Spatial-temporal analysis of the surface water quality of the Pará River Basin through statistical techniques

Abstract

Water quality issues are a growing concern due to the the recent intensification of urbanization and industrialization. This paper evaluates and compares the surface water quality of the ten sub-basins of the Pará River, located in the São Francisco River Basin, Minas Gerais, and evaluates the impact of seasonality and the compliance with the current limits of state legislation. The surface water quality monitoring database of the Institute of Water Management of Minas Gerais (Igam) was used, and 18 parameters were analyzed from a historical series from 2008 to 2016, totaling 16,651 observations. First, the descriptive statistics of the parameters were calculated, considering each sub-basin separately. Then, for the temporal and spatial analysis, the Kruskal-Wallis nonparametric statistical tests were applied, followed by the multiple comparison test, with an alpha level of 5%, due to the asymmetric behavior of the data. Thus, it was possible to compare water quality of the sub-basins in rainy and dry seasons and to identify which parameters were responsible for the greater degradation. In the compliance analysis to the current limits of state legislation, it was identified that all of the sub-basins were out of the specified range for at least one of the evaluated parameters. Finally, the seasonality analysis exposed significant differences in the parameters of dissolved oxygen, turbidity, total suspended solids, total solids and water temperature, where it was shown that there was a worsening of water quality in the rainy season for most sub-basins. Análise espaço-temporal da qualidade das águas superficiais da BaciaHidrográfica do rio Pará por meio de técnicas estatísticas RESUMO As questões de qualidade da água são uma crescente preocupação com a recente intensificação da urbanização e industrialização de grande parte das bacias hidrográficas. Este trabalho propõe avaliar e comparar a qualidade das águas superficiais das dez sub-bacias do rio Pará, localizadas na Bacia do rio São Francisco, Minas Gerais, além de verificar o impacto da sazonalidade e o atendimento aos limites da legislação estadual vigente. Foi utilizado o banco Rev. Ambient. Água vol. 14 n. 1, e2322 -Taubaté 2019 2 Josiani Cordova de Oliveira et al.de dados de monitoramento da qualidade das águas superficiais do Instituto Mineiro de Gestão das Águas (Igam), sendo analisados 18 parâmetros oriundos de uma série histórica de 2008 a 2016, em um total de 16.651 observações. Primeiramente, foi calculada a estatística descritiva dos parâmetros, considerando cada sub-bacia separadamente. Em seguida, para a análise espacial e temporal, foram aplicados os testes estatísticos não paramétricos de Kruskal-Wallis, seguido pelo teste de comparações múltiplas, ao nível de significância de 5%, face ao comportamento assimétrico dos dados. Assim, foi possível comparar a qualidade da água das sub-bacias nos períodos chuvoso e seco e identificar quais parâmetros foram responsáveis pela maior degradação. Na análise do atendimento à legislação e ao enquadramento, i...

Avaliação da qualidade das águas superficiais na circunscrição hidrográfica do rio Piranga utilizando análise estatística multivariada e não-paramétrica

“…Para essas variáveis, percebe-se que a maior parte das estações não apresentaram tendência significativa, demostrando que, ao avaliar tais resultados em conjunto com porcentagem de violação da classe de enquadramento, as suas concentrações estão estabilizadas em um valor alto. Altos índices de violação da Escherichia coli também foram observados em outros estudos em Minas Gerais, com alguns deles não apresentando tendência significativa nas concentrações Trindade et al 2017;Oliveira et al 2019 Ao associar as variáveis analisadas com o rompimento da barragem de rejeitos em Mariana, ANA (2016) relata que picos de turbidez e ST foram registrados na medida em que a onda de rejeitos se deslocava ao longo do curso do rio Doce, com valores mais altos nos locais a montante e tendência de decréscimo para jusante. Entretanto, apesar da elevação nas concentrações de tais variáveis, o rompimento da barragem não foi suficiente para provocar tendências significativas de elevação nas séries históricas das estações afetadas.…”

Influência das atividades antrópicas e do rompimento da barragem I, da mina Córrego do Feijão, na qualidade da água da bacia hidrográfica do rio Paraopeba

“…Geralmente são utilizadas técnicas estatísticas para compreensão das variações temporais e espaciais da qualidade da água e a identificação de possíveis fatores que influenciam os corpos d´água, de modo a contribuir para a gestão dos recursos hídricos (ALBERTO et al, 2001;SIMEONOV et al, 2003). Diversos estudos de avaliação da qualidade das águas em bacias hidrográficas no Brasil e no mundo já utilizaram essas técnicas (COSTA et al, 2017;DING et al, 2016;GIAO;CONG;NHIEN, 2021;CALAZANS;OLIVEIRA, 2019;TRINDADE et al, 2017;SEN XU et al, 2020). Métodos estatísticos multivariados foram utilizados por Calazans et al (2018a) para analisar a qualidade das águas superficiais na bacia hidrográfica do rio Paraopeba, identificando lançamentos de esgotos domésticos e efluentes industriais, responsáveis pela degradação dos corpos d'água.…”

“…Ou seja, mesmo os municípios de Betim e Contagem apresentando 75% e 80%, respectivamente, de esgoto coletado e com tratamento, conforme ANA(2020), a qualidade dos cursos d´água da região pode estar fortemente impactada pela não universalização do tratamento, seja pelo tratamento insuficiente das ETEs do município. As desconformidades para os parâmetros ICF e DBO já são apontadas em outros estudos como indicadores de lançamento de esgoto doméstico sem tratamento adequado como a principal fonte de poluição das águas superficiais de bacias localizadas próximas a RMBH(COSTA et al, 2017;OLIVEIRA et al, 2019;CALAZANS;OLIVEIRA, 2019; DANTAS et al, 2020).…”