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Análise Químico-Ambiental do Golfo de Batabanó

Análise Químico-Ambiental do Golfo de Batabanó


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Por Karel Mena Ulecia

O Golfo de Batabanó é o de maior peso econômico da indústria pesqueira cubana. Uma fiscalização realizada na barragem sul de Havana em 1996 refletiu um processo acelerado na costa sul desta província e a diminuição das taxas de pesca de algumas espécies, para as quais foi proposto um monitoramento ambiental na área.

Análise químico-ambiental da porção oriental do Golfo de Batabanó.

Resumo

O Golfo de Batabanó é o de maior peso econômico da indústria pesqueira cubana, abrigando em suas águas diversas espécies de alto valor comercial. Uma fiscalização realizada no dique sul da província de Havana em 1996 refletiu um processo acelerado na costa sul desta província e a diminuição das taxas de pesca de algumas espécies, para as quais foi proposto um monitoramento ambiental na área, com três. objetivos fundamentais: avaliar o comportamento dos compostos dos parâmetros de qualidade ambiental relacionados ao balanço da matéria orgânica do oxigênio dissolvido, o comportamento dos compostos dos ciclos do nitrogênio e do fósforo e determinar o índice de eutrofização por nutrientes. Para cumprir essas tarefas, uma rede de 17 estações de amostragem foi projetada e diferentes parâmetros hidroquímicos foram medidos como oxigênio dissolvido (método de winkler), demanda química de oxigênio (oxidação com permanganato e demanda bioquímica de oxigênio, entre outros, que refletiram um corpo de água mesotrófico .

Introdução


O Golfo de Batabanó tem um elevado interesse económico e social, a sua proximidade com a capital do país e a crescente necessidade de desenvolvimento agrícola e pesqueiro de Cuba, têm motivado a proposição de numerosos projectos de investigação e engenharia na área.

Trabalhos anteriores na região incluem os de Ionin et al., (1977), que mostram os traços característicos da estrutura das costas do Golfo de Batabanó; Basu et al., (1975) e Perigó et al., (1992) realizaram avaliações de qualidade ambiental relacionadas à contaminação de águas com materiais de origem orgânica, além da qualidade ambiental dos estuários do rio Las Casas e La Coloma que carregam para o Golfo altas cargas de poluentes.

Uma fiscalização realizada no dique sul da província de Havana em 1996, refletiu um processo erosivo acelerado e a diminuição da pesca de algumas espécies, para o qual foi proposto um monitoramento ambiental na área, com três objetivos fundamentais: avaliar o comportamento de os parâmetros de qualidade ambiental relacionados ao balanço de oxigênio dissolvido e matéria orgânica, e ao comportamento dos compostos dos ciclos de nitrogênio e fósforo, e determinam o índice de eutrofização por nutrientes. Para cumprir essas tarefas, uma rede de 17 estações de amostragem foi projetada e diferentes parâmetros hidroquímicos foram medidos como oxigênio dissolvido (método de Winkler), demanda química (oxidação com permanganato) e bioquímica do oxigênio, entre outros, que refletiam um corpo de água mesotrófica com uma tendência à eutrofização

Materiais e métodos

A área em estudo corresponde ao extremo oriental do Golfo de Batabanó, localizado entre os rios Hatiguanico e Majana, localizado a 82 ° 30´ de latitude norte e 83 ° 00´ de longitude oeste com uma profundidade média de 4,35 ± 1,41 m. Este ecossistema ocupa 77% da costa sul da província de Havana e representa um elemento ecológico fundamental na plataforma insular cubana. Sua extensão total é de 57 km e a área estimada é de 17.000 ha.

Quatro cruzeiros foram realizados na área (abril de 1998, agosto de 1999, março de 2000 e agosto de 2000) em uma rede de 17 estações de amostragem (Anexo-3). Esses cruzeiros corresponderam à estação seca (abril de 1998 e março de 2000) e à estação chuvosa (agosto de 1999 e agosto de 2000).

Amostragem e Análise

Amostras de água foram coletadas nos níveis da superfície e do fundo (4 metros de profundidade) usando uma garrafa Nansen. Amostras de oxigênio dissolvido (OD) foram analisadas no local usando o método clássico de Winkler (FAO, 1975). A amostra é tratada com um sal de manganês-II e iodeto alcalino, o precipitado de manganês reage com o oxigênio dissolvido para formar um precipitado marrom (MnO (OH) 2). A acidificação da amostra com ácido sulfúrico forma sulfato mangânico que atua como agente oxidante, liberando o íon iodeto do sal iodado. O iodo liberado é estequiometricamente equivalente ao oxigênio dissolvido. Buretas calibradas de 12 mL com descarga automática, pipeta automática e frascos Winkler entre 100 e 300 mL foram utilizadas neste teste.

