Barcellos E. S., Ferreira M. M. C., Dias C. A., Oliveira D. M., “Construção de Modelos de Enquadramento de Cursos de Água” ["Construction of models for water courses treatment"]. Poços de Caldas, MG, 25-28/05/1998: 21a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química: Perspectivas para a próxima década [21st Annual Meeting of the Brazilian Chemical Society: Perspectives for the next decade], Livro de Resumos [Book of Abstracts], 3 (1998) AB-032. Poster AB-032.
CONSTRUÇÃO
DE MODELOS DE ENQUADRAMENTO DE
CURSOS
DE ÁGUA
Autores:
Edilton de Souza Barcellos (PG)., Márcia Miguel Castro
Ferreira
(PQ).., Celina Aparecida Dias (PQ)..., Dirce Martins de
Oliveira
(PQ)...
Instituição:
.Instituto de Química/Unicamp, ..Instituto de Química/Unicamp,
...Centro
de controle Ambiental - Secretaria de Estado do Meio Ambiente do
Mato
Grosso do Sul
Palavras-chave: análise
multivariada, poluição hídrica, quimiometria.
A preocupação com a questão ambiental
tem crecido de forma significativa
nos últimos anos.
Atestam tal fato, o grande número
de eventos realizados em
vários países,
abordando o tema. Somente nos últimos
quase quarenta anos,
destacam-se por
sua impotância e repercussão, o
relatório do Clube de Roma
(1972), a Conferência
Mundial Sobre o Meio Ambiente, em Estocolmo
(1972), a
Declaração
de Cocoyoc (1974), o relatório da
Comissão Bariloche - de menor
divulgação
provavelmente devido ao alcance de suas revelações
e teor de suas
propostas (1976),
o relatório Brundtland - "O Nosso
Futuro Comum" - (1987), a
Conferência da ONU
sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - ECO/92 - (1992)
e,
finalmente, a Conferência
de Kioto (1997).
A ocorrência de cada evento deixa,
por um lado, cada vez mais nítida
a
existência de diferentes
prioridades. Por outro lado, torna patente
a existência de
interesses antagônicos
entre os países centrais (especialmente
os EEUU) e os
países periféricos,
como o demostrado na conferência
de Kioto, no caso da
redução de
emissões gasosas.
Não obstante a existência de tais interesses,
não deixam de ter importância,
os esforços, ainda
que insuficientes, que vários países, através
de seus governos e
de instituições
públicas e privadas, vêm imprimindo
na tentativa de minimizar os
problemas ambientais.
É neste contexto que se insere o presente trabalho.
Êle é apenas uma infima
parte desta cadeia.
Deseja-se contribuir com novos métodos de análise
de dados,
para avaliação
de ambientes sujeitos a ações poluidoras.
Neste sentido, a partir de um conjunto de dados,
referentes a seis estações
de coleta,
fornecidos pelo Centro de Controle Ambiental (CCA)
de Secretaria de
Estado do Meio
Ambiente do Mato Grosso do Sul (SEMA/MS), envolvendo os
rios
Aquidauna, Cachoeirão
e foz do rio Agogo, percentences
a Sub-bacia do rio
Miranda, na Bacia
do Alto Paraguai (BAP), gerou-se uma matriz constituída
de 59
amostras e
16 variáveis, dentre os
quais o pH, oxigênio
dissolvido (OD),
condutividade (Condut),
nitrogênio Kjedhal total (NKT),
demanda bioquímica de
oxigênio (DBO)
e temperatura (T). Tentou-se, então,
desenvolver modelos de
classificação
que venham a facilitar a tarefa e tornar mais confiável a
caracterização
para fins de enquadramento,
de tais cursos d'água.
O principal objetivo deste trabalho centra-se no desenvolvimento
de modelos
capazes de descrever,
num nível de confiança da estatística
trivial, as relações
existentes entre agentes,
naturais e não-naturais, poluidores
e corpos de água
sob estudo, representados
pelas suas estações de coleta.
Dados referentes a poluição ambiental são
sempre de dificil análise devido à
gama de variáveis
envolvidas, à sua natureza, e à
resposta do meio ambiente, a
qual por sua vez, varia
com o tempo, com a mudança de condições climáticas
e com
as variações
das cargas de poluentes ao longo do tempo.
Essas dificuldades tornam impossível a
aplicação de métodos univariados.
Nestes casos,
quando se trata de análise de dados
multivariados, recorre-se à
quimiometria. Os métodos
quimiométricos, ainda de incipiente aplicação
no Brasil,
permitem a análise
simultânea de todas as amostras e variáveis envolvidas,
a partir
da construção
de matrizes dos dados levantados, conduzindo
a resultados mais
precisos e exatos sobre
a realidade de problema analisado.
Acresente-se que segundo o
relatório SEMA/MS os cursos
d'água em
questão são
de boa qualidade.
No presente caso, realizou-se uma Análise Hierárquica
de Agrupamentos e
uma Análise de Componentes
Principais. Esses procendimentos permitiram verificar
a existência
de 5 classes dentre as seis estações
de coleta, três das quais
separadas pela
primeira componente principal (a estação
menos afetada por
poluentes, tendo teor relativamente
alto de oxigênio dissolvido e pH mais baixo em
relação
a outras estações; a estação
mais afetada por poluentes tendo pH e
condutividade mais elevada
e baixos teores de fosfato; e a estação correspondente
a foz do rio Agogo
tendo valores de pH e condutividade elevados
e temperatura
mais baixa em relação
a outras estações). Uma outra estação,
a situada na foz do
rio Aquidauna,
foi separada pela terceira componente principal.
