média de cada compartimento (atual)
Costa-Moreira (1989)
c)
0
1
2
3
4
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
PO
4
( M)
Mombaça Costa-Moreira (1989)
d)
0
1
2
3
4
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Boqueirão Costa-Moreira (1989)
d)
0
1
2
3
4
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
PO
4
( M)
Fora Costa-Moreira (1989)
f)
0
1
2
3
4
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
0
2
4
6
8
10
12
14
Rio Bacaxá Costa-Moreira (1989)
g)
0
1
2
3
4
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
PO
4
( M)
Praia
Figura 20. Variação média de ortofosfato (
µ
M) na Laguna ao longo da campanha de
amostragem (a) e para cada compartimento (b) e variação temporal de cada compartimento
separadamente (
c a g).
50
a)
0
4
8
12
16
20
24
28
32
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
PT ( M)
Média da Lagoa (atual)
b)
0
4
8
12
16
20
24
28
32
Rio
Bacaxá
MombaçaBoqueirão Fora Praia
Áreas de amostragem
Média de cada compartimento (atual)
c)
0
4
8
12
16
20
24
28
32
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
PT ( M)
Mombaça
d)
0
4
8
12
16
20
24
28
32
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Boqueirão
e)
0
4
8
12
16
20
24
28
32
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
PT ( M)
Fora
f)
0
4
8
12
16
20
24
28
32
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
Rio Bacaxá
g)
0
4
8
12
16
20
24
28
32
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
PT ( M)
Praia
Figura 21. Variação média de fósforo total (
µ
M) na laguna ao longo da campanha de
amostragem (a) e para cada compartimento (b) e variação temporal de cada compartimento
separadamente (
c a g).
51
a)
0
20
40
60
80
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
N:P
Carmouze et. al. (1992)
Média da Lagoa (atual)
Costa-Moreira (1989)
b)
0
20
40
60
80
Rio
Bacaxá
MombaçaBoqueirão Fora Praia
Áreas de amostragem
Costa-Moreira (1989)
Média de cada compartimento (atual)
c)
0
20
40
60
80
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
N:P
Mombaça Costa-Moreira (1989)
d)
0
20
40
60
80
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
N:P
Boqueirão Costa-Moreira (1989)
e)
0
20
40
60
80
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
N:P
Fora Costa-Moreira (1989)
e)
0
20
40
60
80
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
N:P
Rio Bacaxá
g)
0
20
40
60
80
jul/03
ago/03
set/03
out/03
nov/03
dez/03
jan/04
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Meses de amostragem
N:P
Praia
Figura 22. Relação N:P na laguna ao longo da campanha de amostragem e para cada
compartimento.
52
5.2 Fontes de poluição e estimativa da carga cultural de nutrientes para o sistema
lagunar
A relação entre as atividades poluidoras, seu impacto no ambiente e os possíveis
impactos da Barra Franca foi acessada através de uma análise de informações obtidas através
da literatura e de depoimentos dos integrantes do Consórcio Intermunicipal Lagos-São João e
de moradores do município (Figura 23).
OBRA DE INTERVENÇÃO
Pressão da população
Impacto socioeconômico
Assoreamento
AnoxiaEutrofização
Despejo de esgoto in
natura além da capacidade
do suporte do sistema
Aumento da produção pesqueira
Aumento
do turismo
e/ou
veraneio
Valorização
imobiliária
Aumento populacional
FECHAMENTO DA BARRA
Melhora na qualidade da água
Impacto no turismo
Impacto na pesca
Conflitos regionais
Especulação imobiliária
(ocupação desordenada)
Veraneio e turismo
Figura 23. Análise de causa X efeito dos impactos da poluição no sistema lagunar e da obra
de remediação.
53
Utilizando os valores mais prováveis de ECONOMOPOULOS (1993) para a produção
de N, P e DBO
5
per capita calculou-se, então, a carga potencial estimada destes elementos
que é lançada no sistema lagunar de Saquarema, considerando a ausência total de sistemas de
esgotamento sanitário (Tabela 3).
Tabela 3. Totais de nitrogênio, fósforo e DBO
5
carreados para a bacia de drenagem do sistema
lagunar de Saquarema, considerando apenas a população permanente para os anos de 2000 e
2004.
Ano Área População
Nitrogênio total
(t)
Fósforo total
(t)
DBO
5
(t)
2000
Total 44.812
a
82,90 8,96 170,29
Rios Mato Grosso/Tinguí 4.781
b
8,84 0,96 18,17
Rio Jundiá 700
b
1,30 0,14 2,66
Rio Bacaxá 22.268
b
41,20 4,45 84,62
Lagoa da Mombaça 3.065
b
5,67 0,61 11,65
Lagunas
Jardim/Boqueirão
1.936
b
3,58 0,39 7,36
Lagoa de Fora 12.062
b
22,31 2,41 45,84
2004
Total 51.199
a
94,72 10,24 194,56
Rios Mato Grosso/Tinguí 5.462
c
10,11 1,09 20,76
Rio Jundiá 800
c
1,48 0,16 3,04
Rio Bacaxá 25.442
c
47,07 5,09 96,68
Lagoa da Mombaça 3.502
c
6,48 0,70 13,31
Lagunas
Jardim/Boqueirão
2.212
c
4,09 0,44 8,41
Lagoa de Fora 13.781
c
25,50 2,76 52,37
a
Excluindo as residências da praia de Saquarema, praia de Itaúna e Lagoa de Jacarepiá.
b
IBGE (2004)
c
Estimativa com base na metodologia de OLIVEIRA et al. (2004).
Pelas inter-relações da figura 23 e dos dados da tabela 3 é possível afirmar que a
principal fonte poluidora para a laguna é o despejo de esgotos. Vê-se que na Lagoa de Fora,
por exemplo, houve um incremento de 14 % na quantidade de DBO
5
que é produzida pela
população de 2000 para 2004. Como conseqüência destes cenários tem-se a degradação dos
ecossistemas do entorno da laguna e das condições de suas águas, gerando impactos na
qualidade de vida da população e nas atividades econômicas da cidade, como pesca e turismo.
A construção da Barra Franca visou a remediação desta degradação, porém sem uma maior
preocupação com a gestão da ocupação, os problemas podem retornar e até mesmo serem
agravados.
54
5.3 Balanço de nutrientes
As figuras 24 a 29 mostram os resultados do balanço de nutrientes calculado para cada
compartimento do sistema lagunar de Saquarema através das equações (2) do item 5.3.2 e (6)
do item 5.3.3, tanto para a população permanente, cenário C1 como para a população em
períodos de veraneio (população permanente + flutuante), cenário C2, obtidas através da
metodologia do item 5.4. Vale lembrar que o balanço foi calculado considerando a Barra
Franca.
Para a devida calibração do modelo, os anos selecionados correspondem a anos em
que foram realizados estudos no sistema lagunar (MOREIRA, 1989; CARMOUZE et al.,
1991; PEREIRA, 1991; WASSERMAN et al., 2000), quando este ainda estava fechado, e ao
monitoramento realizado recentemente pelo Consórcio Intermunicipal Lagos São-João
(2003/2004), após a obra de abertura da Barra Franca. As concentrações consideradas
correspondem apenas ao nitrogênio inorgânico dissolvido (NO
3
-
, NO
2
-
e NH
4
+
) e ao fósforo
dissolvido (PO
4
3-
) por serem as formas de N e P mais comumente reportadas na literatura
sobre a laguna de Saquarema. Como já mencionado, as lagunas Jardim e Boqueirão foram
consideradas como um único corpo. As barras de desvio padrão correspondem aos máximos e
mínimos de concentração que os nutrientes podem chegar, de acordo com o item 5.3.4,
dependendo das situações de circulação do sistema e do aporte de esgotos.
É possível verificar pelas figuras 24 a 29 que a variação entre os valores máximos e
mínimos modelados aumenta da Lagoa da Mombaça para a Lagoa de Fora, corroborando com
as características das lagunas em relação aos respectivos tempos de residência e,
conseqüentemente, aos potenciais de troca. Outro aspecto que chama atenção é que, de uma
maneira geral, também as concentrações médias aumentam da Lagoa da Mombaça, mais
interior, para a Lagoa de Fora. Isto se deve principalmente ao fato desta última concentrar a
maior parte da população do município, já que o modelo considera uma relação direta entre o
tamanho da população e o aporte de nutrientes para o sistema, e também ao tempo de
residência.
Segundo PEREIRA (1991), as taxas de liberação de N e P são mais elevadas na Lagoa
de Fora que na Lagoa da Mombaça porque, como já foi dito, o sedimento da primeira é rico
em detritos da produtividade algal (autóctone), apresentando-se mais rico em N e P. Segundo
o mesmo autor, a liberação dos nutrientes para a coluna d’água pelo sedimento está sujeita a
variações sazonais, sendo mais alta nos períodos de temperatura mais elevada e apresentando
baixos fluxos nos períodos mais frios.
55
As lagunas Jardim/Boqueirão apresentam as concentrações modeladas de N (Figura
25) e P (Figura 28) quase tão altas quanto a Lagoa de Fora porque, embora estejam mais
próximas da saída com o mar que a laguna da Mombaça, acabam recebendo um aporte de
nutrientes desta e da Lagoa de Fora.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1989 1991 2000 2004
Anos
Conc N (g/m³)
Valores reportados
C1
C2
Figura 24. Resultados do balanço de N da Lagoa da Mombaça para o cenário C1 (população
permanente) e para o cenário C2 (população permanente + flutuante), comparado com os
valores de concentrações reportadas pela literatura.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1989 1991 2000 2004
Anos
Conc N (g/m³)
Valores reportados
C1
C2
Figura 25. Resultados do balanço de N das lagunas Jardim/Boqueirão para o cenário C1
(população permanente) e para o cenário C2 (população permanente + flutuante), comparado
com os valores de concentrações reportadas pela literatura.
56
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1989 1991 2000 2004
Anos
Conc N (g/m³)
Valores reportados
C1
C2
Figura 26. Resultados do balanço de N da Lagoa de Fora para o cenário C1 (população
permanente) e para o cenário C2 (população permanente + flutuante), comparado com os
valores de concentrações reportadas pela literatura.
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
1989 1991 2000 2004
Anos
Conc P (g/m³)
Valores reportados
C1
C2
Figura 27. Resultados do balanço de P da Lagoa da Mombaça para o cenário C1 (população
permanente) e para o cenário C2 (população permanente + flutuante), comparado com os
valores de concentrações reportadas pela literatura.
57
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
1989 1991 2000 2004
Anos
Conc P (g/m³)
Valores reportados
C1
C2
Figura 28. Resultados do balanço de P das lagunas Jardim/Boqueirão para o cenário C1
(população permanente) e para o cenário C2 (população permanente + flutuante), comparado
com os valores de concentrações reportadas pela literatura.
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
1989 1991 2000 2004
Anos
Conc P (g/m³)
Valores reportados
C1
C2
Figura 29. Resultados do balanço de P da Lagoa de Fora para o cenário C1 (população
permanente) e para o cenário C2 (população permanente + flutuante), comparado com os
valores de concentrações reportadas pela literatura.
