Efeito potencial de gradiente trófico em rio urbano na formação de trihalometanos

Abstract

Neste trabalho foi realizado um estudo para a associação do potencial de formação de trihalometanos (THMs) com o gradiente trófico de um rio urbano. Para isso amostras foram coletadas em dois diferentes pontos (montante e jusante) do arroio Capivara, localizado em Porto Alegre, RS. Foram analisadas variáveis como temperatura, pH, condutividade, potencial redox, oxigênio dissolvido, salinidade, vazão, nitrogênio total, amônia, fósforo total, fósforo reativo, sólidos, trihalometanos, cloro livre e combinado, turbidez, UV 254 nm, clorofila a, fitoplâncton, carbono orgânico dissolvido (COD) e demanda química de oxigênio (DQO). Em laboratório essas amostras foram cloradas e submetidas a um teste de jarros para simular os processos de tratamento de água e desinfecção como pré-cloração, pós-cloração e pré + póscloração. Após mediu-se a concentração de THMs dessas águas cloradas nos tempos de reação determinados, que foram analisados por ANOVA. Por fim foram criados modelos de regressão estatística que tentam relacionar as diferentes variáveis da água bruta com seu potencial de formação de THMs. Estes modelos foram validados pelo método de validação cruzada. A classificação do estado trófico, feita com base nas curvas de distribuição da variável clorofila a, determinou o ponto à montante como sendo mesotrófico e o ponto à jusante como oligotrófico. A classificação com base nos dados de nitrogênio total e fósforo total apontou os dois pontos como eutróficos, mas de acordo com os resultados de variáveis como densidade de fitoplâncton se decidiu utilizar a classificação com base na clorofila a. Foi feita uma análise de variância com os resultados de THMs formados para verificar diferenças entre pontos, tratamentos utilizados e meses de coletas. Não foi encontrada diferença significativa entre pontos de amostragem e tratamentos utilizados. Por isso nesse estudo não foi possível relacionar o gradiente trófico do rio urbano com o potencial de formação de THMs, nem avaliar qual tratamento produz mais THMs. Foi encontrada diferença significativa (P<1%) entre os meses de coletas, onde as maiores produções de THMs ocorreram no período de julho a setembro. Essa maior produção nesse período não ocorreu devido a nenhuma variável descritora do estado trófico, temperatura ou pH, mas sim pela matéria orgânica disponível no rio (quantidade e tipo) e o cloro residual elevado nesses meses. Os modelos de regressão determinados apresentaram valores de R² razoáveis, em torno de 0,4. Isso indica que eles devem ser utilizados com cuidado, pois não possuem muita precisão. Mas por serem validados podem ser utilizados por outras pessoas para se ter uma noção da concentração final de THMs.

In this work a study for the association of the THM formation potential with the trophic gradient of an urban stream was carried through. For this samples were collected in two different points (upstream and downstream) of the Capivara stream, located in Porto Alegre, RS. It had been analyzed variables as temperature, pH, conductivity, redox potential, dissolved oxygen, salinity, flow, total nitrogen, ammonia, total phosphorus, reactive phosphorus, solids, trihalomethanes, free and combined chlorine, turbidity, UV 254 nm, chlorophyll, phytoplankton, dissolved organic carbon and chemical oxygen demand. In laboratory these samples had been chlorinated and submitted to a jar test to simulate the processes of water treatment and disinfection as prechlorination, postchlornination and pre + postchlorination. Then the concentration of THMs of these chlorinated waters in the determined reaction times had been measured, and had been analyzed by ANOVA. Finally regression models had been created that try to relate the different variables of the raw water with its THM formation potential. These models had been validated by the cross-validation method. The classification of the trophic state, made on the basis of the distribution curves of the variable chlorophyll, determined the upstream point as being mesotrophic and downstream point as oligotrophic. The classification on the basis of the data of total nitrogen and total phosphorus pointed both points as eutrophic, but in accordance with the results of variables as phytoplankton density it had been decided to use the classification on the basis of chlorophyll. An analysis of variance with the results of formed THMs was made to verify differences between points, treatments and months of collections. It was not found significant difference between sampling points and treatments. Therefore in this study it was not possible to relate the trophic gradient of the urban stream with the THMs formation potential, nor to evaluate which treatment produces more THMs. It was found significant difference (P<1%) among the months of collections, where the biggest productions of THMs had occurred in the period of July to September. This bigger production in this period did not occur due to any describing variables of the trophic state, temperature or pH, but for the available organic matter in the stream (amount and type) and elevated residual chlorine in these months. The regression models determined had presented reasonable values of R², around 0,4. This indicates that they must be used carefully, because they do not possess much precision. But by being validated they can be used by other people to have a notion of the final THMs concentration.