Do total de 16
variáveis
utilizadas, cinco delas (condutividade,
pH, OD, T e fosfato total)
mostraram-se
importantes na caracterização
acima, tendo a condutividade
aparecido sempre como variável
importante.
Os resultados permitem concluir, num
primeiro momento, que é possível
fazer previsões
mínimas em relação a
lançamentos provenientes de atividades
industriais e
domésticas instaladas e por instalar - com base
em um crescimento
previsível de ocupação
da região - em função da natureza dos
agentes causadores
da poluição
hídrica.
Bibliografia
1 - MALINOVSKI,
E.R. "Factor Analysis in Chemistry", 2nd
Ed., John Wiley &
Sons, Inc., USA, 1991.
2 - MANAHAN,
S.E. "Environmental Chemistry", 6th Ed., CRC Press,
Inc., USA,
1994.
3 - GOVERNO DO MATO GROSSO
DO SUL. "Relatório SEMA/MS", 1995.
[CAPES,FAPESP]
CONSTRUCTION OF MODELS FOR WATER COURSE TREATMENT
Authors:
Edilton de Souza Barcellos (PG)., Márcia Miguel Castro
Ferreira
(PQ).., Celina Aparecida Dias (PQ)..., Dirce Martins de
Oliveira
(PQ)...
Institution:
.Instituto de Química/Unicamp, ..Instituto de Química/Unicamp,
...Centro
de controle Ambiental - Secretaria de Estado do Meio Ambiente do
Mato
Grosso do Sul
Key-words: multivariate analysis,
water pollution, chemometrics.
Environmental problems have gained significant
attention in the last years.
Many meetings from
this area confirm this fact. In the
last forty years there were
several events that are
worth to mention: the Roman Club report (1972), the United
Nations Conference On The
Human Environment in Stockholm (1972), the Cocoyoc
Declaration (1974), the
Bariloche Commission Report - which is less known probably
because of the extent
o its discoveries and the content of its proposals (1976),
the
Brundtland Report - "Our
Common Future" - (1987), the United Nations Conference
on Environment
and Development o - ECO/92 -
(1992), and finally, the Kyoto
Protocol (1997).
These events have shownmore and more clearly
the existence of different
priorities. On other side,
they show evidently antagonistic interests between central
countries (especially
the US) and peripheral countries, as at the
Kyoto Protocol
about gaseous emissions.
Regardless of the imparct of such interests, the efforts, still
insuficient, coming
from governments and
public and private institutions in various countries, present a
tentative to minimize environmental
problems.
This is the context of the present work. It is
only a small part of these efforts.
The purpose is
to contribute to the data analysis by
applying new methods, to
evaluate the pollutant actions
on the environment.
In this sense, data were used as obtained from
six data collection stations of
the Centro de
Controle Ambiental (CCA) de Secretaria
de Estado do Meio
Ambiente do Mato Grosso
do Sul (SEMA/MS), located at the
rivers Aquidauna,
Cachoeirão and the
mouth of the river Agogo, all belonging to the
sub-basin of the
rio Miranda,
in the basin of Alto Paraguai (BAP). A data matrix was
created for 59
samples and from 16 variables:
pH, dissolved oxygen (DO), conductivity (Conduc),
total nitrogen by Kjedhal
(TNK), biochemical oxygen demand (BOD) and temperature
(T). A classification
model was developed to facilitate reliable data characterization,
with the final purpose as
water course treatments.
The main aim of this work is the development
of statistically reliable models
which can describe relations
between natural and non-natural agents, and between
pollutants and
water bodies under study, in relation to the stations
where the data
were collected.
Environmental pollution data are always difficult
to analyze due to the large
number of variables and
their complex natures. Another reason for the difficulty
is
the environmental
reply which varies by time, following climatic changes
and the
amound of pollutants as
the function of time.
The difficulties make impossible the application of univariate methods.
In such
cases of the the multivariate
data analysis, one turns to chemometrics. Chemometric
methods, still of incipient
use in Brazil, enable simultaneous analysis of all data and
samples under study,
by using the matrix constructed from the data and directing to
more precise and exact
results related to the reality of the problem
under study.
It is important to say that the water courses data from the SEMA/MS report
are
of good quality.
In the present case, Hierarchical Cluster Analysis and
Principal Component
Analysis were performed.
In these procedures, 5 distinct classes were
observed
as related to
the collection stations. Three stations were separated
by the first
principal component
(the station that was the least affected by the pollutants,
with
relatively high
dissolved oxigen content and the lowest pH
relative to the other
stations; the station that
was the most affected by the pollutants, having the highest
pH and conductivity,
and with the lowest phosphate contents; and the station from
the river Agogo, with
elevated pH and conductivity and the
lowest temperature
relative to
the other stations). Another station at the mouth
of the rio Aquidauna
was separated by the third
principal component. From the total of 16 used variables,
five (conductivity,
pH, DO, T and total phospate) showed
to be important for the
above characterization,
with conductivity as always important variable.
The results lead to the first conclusion that
it is possible to make minimal
predictions about the consequences
of industrial and domestic activities. This
is
based on prediction
of possible occupation of the region, in fuction of the nature of
water pollutants.
Literature
1 - MALINOVSKI,
E.R. "Factor Analysis in Chemistry", 2nd
Ed., John Wiley &
Sons, Inc., USA, 1991.
2 - MANAHAN,
S.E. "Environmental Chemistry", 6th Ed., CRC Press,
Inc., USA,
1994.
3 - GOVERNO DO MATO GROSSO
DO SUL. "Relatório SEMA/MS", 1995.
[CAPES,FAPESP]