As amostras de demanda química de oxigênio (DQO) e compostos dos ciclos de nitrogênio e fósforo permaneceram congeladas a -20 ° C, até serem analisadas em laboratório.

Na determinação da demanda bioquímica de oxigênio, mede-se o consumo de oxigênio necessário para degradar a matéria orgânica em cinco dias de incubação a 20 ° C, até que seja analisado em laboratório. Dois frascos são tomados, um mede oxigênio dissolvido no local Usando o método clássico de Winkler, o outro é incubado a 20 ° C por cinco dias. Após esse tempo, o oxigênio dissolvido é medido e a diferença entre o oxigênio dissolvido inicial é o que se considera a demanda bioquímica de oxigênio (DBO). O COD foi determinado por oxidação com permanganato em meio alcalino (FAO, 1975). O permanganato oxida compostos de origem orgânica, como carboidratos, fenóis, licores de resíduos de sulfito de celulose, aminoácidos, algumas gorduras industriais e proteínas. A amostra é tratada com permanganato de potássio em refluxo em uma solução de ácido sulfúrico a 50% a 130 ° C. O excesso de permanganato pode ser titulado volumetricamente usando um agente redutor, neste caso sulfato de amônio ferroso (SFA), usando ferroína como um indicador do ponto final.

A determinação de amônia foi realizada pelo método de Parsons. A amônia em um meio fortemente alcalino reage com o hipoclorito para formar monocloroamina, sob a influência catalítica do pentacian-nitrosil-ferrato-III-dissódico dissódico. A monocloroamina ataca o fenol, dando origem à n-cloroquinona monoimina. Esse composto reage com outra molécula de fenol e forma-se o indofenol azul, um composto colorido. A formação do azul de indofenol via monocloroamina é quantitativa em valores de pH entre 10 e 11. Para esta determinação, foram utilizados tubos de ensaio com cápsulas geladas, pipetas de 1 e 2 mL e espectrofotômetro Phillips PU8620 de 1992 (Parsons et al, 1985). .

Na determinação de nitratos + nitritos, a redução do nitrato dissolvido foi utilizada por meio de uma coluna preenchida com aparas de cádmio revestidas de cobre (coluna de redução), utilizando um tampão de pH 8,5, uma vez que todo o nitrato foi reduzido a nitrito, este é determinado por meio da clássica reação de Griess onde o íon nitrito reage com a sulfanilamida em meio ácido (pH entre 1,5 e 2,0), formando um sal diasônio. Este sal liga-se a α-naftil-etilenodiamina para dar um composto azo de cor rosa com uma absorvância máxima a 545 nm (Parsons et al., 1985). Neste método de análise, foram utilizados tubos de ensaio com cápsulas geladas, pipetas de 1 mL e o mesmo espectrofotômetro utilizado na determinação de amônia.

O fósforo inorgânico na água do mar é determinado pelo processo do azul de fosfomolibdênio, e isso é baseado na reação entre o ácido fosfórico e o ácido molíbdico. A redução desse ácido é um processo complexo que leva a diferentes formas reduzidas e diferentes tons de azul dependendo da concentração de fósforo inorgânico presente no meio. É usado como agente redutor do ácido ascórbico (Broberg e Petterson, 1988).

O índice de eutrofização associado aos nutrientes foi estimado de acordo com a equação de Kerydis (Montalvo et al, 2000):


Onde
I: Índice de eutrofização por nutrientes
C: Logaritmo da concentração total do nutriente durante a fase de estudo
X: Concentração total de nutrientes durante a fase de estudo no ponto de amostragem (mmol / L).
R: Número de pontos de amostragem.

