O monitoramento hidrológico é realizado para fornecer informações, ao longo do tempo, sobre a quantidade e a qualidade dos recursos hídricos superficiais e subterrâneos em todo o território nacional. Grande parte do monitoramento ocorre em estações pluviométricas e fluviométricas, que monitoram as chuvas e os rios. Há também monitoramento por satélite, monitoramento da qualidade da água, das águas subterrâneas e dos reservatórios.
A Rede Hidrometeorológica Nacional (RHN) possuía, em 2020, quase <b-cap2>23 mil estações<b-cap2> sob responsabilidade de várias entidades. A ANA gerencia diretamente <b-cap2>4.841 estações<b-cap2>, sendo: <b-cap2>2.717 pluviométricas<b-cap2> (monitoram as chuvas) e <b-cap2>2.024 estações fluviométricas<b-cap2>(monitoram os rios). Do universo de estações fluviométricas, em <b-cap2>1.485 estações há medição de vazão de água<b-cap2> (descarga líquida), em <b-cap2>1.542 de qualidade da água<b-cap2> e em <b-cap2>463 de sedimentos em suspensão<b-cap2> (descarga sólida).
Há também um monitoramento hidrológico específico e obrigatório para o setor de geração de energia elétrica na RHN. Em 2020, o monitoramento em tempo real era efetuado por <b-cap2>2.257 estações<b-cap2> - dentre 2.535 previstas - de <b-cap2>692 empresas<b-cap2> concessionárias ou autorizadas para exploração do potencial hidráulico e que são titulares de <b-cap2>955 empreendimentos<b-cap2>, sendo: <b-cap2>94 usinas do tipo Central Geradora Hidrelétrica (CGH)<b-cap2>, <b-cap2>674 do tipo Pequena Central Hidrelétrica (PCH)<b-cap2> e <b-cap2>187 do tipo Usina Hidrelétrica (UHE)<b-cap2>. Em complemento ao monitoramento, já foram atualizados pelos empreendedores os levantamentos topobatimétricos de <b-cap2>129 reservatórios, sendo 75 deles já aprovados pela ANA<b-cap2>.
Com os avanços tecnológicos das últimas décadas, o monitoramento hidrometeorológico foi modernizado, passando dos registros em fichas de campo em papel dos dados de pluviômetros e réguas por observadores ao uso de diversos sensores automáticos ligados a uma plataforma de coleta de dados (PCD), com o armazenamento dos dados in loco por registradores e transmissão por telefonia móvel ou satélite. No Brasil, fatores como a extensão territorial, a dificuldade de acesso às estações (na Amazônia e Pantanal, por exemplo) e a necessidade de informações em intervalos curtos de tempo para a prevenção de eventos críticos, como inundações, justificam o uso da telemetria no monitoramento, isto é, a obtenção de dados a distância e em tempo real.
Em 2020, havia aproximadamente <b-cap2>3.088 estações automáticas em operação<b-cap2> de responsabilidade da ANA e de outros órgãos parceiros (órgãos estaduais, empresas privadas do setor elétrico, dentre outros).
O acesso aos dados e informações do monitoramento ocorre pelo portal do Sistema de Informações Hidrológicas (HidroWeb) e pelo sistema Hidro-Telemetria, vinculados ao Sistema Nacional de Informações sobre Recursos Hídricos (SNIRH). Além do monitoramento convencional, reservatórios e rios de médio e grande porte são monitorados a partir de dados obtidos por satélite. Dados de radares altimétricos são usados para determinar o nível da água, enquanto dados de sensores óticos servem para estimar parâmetros de qualidade da água. Em 2020, havia <b-cap2>72 “estações virtuais” de monitoramento da qualidade da água<b-cap2> e <b-cap2>173 de monitoramento de nível<b-cap2>. Esses dados são disponibilizados no portal do monitoramento hidrológico por satélite (HidroSat).
