Monitoramento da qualidade da água da precipitação na área urbana de Manaus, Amazonas

Autores

Arcos, A.N. (INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA - INPA) ; Vital, A.R.T. (INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA - INPA) ; Rebelo, M.A. (INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA - INPA) ; Silva, L.E.S. (INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA - INPA) ; Oliveira, C.C.R. (INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA - INPA) ; Lopes, A. (INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA - INPA) ; Ferreira, S.J.F. (INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA - INPA) ; da Silva, M.L. (INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA - INPA)

Resumo

A água é uma das substâncias mais importantes existentes na natureza, e a precipitação exerce papel fundamental no ciclo hidrológico global. Portanto, o objetivo da pesquisa foi determinar a precipitação total e interna da área urbana em Manaus, e quantificar a concentração de nutrientes presentes nas águas das chuvas. O estudo foi desenvolvido entre o segundo semestre de 2021 e o primeiro semestre de 2022 (estiagem e chuvoso). Os pluviômetros para coleta da precipitação foram instalados em cinco áreas espalhadas por Manaus, e as amostras de água foram encaminhadas pala análise dos parâmetros físico-químicos em laboratório. A precipitação apresentou diferença significativa entre os períodos (p=0.002), onde os maiores volumes de chuva foram observados no segundo semestre de 2022 nos coletor

Palavras chaves

chuva; poluição; química da chuva

Introdução

A interceptação florestal é importante por ser uma das principais atividades do ramo meteorológico, ajudando a caracterizar o clima regional, além de ajudar na previsão de eventos atmosféricos, e prevenção de eventuais problemas como enchentes. A relevância do assunto aumenta quando nós voltamos para a região Amazônica, cuja influência da floresta bem como os corredores ecológicos urbanos no clima local é indiscutível (PACHECO & MAFRA, 2012). A chuva no Amazonas apresenta característica própria e única, por se localizar no tropico, próximo ao equador, apresenta grande fluxo de radiação solar, alta temperatura e consequentemente vapor d’agua. Além disso a Amazônia tem a maior extensão de floresta úmida tropical do mundo e a mais ampla rede fluvial do planeta (BENICIA, 2007). Com o advento da industrialização e urbanização houve um aumento significativo das emissões de poluentes atmosféricos responsáveis por eventos de poluição ambiental, como por exemplo chuvas ácidas, que provocam desequilíbrio nos ecossistemas (MIGLIAVACCA et al, 2005). Ao precipitar, a chuva leva consigo elementos presentes na atmosfera, os quais podem interferir na qualidade da água da chuva (TOMAZ, 2003), alguns fatores modificam a característica da água da chuva, tais, como localização geográfica, presença de vegetação, presença de carga poluidora, condições meteorológicas, entre outros. A composição química das chuvas, sua alteração após o contato com a vegetação e demais aspectos da dinâmica de nutrientes na água, vem sendo pesquisados em diversos países, em diferentes tipos florestais, na Amazônia pode-se citar (FRANKEN et al, 1985; LEOPOLDO et al, 1995; LUIZÃO, 2007). O estudo sobre a precipitação interna na região Amazônica ainda é muito escasso, principalmente em fragmentos florestais urbanos. Portanto, o objetivo geral do estudo foi determinar a precipitação total e interna de áreas distintas na região urbana de Manaus, e quantificar a concentração de nutrientes presentes nas águas das chuvas.

Material e métodos

O estudo foi desenvolvido em cinco áreas da cidade de Manaus, entre agosto e dezembro de 2021 (período de estiagem), e entre janeiro e maio de 2022 (período chuvoso). Segundo a classificação de Köeppen, o clima é do tipo Am, que corresponde ao clima predominantemente quente e úmido. A temperatura em média varia entre 22°C e 33°C. A região possui uma precipitação média anual de 2286,2 mm/ano, e possui períodos sazonais bem definidos (verão/estiagem e inverno/chuvoso). As áreas de estudo foram denominadas como: (1) CGCBMAM (-3.118322,-59.999650), (2) IFAM-CMZL (-3.081942,-59.933539), (3) INPA 1 (-3.098122,-59.987006), (4) INPA 2 (-3.095096,-59.989665) e (5) Bosque da Ciência (-3.099475,-59.985248). Para a captação do volume da precipitação total e interna foram utilizados pluviômetros instalados dentro e fora de áreas com cobertura florestal, além disso, amostras de água foram encaminhadas para o Laboratório de Química Ambiental – LQA/INPA para realização das análises físico-químicas e químicas: pH, condutividade elétrica, silicatos, nitrito, nitrato, amônia, cloreto e fosfato (APHA, 2017). Para verificar a diferença da precipitação entre os períodos sazonais, foi realizado a análise de variância com auxílio do software estatístico PAST versão 4.0 (HAMMER et al, 2001).