58
Variações climáticas, estações do ano, atividades humanas e fluxo populacional
influenciam na quantidade e qualidade dos rejeitos de uma população, gerando muitas
variações na composição destes efluentes numa escala de tempo tanto anual quanto diária
(SOUZA, 1992). Ainda mais importante para os processos que envolvem as transformações
destes efluentes dentro de um sistema lagunar é a abertura e fechamento da conexão com o
mar. É interessante verificar que os dados de 1989, quando a barra ainda era aberta com
alguma freqüência, e de 2004, coletados após a Barra Franca, ficaram dentro dos valores
modelados principalmente para as lagunas Mombaça (Figuras 24 e 27) e Fora (Figuras 26 e
29), que foram calculados para a barra aberta. O que não se repetiu em alguns casos para os
anos de 1991 e 2000, em que a conexão com o mar estava fechada (Figuras 24 a 26). Esta
proximidade entre os valores modelados e os valores medidos quando havia esta conexão
significa que o modelo foi capaz de representar a influência da hidrodinâmica proporcionada
pela abertura da barra na concentração de nutrientes na coluna d’água.
A Lagoa da Mombaça apresentou os valores modelados de fósforo abaixo dos
encontrados na literatura, principalmente em 2000 (Figura 27). Porém, vale ressaltar que os
valores do EIA-RIMA (WASSERMAN et al., 2000) correspondem a uma campanha de
amostragem realizada em apenas um mês, e não um monitoramento anual como as demais, o
que pode significar que no período da amostragem algum processo liberou maior quantidade
de P para o sistema. Além disso, a laguna estava fechada no período da coleta. Vê-se que para
as demais lagunas (Figuras 28 e 29) a concentração deste elemento também é alta. No caso do
ano de 2004, em que o valor de concentração corresponde a uma média anual e em que a
barra já estava aberta, o valor modelado para a Mombaça, sendo muito inferior ao medido em
campo (Figura 27), pode significar que está havendo uma liberação de P maior que a esperada
para o sistema, já que também foi verificado que os valores de P para os demais sacos em
2004 são mais altos em relação aos anos de 1989 e 1991 (Figura 28 e 29). Outro ponto a se
considerar é que o modelo de ALVES (2003), do qual se obteve os tempos de residência
utilizados no balanço, assumia um conexão mais larga na ligação da Lagoa de Fora com a
Lagoa do Boqueirão, mas a dragagem prevista no projeto da Barra Franca não foi realizada.
Apesar dos desvios entre o modelo e os valores medidos, o fato de se ter obtido
valores próximos à ordem de grandeza já é uma contribuição significativa. Principalmente
quando se leva em conta que os processos tróficos são muito complexos e ainda pouco
conhecidos. Além disso, num modelo hidrodinâmico discretizado, por exemplo, as medidas
que são realizadas para a calibração do modelo são bem mais precisas. No caso de modelos
tróficos, devido à grande variabilidade que influencia um sistema, nem sempre a amostragem
é representativa dos processos que ali se dão.
59
Um importante aspecto a ser levado em consideração sobre esta modelagem é que,
embora as equações que regem o presente modelo sejam baseadas num vasto número de
observações para velocidades de sedimentação, no caso do fósforo, incluindo ressuspensão e
efeitos de mistura, e, no caso do N, tentem também incorporar efeitos da nitrificação e
denitrificação, há uma série de outros fatores peculiares de cada ambiente lagunar que podem
interferir nos processos que influem na concentração de nutrientes no sistema. Como já foi
dito, os primeiros centímetros do sedimento do fundo de um lago ou laguna podem atuar
como um reservatório de nutrientes, liberando-os daí para a coluna d’água através da interface
água sedimento.
BELLOTTO (1992) constatou que os teores de amônio observados nas águas
intersticiais da laguna de Saquarema estão relacionados principalmente à sua produção
durante a mineralização da matéria orgânica nos sedimentos. Já o ortofosfato está envolvido
numa série de reações complexas com a fase sólida, com a predominância dos processos de
adsorção-desorção aos oxi-hidróxidos de ferro e argilo-minerais e/ou precipitação no controle
de seus estoques. Segundo SMETACEK et. al. (1976, apud. PEREIRA, 1991), os
mecanismos de liberação de nutrientes para a coluna d’água podem ser: difusão molecular de
nutrientes dissolvidos; ação de correntes e ondas perturbando o sedimento e, da mesma forma,
a água intersticial (ressuspensão); e bioturbação. A presença de uma pequena lâmina d’água, a
temperatura elevada e a influência do estado de agitação das águas e da força dos ventos sobre
esta lâmina são fatores importantes na laguna de Saquarema. Como os compartimentos da
laguna são pequenos, suas características físico-químicas variam rapidamente em função das
condições meteorológicas e, sendo assim, os processos que nela acontecem não se repetem
com as mesmas freqüências e intensidades de um mês para outro ou mesmo de um ano para
outro. Flutuações podem ocorrer, moduladas pela configuração de cada uma das lagunas e sua
comunicação com o mar.
Um dos mais sérios problemas relacionados à eutrofização da laguna de Saquarema e
já reportado em trabalhos científicos realizados até a construção da Barra Franca é a sua
colmatação e nos anos de 1989, 1991 e 2000, aqui modelados, o sistema lagunar tinha sua
barra fechada a maior parte do tempo. Em um testemunho feito na Laguna de Fora,
MOREIRA (1989) recuperou 1,60 m de sedimentos, apresentando a mesma composição
granulométrica do topo à base. Isto indica que a laguna vem sofrendo grave assoreamento
pelo aporte de material detrítico resultante da erosão dos solos da bacia e a eutrofização, por
sua vez, fazendo aumentar a produção de macrófitas, que retém as partículas finas, pode
contribuir para o agravamento do processo de colmatação. Segundo PORTO
et al. (1991), sob
condições de redução, em regiões anaeróbicas, o fosfato precipitado pode ser devolvido ao
60
meio aquático, aumentando a concentração dissolvida. BELLOTTO (1992) também estudou a
laguna de Saquarema na época em que a barra era aberta esporadicamente e constatou que a
coluna sedimentar tinha uma participação pouco intensa e episódica no funcionamento global
do sistema, regida principalmente por eventos meteorológicos como a passagem de frentes
frias. Isto porque os ventos fortes provocavam ondas que, devido a pouca profundidade da
laguna, afetavam o fundo e tinham um efeito de bombeamento das águas intersticiais,
promovendo liberações dos compostos dissolvidos na água intersticial para a coluna d’água.
Desta forma, a abertura da barra e, conseqüentemente, o aumento da hidrodinâmica da
laguna, pode estar incrementando ainda mais o efeito dos ventos na ressuspensão dos
sedimentos, servindo como nova fonte de nutrientes, para a coluna d’água, o que talvez possa
explicar em alguns casos os altos valores medidos de fósforo em relação aos modelados,
principalmente para o ano de 2004. Fenômeno semelhante foi verificado na Lagoa de
Piratininga após obras de intervenção, como a construção de uma comporta e também a
abertura permanente da barra na Laguna de Itaipu (CUNHA, 1996; CUNHA e
WASSERMAN, 2002). Esta ressuspensão de nutrientes não durará eternamente, o fenômeno
provavelmente cessará assim que todo o nutriente aprisionado no sedimento se equilibrar com
a nova condição de barra aberta. Porém não há como prever se isto acontecerá daqui a cinco
ou cinqüenta anos sem um estudo mais aprofundado das transferências água-sedimento.
5.4 Projeção populacional para o município de Saquarema
A figura 30 mostra a evolução do crescimento populacional no município de
Saquarema a partir dos anos 1980 (IBGE, 2000) e sua projeção até 2050, calculada pelo
método descrito no item 5.4, comparado com o Estado do Rio de Janeiro.
Percebe-se que, comparado com a curva de crescimento da população do Estado, a
curva de Saquarema é bem mais inclinada, caracterizando um crescimento mais rápido e
intenso. Já foi verificado em outros trabalhos que entre os anos de 1980 e 2000 houve uma
duplicação da população, devido ao surgimento das residências de veraneio, fenômeno da
“segunda residência” (CARMOUZE e BARROSO, 1989; CARMOUZE e VASCONSELOS,
1992; WASSERMAN et al., 2000; BARROS, 2003). E pode-se verificar agora através desta
projeção que, se no censo de 2000 (IBGE, 2000), a população permanente de Saquarema, isto
é, aquela que reside no município, era de 52.461 habitantes permanentes, as estimativas
indicam que até 2050 ela será aproximadamente duas vezes maior, chegando a 110.000
habitantes.
61
0
5.000.000
10.000.000
15.000.000
20.000.000
25.000.000
1980
1990
2000
2010
2020
2030
2040
2050
Anos
População estimada - RJ
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
População estimada -
Saquarema
Saquarema
RJ
Figura 30. Evolução do crescimento populacional do município de Saquarema e do Estado do
Rio de Janeiro de 1980 a 2000 e projeção até 2050.
Em relação aos tipos de domicílios do município é possível verificar o efeito do
fenômeno das segundas residências na figura 31. Segundo o censo de 2000 (IBGE, 2000),
mais de 50% dos domicílios de Saquarema não são ocupados por todo o ano. Destes
domicílios não ocupados, 76% são classificados como de uso ocasional.
A figura 32 mostra a mesma evolução da figura 30, porém acrescentando a população
flutuante.
Total de Domicílios
48%
52%
0%
Domicílios ocupados
Domicílios não-ocupados
Coletivos
Domicílios Não-Ocupados
2%
76%
22%
Domicílios fechados
Domicílios de uso ocasional
Domicílios vagos
Figura 31. Distribuição dos tipos de domicílios no município de Saquarema, segundo o censo
de 2000.
62
0
50.000
100.000
150.000
200.000
250.000
300.000
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2050
Anos
Saquarema
População em alta temporada
População permanente
População flutuante
Figura 32. Evolução do crescimento da população permanente, da flutuante e do total no
município de Saquarema de 1980 a 2000 e projeção até 2050.
Através dos dados apresentados na figura 32 tem-se idéia da magnitude do problema
que o município enfrenta. Até 1997 a população flutuante podia ser considerada menor que a
permanente, em 2004 já havia 1,1 habitante flutuante para cada habitante permanente e estes
números tendem a continuar aumentando. Somando ambas as populações é possível estimar
que neste verão de 2005, por exemplo, a população de Saquarema subiu de 61.574 habitantes
para 128.125, isto sem levar em conta os visitantes hospedados em hotéis e pousadas.
5.5 Projeções das concentrações de nutrientes no sistema lagunar e estimativa da
capacidade de suporte
A partir do modelo de balanço de nutrientes para as lagunas e das projeções de
crescimento da população do município foi possível calcular cenários das concentrações de
nutrientes para diversos anos (Figuras 33 a 38). A capacidade de suporte do sistema ao input
de nutrientes foi verificado utilizando a resolução CONAMA nº 357 (CONAMA, 2005) para
águas salobras de classe 1 (ver Anexo 2).
Segundo o modelo, vê-se que a Lagoa da Mombaça é a que menos corre riscos de
chegar a um estado de degradação avançado dentro dos próximos 50 anos, tanto em relação
ao nitrogênio (Figura 33) quanto em relação ao fósforo (Figura 34).
63
0
0,5
1
1,5
2
2,5
2000 2010 2020 2030 2040 2050
Anos
Conc N (g/m³)
C1
C2
CONAMA nº357, 2005
Figura 33. Projeções das concentrações de N para o cenário C1 (população permanente) e
para o cenário C2 (população permanente + flutuante) na Lagoa da Mombaça e
enquadramento na classificação de qualidade de água estabelecida pelo CONAMA (2005).