O desenho atual da RHN é resultado de um processo desenvolvido ao longo de várias décadas no Brasil. Com o tempo, houve necessidade de uma revisão estruturada das demandas de interesse atendidas por cada ponto de monitoramento da rede fluviométrica nacional em operação, assim como da otimização das atividades de campo e, ainda, da consolidação do uso de novas tecnologias para coleta, transmissão, armazenamento e disseminação dos dados a toda a sociedade.
Neste contexto, a ANA, coordenadora da RHN, e o Serviço Geológico do Brasil (CPRM), firmaram em 2015 um Memorando de Entendimento com o United States Geological Survey (USGS) dedicado à capacitação técnica de seus profissionais e à constituição de uma Rede Hidrometeorológica Nacional de Referência (RHNR), em implantação gradativa para racionalizar do monitoramento e prepará-lo para fornecer dados e informações necessários para a solução de problemas de gestão cada vez mais complexos, além de melhorar a resposta aos eventos de inundações e estiagens e de aumentar a confiabilidade dos dados, permitindo análises hidrológicas regionais mais precisas e o desenvolvimento de obras hídricas com melhor relação de custo versus benefício.
Desta forma, uma estação da RHNR possui objetivos de monitoramento bem definidos, com equipamentos automáticos instalados, disponibilizando os dados a cada hora, com uso de telemetria Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES), com baixo índice de falhas e busca permanente pela confiabilidade dos dados, que é alcançada por meio da aplicação das melhores técnicas e instrumentos em campo, e análise tempestiva dos dados gerados.
No Brasil, o monitoramento de águas subterrâneas é bastante incipiente, quando comparado ao das águas superficiais. A nível nacional, a partir de 2009, foi implantada pela CPRM a Rede Integrada de Monitoramento das Águas Subterrâneas (RIMAS), com o objetivo de acompanhar as variações espaciais e temporais quali-quantitativas das águas nos principais aquíferos brasileiros.
Em 2020, a RIMAS contava com <b-cap2>409 pontos de monitoramento<b-cap2>, distribuídos em <b-cap2>24 aquíferos<b-cap2> em <b-cap2>20 UFs<b-cap2>. O número de pontos de monitoramento teve um crescimento bastante expressivo de 2008 a 2015, e os sistemas aquíferos com maior quantidade de pontos são o Urucuia (79), Bauru-Caiuá (61), Amazonas (58) e Guarani (44).
No sentido de propiciar a implementação da gestão integrada rio-aquífero, por meio da conjunção dos dados pluviométricos e hidrológicos com os dados dos níveis piezométricos dos aquíferos, bem como da sua inclusão como tipologia da RHN, vem sendo realizada, desde 2019, a operação conjunta CPRM/ANA no Sistema Aquífero Urucuia, UGRH São Francisco, de <b-cap2>62 poços de monitoramento<b-cap2> de águas subterrâneas da RIMAS. Estes poços, e outros a serem agregados paulatinamente e operados conjuntamente no futuro, passarão a ter suas informações divulgadas no Sistema de Informações Hidrológicas (HidroWeb). Almeja-se a ampliação na disponibilização dos dados de monitoramento piezométrico nos locais de maior relevância para a gestão integrada rio-aquífero, sítios estes a serem identificados em avaliação em desenvolvimento na ANA.
Além da rede nacional, algumas UFs também operam redes de monitoramento quantitativo e/ou quali-quantitativo de águas subterrâneas. São Paulo possui uma rede com 83 poços, Minas Gerais com 66, Ceará com 507 e o Distrito Federal com 84 poços (42 pares de poços rasos e profundos). Considerando as diversas redes existentes, <b-cap2>1.112 poços de monitoramento de nível de águas subterrâneas<b-cap2> foram inventariados, o que resulta numa baixa densidade global de pontos de monitoramento (0,13 PM/1.000 km²) e com séries de dados de até 11 anos, ou seja, ainda, de pouca extensão temporal. A maior parte dos aquíferos apresenta uma densidade abaixo da adequada para a definição de seus valores de background, considerando este um dos objetivos importantes do monitoramento regional.
