Qualidade da água da porção mineira da bacia do rio Paranaíba a partir de dados de monitoramento e de uso e ocupação do solo

Abstract

A avaliação e o monitoramento da qualidade da água são fundamentais para uma gestão eficiente dos recursos hídricos, pois permitem inferir a respeito das principais influências que acarretam na mudança da qualidade dos corpos hídricos. Entretanto, o monitoramento da qualidade da água pode gerar extensos bancos de dados que, na maioria das vezes, dificultam as tomadas de decisão. Técnicas de estatísticas multivariadas e não-paramétricas permitem a seleção dos parâmetros de qualidade da água mais relevantes, o agrupamento das estações de tratamento de acordo com suas similaridades e a análise das tendências espaço temporais. O objetivo geral deste estudo foi identificar os parâmetros que interferem na qualidade da água na porção mineira da bacia hidrográfica do rio Paranaíba em função do uso e ocupação do solo por meio de técnicas de estatísticas multivariadas e não-paramétricas, bem como apresentar resultados como auxílio para as agências de água e órgãos gestores de recursos hídricos, a fim de otimizar o monitoramento da qualidade da água. No capítulo 1 foram identificados os pontos mais críticos da bacia e os principais parâmetros que exercem influência na qualidade da água a partir de técnicas estatísticas multivariadas. Foram identificados quatro grupos de estações de monitoramento que sofrem influências da agricultura, esgoto sanitário e atividades de pecuária e mineração. Além disso, foi possível identificar a importância das Estações de Tratamento de Esgoto (ETE) nos municípios que pertencem a região estudada, além dos parâmetros que apresentaram maior percentual de violação à luz da legislação vigente. No capítulo 2, foram avaliadas as tendências espaço-temporais dos parâmetros, e a relação com as atividades econômicas, desenvolvimento populacional e indicadores de saneamento ambiental da bacia. A bacia hidrográfica foi estudada, considerando-se três de unidades de gestão: afluentes mineiros do baixo Paranaíba, rio Araguari e afluentes mineiros do alto Paranaíba. Como resultados, foi possível identificar o crescimento da classe de infraestrutura urbana, do índice de abastecimento de água e da produção de cana-de-açúcar e soja. Apesar do esgoto sanitário ainda ser um problema na bacia, o parâmetro de indicador de contaminação de origem fecal apresentou tendência de redução ao longo dos anos estudados. Os parâmetros associados às atividades de agricultura e pecuária apresentaram tendência de elevação, o que condiz com os aumentos das áreas de agropecuária nas regiões da bacia. A aplicação de técnicas estatísticas mostrou-se eficaz na identificação dos parâmetros que mais se destacaram na bacia, assim como auxiliou de maneira geral no monitoramento da qualidade da água e na identificação das possíveis fontes de poluição e dos principais parâmetros de qualidade da água violados. Palavras-chave: Estatística multivariada. Georreferenciamento. Atividades econômicas.

The assessment and monitoring of water quality are essential for an efficient water resources management, once they allow inferences about the main influences that lead to changes in the quality of water bodies. However, the water quality monitoring can generate extensive databases which, in most cases, make decision-making difficult. Thereby, multivariate and non- parametric statistical techniques emerge in order to assist the selection of the most important water quality parameters in the basin, cluster the wastewater treatment plants according to their similarities and analyze the spatiotemporal trends of the parameters. Thus, the general aim of this study was to identify the parameters that interfere in the water quality of a stretch of the Paranaíba watershed according to land use and occupation through multivariate and non- parametric statistical techniques, as well as to present tools for water agencies and water resources management organs to optimize water quality monitoring. In the chapter 1, different multivariate statistical techniques were applied in order to identify the most critical points in the basin and the main parameters that influence the water quality. Four groups of monitoring stations were characterized as being influenced by agriculture, wastewater, livestock and mining activities. In addition, it was possible to verify the importance of Wastewater Treatment Plants (WWTP) in the municipalities belonging to the region under study and the parameters that presented the highest percentage of violations according to the current legislation. In the chapter 2, the spatio-temporal trends of the parameters were evaluated, and the relationship with economic activities, population development and environmental sanitation indicators in the watershed. The basin was studied considering three management units: tributaries of the lower Paranaíba river, Araguari river and tributaries of the upper Paranaíba river. As a result, it was possible to identify the growth of the urban infrastructure, water supply index and production of sugarcane and soy. Although sanitary sewage is still a problem in the basin, the parameter of indicator of fecal contamination showed a tendency to decrease over the years studied. However, some parameters associated with agriculture and livestock activities showed an upward trend, which is consistent with the increases in agricultural areas in the basin regions. Thereby, the application of statistical techniques proved to be effective in identifying the parameters that stood out in the basin, as well as helping to monitor the water quality and identify possible pollution sources and main parameters violated within the watershed. Keywords: Multivariate statistics. Georeferencing. Economic activities.