ESTATÍSTICA MULTIVARIADA APLICADA À ANÁLISE DE QUALIDADE DA ÁGUA EM DIFERENTES AMBIENTES DE MICROBACIAS HIDROGRÁFICAS
DOI:
10.31413/nativa.v8i2.8047Resumo
Estudos sobre o comportamento da qualidade de água são importantes, desse modo, o objetivo deste trabalho foi agrupar as águas estudadas quanto à similaridade e selecionar as características físico-químicas para explicar a variabilidade da qualidade das águas em quatro microbacias. Para tanto, foram selecionadas quatro microbacias com diferentes usos do solo: pastagem, regeneração florestal, floresta e cafezal; sob diferentes ambientes: ambientes lêntico e lótico, nascentes e águas subterrâneas. As coletas ocorreram entre fevereiro de 2014 e dezembro de 2014, sendo analisados: coliformes totais e termotolerantes; oxigênio dissolvido (OD); nitrogênio total (Nt); PO43-; turbidez; temperatura; pH; Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO); condutividade elétrica (CE); sólidos totais (ST); sólidos dissolvidos (SD); sólidos suspensos (SS); e os metais cálcio, magnésio e ferro. Utilizou-se técnicas de análise estatística multivariada, por meio da análise de agrupamento (AA) e análise de componentes principais (ACP). Na AA, foram formados quatro grupos distintos no período chuvoso e três no período seco. A diferença entre os ambientes foi o principal fator de influência na segregação dos grupos. A partir da ACP foram selecionadas 4 componentes principais que explicaram 73,09% da variância total dos dados. As variáveis selecionadas foram CE, turbidez, magnésio, ferro, SD, Nt, DBO, pH e coliformes termotolerantes.
Palavras-chave: recursos hídricos; análise de agrupamento; componentes principais; manejo de bacias hidrográficas.
MULTIVARIATE STATISTICS APPLIED TO WATER QUALITY IN DIFFERENT HYDROGRAPHIC MICROBASE ENVIRONMENTS
ABSTRACT: Studies on the water quality behavior are important, so the objective of this work was to group the studied waters regarding the similarity and to select the physical-chemical characteristics to explain the variability of water quality in four micro-basins. Four micro-basins with different soil uses were selected: pasture, forest regeneration, forest and coffee; under different environments: lentic and lotic environments, springs and groundwater. The collections occurred between February 2014 and December 2014, being analyzed: total coliforms and thermotolerant; dissolved oxygen (OD); total nitrogen (Nt); PO43-; turbidity; temperature; pH; Biochemical Oxygen Demand (BOD); electrical conductivity (EC); total solids (TS); dissolved solids (SD); suspended solids (SS); and the metals calcium, magnesium and iron. Multivariate statistical analysis techniques were used, through cluster analysis (AA) and principal component analysis (PCA). In AA, four distinct groups were formed in the rainy season and three in the dry season. The difference between the environments was the main factor of influence in the segregation of the groups. From the PCA, 4 main components were selected, which explained 73.09% of the total data variance. The selected variables were CE, turbidity, magnesium, iron, SD, Nt, BOD, pH and thermotolerant coliforms.
Keywords: water resources; cluster analysis; principal components; river basin management.
Referências
AGRIZZI, D. V. Índice de qualidade da água de nascentes no Assentamento Paraíso, Alegre, ES. 2012. 88f. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) – Univ. Fed. do Espírito Santo, Jerônimo Monteiro, 2012.
ALVARES, C. A.; STAPE, J. L.; SENTELHAS, P. C.; GONÇALVES, J. L. M.; SPAROVEK, G. Köppen’s climate classification map for Brazil. Meteorol Zeitschrift. Berlin, v. 22, n. 6, p. 711-728, 2013. DOI: https://doi.org/10.1127/0941-2948/2013/0507
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 9898: preservação e técnicas de amostragem de afluente líquidos e corpos receptores: procedimento. Rio de Janeiro, 1987. 22 p.
__. NBR 10664: Água: determinação de resíduos (sólidos): método gravimétrico: método de ensaio. Rio de Janeiro, 1989. 7p.
__. NBR 12614: Água: determinação da demanda bioquímica de oxigênio (DBO): método de incubação (20 ºC, cinco dias): método de ensaio. Rio de Janeiro, 1992. 5p.
ANDRADE, E. M. de; PALÁCIO, H. A. Q.; CRISÓSTOMO, L. A.; SOUZA, I. H.; TEIXEIRA, A. S. Índice de qualidade de água, uma proposta para o vale do rio Trussu, Ceará. Revista Ciência Agronômica, Fortaleza, v. 36, n. 2, p. 135-142, 2005.