Apesar do monitoramento das águas subterrâneas no País ser ainda recente, os dados já permitem avaliações iniciais. Diferentes evoluções no nível da água foram registradas, em alguns casos estáveis, como no aquífero <b-cap2>Bauru-Caiuá<b-cap2>, apenas com oscilações sazonais; outros com tendência de elevação, como no sistema aquífero <b-cap2>Guarani<b-cap2>, na UGRH Uruguai e; ainda, outros com tendência de rebaixamento, como no sistema aquífero <b-cap2>Urucuia<b-cap2>, na UGRH São Francisco. Estas variações podem estar associadas às variações climáticas (nas precipitações e temperaturas), à extração de água dos poços, ao uso e ocupação da terra, bem como uma associação destes fatores, os quais refletem nas condições de recarga.
A chuva é a grande fonte de água para o continente. Sua quantidade e dinâmica de ocorrência durante o ano são variáveis no território. Embora a chuva média anual do Brasil seja de <b-cap2>1.760 mm<b-cap2>, pode-se observar no ano menos de <b-cap2>500 mm<b-cap2> de chuva na região Semiárida e mais de <b-cap2>3.000 mm<b-cap2> na região Amazônica. Grandes variações da chuva ocorrem inclusive dentro das bacias, como se verifica explicitamente na UGRH São Francisco, por exemplo.
As variações de regimes fluviométricos, tanto espaciais como temporais, observadas nas bacias hidrográficas brasileiras, se devem à combinação das variadas condições climáticas, armazenamento no solo, demandas evaporativas e graus de declividade dos terrenos. Todavia, o fator predominante é a chuva, de forma que as maiores amplitudes das vazões ocorrem nos períodos úmidos e as menores nos períodos mais secos ou de estiagem.
Assim, dos <b-cap2>255 mil m³/s<b-cap2> de água que escoam em média pelo território brasileiro, quase 80% encontra-se na bacia Amazônica. Além disso, a vazão de estiagem Q95 corresponde a aproximadamente 30% da vazão média, sendo <b-cap2>63 mil m³/s<b-cap2> na bacia Amazônica e <b-cap2>13,5 mil m³/s<b-cap2> no restante do País, mas com variações significativas entre as bacias. Enquanto a Q95 em rios da bacia do Paraná pode ultrapassar 40% da vazão média, em bacias do Semiárido a maioria dos rios seca no período de estiagem, de forma que a ampliação da garantia de oferta de água só pode ser alcançada a partir de reservatórios artificiais ou por transferências de água de outras bacias.
<q-cap2>A Q95 é obtida pela ordenação das vazões diárias medidas na estação fluviométrica durante todo seu histórico, sendo seu valor o que limita as 5% menores observações. Assim, espera-se que em 95% do tempo a vazão no rio seja maior ou igual à Q95. Essas vazões são estimadas para os trechos de rio através de modelos de regionalização de vazões, a partir de dados das estações.<q-cap2>
Tendo em vista as flutuações naturais dos regimes de vazão, a gestão de recursos hídricos traz o conceito de disponibilidade hídrica superficial, que é uma vazão estabelecida como referência para orientar suas ações. Seu valor é definido de forma que haja um nível alto de garantia da oferta de água para os diversos usos. Nesse sentido, são consideradas as garantias naturais e aquelas acrescentadas pela existência de reservatórios artificiais, de acordo com suas regras de operação.