Resultados e discussão
Oxigênio dissolvido e matéria orgânica

As concentrações médias de oxigênio dissolvido nos quatro cruzeiros ultrapassam o valor de 5,0 mg / L, valor limite estabelecido pela Norma Cubana 25 (NC 25, 1999) para o desenvolvimento normal da vida no meio marinho. No cruzeiro realizado em abril de 1998, 100% das medições deram acima do valor mencionado, com concentrações variando entre 6,4 e 7,98 mol / L. No cruzeiro realizado em agosto de 1999, nas estações de amostragem 27 e 28, foram detectados valores inferiores a 5,0 mg / L. Este cruzeiro apresentou concentrações médias de oxigênio dissolvido de 6,31 mg / L devido à contribuição extra de matéria orgânica no período chuvoso, estando relacionado a uma alta demanda bioquímica de oxigênio (DBO), consumindo muito oxigênio na oxidação microbiológica da matéria orgânica . As maiores concentrações deste parâmetro foram registradas nos cruzeiros realizados em abril de 1998 e março de 2000 (correspondentes à estação seca) onde foram medidos valores da ordem de 7,05 mg / L e 7,21 mg / L respectivamente, devido à escassa ocorrência de chuvas neste mês.

Um aumento na matéria orgânica facilmente biodegradável é observado nos quatro cruzeiros (tabela-1). A análise de variância mostra que existem diferenças significativas entre os cruzeiros para todos os parâmetros estudados (Anexo-1).

Tabela-1 Valores médios e desvio padrão dos parâmetros hidroquímicos oxigênio dissolvido (OD) e matéria orgânica.

CRUSEIROSDO (mg / L)BOD (mg / L)COD (mg / L)CO (umol / L)
Abril de 19987.05±0.341.75±1.264.90±2.02151.2±62.2
Agosto de 19996.31±0.922.51±1.263.93±1.73121.11±44.71
Março - 20007.21±0.631.38±0.141.87±1.4557.60±40.77
Agosto-20006.56±0.511.69±1.483.49±1.06107.50±32.59

O cruzeiro realizado em agosto de 1999 é o que apresenta a maior proporção de matéria orgânica facilmente biodegradável, atingindo o valor médio de DBO de 2,51 mg / L. O BOD no cruzeiro realizado em 1998 foi baixo, sendo aquele com maior concentração de matéria orgânica que não pode ser facilmente degradada, o que é corroborado pelos elevados valores de CO e COD, 151,2 umol / L e 4,90 mg / L, respectivamente. O menor valor médio de matéria orgânica corresponde ao cruzeiro realizado em março de 2000 (1,38 mg / L de DBO), isto corresponde a uma água de qualidade duvidosa segundo (NC 25, 1999) (tabela-2).

Tabela-2 Indicadores químicos da qualidade da água para uso pesqueiro (NC 25, 1999).

Indicador BoaDuvidosoRuim
OD> 5 mg / L3-5 mg / L<3 mg / L
BOD<1 mg / L1-2 mg / L> 2 mg / L
AMÔNIO

<0,03 mg / L

<2,14 umol / L

0,03-0,05 mg / L

2,14-3,57 umol / L

> 0,05 mg / L

> 3,57 umol / L

Nitratos

<0,01 mg / L

<0,71 umol / L

0,01-0,6 mg / L

0,71-4,29 umol / L

> 0,6 mg / L

> 4,29 umol / L

NITRITOS

<0,05 mg / L

<3,57 umol / L

0,05-1,5 mg / L

3,57-110 umol / L

> 1,15 mg / L

> 110 umol / L

FOSFATOS

<0,05 mg / L

<1,61 umol / L

0,05-0,20 mg / L

1,61-6,45 umol / L

> 0,20 mg / L

> 6,45 umol / L

Compostos do ciclo de nitrogênio e fósforo

Dos compostos do ciclo do nitrogênio inorgânico, o mais abundante era o amônio; No cruzeiro realizado em abril de 1998, representou 83,88% do nitrogênio inorgânico total (tabela 3). As menores concentrações de amônio foram relatadas em agosto de 1999 com um valor médio de 1,81 mol / L, representando 35,15% do nitrogênio inorgânico total medido neste cruzeiro, devido a uma predominância dos processos de biossíntese de compostos organo-nitrogenados sobre sua mineralização ( Montalvo et al., 1997). A alta disponibilidade de amônia está associada aos processos de geração no local e que contribuiu com águas residuais.

Tabela-3 Valores médios e desvio padrão dos compostos do ciclo do nitrogênio inorgânico dados em µmol / L.

CruseirosNH4NO3 + NO2N. inorgânico total
Abril de 19986.45±4.312.15±2.067.99±5.65
Agosto de 19991.81±2.203.34±3.325.15±4.71
Março de 20003.72±2.656.33±8.8210.05±9.85
Agosto-20002.69±1.871.41±1.753.82±2.25

No cruzeiro realizado em março de 2000, as formas oxidadas do nitrogênio inorgânico (NO3 + NO2) apresentaram concentrações marcantes. Este cruzeiro teve a maior concentração média da etapa de estudo (6,33 µmol / L) atribuída a uma possível alta taxa de nitrificação com proliferação de bactérias nitrificantes do gênero N itrosomonas e Nitrobacter (Hoch e Kidchuan, 1995).