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
2000 2010 2020 2030 2040 2050
Anos
Conc P (g/m³)
C1
C2
CONAMA nº357, 2005
Figura 34. Projeções das concentrações de P para o cenário C1 (população permanente) e para
o cenário C2 (população permanente + flutuante) na Lagoa da Mombaça e enquadramento na
classificação de qualidade de água estabelecida pelo CONAMA (2005).
64
0
0,5
1
1,5
2
2,5
2000 2010 2020 2030 2040 2050
Anos
Conc N (g/m³)
C1
C2
CONAMA nº357, 2005
Figura 35. Projeções das concentrações de N para o cenário C1 (população permanente) e
para o cenário C2 (população permanente + flutuante) nas Lagoas Jardim/Boqueirão e
enquadramento na classificação de qualidade de água estabelecida pelo CONAMA (2005).
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
2000 2010 2020 2030 2040 2050
Anos
Conc P (g/m³)
C1
C2
CONAMA nº357, 2005
Figura 36. Projeções das concentrações de P para o cenário C1 (população permanente) e para
o cenário C2 (população permanente + flutuante) nas Lagoas Jardim/Boqueirão e
enquadramento na classificação de qualidade de água estabelecida pelo CONAMA (2005).
65
0
0,5
1
1,5
2
2,5
2000 2010 2020 2030 2040 2050
Anos
Conc N (g/m³)
C1
C2
CONAMA nº 357 (2005)
Figura 37. Projeções das concentrações de N para o cenário C1 (população permanente) e
para o cenário C2 (população permanente + flutuante) na Lagoa de Fora e enquadramento na
classificação de qualidade de água estabelecida pelo CONAMA (2005).
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
2000 2010 2020 2030 2040 2050
Anos
Conc P (g/m³)
C1
C2
CONAMA nº 357 (2005)
Figura 38. Projeções das concentrações de P para o cenário C1 (população permanente) e para
o cenário C2 (população permanente + flutuante) na Lagoa de Fora e enquadramento na
classificação de qualidade de água estabelecida pelo CONAMA (2005).
66
As lagunas Jardim/Boqueirão, considerando apenas os valores medianos de
concentrações de N para o cenário C1 (Figura 35), já apresenta valores muito próximos do
limite máximo estabelecido pela resolução CONAMA (CONAMA, 2005) para todos os anos
modelados. E, considerando o cenário C2, as concentrações de N já alcançariam este limite
em 2040. Considerando a pior conjuntura, que seria a descarga de nutrientes pela população
permanente mais a flutuante (cenário C2), numa situação de poucas trocas (tempo de
residência máximo), já em 2010 a laguna ultrapassaria o limite máximo da resolução. Quanto
ao fósforo (Figura 36), as concentrações na laguna aumentariam ano a ano, chegando
próximas ao limite máximo em 2050, considerando o cenário C2. Porém, se considerado o
pico extremo de concentração, este ultrapassaria o limite em 2020 para o cenário C1 e já em
2010 para o cenário C2.
Quanto à Lagoa de Fora, esta é a que apresenta previsão mais crítica. Em 2030, sua
concentração média de N para o cenário C2 já estaria alcançando o limite máximo da
resolução CONAMA (Figura 37). Porém, se forem considerados os máximos de
concentração, estes já teriam ultrapassado este limite para o cenário C2 e, a partir de 2010,
também para o cenário C1. Em relação ao fósforo (Figura 38), as concentrações para ambos
os cenários comportam-se de maneira similar às lagunas Jardim/Boqueirão, porém, por ser a
laguna que tem contato direto com o mar e, por isso, ter maior troca, suas oscilações são
maiores. Sendo assim, embora as concentrações médias previstas estejam abaixo do limite da
CONAMA, as concentrações máximas para ambos os cenários já estão acima deste limite
atualmente.
É importante ressaltar que, no caso do P, a resolução CONAMA trata do fósforo total,
enquanto as concentrações aqui apresentadas referem-se apenas ao ortofosfato, o que significa
que em relação ao total as lagunas podem encontrar-se numa situação ainda pior.
Embora o modelo aqui proposto não seja discretizado, considerando apenas os inputs
de nutrientes em função da população e os tempos de residência das lagunas, os resultados
condizem com o estado atual do sistema lagunar. A laguna da Mombaça é a menos impactada
já que, embora seja a de circulação mais restrita, tem uma área grande e é a que possui menor
concentração populacional no seu entorno. Segundo o modelo, mesmo com um incremento
populacional progressivo, esta laguna não atingiria um grau significativo de degradação.
Porém, embora se encontre numa área menos habitada, é a laguna que tem maior potencial de
crescimento populacional. Além disso, por ser a mais afastada da comunicação com o mar
(circulação mais restrita) é a laguna que tem maior potencial de impacto, pois sofre maior
acumulação de poluentes. As lagunas Jardim/Boqueirão também não têm tantos habitantes no
seu entorno, mas possuem circulação também restrita e área pequena, levando a uma
67
concentração de nutrientes um pouco maior. As previsões para estas lagunas já são um pouco
menos otimistas, considerando o incremento populacional nos períodos de veraneio junto com
condições de poucas trocas. A Lagoa de Fora, mesmo sendo beneficiada com uma renovação
de águas bem mais intensa, como concentra a maior parte da população do município, é a
mais degradada e, pelo modelo, apresenta uma tendência de piora de suas condições apesar da
conexão permanente com o mar promovida pela construção da Barra Franca.
5.6 Considerações finais
Diversos relatórios de agências ambientais locais (FEEMA e fundação SERLA) já
abordaram o recorrente estado precário das águas das lagunas durante o verão, quando as
temperaturas estão altas e o turismo/veraneio é mais intenso (KNOPPERS et al., 1999).
Remediações são possíveis, mas, antes de tudo é necessário um melhor conhecimento dos
fatores que regem as fontes internas e a dinâmica de nutrientes no sistema antes de poder
prever com precisão as mudanças nas concentrações na coluna d’água que ocorram em função
do input externo de nutrientes (SMITH et al., 1999). Segundo o EIA-RIMA que foi submetido
à FEEMA em 2000 para o processo de licenciamento, a obra da Barra Franca de Saquarema
visava à perenização da comunicação entre a laguna e o mar, permitindo inclusive a entrada
na laguna de pequenas embarcações de pesca e lazer. Porém, os recursos marinhos e costeiros
demandam soluções de manejo holísticas; eles são caracterizados por uma complexidade em
termos de ecologia, padrões de utilização e usuários (BROWN et al., 2001). Mesmo visando à
recuperação, qualquer intervenção do homem no meio ambiente pode gerar efeitos positivos e
negativos. Por isso mesmo, os Estudos de Impacto Ambiental precisam ter uma importância
maior no planejamento dos empreendimentos. Os processos que regem os ecossistemas são
extremamente dinâmicos e, assim como é indispensável o monitoramento posterior a uma
obra, também os EIA-RIMAs deveriam conter informações mais consistentes sobre o sistema,
com uma campanha de amostragem de período mais longo, além de uma maior aproximação
com a comunidade local.
A magnitude da atividade heterotrófica (respiração), os processos biogeoquímicos
predominantes nos sedimentos e a importância do compartimento sedimento-água intersticial
no funcionamento global do sistema variam em função de diferentes parâmetros físicos,
químicos e biológicos (BELLOTTO, 1992). Nos sedimentos associados a algum tipo de
vegetação, seja alga ou macrófita, verifica-se que esta tem um papel determinante no controle
dos estoques de nutrientes nas águas intersticiais, nas condições de oxi-redução dos
sedimentos e, conseqüentemente, nos fluxos difusivos através da interface sedimento-água
68
que, por sua vez, vão influenciar a produção primária do compartimento pelágico. Por outro
lado, para sedimentos desprovidos de vegetação, a participação do compartimento sedimento-
água intersticial no funcionamento do sistema parece estar condicionado mais diretamente aos
próprios níveis de produção do compartimento pelágico, sendo que quanto maior a produção
na coluna d’água maior parece ser a sedimentação de material fitoplanctônico não degradado,
aumentando a importância da mineralização bentônica no metabolismo global do sistema
(BELLOTTO, 1992).
O modelo aqui utilizado foi um modelo matemático simples, não oferecendo
possibilidades para se considerar todos estes aspectos. Mesmo assim, permitiu uma análise
geral da capacidade de suporte do sistema lagunar de Saquarema de maneira rápida e prática.
Representar a dinâmica do ambiente através de abordagens matemáticas constitui uma
ferramenta útil na previsão das conseqüências e implicações de diferentes políticas de manejo
(GUO et al., 2001). Avaliações através de modelagens podem ser usadas como ferramenta na
gestão das comportas de uma represa, por exemplo (AZEVEDO e WASSERMAN, 2004).
Também já é verificado que a gestão de corpos hídricos costeiros pode ser complementada
pela utilização dos mapas de tempo de residência, obtidos através de modelagens, como uma
ferramenta para se determinar o local mais apropriado para lançamento de efluentes (ALVES,
2003). Existem diversos softwares de modelagem tanto hidrodinâmica quanto de qualidade de
água, que tentam incorporar o máximo das interações e processos naturais do ambiente para
darem resultados os mais próximos possíveis da realidade. Porém toda esta sofisticação é
inútil se não há um banco de dados sobre os aspectos básicos do sistema. Esta é uma das
maiores limitações que um pesquisador pode encontrar ao tentar entender o funcionamento
deste sistema e fazer previsões sobre suas condições futuras.
Algumas sugestões de KNOPPERS et al. (1999) para solucionar o problema da
eutrofização de sistemas lagunares são: redução do nutriente limitante através de
modificações no uso do solo na bacia do sistema; manejo de mais de um nutriente para manter
o balanço das taxas de nutrientes em relação à demanda dos produtores primários; focar no
controle sazonal do aporte do nutriente limitante nos períodos em que o sistema está
susceptível ao sobrenriquecimento; e obtenção de dados específicos do sistema para um
manejo da qualidade da água, que difere entre os diferentes sistemas.
Porém, identificar as fontes de poluição e planejar estratégias de controle não deve ser
visto como um esforço pontual, mas sim como um processo contínuo (ECONOMOPOULOS,
1993). Depois que um inventário das emissões de poluição for feito, este precisará
permanecer atualizado e acurado. Similarmente, estratégias de controle deverão ser revisadas
em relação a sua efetividade e custo, enquanto a eficiência das medidas implementadas deverá
69
ser monitorada e comparada com previsões, de maneira a servirem como guias para o futuro.
Além disso, a incumbência de um órgão público específico para estas tarefas é necessária, o
envolvimento destes órgãos no fornecimento de dados e suporte é imprescindível.
Especialistas em planejamento, estatísticos com conhecimento em atividades industriais e
outras atividades econômicas, etc. uma rede de especialistas em regime de cooperação pode
desenvolver um planejamento competente e de longo alcance. A avaliação da saúde ambiental
necessita de uma abordagem interdisciplinar, que requer a união de esforços de cientistas
especializados em vários campos, poder público e sociedade (NIPPER, 2000).
Além disso, o processo de tomada de decisão requer um entendimento dos
contribuidores mais significativos para os problemas ambientais regionais e da maneira como
o ecossistema vai reagir à determinada política de gerenciamento. Este entendimento só será
alcançado se forem consideradas e exploradas as interações entre os fatores sociais,
econômicos, ambientais, regulatórios e de estilo de vida (GUO et al., 2001).