<q-cap2>De forma mais abrangente, a nível das unidades de gestão, a disponibilidade hídrica é dada pela vazão Q95 somada ao aumento de garantias ofertado pelos reservatórios, sendo que para os reservatórios que operam para otimizar a geração de energia elétrica, considera-se que esse aumento se refere às vazões defluentes mínimas obrigatórias, e para os demais reservatórios o aumento é dado por aquilo que sua vazão regularizada com 95% de garantia supera sua Q95.<q-cap2>
É importante destacar que nem toda água que compõe a disponibilidade hídrica é ofertada para ser consumida. Tendo em vista garantir o uso múltiplo das águas, no processo de gestão são previstos limitadores percentuais e absolutos do consumo ou retirada dessas quantidades de referência para viabilizar usos não consuntivos como geração de energia, recreação, manutenção de comunidades aquáticas, entre outros.
Conforme o critério adotado para a gestão dos rios de domínio da União, a disponibilidade hídrica aqui apresentada é baseada nas vazões com 95% de garantia. A base de dados contempla estimativas a nível de trecho de rio, onde são incorporadas as interferências de <b-cap2>640 reservatórios<b-cap2>, que possuem informação de sua vazão regularizada e tipo de operação. A interferência de outras infraestruturas como adutoras e canais não é considerada, a não ser transferências entre sistemas de reservatórios como as do sistema Cantareira (SP), do complexo Lages-Light (RJ), do sistema Pacoti-Riachão (CE) etc. A transposição de águas do Projeto de Integração do São Francisco (PISF) ainda não é contemplada.
É comum ocorrerem variações de precipitação ano a ano, que costumam ser maiores em regiões como o Semiárido do que na região Sudeste do Brasil, por exemplo. Para amenizar os impactos da flutuação das vazões ao longo do tempo, são construídas obras de infraestrutura hídrica, com destaque para os reservatórios artificiais. Visando garantir a segurança hídrica nas bacias hidrográficas, eles potencializam a disponibilidade de água superficial, armazenando água nos períodos úmidos e ofertando-a ao longo do tempo, sobretudo nos períodos de estiagem.
O Brasil possui um quantitativo de <b-cap2>240.899 massas d’água<b-cap2> mapeadas, ocupando uma área superficial total de <b-cap2>173.750 km²<b-cap2>. As massas d’água classificadas como artificiais, ou seja, de origem antrópica, somam <b-cap2>174.527<b-cap2> ou 72,4% do total, e ocupam uma área de <b-cap2>45.585 km²<b-cap2>, sendo que a maioria, 92%, possui área superficial menor ou igual a 10 hectares.
Cerca de <b-cap2>3.661 reservatórios<b-cap2> possuem informação de capacidade total de armazenamento registrada na base de dados, que totaliza <b-cap2>630,2 bilhões de m³<b-cap2> no País, 92,7% deste total representado pelos reservatórios para geração de energia hidrelétrica. A maior capacidade de armazenamento de água encontra-se nas UGRHs da bacia do Paraná (Paraná, Iguaçu, Paranapanema, Grande e Paranaíba), Tocantins-Araguaia e São Francisco. Essas UGRHs totalizam mais de <b-cap2>266 bilhões de m³<b-cap2>. Em 2020, eram monitorados pela ANA um total de <b-cap2>713 reservatórios<b-cap2>, por meio do Sistema de Acompanhamento de Reservatórios (SAR) com o apoio de diversas instituições parceiras.
Na última década, observou-se uma redução significativa das vazões observadas em grande parte do Brasil, especialmente no período entre os anos de 2014 e 2017, e no ano de 2020. A região Nordeste, que depende fortemente da água armazenada em seus reservatórios, apresentou uma grande seca, que se estendeu de 2012 até 2016. Como reflexo da seca de 5 anos consecutivos, 65 açudes que fornecem água para abastecimento público encontravam-se secos em dezembro de 2016. Na UGRH São Francisco, observaram-se reduções das vazões na ordem de 25 a 50% no período entre 2010 e 2020. Reduções importantes nas vazões também foram registradas na UGRH Tocantins-Araguaia e na maior parte da UGRH Paraguai.
