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Title: Relações multivariadas da bacia hidrográfica do rio Piracicaba/MG : qualidade das águas superficiais.
Authors: Almeida, Vinícius Geraldo
metadata.dc.contributor.advisor: Silva, Gilmare Antônia da
Sant'Anna, Eneida Maria Eskinazi
Keywords: Bacias hidrográficas - Piracicaba, Rio - Minas Gerais
Controle de qualidade da água - métodos estatísticos - abordagem multivariada
Estatística não-paramétrica
Água - qualidade - medição
Controle de qualidade da água - estações de monitoramento.
Instituto Mineiro de Gestão das Águas - IGAM
Issue Date: 2022
metadata.dc.contributor.referee: Silva, Gilmare Antônia da
Sant'Anna, Eneida Maria Eskinazi
Oliveira, Sílvia Maria Alves Correa
Santiago, Aníbal da Fonseca
Citation: ALMEIDA, Vinícius Geraldo. Relações multivariadas da bacia hidrográfica do rio Piracicaba/MG: qualidade das águas superficiais. 2022. 155 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) – Núcleo de Pesquisas e Pós-Graduação em Recursos Hídricos, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2022.
Abstract: A bacia hidrográfica do rio Piracicaba é uma das seis Circunscrições Hidrográficas da porção mineira da Bacia Hidrográfica do Rio Doce. Nos limites da bacia, estão inseridos 21 municípios do estado de Minas Gerais que abrigam indústrias da mineração, siderurgia, áreas de agropecuária, silvicultura e elevada densidade populacional. É recorrente na literatura o termo “mosaico de problemas ambientais” para explicar a dinâmica entre empreendimentos industriais e os impactos ambientais na bacia. As estações climáticas definidas, com períodos chuvosos e secos bem delineados, possibilitam identificar a diferença no comportamento dos poluentes nas águas da bacia. Para compreender a dinâmica das águas da bacia foi utilizada a série de dados disponibilizada pelo Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM) contendo 26 parâmetros entre os anos de 2000 e 2020. Foram utilizadas técnicas das análises multivariadas (análises das componentes principais (PCA) e redes neurais de Kohonen), técnicas de análise não paramétricas (Kruskal-Wallis e Spearman) e cálculos da estatística clássica para observar os agrupamentos e as relações entre os dados das estações e anos estudados. O resultado mostrou que grande parte dos dados apresenta diferença significativa e distribuição não-normal. Historicamente ocorre no período chuvoso o aumento das concentrações de Fe e Mn nas águas, além dos sólidos totais e da turbidez. Nas estações secas, as concentrações de demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e fósforo tendem a aumentar, indicando insuficiência no tratamento de efluentes domésticos e o consequente descarte irregular. Ao se avaliar as concentrações de indicadores fecais (IF), Fe, P, Mn, sólidos suspensos totais (SST) e turbidez, nota-se que estes estão acima do limite legal para rios classe 2 na maioria das análises. Quando realizada a classificação das estações de monitoramento por fragmento do rio principal, observa-se que os pontos próximos a nascente possuem comportamento próprio na dinâmica/concentração de contaminantes, reunindo os pontos de melhor qualidade hídrica. Os tratamentos realizados evidenciam que os pontos 9, 12 e 13, localizados em Itabira, Ipatinga e Timóteo, respectivamente, apresentam as piores qualidades hídricas por estarem localizados a jusante de regiões industriais e de elevada densidade populacional nos limites da bacia. O Índice de Qualidade das Águas (IQA) mostrou que os cursos se enquadram nas classes regular e médio desse índice. O leito principal da bacia hidrográfica recebe a classificação classe 2, onde o uso das águas deve ocorrer após tratamento simplificado, no entanto a BHRP apresenta características de corpos hídricos de classe 4 em função do nível de contaminação atual.
metadata.dc.description.abstracten: The Piracicaba river basin is one of the six watersheds in the Minas Gerais portion of the Rio Doce Hydrographic Basin. In its limits, are inserted 21 cities of the state of Minas Gerais that shelter industries of mining, steel, areas of agriculture, forestry, and high population density. The term “mosaic of environmental problems” is recurrent in the literature to explain the dynamics between industrial enterprises and the environmental impacts in this basin area. The defined climatic seasons, with well-defined rainy and dry periods, make it possible to identify the difference in the behavior of pollutants in the water samples. To understand the dynamics of the waters of the basin, the data series made available by the Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM) containing 26 parameters between the years 2000 and 2020 was used. Multivariate analysis techniques (principal component analysis (PCA) and Kohonen neural networks), non-parametric analysis techniques (Kruskal-Wallis, Shapiro-Wilk and Spearman) and classical statistical calculations were used to observe the clusters and relationships between data from the seasons and years studied. The result showed that most of the data present a significant difference and non-normal distribution. Historically, during the rainy season, there is an increase in Fe and Mn, total solids, and turbidity concentrations in the water. During the dry seasons, the concentrations of BOD, coliforms and phosphorus increase indicate poverty in the treatment of domestic effluents and the consequent irregular disposal. When evaluating the legal limit concentrations’ fecal indicators, Fe, P, Mn, SST, and turbidity are above the expected for Class 2 rivers in most analyses. When evaluating the behavior of the main river, it is observed that the points near the source have different organization and better quality than the points in the middle and mouth. The treatments carried out call attention to points 9, 12 and 13 because they are located downstream from industrial regions and with the largest populations, consequently presenting a worse behavior when compared to the others. The results of the Water Quality Index (IQA) allow to infer that the main river presents values of the regular and medium classes of this index. Piracicaba’s river receives the classification class 2, where the use of water must occur after simplified treatment, however the BHRP presents characteristics of water bodies of class 4 due the current level of contamination.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. Núcleo de Pesquisas e Pós-Graduação em Recursos Hídricos, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/15168
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 18/08/2022 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite a adaptação.
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