70
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
7.1 Conclusões
Em relação aos resultados das projeções, as análises foram baseadas em dados
limitados, o que exigiu algumas aproximações e, conseqüentemente, envolveu limitações.
Sendo assim, é necessário ressaltar alguns aspectos:
Os valores correspondem a uma situação onde se assume que a carga de poluição
aumenta com o crescimento da população, sem nenhuma medida de correção.
O crescimento populacional é fator determinante na quantificação da carga de
poluição que entra num sistema. Existem vários cenários futuros sobre crescimento
populacional, desde um crescimento contínuo e exponencial até uma possível
redução na população. Nesta análise utilizou-se a metodologia adotada pelo IBGE
para a projeção populacional, como já foi mencionado.
Foi assumido que a carga total de poluição relaciona-se linearmente com o tamanho
da população. Isto pode implicar numa sub-estimativa de futuras variações nestas
cargas relacionadas a um aumento no padrão de vida, por exemplo, ou à ampliação
no serviço de abastecimento de água.
Apesar da Barra Franca, os dados e as previsões para a laguna de Saquarema não são
tão favoráveis. Com a abertura da barra, esperava-se que a entrada da água do mar,
extremamente pobre em fósforo, promovesse a diluição das águas da laguna, elevando assim
os valores da relação N:P. Esta elevação foi confirmada, mas não necessariamente pela
diluição do fósforo, houve também um grande aumento nas concentrações de nitrogênio
inorgânico total, principalmente através do amônio. Embora as concentrações de alguns
nutrientes tenham diminuído segundo as amostragens do Consórcio Intermunicipal Lagos-São
João, a relação entre as formas de nitrogênio mostra que a concentração de amônio está
extremamente alta em relação ao nitrito e nitrato, indicando ainda uma forte poluição por
esgotos. Porém, estes altos valores de amônio também podem ser um indício de evasão de
nitrogênio a partir do sedimento em função da abertura da barra e aumento da hidrodinâmica.
Quanto à capacidade de suporte do sistema, as previsões mostram que a Barra Franca não será
suficiente para resolver o problema da eutrofização se a carga de nutrientes que entra no
71
sistema não diminuir, seja pelo controle do uso da terra ou pela implantação de um sistema de
tratamento eficaz ou ambos. Situação deste tipo já acontece na realidade. O sistema lagunar
de Maricá já possui uma conexão artificial com o mar desde a década de 70. Porém esta já não
é suficiente e um recente projeto da SERLA propõe a abertura de um segundo canal de
ligação com o mar no meio da barra de Maricá. É possível que dentro de dez a quinze anos a
mesma proposta já esteja sendo reproduzida para Saquarema.
6.2 Recomendações
Para se avaliar com maior precisão se o problema da eutrofização persistirá em
Saquarema, exigindo uma nova proposta de solução, e para saber qual seria a proposta mais
eficaz é essencial o monitoramento das concentrações de nutrientes no sistema lagunar. Os
resultados deste estudo mostram que a abertura da Barra Franca causou modificações no
sistema. As conseqüências que o aumento do hidrodinamismo podem trazer à remobilização
do fundo e à redisponibilização de nutrientes para a coluna d’água precisam ser monitoradas.
Certamente o metabolismo das lagunas mudou e para se avaliar esta mudança é muito
importante a inclusão dos parâmetros clorofila a e feopigmentos nas amostragens e análises,
além dos parâmetros orgânicos, como nitrogênio, fósforo e carbono orgânico dissolvido e
particulado (NOP, NOD, POP, POD, COP e COD). Estes compostos entram no sistema
através dos rios e ao serem degradados, além de consumirem oxigênio, transformam-se em
inorgânicos, representando mais uma fonte de nutrientes. Além disto, as amostragens seriam
bem mais significativas se fossem realizadas no meio das lagunas. Um simples barco de
pescador seria suficiente para se ter um afastamento razoável das margens e um pescador
provavelmente não se negaria a ajudar num trabalho que visa a melhoria do sistema do qual
ele depende para sobreviver.
A realização do esgotamento sanitário dos bairros que circundam o sistema,
preferencialmente da Lagoa de Fora, é muito importante. Porém, vale ressaltar que nas
estações de tratamento secundário, atualmente em construção em alguns municípios da
Região das Baixadas Litorâneas, incluindo Saquarema, o sistema é baseado na remoção da
DBO
5
(demanda biológica de oxigênio). Estas estações eliminam o material particulado, que
contém bastante fósforo e nitrogênio, porém esta eliminação pode chegar a no máximo 50%,
dependendo do sistema. O problema principal é que estas estações estarão lançando o esgoto
que antes era difuso, em apenas um ponto. O impacto deste lançamento concentrado dos
rejeitos ainda é desconhecido, mas provavelmente será muito prejudicial para o sistema
lagunar. Sendo assim, outro fator importante ao qual se deve estar atento é o aumento
72
populacional. Somente a obra de abertura da barra não será capaz de garantir a qualidade de
água que se espera das lagunas se a população continuar a crescer no mesmo ritmo que nos
últimos 50 anos.
Quanto à ocupação pode-se estabelecer gabaritos, por exemplo, impedindo mais
construções nas margens e impedindo quem já mora nelas de aumentar o imóvel e realizar
aterros. Outra possibilidade é usar o IPTU como instrumento, por exemplo, aumentando
significativamente o valor das taxas para novas residências e empreendimentos (controlando
ocupação e gerando receita). Também seria interessante criar descontos para
empreendimentos que empreguem mão-de-obra local, respeitem o meio ambiente e invistam
no município. Um Plano Diretor poderá reduzir a pressão urbana sobre as áreas de proteção e
disciplinar o crescimento urbano e as atividades econômicas existentes no município.
A prefeitura pode subsidiar ou dar incentivos fiscais para a criação de RPPNs (Reserva
Particular do Patrimônio Natural); criar áreas de proteção abertas à visitação e espaços para a
promoção de eventos educacionais, cobrando entrada para turistas para geração de renda; criar
programas de conscientização e educação ambiental nas escolas e nas comunidades,
incentivando a capacitação de mão-de-obra local para a realização de atividades ligadas ao
meio ambiente, como guias e educadores ambientais para o turismo; criar festas locais
relacionadas a aspectos socioambientais da cidade, promovendo-as até mesmo como atração
turística, como, por exemplo, Festa do Camarão, Festa da Árvore, etc. Concluindo,
desenvolver o sentimento das pessoas pelo seu meio ambiente local, tornando-as agentes
auxiliares na proteção de sua cidade. O turismo é um importante gerador de receita para um
município, entretanto, também pode ser um grande vilão para o meio ambiente. Uma cidade
como Saquarema tem atrativos interessantes para desenvolver o turismo aventura ou o
turismo ecológico, porém precisa possuir infra-estrutura e qualidade de serviços capazes de
atrair o turista mantendo a qualidade socioambiental da cidade. É preciso educar e
conscientizar a população local em relação ao turismo e, inclusive, capacitar moradores e
empreendedores locais para recebê-los.
Estabelecer o tipo de uso que se deseja dar a uma área é fundamental quando se
discute a conservação de um ecossistema. O sistema lagunar de Saquarema representa um
criadouro natural de espécies, sendo assim, a contenção da eutrofização excessiva e de suas
conseqüências consiste em medida essencial para o manejo dos recursos pesqueiros e para a
manutenção do balneário e seu valor paisagístico. Sendo uma região que sofre grande pressão
da ocupação humana, as autoridades devem definir o tipo de uso mais adequado do ambiente
e os recursos para tal, numa ampla discussão com a comunidade. Para isso já existe uma série
de trabalhos científicos e pesquisas realizados na área, como a proposta de gerenciamento
73
elaborada por BARROS (2003) e o monitoramento realizado pelo Consórcio Intermunicipal
Lagos-São João, por exemplo, que podem ser de muita utilidade na tomada de decisão.
Porém, os resultados destas pesquisas não terão aplicabilidade se não estiverem integrados
com as aspirações da comunidade local e, mais importante ainda, nenhuma intervenção ou
tecnologia será eficiente na resolução dos problemas ambientais de uma região se não houver
a conscientização da sociedade de que a mudança de comportamento também é um ponto
fundamental. Espera-se que este trabalho possa servir de base de discussão para os diversos
stakeholders locais – poder público, institutos de pesquisa e organizações não-governamentais
– e como ferramenta para um possível plano de gestão e manejo do sistema lagunar de
Saquarema.
74
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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80
APÊNDICE
APÊNDICE 1 – Resultados das amostragens
Tabela 1. Temperatura (°C).
jul/03 set/03 out/03 dez/03 fev/04 mar/04 abr/04 jun/04
Rio Bacaxá 26 26 29 20 34 29 28 23
Mombaça 25 24 28 29 36 30 26 25
Boqueirão 25 22 26 26 35 29 27 25
Fora 24 23 23 23 22 28 26 25
Praia 23 20 22 26 25
Tabela 2. Salinidade.
jul/03
set/03
out/03
dez/03
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Rio Bacaxá 34 33 31 32 34 30 37 37 35
Mombaça 32 29 20 14 17 11 17 26 24
Boqueirão 35 35 27 17 29 23 21 35 27
Fora 35 35 35 35 36 30 37 36 33
Praia 35 36 38 35 37 40
Tabela 3. pH.
jul/03
set/03
out/03
dez/03
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Rio Bacaxá 8,5 8,31 8,8 8,3 7,69 7,1 8,43 8,12 8,13
Mombaça 8,15 6,73 8,98 8,41 8,23 8,08 8,49 8,32 8,25
Boqueirão 8,2 8,01 8,86 8 7,92 8,11 8,6 8,3 8,53
Fora 7 8,03 8,01 7,34 7,82 8,17 8,37 8,25 8,27
Praia 8,2 8,17 8,16 7,82 8,24 8,3 8,23
Tabela 4. Oxigênio dissolvido (mg/L).
jul/03 out/03 dez/03 fev/04 mar/04
abr/04 mai/04 jun/04
Rio Bacaxá 8 11,79 8,19 7,99 5,59 7,79 6,79 7,79
Mombaça 7,99 9,99 8,09 7,59 6,62 7,25 7,29 7,04
Boqueirão 8,39 9,99 7,99 7,79 6,23 6,95 7,99 6,72
Fora 7,59 8,59 8,19 7,19 7,79 7,79 7,99 5,89
Tabela 5. Demanda bioquímica de oxigênio (mg/L).
jul/03
set/03
out/03
dez/03
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Rio Bacaxá 19,98 9,19 4,8 9,19 5,99 4,4 1,6 2,4
Mombaça 0,4 9,6 16,4 3,4 7,8 9,2 3,6 1,6 4,4
Boqueirão 1,2 1,6 7,99 4,8 6,39 4,8 4 0,8 3,2
Fora 0,8 3,2 6,79 4,4 11,19 0,8 0,8 4 2,8
Praia 1,2 2,4 0,8 1,6 0,4 3,6 1,6
81
Tabela 6. Nitrato (
µ
M).