Resultado e discussão

Quando comparamos as cinco áreas, identificamos maior volume de chuva nos coletores de precipitação total (IFAM-CMZL, INPA 1, INPA 2), principalmente no CGCBMAM. Nessas áreas a precipitação total variou de 44 a 350mm no período de estiagem, e de 142 a 528mm no período chuvoso. A precipitação interna no Bosque variou de 19 a 322 milímetros, com maiores volumes de chuva no primeiro semestre de 2022 que corresponde ao período chuvoso na região. Quando comparamos a precipitação total com a interna, a diminuição do volume da precipitação interna é esperada, pois parte da chuva incidente retorna para a atmosfera em forma de vapor, muitas vezes, antes mesmo do contato com a copa das árvores e, além disso, é perdida para o ambiente até chegar aos coletores dentro da floresta e ao solo. O volume da precipitação apresentou diferença significativa entre os períodos sazonais (p=0.002) (Figura 1). Figura 1. Variação sazonal da precipitação total (PT) e interna (PI) nas cinco áreas de estudo distribuídas no perímetro urbano de Manaus, Amazonas. Segundo D´avila Junior e Vieira (2019), os meses mais chuvosos na cidade de Manaus permanecem entre novembro a junho (abril mês mais chuvoso), e os menos chuvosos são os meses de julho, agosto (menos chuvoso), setembro e outubro. Este padrão também é observado no presente estudo, onde a região possui esse período sazonal bem distinto. Os valores de pH durante os meses de coleta variaram de 5,3 a 6,2 no período de estiagem, e entre 5,5 a 6,3 no período chuvoso, portanto, de levemente ácido à neutro. Os maiores valores de condutividade elétrica na água da chuva foram observados nos coletores de precipitação interna no Bosque da Ciência (5), apresentando sua condutividade em 35,2μS/cm durante a estiagem e de 17,2μS/cm no período chuvoso. Esse aumento da condutividade nesse ponto é devido aos íons presentes na água que escorrem da vegetação que é rica em nutrientes (Tabela 1). A condutividade elétrica mostra uma relação com a quantidade e distribuição da precipitação. A baixa condutividade elétrica é observada em quantidade de chuvas elevadas, distribuídas em curto intervalo de tempo, enquanto valores altos de condutividade elétrica são observados em menores quantidades de chuva, num intervalo de tempo maior (SANTOS & GASTMANS, 2016). Nesse sentido, identificamos também esse comportamento do aumento da quantidade no período de estiagem, quando ocorre uma diminuição no volume de chuvas na região (Tabela 1). Tabela 1. Média das variáveis físico-químicas e químicas da precipitação total e interna nas áreas da região urbana de Manaus, Amazonas. Os silicatos apresentaram variação média de 0,019mg/L a 0,104mg/L na precipitação total, e entre 0,134mg/L e 0,139mg/L na precipitação interna. Nitrito e nitrato apresentaram maiores concentrações no período de estiagem, principalmente na precipitação interna. A amônia não apresentou altas variações entre os períodos, porém, apresentou também maior concentração na precipitação interna. De modo geral, as variáveis fosfato, cloreto e ferro apresentaram maiores concentrações durante a estiagem e em especial nos coletores de precipitação interna (Tabela 1). Observamos que os nutrientes presentes nas águas das chuvas são fortemente influenciados pela área que os coletores estão instalados, por exemplo, áreas urbanas e naturais, assim como nas amostras provenientes da precipitação interna no Bosque da Ciência. Essas amostras apresentaram maiores teores de nutrientes quando comparamos com as áreas 1, 2, 3 e 4 (precipitação total). Este resultado foi fortemente influenciado pela lavagem da água da chuva nas árvores, folhas e troncos, que são ricos em nutrientes, e que acabam caindo nos coletores dentro da mata, e assim aumentando a quantidade de nutrientes que chega ao solo. Portanto, a quantidade e qualidade da chuva dependem de diversos fatores que influenciam na captação final dessa água no solo (Tabela 1). Segundo Lima et al. (2006), a precipitação total lava o dossel da floresta e consequentemente, aumentando a concentração de macronutrientes que será interceptado pela precipitação interna. Este padrão também foi observado no presente estudo, em especial na área do Bosque da Ciência que é localizado no fragmento florestal urbano. Neste ponto foram encontradas as maiores concentrações de nutrientes da precipitação interna. O processo de urbanização acaba acarretando problemas que impactam diversos setores, dentre eles o meio ambiente. Quando tratamos de chuva, segundo Fernandes (2013), altas concentrações de nutrientes presentes na atmosfera são indícios de forte influência antropogênica (Exemplo: Zinco e Nitrato). Embora algumas variáveis apresentaram valores mais elevados na estiagem, ainda assim, estas concentrações estão dentro da aceitabilidade para estes ambientes, não indicando alto grau de poluição e depreciação na qualidade da água da chuva.

Variação sazonal da precipitação total (PT) e interna (PI) nas cinco áreas de estudo distribuídas no perímetro urbano de Manaus, Amazonas.


Média das variáveis físico-químicas e químicas da precipitação total e interna nas áreas da região urbana de Manaus, Amazonas.

Conclusões

O volume de chuvas foi maior no período chuvoso, e esta característica da região influencia diversos processos no meio ambiente, como a cheia dos rios, a diluição de poluentes e a eficiência na interceptação de chuvas. Além disso, no período seco a água da chuva apresentou maiores concentrações de nutrientes tanto na precipitação interna, quanto na precipitação total. Entretanto, a água da precipitação interna apresenta uma característica de agregar maiores concentrações de nutrientes, principalmente no período seco, devido a lavagem das folhas e troncos que acabam sendo captadas pelos pluviômetros, que por sua vez, serão absorvidos pelo solo em um processo natural.

Agradecimentos

Agradecemos a equipe IETÉ/LBA pelo suporte e logística. Este trabalho é resultado de projeto de PD&I realizado a partir da parceria INPA/SAMSUNG, com recursos previstos na Lei nº8.387 de acordo com o artigo 39 do decreto 10.521/20

Referências

APHA. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 23 Ed. Editora American Public Health Association, EUA, 2017.
BENICIA, A. D. H. Água da chuva na Amazonia ocidental: química e composição isotópica. (Dissertação de Mestrado), Universidade Federal do Amazonas, Instituto de Ciências Exatas/ Programa de Pós-Graduação em Geociências. 2007.
D´AVILA JUNIOR, J. C. M.; VIEIRA, A. F. S. G. Padrões pluviométricos da Cidade de Manaus-AM: 1986 a 2015. Boletim Paulista de Geografia, 102, 1-31, 2019.
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