Controle estatístico de processos na avaliação da qualidade da água na bacia do rio Doce após o rompimento da barragem do Fundão (Mariana, MG)

Abstract

As atividades antrópicas causam a degradação da qualidade da água e, com isso, o comprometimento dos usos dos recursos hídricos. Para que os usos da água sejam preservados, o atendimento aos padrões de qualidade da água é essencial, de modo que para assegurá-lo, faz- se necessário o monitoramento e controle das águas superficiais. O processamento dos dados gerados nos programas de monitoramento é muitas vezes realizado a partir de ferramentas estatísticas. Dentre essas ferramentas, o Controle Estatístico de Processos (CEP) tem potencial de aplicação no monitoramento ambiental, porém não tendo sido plenamente explorado. Uma situação de aplicação pouco examinada consiste no uso do CEP para identificar eventos extremos em bacias hidrográficas, como estiagens severas, inundações, derramamentos ou incidentes ambientais, como os rompimentos de barragens. No dia cinco de novembro de 2015, milhões de metros cúbicos de rejeitos foram despejados na bacia do rio Doce com o rompimento da barragem do Fundão, pertencente à mineradora Samarco, localizada no município de Mariana (MG). Os impactos deste incidente requerem novas abordagens no monitoramento e no processamento dos dados de qualidade da água da região, motivo pelo qual buscou-se no presente trabalho avaliar, utilizando ferramentas de CEP, as mudanças na qualidade das águas na bacia do rio Doce após o evento de rompimento da barragem do Fundão. Em pontos amostrais do rio do Carmo e Doce, considerando-se o período de dados de 2009 a 2020, foram avaliadas as variações dos parâmetros de Fe dissolvido, Mn total, condutividade elétrica (CE), turbidez, oxigênio dissolvido (OD), pH, índice de qualidade da água (IQA NSF ), Escherichia coli e índice de qualidade da água do Conselho Canadense de Ministros do Meio Ambiente (IQA CCME ), composto pelos elementos Fe, Mn, As, Cd, Pb, Cu, Cr, Hg, Ni e Al. Os gráficos de processos de média móvel exponencialmente ponderada (EWMA) foram utilizados para os dados paramétricos ou transformados (caso os mesmos não apresentassem distribuição normal), enquanto os gráficos EWMA não paramétricos de sinais (NPEWMA-SN) foram adotados para os dados não normalizáveis. Além disso, o índice de capacidade de processos (ICP) para cada um dos pontos monitorados na bacia do rio Doce foi calculado. Ressalta-se que no presente trabalho, os gráficos de processos foram utilizados para testar a hipótese de retorno das variáveis de qualidade da água aos níveis anteriores ao rompimento. Com base na análise dos gráficos de processos, registrou-se uma melhora da turbidez, desde maio de 2018, e em relação ao Mn, um dos principais componentes do rejeito, foi possível observar um retorno aos níveis normais desde o período de estiagem de 2016. O aumento repentino da concentração dos metais durante a passagem da lama causou redução do valor de IQA CCME a níveis mínimos no rio do Carmo e no rio Doce. Entretanto, não foi verificado um aumento significativo da mediana do IQA CCME em relação ao período pré-incidente, pois não há pontos fora de controle. Ressalta-se que os gráficos de controle indicaram que o ferro dissolvido (nos rios do Carmo e Doce) e a condutividade elétrica (no rio Doce) ainda não se encontravam, até dezembro de 2020, dentro dos padrões normais de oscilação pré-evento. O ICP indica que a situação se agravou depois do evento para todos os parâmetros. Os parâmetros com menor valor de ICP, antes e depois do rompimento, são o Mn e a E. coli. Desde que utilizando-se de um período de referência, os gráficos de controle de processos permitem inferir sobre a permanência dos impactos dos extremos de poluição no corpo hídrico, podendo ser utilizado no monitoramento rotineiro da qualidade da água nesses eventos. Palavras-chave: Qualidade da água. Controle da qualidade de processos. Barragem do Fundão.

Determining recovery of marine water quality of the Rio Doce using statistical and temporal comparisons with nearby river systems

“…In fact, for several parameters (such as arsenic, lead, and TSS), concentrations in the marine area near the Rio Doce mouth were significantly lower than those of other marine areas along the Atlantic coastline after the 2018/2019 wet season. These findings were also corroborated by Alves (2020).…”