Além das estiagens, também ocorreram cheias pontuais em algumas UGRHs na última década. Nas UGRHs da bacia Amazônica foi observado aumento das vazões, contudo em algumas estações de monitoramento em Roraima (UGRH Negro) e no Acre (porção Sul das UGRHs Juruá e Purus) houve indicativo de redução. Situação semelhante foi observada na região Sul do País. Na bacia do Paraná, parte das UGRHs apresentaram redução significativa da vazão média (UGRHs Paranaíba, Grande e PCJ), e outra parte um aumento substancial das vazões (UGRHs Paraná, Iguaçu e Paranapanema). Na UGRH Uruguai, parte das estações apresentaram aumento, e outra parte diminuição das vazões.
Desde 2016, os registros de precipitação no Brasil vêm apresentando valores abaixo da média na maior parte do seu território. Considerando a magnitude dessa diminuição, expressa em termos de tempo de retorno (TR), não foi incomum observar ao longo desses anos baixos valores cujos TRs foram maiores que 50 anos. Assim, condições críticas de seca que só eram esperadas, em média, a cada 50 anos, ocorreram em diversas localidades nos últimos anos. As regiões localizadas mais ao norte e nordeste do Brasil foram as mais impactadas por esses eventos críticos e, apenas a partir de 2020, houve uma melhoria dessas condições de baixa precipitação nessas regiões. Já as regiões localizadas mais ao sul do Brasil, considerando parte importante da bacia hidrográfica do Paraná, vivenciaram períodos úmidos nos anos 2016 e 2017 mas, a partir de 2018, houve um deslocamento da seca para essas regiões, culminando com a recente crise energética do Brasil.
Para as vazões, observou-se desde 2016, um reflexo daquilo que já vinha sendo observado nos registros de precipitação. No entanto, os eventos de seca foram mais pronunciados que aqueles observados na precipitação, demonstrando que outros fatores além da questão climática, como, por exemplo, os associados aos usos da água e ao uso e ocupação do solo, impactam sobremaneira a disponibilidade hídrica. Observa-se uma quantidade significativa de valores muito baixos de vazões cujos tempos de retorno foram maiores que 100 anos, notadamente nas UGRHs localizadas no Nordeste setentrional, São Francisco e Tocantins-Araguaia e, mais recentemente, também em UGRHs das regiões Sul e Sudeste do Brasil. Ressalta-se que o aumento das condições de chuva nos últimos 2 anos nessas regiões ainda não foi suficiente para se observar uma melhoria significativa nas condições de disponibilidade hídrica. Esse fato demonstra claramente que os efeitos deletérios da seca hidrológica se prolongam além da seca meteorológica observada, indicando que fatores hidrológicos devam ser priorizados quando o impacto da seca nos recursos hídricos for avaliado.
Os volumes de chuva nos períodos úmidos de 2015 a 2017 foram abaixo da média, resultando em reduzidas recargas dos reservatórios do Sistema Interligado Nacional (SIN), que compreende os principais reservatórios de geração de energia. Consequentemente, esses reservatórios foram deplecionados, encontrando-se em níveis extremamente baixos ao final de 2017. Ao longo de 2018 houve recuperação de parte dos seus volumes, que, no entanto, voltaram a atingir níveis bastante reduzidos ao final de 2019, apresentando o menor volume útil nessa época para os últimos 5 anos. <b-cap2>Ao final de 2020, o volume útil do SIN era praticamente igual ao de 2019, de cerca de 30%<b-cap2>. Em junho de 2021, era de 54,1%, o menor valor observado para essa data desde 2015.
No Nordeste, região que depende grandemente da água armazenada em reservatórios, houve recuperação de parte dos volumes ao longo do período 2017-2021. <b-cap2>No início de 2021 o volume armazenado pelo reservatório equivalente do Nordeste era de 36,2%<b-cap2>, valor 16,6% maior que o observado no início de 2020.