jul/03
set/03
out/03
dez/03
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Rio Bacaxá 1,127 0,051 0,644 0,161 0 0 0,499 0,419 0,048
Mombaça 0,161 0,032 0,000 0,161 0,081 0,000 0,000 0,177 0,024
Boqueirão 0,322 0,097 0,161 1,288 0 0,000 0 0,145 0
Fora 1,449 0,821 4,992 0,161 1,127 0,483 1,836 2,496 0,435
Praia 0,805 0,016 0,322 0,805 0 0,161 0,161
Tabela 7. Nitrito (
µ
M).
jul/03
set/03
out/03
dez/03
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Rio Bacaxá 6,89 0,022 0,043 0,456 0,13 0,696 0,283 0,391 0,456
Mombaça 0,043 0,043 0,043 0,120 0,337 0,619 0,532 0,272 0,532
Boqueirão 0,239 0,043 0,043 0,174 0,348 0,413 0,587 0,13 0,435
Fora 0,109 0,109 0,456 0,152 1,521 0,13 0,217 0,217 0,196
Praia 0,022 0,022 0,065 0,174 0,022 0,043 0,043
Tabela 8. Amônio (
µ
M).
jul/03 set/03
out/03
dez/03
fev/04 mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Rio Bacaxá 17,736
1,497 2,217 7,76 7,76 14,411 15,519
17,736 7,205
Mombaça 4,988 1,219 2,217 3,603 10,808
11,085 8,037 3,603 4,157
Boqueirão 3,88 2,494 2,771 2,771 14,965
2,217 6,651 2,771 4,988
Fora 2,217 4,157 22,17 2,217 17,736
8,314 7,76 9,977 1,663
Praia 1,109 2,106 4,434 7,76 2,217 7,205 2,771
Tabela 9. Nitrogênio inorgânico dissolvido total (
µ
M).
jul/03
set/03
out/03
dez/03
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Rio Bacaxá 25,75 1,57 2,90 8,38 7,89 15,19 16,30 18,55 7,71
Mombaça 5,19 1,30 2,26 3,88 11,23 11,70 8,57 4,05 4,71
Boqueirão 4,44 2,63 2,98 4,23 15,31 2,63 7,24 3,05 5,42
Fora 3,77 5,09 27,62 2,53 20,39 8,93 9,81 12,69 2,29
Praia 1,94 2,14 4,82 0,00 8,74 2,24 7,41 2,98 0,00
Tabela 10. Ortofosfato (
µ
M).
jul/03
set/03
out/03
dez/03
fev/04
mar/04
abr/04
mai/04
jun/04
Rio Bacaxá 1,79 0,105 0,105 2,948 0,737 0,211 1,369 0,526 0,632
Mombaça 0,105 0,032 0,211 0,895 0,632 0,684 0,474 0,526 0,684
Boqueirão 0,105 0,042 0,211 0,948 0,632 0,421 0,526 0,211 0,526
Fora 0,105 0,2 0,526 0,842 1,264 0,105 0,105 1,474 0,211
Praia 0,105 0,116 0,211 0,421 0 0 0,105
82
APÊNDICE 2 – Artigo publicado no VIII Congresso Brasileiro de Defesa do Meio
Ambiente, realizado de 20 a 22 de junho de 2005 pelo Clube de Engenharia, UFRJ e
CREA-RJ.
Balanço de Nutrientes na Lagoa de Saquarema-RJ após Intervenção para
Abertura Permanente da Conexão com o Mar
FLÁVIA BEATRIZ BESERRA AZEVEDO ¹
,
² E JÚLIO CÉSAR WASSERMAN¹
,
³
¹ Pós-Graduação em Ciência Ambiental, Universidade Federal Fluminense. Av. Litorânea,
s/n, Instituto de Geociências, 5° andar/Sala 511. CEP: 24210-340, Niterói – RJ. Tel: (21)
2629-5945.
² E-mail: [email protected]
³ E-mail: [email protected]
Tema – Gestão Ambiental, Processamento de dados
Breve ementa: O objetivo deste trabalho foi a avaliação da qualidade da água do sistema
lagunar de Saquarema a partir de um modelo numérico que simula o impacto da densidade
populacional.
Resumo -
O objetivo deste trabalho foi a avaliação da qualidade da água do sistema lagunar
de Saquarema a partir de um modelo numérico que simula o impacto da densidade
populacional. Para isso, elaborou-se um balanço de nutrientes, levando em consideração dois
cenários. Num cenário simulado considerou-se a carga de efluentes liberada pela população
permanente do município e em outro considerou-se o lançamento de efluentes pela população
permanente somada à população flutuante, isto é, a população total estimada para o período
de veraneio. As estimativas mostraram que a abertura permanente da barra não será suficiente
para resolver o problema da eutrofização se a carga de nutrientes que entra no sistema não
diminuir, seja pelo controle populacional ou pela implantação de um sistema de tratamento
eficaz ou ambos.
83
Palavras-Chaves: laguna de Saquarema, eutrofização, balanço de nutrientes, modelização.
1. INTRODUÇÃO
A Zona Costeira abriga um mosaico de ecossistemas de alta relevância ambiental, cuja
diversidade é marcada pela transição dos ambientes terrestre e marinho, com interações que
lhe conferem um caráter de fragilidade. Além disso, a maior parte da população mundial vive
nestas zonas, onde há uma tendência permanente ao aumento da concentração demográfica
(MMA, 2003). Como consequência, o lançamento de resíduos é um problema que atinge
freqüentemente estas áreas devido ao aumento da concentração humana não ser acompanhado
por soluções adequadas de saneamento. A linha de costa do Estado do Rio de Janeiro tem 850
km de extensão e área de 18.292 km² e abriga uma densidade populacional de cerca de 585
habitantes/km
2
, sendo considerada a mais antropizada da costa brasileira (SEMADS, 2001;
FEEMA, 2003). Pesquisa recente do Sistema Nacional de Informação em Saneamento indicou
que cerca de 80 % da população do Estado é atendida com coleta de esgotos. Mas desses,
apenas 2,5 % são tratados em estações convencionais e lagoas de estabilização (SEMADS,
2001).
As atividades humanas têm profundo impacto sobre o ciclo geoquímico global de
carbono (C), nitrogênio (N) e fósforo (P). Diversas pesquisas apontam como principais fontes
de poluição antrópica de sistemas aquáticos os efluentes domésticos e industriais e a
drenagem de nutrientes provenientes de áreas de agricultura e pastos (e.g. Oliveira e Kjerfve,
1993; Kiss et al., 2003; Lenzi et al., 2003). Isto em grande parte se dá porque as pessoas
utilizam os cursos d’água como um conveniente sistema para a disposição dos seus efluentes.
O input de matéria orgânica para sistemas costeiros é considerado o mecanismo de partida
para a perda de biodiversidade e distrofia (Carmouze et al., 1991; Petihakis et al., 1999; Lenzi
et al., 2003; Pastres et al., 2003; Scheren et al., 2004). A capacidade de ecossistemas costeiros
de assimilar substâncias depende de uma série de processos de natureza física, química e
biológica. Sendo assim, para entender como um certo fator crítico, como, por exemplo, a
concentração de oxigênio ou de algum contaminante, comporta-se nestes ambientes é preciso
levar em conta uma larga variedade de processos.
As condições naturais da Zona Costeira do estado do Rio de Janeiro, principalmente
dos seus sistemas lagunares, vêm sendo degradadas por lançamentos de efluentes domésticos
e/ou industriais, do aterramento das margens, assoreamento da bacia, retirada de areia,
degradação da vegetação terrestre no entorno do corpo hídrico ou de seus tributários e
edificações nas margens (FEEMA, 2003). Enquanto algumas lagunas do estado ainda se
84
encontram relativamente preservadas, outras foram profundamente modificadas, o que faz
desta região uma importante área experimental na qual é possível estudar os diferentes passos
do complexo processo de eutrofização (Carmouze e Vasconselos, 1992).
As lagoas costeiras estão entre os mais importantes ecossistemas aquáticos, sendo
encontradas no Brasil desde o Estado do Rio Grande do Sul até o Estado do Maranhão
(Thomaz et al., 2001). No Estado do Rio de Janeiro, entre as cidades de Niterói e Cabo Frio
está inseridas na Região dos Lagos, atualmente denominada Região das Baixadas Litorâneas,
que possui quatro sistemas lagunares afogados, em uma área de 2.690 km². Estes sistemas
lagunares, vêm sendo degradados por lançamentos de efluentes domésticos e/ou industriais,
aterramento das margens, assoreamento da bacia, retirada de areia, degradação da vegetação
terrestre no entorno do corpo hídrico ou de seus tributários e edificações nas margens
(FEEMA, 2003). Enquanto algumas lagunas do estado ainda se encontram relativamente
preservadas, outras foram profundamente modificadas, o que faz desta região uma importante
área experimental na qual é possível estudar os diferentes passos do complexo processo de
eutrofização (Carmouze e Vasconselos, 1992).
Dentre os municípios que compõem a Região das Baixadas Litorâneas, Saquarema
(22,92°S e 42,51°W) tem regime pluviométrico anual variando em torno de 700 mm e
apresenta clima quente e úmido, com estação chuvosa predominante no verão, com médias
máximas anuais de temperatura em torno de 31°C e mínimas em torno de 19°C (Barbiére e
Coe Neto, 1999). A região vem sendo submetida a processo de urbanização acelerado, tendo
sua população aumentado em média 49,74% na última década, a uma taxa média anual de
4,12%, o que representa um incremento de metade da população em uma década (Barros,
2003). A crescente população humana que vem ocupando estas áreas, sem planejamento está
levando a uma eutrofização cultural das lagoas da região (Brown et al., 2001; Furtado et al.,
2002).
O sistema lagunar de Saquarema abriga uma série de lagoas rasas, mesotróficas (nível
moderado de eutrofização) a hipertróficas (alto nível de eutrofização), sujeitas a impactos
tanto naturais quanto culturais (Carmouze et al., 1991). O sistema tem uma área superficial de
21,2 km² e uma profundidade média de 1,15 m e é composto por quatro compartimentos. Os
compartimentos são de oeste para leste: Lagoa de Urussanga ou Mombaça (12,6 km²), Lagoa
Jardim (2 km²), Lagoa do Boqueirão (0,6 km²) e Lagoa de Fora (6 km²). A área da bacia de
drenagem é de 215 km² e corresponde a 50,7% da área total do município. Os principais rios
que compõem o sistema de drenagem são o Bacaxá, dos Padres, Seco, Córrego do Valão da
Cachoeira, Jundiá, Tinguí e Mato Grosso ou Roncador (Figura 1). A maior parte dos aportes
fluviais se dão na lagoa da Mombaça, onde deságua o Mato Grosso.
85
As atividades econômicas que caracterizaram o município de Saquarema até a década
de 1960 estavam ligadas à pesca, criação de gado e produção de cítricos. A partir desta
década, o Sistema Financeiro de Habitação impulsionou o capital imobiliário e de veraneio,
gerando como conseqüência uma pressão sobre o uso dos solos, resultante da especulação
imobiliária. Como conseqüência, tem-se graves problemas com o esgotamento sanitário,
tornando o esgoto in natura a principal fonte de poluição para a lagoa. Até o presente, a maior
parte do esgoto do município é despejada no sistema lagunar sem qualquer tratamento,
estima-se que sejam despejados 5.000 m³ de esgoto por dia nas lagoas (Barros, 2003). O
esgoto in natura é levado por rios às lagunas e praias da região, causando poluição ambiental,
ameaças à saúde pública e perda do potencial turístico, sendo este fato agravado pelo aumento
da população de veranistas nos finais de semana prolongados, feriados e no período de férias
no verão (Diégues e Rosman, 1998). Graças a situação de circulação restrita (apenas
produzida pelo vento), o despejo de esgoto levou o sistema lagunar a um avançado estado de
degradação, sendo classificada por Carmouze e Vasconselos (1992) como eutrofizada.