BARIANI, C. J. de M. V.; PEREIRA FILHO, W.; BARIANI, N. M. V. Análise integrada de variáveis de uso, cobertura do solo e limnológicas em Itaqui, RS. Revista Geográfica Acadêmica, Boa Vista, v. 7, n. 2, p. 48-57, 2013.
BEN-HUR, M.; FERNANDEZ, C.; SARKKOLA, S.; CEREZAL, J. C. S. Overland Flow, Soil Erosion and Stream Water Quality in Forest Under Different Perturbations and Climate Conditions. Forest Management and the Water Cycle Ecological Studies, v. 212, p. 263-289, 2011. DOI: https://dx.doi.org/10.1007/978-90-481-9834-4_15
BERTOSSI, A. P.; MENEZES, J. P.; CECÍLIO, R. A.; GARCIA, G. O.; NEVES, M. A. Seleção e agrupamento de indicadores da qualidade de águas utilizando Estatística Multivariada. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 34, n. 5, p. 2025-2036, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.5433/1679-0359.2013v34n5p2025
CAMPELLO, F. D.; BRAGA, C. F.; GONÇALVES, C. V.; GONÇALVES, C. S.; SANTOS JÚNIOR, J. E.; RODRIGUES, G. G.; HARTZ, S. M. Avaliação preliminar da qualidade das águas da Floresta Nacional de São Francisco de Paula, RS, Brasil. Revista Brasileira de Biociências, Porto Alegre, v. 3, p. 47-64, 2005.
CAVALCANTE, R. B. L. Ocorrência de Escherichia coli em fontes de água e pontos de consumo em uma comunidade rural. Ambiente & Água, Taubaté, v. 9, n. 3, p. 550-558, 2014. DOI: https://dx.doi.org/10.4136/ambi-agua.1301
EATON, A. D.; CLESCERI, L. S.; GREENBERG, A. E. (Eds.). Standard methods for the examination of water and wastewater. 21. ed. Washington, DC: APHA/AWWA/WEF, 2005. 1504 p.
FERNANDES, F. B. P.; ANDRADE, E. M. de; FONTENELE, S. B. de; MEIRELES, A. C. M.; RIBEIRO, J. A. Análise de agrupamento como suporte à gestão qualitativa da água subterrânea no semiárido cearense. Revista Agro@mbiente On-line, Boa Vista, v. 4, n. 2, p. 86-95, 2010. DOI: http://dx.doi.org/10.18227/1982-8470ragro.v4i2.402
FERNANDES, M. M.; CEDDIA, M. B.; FRANCELINO, M. R.; MOURA FERNANDES, M. R. Diagnóstico ambiental da faixa ciliar e qualidade de água de duas microbacias utilizadas para abastecimento humano. Irriga, v. 20, n. 1, p. 128-138, 2015. DOI: https://dx.doi.org/10.15809/irriga.2015v20n1p128
GARDIMAN JUNIOR, B. S.; SIMOURA, L. T. Cobertura florestal e qualidade da água na bacia hidrográfica do rio Jucu, estado do Espírito Santo, Brasil. Scientia Plena, Aracaju, v. 12, n. 1, p. 1-15, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.14808/sci.plena.2016.010201
GRÜTZMACHER, D. D.; GRÜTZMACHER, A. D.; AGOSTINETTO, D.; LOECK, A. E.; ROMAN, R.; PEIXOTO, S. C.; ZANELLA, R. Monitoramento de agrotóxicos em dois mananciais hídricos no sul do Brasil. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 12, n. 6, p. 632-637, 2008. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662008000600010
GUEDES, H. A.; SILVA, D. D. D.; ELESBON, A. A.; RIBEIRO, C.; MATOS, A. T. D.; SOARES, J. H. Aplicação da análise estatística multivariada no estudo da qualidade da água do Rio Pomba, MG. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 16, n. 5, p. 558-563, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662012000500012
HAIR Jr., J. F.; BLACK, W. C.; BABIN, B. J.; ANDERSON, R. E.; TATHAM, R. L. Análise Multivariada de dados. 6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2009. 679 p.