<q-cap2>O volume útil do SIN corresponde ao somatório dos volumes dos reservatórios, desconsiderando o volume de água abaixo do nível mínimo operacional, também chamado de volume morto. O Reservatório Equivalente do Nordeste contabiliza os volumes armazenados nos reservatórios com capacidade acima de 10 milhões de m³ nos estados da Bahia, Ceará, Paraíba, Pernambuco, Piauí e Rio Grande do Norte.<q-cap2>
A disponibilidade de água superficial, apesar da relevante influência da regularização do fluxo de água dos rios pelos reservatórios, é garantida pela contribuição de água dos aquíferos, que representam o fluxo de base da maior parte dos rios em território nacional. As extrações de águas subterrâneas podem reduzir esse fluxo e impactar as vazões dos rios. Por isso, para definir a disponibilidade hídrica subterrânea, é importante utilizar apenas uma parcela das reservas renováveis dos aquíferos (uma parcela da recarga) de modo que o restante seja destinado à manutenção das vazões dos rios.
Estima-se que a disponibilidade de água subterrânea no Brasil seja em torno de <b-cap2>13.205 m³/s<b-cap2> e, da mesma forma como ocorre com as águas superficiais, sua distribuição pelo território nacional não é uniforme e as características hidrogeológicas e de produtividade dos aquíferos são variáveis, ocorrendo regiões de escassez e outras com relativa abundância.
Para estimar o quanto da disponibilidade hídrica subterrânea já está sendo consumida, é preciso conhecer os volumes extraídos pelos poços. Em 2017 estimou-se a existência de 1,2 milhões de poços no Brasil, estimativa ampliada para <b-cap2>2,6 milhões de poços em 2021<b-cap2>. A retirada total para essa quantidade de poços foi estimada em 1.083,3 m³/s, o que corresponde a 8% das reservas explotáveis ou da disponibilidade hídrica subterrânea. Todavia, em que pese ser um percentual confortável, trata-se de informações médias, de maneira que localmente o cenário é bastante diferente.
<q-cap2>A estimativa da retirada total foi feita aplicando-se valores obtidos da base de dados disponíveis no SIAGAS/CPRM em dezembro de 2020 (330.265 poços), utilizando-se a mediana dos valores de vazão de estabilização dos poços (6 m³/h) obtida entre os dados disponíveis. Para o regime de operação dos poços, adotou-se um bombeamento de 6 horas diárias por 365 dias. Os poços cadastrados no SIAGAS representam 12,7% do número total estimado. No CNARH, onde apenas poços regularizados são registrados, o número de poços é ainda menor (126.221 captações subterrâneas), representando apenas 4,8% da estimativa total.<q-cap2>
A qualidade da água superficial e subterrânea é um fator que determina sua disponibilidade para diversos usos, tais como o abastecimento humano, recreação, produção de alimentos e a indústria.
A qualidade dessas águas é condicionada por variáveis naturais ligadas, por exemplo, ao regime de chuvas, escoamento superficial, geologia e cobertura vegetal, e por impactos antrópicos, provenientes de fontes pontuais e fontes difusas de contaminação, como o lançamento de efluentes, o manejo dos solos, cargas contaminantes manipuladas, despejadas ou dispostas em superfície ou subsuperfície, entre outros. A qualidade das águas subterrâneas também é influenciada pela dinâmica de interação com as rochas dos aquíferos e pelo tempo de circulação no subsolo.
O monitoramento é uma atividade essencial para a gestão dos recursos hídricos e para a avaliação da qualidade das águas dos rios e lagos, uma vez que possibilita a verificação de tendências e a identificação de áreas prioritárias para o controle da poluição hídrica, bem como sua adequação para os diferentes usos. Além disso, é fundamental para a elaboração de planos de recursos hídricos e o enquadramento dos corpos hídricos em classes de uso, temas que são tratados no Capítulo 4, pois fornecem subsídios a um diagnóstico completo dos corpos d’água de uma bacia hidrográfica.