Figura 1. Localização da Laguna de Saquarema (Fonte: Fundação CIDE, 2001).
Segundo Knoppers et al. (1999), a Lagoa de Fora tinha conexão permanente com o
mar através de um canal mantido por pescadores locais até 1920 e depois tornou-se mais rara,
sendo preciso o emprego de máquinas para abri-la. Há alguns anos a barra fechou-se
permanentemente e o ciclo hidrológico da lagoa se reduziu ao aporte dos rios, precipitação,
86
evaporação e infiltração de água do mar através da restinga (Alves, 2003). Com o objetivo de
perenizar a barra e com isso melhorar a qualidade da água do sistema lagunar foi realizada a
construção de um guia correntes na praia de Itaúna e a dragagem do canal que se formou entre
o guia correntes e a pedra da Igreja de Nossa Senhora de Nazaré, projeto que passou a ser
conhecido pela população como Barra Franca de Saquarema.
A abertura de canais em lagoas costeiras com o objetivo de aumentar a comunicação
com o mar e com isso melhorar a qualidade da água tem sido objeto de pesquisas, tanto nos
seus aspectos hidrodinâmicos quanto ecológicos (Dionisio et al., 2000). Porém esta questão é
complexa, pois, considerando-se as peculiaridades climatológicas, geomorfológicas e
ecológicas de cada região, nem sempre a abertura artificial da barra, que seja a solução para
um sistema, pode ser adequada para outro (Knoppers et al., 1999). A degradação de sistemas
hídricos pela eutrofização pode resultar em perdas de biodiversidade e dos recursos que estes
ambientes provém ao homem, gerando impactos econômicos relevantes. É necessário buscar
o equilíbrio entre os serviços gerados por uma atividade econômica e os serviços ambientais
oferecidos pelo ecossistema que são perdidos se esta atividade for poluidora (Smith et al.,
1999). As simulações, através de modelizações de sistemas naturais, permitem a previsão do
comportamento das variáveis ambientais para diferentes situações. Evita-se, assim o
desperdício de recursos financeiros, na medida em que se torna possível um direcionamento
mais racional e eficaz das ações de gestão.
Desta maneira, o objetivo deste trabalho foi a avaliação das alterações geradas na
qualidade da água da laguna em razão da abertura da barra, através de um balanço de
nutrientes, modelizando a evolução do estado de degradação. Segundo o EIA-RIMA que foi
submetido à FEEMA em 2000 para o processo de licenciamento, a obra visava à perenização
da comunicação entre a laguna e o mar, permitindo inclusive a entrada na lagoa de pequenas
embarcações de pesca e lazer. Porém, os recursos marinhos e costeiros demandam soluções de
manejo holísticas; eles são caracterizados por uma complexidade em termos de ecologia,
padrões de utilização e usuários (Brown et al., 2001). Mesmo visando à recuperação, qualquer
intervenção do homem no meio ambiente pode gerar efeitos positivos e negativos. Desta
forma, pretendeu-se também, a partir de um modelo numérico, simular o impacto do
crescimento populacional e determinar a capacidade de suporte deste ecossistema. Espera-se
que este trabalho possa servir de base de discussão para os diversos stakeholders locais –
poder público, institutos de pesquisa e organizações não-governamentais – e como ferramenta
para um possível plano de gestão e manejo do sistema lagunar.
87
2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1 Estimativa da carga cultural de nutrientes para o sistema lagunar
Teoricamente, estimativas empíricas da carga cultural de nutrientes para um sistema
pode ser obtida multiplicando-se o número de pessoas que habita a bacia pela produção per
capita diária de fósforo e nitrogênio (Knoppers et al., 1999). Para estimar a carga cultural de
nutrientes que entra no sistema lagunar foi utilizada a seguinte equação adaptada de Scheren
et al. (2004):
Carga de nutrientes = Intensidade da poluição x Variável funcional (1)
Onde a carga de nutrientes representa o input atual de poluentes para a laguna, a
intensidade da poluição representa a quantidade de poluente produzida (por exemplo,
produção anual de esgotos por pessoa) por unidade de uma certa variável funcional (seguindo
o mesmo exemplo, neste caso seria a população total da bacia hidrográfica em questão).
Os valores da carga de efluentes domésticos produzidos por pessoa, utilizados no
presente estudo, correspondem a uma média mundial obtida de relatórios divulgados
periodicamente pela Organização Mundial da Saúde (WHO – World Health Organization)
(Economopoulos, 1993) (Tabela 1).
Tabela 1. Intensidades de poluição reportadas na literatura.
Autor Unidade Mínimo
Máximo
Valor mais
provável
kg N/cap/ano
a
1,7 6,6 4,15
kg P/cap/ano
a
0,2 0,8 0,5
kg N/cap/ano
b
0,36 3,3 1,83
Economopoulos (1993)
kg P/cap/ano
b
0,009 0,5 0,25
a
Quantidade liberada através de rede coletora.
b
Quantidade liberada sem rede coletora.
A população da bacia hidrográfica (variável funcional) foi obtida através dos censos
demográficos do município (IBGE, 1996, 2000) e dos dados populacionais agregados por
setores censitários do estado do Rio de Janeiro (IBGE, 2004). Os dados separados por setores
censitários permitiram analisar os corpos do sistema lagunar separadamente, já que estes
possuem dinâmicas diferentes e também a população não se distribui uniformemente pelo
território do município. A partir destes dados chegou-se a valores da carga de nutrientes
lançada no sistema lagunar, que, inseridos no balanço de nutrientes, devolviam dados das
88
concentrações estimadas de nitrogênio e fósforo. Assumiu-se que a liberação de efluentes pela
população cresce proporcionalmente ao crescimento populacional, isto é, a descarga total de
efluentes no sistema lagunar relaciona-se linearmente com o tamanho da população. No
cenário base simulado (C1) considerou-se a carga de efluentes liberada pela população
permanente do município. No segundo cenário (C2) considerou-se o lançamento de efluentes
pela população permanente somada à população flutuante, isto é, a população total estimada
para os períodos de veraneio.
2.2 Balanço de nutrientes
Foi realizado um balanço de nutrientes do sistema lagunar através de um modelo
segmentado de entrada e saída baseado em Scheren et al. (2004), de modo a determinar a
relação entre pressão e estado do ambiente. Este modelo consistiu num modelo de balanço de
massa não discretizado, não sendo adequado para a previsão de variações e flutuações
espacialmente localizadas, mas sendo uma útil ferramenta para acessar o balanço geral de
nutrientes de um sistema por compartimentos. Neste modelo, as lagoas Jardim e Boqueirão
foram consideradas como um único corpo por possuírem características físico-químicas
semelhantes e para facilitar a comparação com trabalhos anteriores, que também as
consideram desta forma em sua maioria (Moreira, 1989; Pereira, 1991; Wasserman et al.,
2000). Apesar de a bacia de drenagem da laguna de Saquarema possuir outros rios, apenas os
rios Mato Grosso, Jundiá e Bacxaxá foram considerados porque os demais não possuíam
registros de suas vazões na literatura.
Assumindo que os processos de retenção envolvendo os nutrientes (por exemplo,
sedimentação/ressuspensão e nitrificação/denitrificação) relacionam-se linearmente com a
concentração de nutrientes, o balanço de massa para cada compartimento (s) do sistema
lagunar é dado por:
sss
out
srm
in
srms
s
VKQ
QCI
C
×+∑
×∑+
=
±±
)(
1,,1,,
(2)
Onde, para cada compartimento,
1,, ±
srm
C é a concentração de um nutriente (g m
-3
) mo
mar (m), no rio (r) ou no compartimento vizinho (s ± 1),
s
I
representa a descarga do nutriente
(g ano
-1
), correspondente à “carga de nutrientes” da equação (1),
s
in
Q e
s
out
Q são,
respectivamente, as entradas e saídas de água do compartimento (m³ ano
-1
),
s
K
representa a
89
taxa geral de retenção do nutriente (ano
-1
) e
s
V é o volume do compartimento em análise
(m³). As entradas e saídas de água do sistema podem ser do e para o mar (m), rios (r) e
compartimento vizinho (s ± 1).
Como a sedimentação é o principal mecanismo de retenção no caso do fósforo (P),
s
K
é igual a:
s
s
s
H
v
K =
(3)
Onde
s
v representa a velocidade de sedimentação (incorporando a ressuspensão) para
o nutriente (m ano
-1
) e
s
H
é a profundidade média do compartimento s.
A velocidade de sedimentação de P foi estimada usando uma relação empírica de
(Vollenweider, 1976):
s
d
d
s
s
P
t
t
H
v ×=
(4)
Onde,
d
t representa o tempo de retenção do nutriente (ano). É importante ressaltar que
a eq. 4, é baseada num vasto número de observações para velocidade de sedimentação do
fósforo e incorpora os efeitos da interação água-sedimento, incluindo ressuspensão e efeitos
de mistura.
Não existem dados sobre a velocidade de sedimentação do fósforo ou do seu tempo de
retenção no sistema lagunar de Saquarema, nem série de dados temporais que possibilitassem
uma estimativa adequada. Porém, segundo Knoppers et al. (1999), em lagunas altamente
impactadas, como as do estado do Rio de Janeiro, o estado trófico pode estar intimamente
relacionado com o tempo de residência. Sendo assim, no caso do presente estudo, como a
abertura da barra aumentou consideravelmente a hidrodinâmica das lagunas, considerou-se
que o tempo de retenção (
d
t ) de um elemento em dado compartimento seria o próprio tempo
de residência do corpo, já que o tempo de residência é, conceitualmente, um indicador do
comportamento ecológico e da capacidade de renovação de estuários (Oliveira e Baptista,
1997).
No caso do nitrogênio (N), um importante fator de retenção além da sedimentação é a
denitrificação, a qual é influenciada por um grande número de fatores (profundidade, tempo
de residência, temperatura, etc.). Uma relação empírica para a retenção de nutrientes de uma
90
maneira geral foi, então, determinada por Nixon et al. (1996), baseado em dados de estuários
da costa do Atlântico, de variados tamanhos e características:
0,103)log(2,36% +−=
d
s
s
retido
t
H
N
(5)
Onde
d
t também foi considerado como sendo o próprio tempo de residência do
compartimento estudado, pelos mesmos motivos já expostos acima.
O fator
retido
N% representa os efeitos de retenção de N, que inclui sedimentação,
ressuspensão, nitrificação e denitrificação. Utilizando a eq. 5 chega-se a um balanço de massa
específico para o nitrogênio, que será dado, então, por:
s
out
srm
in
srm
N
s
retido
s
N
Q
QCNI
s
N
C
∑
×∑+−×
±±
=
)()100%1(
1,,1,,
(6)
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 Estimativa da carga cultural de nutrientes para o sistema lagunar
Utilizando os valores mais prováveis de Economopoulos (1993) para a produção de N
e P percapita, numa área onde não há rede coletora de esgotos, como é o caso do município de
Saquarema, calculou-se, então, a carga potencial estimada destes elementos que é lançada no
sistema lagunar de Saquarema, considerando a ausência total de sistemas de esgotamento
sanitário (Tabela 2).