As menores concentrações das formas oxidadas de nitrogênio inorgânico foram registradas em agosto de 2000 com um valor médio de 1,41 µmol / L e suas causas fundamentais são a possível predominância de processos de amonificação onde a matéria orgânica nitrogenada é oxidada a dióxido de carbono por meio do ciclo do ácido tricarboxílico e o nitrogênio ligado a este material é liberado para o meio ambiente na forma de amônia em uma via metabólica alternativa devido à baixa disponibilidade de carbono orgânico (Simpson et al., 1997), e também a um possível consumo excessivo dessas formas oxidadas por os produtores primários (Soto e Álvarez, 1995).

As concentrações médias de fósforo inorgânico nos quatro cruzeiros realizados na parte oriental do Golfo de Batabanó estão abaixo do limite superior relatado pelo Padrão Cubano (NC 25, 1999) para o desenvolvimento normal da vida nas águas marinhas para uso pesqueiro. O maior valor foi detectado em agosto de 2000 (1,41 µmol / L) e o menor em agosto de 1999 (0,22 µmol / L) devido a um possível consumo excessivo deste nutriente pelos produtores primários e perdas por precipitação sobre os sedimentos em consequência de um aumento no pH do meio; devido à intensa atividade fotossintética (Montalvo et al., 2000).

Índice de eutrofização

Os valores do índice de eutrofização (EU) por nutrientes são representados no (Anexo-2).

O grau de eutrofização causado por compostos nitrogenados, em geral, corresponde a um sistema mesotrófico marinho.

Tabela-4¨ Classificação dos sistemas de acordo com o índice de eutrofização por nutrientes (Satyanarayama et al., 1992) ¨

Índice de eutrofizaçãoClassificação
Maior que 5Altamente eutrófico
3-5Mesotrófico
Menos de 3Oligotrófico

Com o aumento gradativo da concentração desses compostos na área de estudo, pode-se induzir a sua hipertrofia (excesso de nutrientes em um ecossistema), o que provoca a queda do oxigênio dissolvido e, consequentemente, a morte de grande quantidade de organismos de alto valor comercial , esse processo é chamado de eutrofização. Assim como os compostos nitrogenados, os valores de carbono orgânico situam-se na faixa de um sistema mesotrófico (3 exceto nas estações 11 e 12. Em geral, o índice de eutrofização por nutrientes se comportou de maneira homogênea. Esses valores estão na faixa de um sistema mesotrófico com tendência à hipertrofia do sistema, com exceção do índice de eutrofização causado por compostos fosfatados, que correspondem a um sistema oligotrófico devido ao alto consumo desses compostos pelos produtores primários (Richerson e Jorgensen, 2000).

Conclusões
- Os elevados níveis de oxigênio dissolvido detectados durante a fase de estudo indicam uma elevada produção primária, característica de corpos d'água mesotróficos.

- O amônio é a forma predominante de nitrogênio inorgânico no estágio de estudo, com concentrações que excedem o limite de qualidade relatado para um sistema aquático (NC 25, 1999).

- As concentrações de fósforo inorgânico são baixas, evitando a eutrofização do meio.

- Em geral, o índice de eutrofização por nutrientes indica um corpo d'água mesotrófico com tendência à eutrofização.

recomendações

- É urgente reduzir ou eliminar as principais fontes poluentes que são despejadas no Golfo de Batabanó, que provocam desequilíbrios de matéria orgânica que ultrapassam a capacidade do ecossistema de se purificar. Esses valores podem causar um colapso produtivo em uma das plataformas marítimas mais ricas de Cuba.

- Estabelecer um plano de monitoramento permanente para diagnosticar a evolução futura deste ecossistema.

- A necessidade de repovoar com mangue vermelho ( Rhizophora mangle) as zonas afetadas pela erosão, para evitar o atual recuo da linha de costa e a melhoria do equilíbrio ecológico (Basu et al., 1975).

ANEXO-1 Análise de variação por navios de cruzeiro para os parâmetros hidroquímicos medidos na área de estudo.