HUANG, X.; SILLANPÄÄ, M.; GJESSING, E. T.; PERÄNIEMI, S.; VOGT, R. D. Environmental impact of mining activities on the surface water quality in Tibet: Gyama valley. Science of The Total Environment, Amsterdam, v. 408, n. 19, p. 4177-4184, 2010. DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2010.05.015
LEE, S. W. et al. Landscape ecological approach to the relationships of land use patterns in watersheds to water quality characteristics. Landscape and Urban Planning, Amsterdam, v. 92, n. 2, p. 80-89, 2009. DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.landurbplan.2009.02.008
LIMA, J. S. S.; SILVA, S.A.; OLIVEIRA, R. B.; CECÍLIO, R. A.; XAVIER, A. C. Variabilidade temporal da precipitação mensal em Alegre, ES. Revista Ciência Agronômica, Fortaleza, v. 39, n. 2, p. 327-332, 2008.
LOBATO, F. A. O.; ANDRADE, E. M.; MEIRELES, A. C. M.; CRISOSTOMO, L. A. Sazonalidade na qualidade da água de irrigação do Distrito Irrigado Baixo Acaraú, Ceará. Revista Ciência Agronômica, Fortaleza, v. 39, n. 1, p. 167-172, 2008.
NORUSIS, M. J. SPSS Base System User’s Guide. Chicago: SPSS Inc, 1990. 520 p.
PALÁCIO, H. A. Q.; ARAÚJO NETO, J. R.; MEIRELES, A. C. M.; ANDRADE, E. M.; SANTOS, J. C. N.; CHAVES, L.C. G. Similaridade e fatores determinantes na salinidade das águas superficiais do Ceará, por técnicas multivariadas. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.15, n. 4, p. 395-402, 2011. DOI: https://doi.org/10.1590/S1415-43662011000400011
ROCHA, C. M. B. M. da.; RODRIGUES, L. S.; COSTA, C. C., OLIVEIRA, P. R. de.; SILVA, I. J.; JESUS, É. F. M.; ROLIM, R. G. Avaliação da qualidade da água e percepção higiênico-sanitária na área rural de Lavras, Minas Gerais, Brasil, 1999-2000. Caderno de Saúde Pública, v. 22, n. 9, p. 1967-1978, 2006. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S0102-311X2006000900028
ROCHA, C. H. B.; FREITAS, F. A.; SILVA, T. M. Alterações em variáveis limnológicas de manancial de Juiz de Fora devido ao uso da terra. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola Ambiental, Campina Grande, v. 18, n. 4, p. 431-436, 2014. DOI: https://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662014000400011
SHIKLOMANOV, I. A. World fresh water resources. In: GLEICK, P. H. (Ed.). Water in crisis a guide to the world’s fresh water resources. New York: Oxford University Press, 1993. p. 13-24.
SOUZA, A. P. A. B. Índice de qualidade da água em microbacias hidrográficas com diferentes coberturas vegetais, no sul do estado do Espírito Santo. 2011. 64f. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) – Univ. Fed. do Espírito Santo, Jerônimo Monteiro, 2011.
SOUZA, M. C. B. de. Influência da mata ciliar na qualidade da água de trecho do rio Jacarecica – Maceió/AL. 2012. 197f. Dissertação (Recursos Hídricos e Saneamento) – Univ. Fed. de Alagoas, Maceió, 2012.
TRAN, C. P.; BODE, R. W.; SMITH, A. J.; KLEPPEL, G. S. Land-use proximity as a basis for assessing stream water quality in New York State (USA). Ecological Indicators, v. 10, n. 3, p. 727-733, 2010. DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.ecolind.2009.12.002
VALENTE, M. L.; CRUZ, J. C.; BAGGIOTTO, C.; CONSENSA, C. B. Influential factors in surface water quality in catchments within the Pampa Biome with diferente land use. Revista Árvore, Viçosa, v. 39, n. 6, p. 1135-1145, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/0100-67622015000600017
WANG, J.; DA, L., SONG, K.; LI, B. L. Temporal variations of surface water quality in urban, suburban and rural areas during rapid urbanization in Shanghai, China. Environmental Pollution, v. 152, n. 2, p. 387-393, 2008. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2007.06.050
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Direitos Autorais para artigos publicados nesta revista são do autor, com direitos de primeira publicação para a revista. Em virtude de a aparecerem nesta revista de acesso público, os artigos são de uso gratuito, com atribuições próprias, em aplicações educacionais e não-comerciais.
A artigos publicados nessa revista, podem ser reproduzidos parcialmente ou utilizados como referência por outros autores, desde que seja cita a fonte, ou seja, a Revista Nativa.
Copyright for articles published in this journal are the authors, with first publication rights granted to the journal. The journal shows open access, and articles are free to use, with proper attribution, in educational and non-commercial.
The articles published in this journal may be reproduced in part or used as a reference by other authors, provided that the source is quoted.