Tabela 2. Totais de nitrogênio e fósforo carreados para a bacia de drenagem do sistema
lagunar de Saquarema, considerando apenas a população permanente para os anos de 2000 e
2004.
Ano População Nitrogênio total (t) Fósforo total (t)
2000 44.812
a, b
82,90 8,96
2004 51.199
a, c
94,72 10,24
a
Excluindo as residências da praia de Saquarema, praia de Itaúna e lagoa de Jacarepiá.
b
IBGE (2004)
c
Estimativa com base na metodologia de Oliveira et al. (2004).
91
3.2 Balanço de nutrientes
As figuras 2 a 4 mostram os resultados do balanço de nutrientes calculado para cada
laguna do sistema lagunar de Saquarema, tanto para a população permanente, cenário C1
como para a população em períodos de veraneio (população permanente + flutuante), cenário
C2. Para a devida calibração do modelo, os anos selecionados correspondem a anos em que
foram realizados estudos no sistema lagunar (Moreira, 1989; Carmouze et al., 1991; Pereira,
1991; Wasserman et al., 2000) e ao monitoramento realizado recentemente pelo Consórcio
Intermunicipal Lagos São-João (2003/2004). As concentrações consideradas correspondem
apenas ao nitrogênio inorgânico dissolvido (NO
3
-
, NO
2
-
e NH
4
+
) e ao fósforo dissolvido
(PO
4
3-
) por serem as formas de N e P mais comumente reportadas na literatura sobre a laguna
de Saquarema. Como já mencionado, as lagoas Jardim e Boqueirão foram consideradas como
um único corpo.
As barras de desvio padrão dos valores modelados correspondem a concentrações
máximas e mínimas, possíveis de serem encontradas nas lagoas. Estas concentrações
máximas, mínimas e médias foram obtidas, respectivamente, através dos valores máximos,
mínimos e mais prováveis estabelecidos pela Organização Mundial de Saúde
(Economopoulos, 1993) (Tabela 1) e através dos valores dos tempos de residência de cada
lagoa calculados por Alves (2003). Em seu trabalho, o autor obteve um intervalo de valores,
onde os tempos de residência mínimos corresponderiam ao máximo de troca possível,
proporcionado por um evento de maré de sizígia, e os tempos de residência máximos
corresponderiam aos períodos em que a troca é menor devido aos efeitos da maré de
quadratura. Em ambos são considerados também os efeitos dos ventos. Sendo assim, os
maiores valores de concentração dos nutrientes seriam encontrados quando houvesse a pior
situação possível, isto é, uma liberação máxima de N e P para o sistema num período de
poucas trocas, isto é, tempo de residência máximo, e vice-versa. As trocas entre uma lagoa e
outra também foram calculadas a partir dos tempos de residência e para os rios, foram usadas
as medidas de vazão existentes na literatura (Moreira, 1989; Wasserman et al., 2000).
92
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1989 1991 2000 2004
Anos
Conc N (g/m³)
Valores reportados
C1
C2
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
1989 1991 2000 2004
Anos
Conc P (g/m³)
Valores reportados
C1
C2
Figura 2. Resultados do balanço de N e P da lagoa da Mombaça para o cenário C1 (população permanente) e
para o cenário C2 (população permanente + flutuante), comparado com os valores de concentrações reportadas
pela literatura.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1989 1991 2000 2004
Anos
Conc N (g/m³)
Valores reportados
C1
C2
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
1989 1991 2000 2004
Anos
Conc P (g/m³)
Valores reportados
C1
C2
Figura 3. Resultados do balanço de N e P das lagoas Jardim/Boqueirão para o cenário C1 (população
permanente) e para o cenário C2 (população permanente + flutuante), comparado com os valores de
concentrações reportadas pela literatura.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1989 1991 2000 2004
Anos
Conc N (g/m³)
Valores reportados
C1
C2
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
1989 1991 2000 2004
Anos
Conc P (g/m³)
Valores reportados
C1
C2
Figura 4. Resultados do balanço de N e Pda lagoa de Fora para o cenário C1 (população permanente) e para o
cenário C2 (população permanente + flutuante), comparado com os valores de concentrações reportadas pela
literatura.
93
É possível verificar que a variação entre os valores máximos e mínimos modelados
aumenta da lagoa da Mombaça para a lagoa de Fora, corroborando com as características das
lagoas em relação aos respectivos tempos de residência e, conseqüentemente, aos potenciais
de troca. Outro aspecto que chama atenção é que, de uma maneira geral, também as
concentrações aumentam da lagoa da Mombaça, mais interior, para a lagoa de Fora,
principalmente em relação ao nitrogênio. Isto se deve principalmente ao fato desta última
concentrar a maior parte da população do município, já que o modelo considera uma relação
direta entre o tamanho da população e o input de nutrientes para o sistema. As lagoas
Jardim/Boqueirão apresentam as concentrações modeladas também altas porque, embora
estejam mais próximas da saída com o mar que a lagoa da Mombaça, possuem um valor
médio de tempo de residência alto. Segundo Pereira (1991), as taxas de liberação de N e P são
mais elevadas da lagoa de Fora para a lagoa da Mombaça porque o sedimento daquela é
derivado da produtividade algal, apresentando-se mais rico em N e P.
De uma certa forma, os valores reportados pela literatura acompanham, mesmo que de
forma mais variável, esta tendência, com exceção do ano de 1991, em que os valores de N
ficaram bem abaixo do mínimo modelado para as lagoas Jardim/Boqueirão e de Fora para
alguns anos. Os valores modelados podem ter sido mais altos devido a uma superestimação da
população do entorno destas lagoas, já que o IBGE não considera a bacia hidrográfica em
suas sub divisões ao fazer o levantamento censitário, e sim, agrupamentos de ruas, tornando
difícil a divisão da população por sub-bacias, como foi tentado no presente estudo. Além
disso, variações climáticas, estações do ano, atividades humanas e fluxo populacional
influenciam na quantidade e qualidade dos rejeitos de uma população, gerando muitas
variações na composição destes efluentes numa escala de tempo tanto anual quanto diária
(Souza, 1992).
No caso do fósforo, a maior parte das concentrações encontradas nas lagoas
corresponderam aos valores modelados para C2, estando acima de um nível mediano. Já a
lagoa da Mombaça apresentou os valores modelados bem abaixo dos encontrados na
literatura, principalmente em 2000. Porém, vale ressaltar que os valores de 2000 (Wasserman
et al., 2000) correspondem a uma campanha de amostragem realizada em apenas um mês, e
não um monitoramento anual como as demais. No caso do ano de 2004, em que o valor de
concentração corresponde a uma média anual, o valor modelado sendo muito inferior que o
medido em campo pode significar que está havendo uma liberação de P maior que a esperada
para o sistema, já que também foi verificado que os valores de P para os demais sacos são
mais altos em relação aos demais anos.
94
Um importante aspecto a ser levado em consideração sobre esta modelagem é que,
embora as equações que regem o presente modelo sejam baseadas num vasto número de
observações para velocidades de sedimentação, no caso do fósforo, incluindo ressuspensão e
efeitos de mistura, e, no caso do N, tentem também incorporar efeitos da nitrificação e
denitrificação, há uma série de outros fatores peculiares de cada ambiente lagunar que podem
interferir nos processos que influem na concentração de nutrientes. Os primeiros centímetros
do sedimento do fundo de um lago ou laguna podem atuar como um reservatório de
nutrientes, liberando-os daí para a coluna d’água através da interface água sedimento. Por
exemplo, Bellotto (1992) constatou que os teores de amônio observados nas águas intersticiais
da laguna de Saquarema estão relacionados principalmente a sua produção durante a
mineralização da matéria orgânica nos sedimentos. Já o ortofosfato está envolvido numa série
de reações complexas com a fase sólida, com a predominância dos processos de adsorção-
desorção aos oxi-hidróxidos de ferro e argilo-minerais e/ou precipitação no controle de seus
estoques.
Os processos de disponibilização de nutrientes através dos sedimentos para a coluna
d’água também sofrem influência marcante de fatores hidrológicos e meteorológicos,
representados por diversos tipos de eventos como: elevação brusca do nível da laguna causada
por períodos de precipitação intensa; elevação do nível do lençol freático por razão destas
precipitações; ocorrência de ventos muito fortes que provocam a remobilização dos
sedimentos superficiais (Bellotto, 1992). No caso da laguna de Saquarema, a presença de uma
pequena lâmina d’água, a temperatura elevada e a influência do estado de agitação das águas
e da força dos ventos sobre esta lâmina são fatores importantes no tempo de remineralização e
na disponibilização dos nutrientes (Pereira, 1991). Como os compartimentos da laguna são
pequenos, suas características físico-químicas variam rapidamente em função das condições
meteorológicas e, sendo assim, os processos que nela acontecem não se repetem com as
mesmas freqüências e intensidades de um mês para outro ou mesmo de um ano para outro.
Um dos mais sérios problemas relacionados a eutrofização da laguna de Saquarema e
já reportado em trabalhos científicos realizados até a construção da Barra Franca é a sua
colmatação e nos anos de 1989, 1991 e 2000, aqui modelados, o sistema lagunar tinha sua
barra fechada a maior parte do tempo. Em um testemunho feito na lagoa de Fora, Moreira
(1989) recuperou 1,60 m de sedimentos, apresentando a mesma composição do topo a base,
indicando que a lagoa vinha sofrendo grave assoreamento por matéria orgânica em função da
eutrofização. Segundo Porto et al. (1991), sob condições de redução, em regiões anaeróbicas,
o fosfato precipitado pode ser devolvido ao meio aquático, aumentando a concentração
dissolvida. Bellotto (1992) também estudou a laguna de Saquarema na época em que a barra
95
era aberta esporadicamente e constatou que a coluna sedimentar tinha uma participação pouco
intensa e episódica no funcionamento global do sistema, regida principalmente por eventos
meteorológicos como a passagem de frentes frias. Isto porque os ventos fortes provocavam
ondas que, devido a pouca profundidade da laguna, atingiam o fundo e tinham um efeito de
bombeamento das águas intersticiais, promovendo liberações dos compostos dissolvidos na
água intersticial para a coluna d’água. Desta forma, a abertura da barra e, conseqüentemente,
o aumento da hidrodinâmica da lagoa, pode estar incrementando ainda mais o efeito dos
ventos na ressuspensão dos sedimentos, servindo como nova fonte de nutrientes, para a coluna
d’água, o que talvez possa explicar os altos valores medidos de fósforo em relação aos
modelados, principalmente para o ano de 2004. Fenômeno semelhante foi verificado na lagoa
de Piratininga após obras de intervenção, como a construção de uma comporta e também a
abertura permanente da barra na lagoa de Itaipu (Cunha, 1996; Cunha e Wasserman, 2002).
Esta ressuspensão de nutrientes não durará eternamente, o fenômeno provavelmente cessará
assim que todo o fósforo aprisionado no sedimento for redisponibilizado para o ciclo e
consumido. Porém não há como prever se isto acontecerá daqui a cinco ou cinqüenta anos.