ParâmetrosUnidadeF calculadoValor críticoGraus de liberdade
ODmg / L14.6152.67303
BODmg / L7.81883.08822
BACALHAUmg / L22.14162.67303
Amônioµmol / L65.5352.67303
NO3 + NO2µmol / L7.04412.67303
N. totalµmol / L24.71322.67303
Fosfatosµmol / L11.33782.67303

Anexo-2 "Índice de eutrofização de nutrientes"

TemporadasC. OrgânicoNO3 + NO2NH4PO4
74.13.12.92.5
84.33.42.92.5
94.33.23.22.4
104.82.83.02.6
114.32.93.23.2
124.62.83.13.0
133.92.63.32.7
153.94.23.22.4
164.02.52.72.6
183.92.82.72.1
193.92.63.02.1
224.52.53.02.2
234.22.82.92.3
274.52.63.42.2
284.22.52.82.5
2B4.02.92.82.2

ANEXO-3 ¨ Rede de estações de amostragem ¨


Referências
- Basu A, Súarez G, Perigó E, Vasquez R (1975). Prospecção de alguns parâmetros que influenciam a poluição na zona sudoeste da plataforma cubana. INP / CIP Rev. Inv.
- Broberg O, Petterson J (1988). Determinação analítica de ortofosfato em água. Rev. Hidrología, 170, páginas 45-59.
- CEGIA (1996). Relatório da fiscalização ambiental estadual realizada no Dique Sul da Província de Havana. CITMA. Página- 14
- FAO (1975). Manual de métodos de pesquisa ambiental aquática: Método para detecção e monitoramento da poluição da água. FAO Lich Tecnologia e papel. Página 37-237.
- Hoch M.P, Kirchman D.L (1995). Absorção de amônio por bactérias heterotróficas no Estuário Deleaware e águas costeiras adjacentes. Limnologia e Oceanografia. 40 (5). Página 45-56.
- Ionin A.S, Pavlidis Y, Avello O (1977). Geologia da plataforma marinha cubana. Editorial Moscou. P. 216.
- Montalvo J.F, Perigó E, Espinosa J, García I (2000). Prospecção de variáveis ​​hidroquímicas de qualidade ambiental na zona costeira entre o rio Hatiguanico e Majana. Contribuição para a educação e proteção ambiental. 1. 15-26.
- Montalvo J.F, Revilla N, Rodríguez A, Delgado G (1997). Hidrologia e nutrientes na lagoa costeira Viaducto, Tunas de Zaza, Santi Spíritus. I Convenção Internacional sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento. MARCUBA. 20-27.
- Cuban Standard 25 (1999). Sistemas de normas para a proteção do meio ambiente. Especializações e procedimentos de exalação de objetos aquáticos para uso pesqueiro. Página 5-15.
- Perigó E, Súares G, Arencibia G, Martín A, Romero T (1992). Panorama atual de contaminação em áreas da plataforma cubana. Resolução 1246. CIP / MIP.
- Parsons S.T, Marta Y, Lali W. (1985). Métodos químicos e biológicos manuais para análise de água do mar. Eds. Pergamon. Londres. REINO UNIDO.
- Richerson J.S, Jorgensen B.B (2000). Definição, história e efeito da eutrofização. União Geofísica. Washington. Estados Unidos.
- Satyanarayama D, Sahu S.D e Panigraphy P.K (1992). Avaliação da eutrofização no ambiente marinho de Visakhapatnam usando o índice de nutrientes como ferramenta. Indian J. Mar. Sci. 21 (2).
- Simpsons J.H, Gong W. K, Ong J.E (1997). A determinação do fluxo de um sistema de estuário de mangue. Estuários. 20 (1).
-Soto G, Álvares S (1995). Nutrientes inorgânicos nos canais de inundação dos pântanos da Baixa Califórnia. Rev. Marine Sciences. 17 (3). Página 54-60. www.EcoPortal.net

* Instituto Karel Mena Ulecia de Geografia Tropical.
Calle F # 302 entre 13 e 15, Plaza Municipality, Havana, Cuba. CP-10600.


Vídeo: Questionando um desastre ambiental. Papo com a Liga (Julho 2022).


Comentários:

  1. Odanodan

    Sinto muito, mas na minha opinião você está errado. Proponho discuti-lo. Escreva-me em PM.

  2. Fahesh

    Eu acredito que você estava errado. Tenho certeza. Eu sou capaz de provar isso.

  3. Darn

    Acho que isso é um delírio.

  4. Mervin

    Me compreende?

  5. Gameel

    Você permite o erro. Eu posso provar. Escreva para mim em PM.

  6. Adne

    Eu considero, que você não está certo. Vamos discutir isso.



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