4. CONCLUSÃO
Apesar da abertura da barra, o balanço elaborado para a laguna de Saquarema não é
tão favorável. Embora as concentrações reais dos nutrientes em algumas situações sejam
menores que os valores modelados, de uma maneira geral pode-se perceber que, pela
evolução dos dados existentes, corroborando com o balanço de nutrientes, a abertura da barra
não promoveu uma diminuição significativa nestas concentrações. Além disso, as
conseqüências que o aumento do hidrodinamismo podem trazer quanto à remobilização do
fundo e à redisponibilização de nutrientes para a coluna d’água precisa ser monitorado. Sendo
assim, a Barra Franca pode não ser suficiente para resolver o problema da eutrofização se a
carga de nutrientes que entra no sistema não diminuir, seja pelo controle populacional, pela
implantação de um sistema de tratamento eficaz ou ambos.
Estabelecer o tipo de uso que se deseja dar a uma área é fundamental quando se
discute a conservação de um ecossistema. O sistema lagunar de Saquarema representa um
criadouro natural de espécies, sendo assim, a contenção da eutrofização excessiva e de suas
conseqüências consiste em medida essencial para o manejo dos recursos pesqueiros e para a
manutenção do balneário e seu valor paisagístico. Sendo uma região que sofre grande pressão
da ocupação humana, as autoridades devem definir o tipo de uso mais adequado do ambiente
e os recursos para tal, numa ampla discussão com a comunidade. Já existe uma série de
96
trabalhos e pesquisas realizados na área, que podem ser de muita utilidade na tomada de
decisão. Porém, os resultados destas pesquisas não terão aplicabilidade se não estiverem
integrados com as aspirações da comunidade local. Mais importante ainda, nenhuma
intervenção ou tecnologia será eficiente na resolução dos problemas ambientais de uma região
se não houver a conscientização da sociedade de que a mudança de comportamento também é
um ponto fundamental.
5. AGRADECIMENTOS
Os autores do presente artigo gostariam de agradecer ao Consórcio Intermunicipal
Lagos-São João pelo apoio e fornecimento de informações e a CAPES pelo fornecimento de
uma bolsa de mestrado.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Alemanha, Projeto PLANÁGUA-SEMADS/GTZ. Rio de Janeiro, p.230. 2001
Smith, V. H., G. D. Tilman, et al. Eutrophication: impacts of excess nutrient inputs on
freshwater, marine, and terrestrial ecosystems. Environmental Pollution, v.100, p.179-
196. 1999.
Souza, N. M. Surfactantes e Formas de Fósforo Como Indicadores de Poluição na Lagoa
de Piratininga, Rio de Janeiro. (Dissertação de Mestrado). Instituto de Geoquímica,
UFF, Niterói, 1992. 115 p.
Thomaz, S. M., A. Enrich-Prast, et al. Metabolism and Gaseous Exchanges in Two Coastal
Lagoons from Rio de Janeiro with Distinct Limnological Characteristics. Brazilian
Archives of Biology and Technology. 2001.
Vollenweider, R. A. Advances in defining critical loading levels for phosphorus in lake
eutrophication. Mem. Ist. Ital. Idrobiol., v.33, p.53-83. 1976.
Wasserman, J. C., A. R. Alves, et al. Estudo do Impacto Ambiental da Barra Franca na
Lagoa de Saquarema - RJ. UFF. Saquarema, p.316. 2000.
100
ANEXOS
ANEXO 1 – Resolução CONAMA nº 357, 2005.
CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE
RESOLUÇÃO No- 357, DE 17 DE MARÇO DE 2005
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.
(...)
CAPÍTULO II
DA CLASSIFICAÇÃO DOS CORPOS DE ÁGUA
Art.3o As águas doces, salobras e salinas do Território Nacional são classificadas, segundo a
qualidade requerida para os seus usos preponderantes, em treze classes de qualidade.
(...)
Seção II
Das Águas Salobras
Art. 6o As águas salobras são assim classificadas:
I - classe especial: águas destinadas:
a) à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral; e,
b) à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas.
II - classe 1: águas que podem ser destinadas:
a) à recreação de contato primário, conforme Resolução CONAMA no 274, de 2000;
b) à proteção das comunidades aquáticas;
c) à aqüicultura e à atividade de pesca;
d) ao abastecimento para consumo humano após tratamento convencional ou avançado; e
e) à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao
solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película, e à irrigação de parques, jardins,
campos de esporte e lazer, com os quais o público possa vir a ter contato direto.
III - classe 2: águas que podem ser destinadas:
a) à pesca amadora; e
101
b) à recreação de contato secundário.
IV - classe 3: águas que podem ser destinadas:
a) à navegação; e
b) à harmonia paisagística.
(...)
CAPÍTULO III
DAS CONDIÇÕES E PADRÕES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS
(...)
Seção IV
Das Águas Salobras
Art. 21. As águas salobras de classe 1 observarão as seguintes condições e padrões:
I - condições de qualidade de água:
a) não verificação de efeito tóxico crônico a organismos, de acordo com os critérios
estabelecidos pelo órgão ambiental competente, ou, na sua ausência, por instituições nacionais
ou internacionais renomadas, comprovado pela realização de ensaio ecotoxicológico
padronizado ou outro método cientificamente reconhecido;
b) carbono orgânico total: até 3 mg/L, como C;
c) OD, em qualquer amostra, não inferior a 5 mg/ L O2;
d) pH: 6,5 a 8,5;
e) óleos e graxas: virtualmente ausentes;
f) materiais flutuantes: virtualmente ausentes;
g) substâncias que produzem cor, odor e turbidez: virtualmente ausentes;
h) resíduos sólidos objetáveis: virtualmente ausentes; e
i) coliformes termotolerantes: para o uso de recreação de contato primário deverá ser
obedecida a Resolução CONAMA no 274, de 2000. Para o cultivo de moluscos bivalves
destinados à alimentação humana, a média geométrica da densidade de coliformes
termotolerantes, de um mínimo de 15 amostras coletadas no mesmo local, não deverá exceder
43 por 100 mililitros, e o percentil 90% não deverá ultrapassar 88 coliformes termolerantes
por 100 mililitros. Esses índices deverão ser mantidos em monitoramento anual com um
mínimo de 5 amostras. Para a irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que
se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película, bem
como para a irrigação de parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os quais o público
possa vir a ter contato direto, não deverá ser excedido o valor de 200 coliformes
termotolerantes por 100mL. Para os demais usos não deverá ser excedido um limite de 1.000
coliformes termotolerantes por 100 mililitros em 80% ou mais de pelo menos 6 amostras
coletadas durante o período de um ano, com freqüência bimestral. A E. coli poderá ser
determinada em substituição ao parâmetro coliformes termotolerantes de acordo com limites
estabelecidos pelo órgão ambiental competente.
102
II - Padrões de qualidade de água:
TABELA VII - Classe 1 - ÁGUAS SALOBRAS
PADRÕES
PARÂMETROS INORGÂNICOS Valor máximo
Alumínio dissolvido 0,1 mg/L Al
Arsênio total 0,01 mg/L As
Berílio total 5,3 µg/L Be
Boro 0,5 mg/L B
Cádmio total 0,005 mg/L Cd
Chumbo total 0,01 mg/L Pb
Cianeto livre 0,001 mg/L CN
Cloro residual total (combinado + livre) 0,01 mg/L Cl
Cobre dissolvido 0,005 mg/L Cu
Cromo total 0,05 mg/L Cr
Ferro dissolvido 0,3 mg/L Fe
Fluoreto total 1,4 mg/L F
Fósforo total 0,124 mg/L P
Manganês total 0,1 mg/L Mn
Mercúrio total 0,0002 mg/L Hg
Níquel total 0,025 mg/L Ni
Nitrato 0,40 mg/L N
Nitrito 0,07 mg/L N
Nitrogênio amoniacal total 0,40 mg/L N
Polifosfatos (determinado pela diferença entre fósforo ácido hidrolisável
total e fósforo reativo total)
0,062 mg/L P
Prata total 0,005 mg/L Ag
Selênio total 0,01 mg/L Se
Sulfetos (como H2S não dissociado) 0,002 mg/L S
Zinco total 0,09 mg/L Zn
PARÂMETROS ORGÂNICOS Valor máximo
103
Aldrin + dieldrin 0,0019 µg/L
Benzeno 700 µg/L
Carbaril 0,32 µg/L
Clordano (cis + trans) 0,004 µg/L
2,4-D 10,0 µg/L
DDT (p,p'DDT+ p,p'DDE + p,p'DDD) 0,001 µg/L
Demeton (Demeton-O + Demeton-S) 0,1 µg/L
Dodecacloro pentaciclodecano 0,001 µg/L
Endrin 0,004 µg/L
Endossulfan (a + b + sulfato) 0,01 µg/L
Etilbenzeno 25,0 µg/L
Fenóis totais (substâncias que reagem com 4-aminoantipirina) 0,003 mg/L
C6H5OH
Gution 0,01 µg/L
Heptacloro epóxido + Heptacloro 0,001 µg/L
Lindano (g-HCH) 0,004 µg/L
Malation 0,1 µg/L
Metoxicloro 0,03 µg/L
Monoclorobenzeno 25 µg/L
Paration 0,04 µg/L
Pentaclorofenol 7,9 µg/L
PCBs - Bifenilas Policloradas 0,03 µg/L
Substâncias tensoativas que reagem com azul de metileno 0,2 LAS
2,4,5-T 10,0 µg/L
To l u e n o 215 µg/L
To x a f e n o 0,0002 µg/L
2,4,5-TP 10,0 µg/L
Tr i b u t i l e s t a n h o 0,010 µg/L TBT
Triclorobenzeno (1,2,3-TCB + 1,2,4- TCB) 80,0 µg/L
104
III - Nas águas salobras onde ocorrer pesca ou cultivo de organismos, para fins de consumo
intensivo, além dos padrões estabelecidos no inciso II deste artigo, aplicam-se os seguintes
padrões em substituição ou adicionalmente:
TABELA VIII - Classe 1 - ÁGUAS SALOBRAS
PADRÕES para CORPOS DE ÁGUA ONDE HAJA pesca ou cultivo de organismos para fins
de consumo intensivo
PARÂMETROS INORGÂNICOS Valor máximo
Arsênio total 0,14 µg/L As
PARÂMETROS ORGÂNICOS Valor máximo
Benzeno 51 µg/L
Benzidina 0,0002 µg/L
Benzo(a)antraceno 0,018 µg/L
Benzo(a)pireno 0,018 µg/L
Benzo(b)fluoranteno 0,018 µg/L
Benzo(k)fluoranteno 0,018 µg/L
2-Clorofenol 150 µg/L
Criseno 0,018 µg/L
Dibenzo(a,h)antraceno 0,018 µg/L
2,4-Diclorofenol 290 µg/L
1,1-Dicloroeteno 3,0 µg/L
1,2-Dicloroetano 37,0 µg/L
3,3-Diclorobenzidina 0,028 µg/L
Heptacloro epóxido + Heptacloro 0,000039 µg/L
Hexaclorobenzeno 0,00029 µg/L
Indeno(1,2,3-cd)pireno 0,018 µg/L
Pentaclorofenol 3,0 µg/L
PCBs - Bifenilas Policloradas 0,000064 µg/L
Te t r a c l o r o e t e n o 3,3 µg/L
Tr i c l o r o e t e n o 3 0 µg/L
2, 4 , 6 - Tr i c l o r o f e n o l 2,4 µg/L
(...).
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