A RHN e a Rede Nacional de Monitoramento da Qualidade de Água (RNQA) são as principais fontes de dados de monitoramento da qualidade da água no Brasil. Embora a RHN tenha como foco principal o monitoramento quantitativo, ela também monitora parâmetros básicos de qualidade, como pH, temperatura, oxigênio dissolvido (OD), turbidez e condutividade elétrica, por meio de sondas multiparamétricas, em todas as UFs.
A RNQA, por sua vez, monitora também parâmetros adicionais que demandam coleta e análises laboratoriais, e é operacionalizada pelo Programa Qualiágua, coordenado pela ANA e executado pelas UFs. Nos últimos anos, o quantitativo de pontos de monitoramento da RNQA praticamente dobrou, passando de <b-cap2>1.486 em 2016 para 2.938 pontos em 2020<b-cap2>. Para o cumprimento de seus objetivos, o Qualiágua aporta recursos orçamentários da ANA na forma de pagamento pelo alcance de metas progressivas pactuadas e relativas ao monitoramento e divulgação de dados de qualidade de água à sociedade. Em alguns estados o monitoramento ainda não foi iniciado e, em 2020 houve descontinuidade no monitoramento de alguns pontos da RHN e RNQA em virtude da pandemia de Covid-19 e a consequente necessidade de isolamento social.
A qualidade da água pode ser avaliada por meio das substâncias e organismos nela presentes, assim como de suas características físicas, tais como transparência e odor, por exemplo. Estes indicadores são conhecidos como parâmetros de qualidade de água e são muito úteis para determinar a adequação da água aos mais diversos usos.
O Oxigênio Dissolvido na Água (OD) é um importante indicador da qualidade da água em rios e lagos. Concentrações muito baixas de OD comprometem a sobrevivência de peixes e outras espécies aquáticas. Águas correntes e mais frias normalmente apresentam níveis mais altos de OD enquanto águas mais quentes, paradas e ricas em matéria orgânica tendem a ter concentrações mais reduzidas de oxigênio.
A eutrofização de um corpo de água resulta no crescimento excessivo de algas e plantas aquáticas que, quando mortas, são decompostas por bactérias que consomem o oxigênio da água, tornando-o indisponível para outras espécies. Além disso, a respiração da flora aquática durante o período noturno também reduz a disponibilidade de OD para outros organismos, como os peixes, podendo causar sua mortandade.
Os rios que atravessam os centros urbanos e recebem grandes cargas poluidoras de fontes pontuais, como efluentes domésticos e industriais, ou a poluição difusa urbana, carreada para os rios principalmente em eventos de chuvas, concentram os pontos de monitoramento com OD mais baixo. Estes rios comportam visivelmente pouca diversidade de espécies aquáticas e, por isso, são muitas vezes classificados como “rios mortos”. Como exemplos, podem ser observados os reduzidos valores médios de OD em pontos de monitoramento no rio Caboclo (00RJ10CB0005), no Rio de Janeiro; no igarapé do Franco (14279000), em Manaus; e no rio Beberibe (39098600), em Recife, que indicam a degradação da qualidade da água em rios urbanos. O estado de degradação apontado pelo monitoramento do OD nestes pontos reflete uma situação bastante comum no País. No entanto, a partir da implementação de instrumentos de gestão da qualidade da água, como o enquadramento, e ações de despoluição e tratamento dos efluentes, é possível recuperar a qualidade da água nestes trechos.
Por outro lado, a Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) representa a quantidade de oxigênio dissolvido na água que foi consumido por bactérias e outros microrganismos nos processos biológicos de degradação da matéria orgânica. No caso deste indicador, valores mais elevados de DBO também indicam a poluição da água pela matéria orgânica, que é abundante em efluentes domésticos e industriais de determinadas tipologias, principalmente de indústrias de alimentos e bebidas.
O monitoramento da DBO no Brasil aponta <b-cap2>problemas relacionados à poluição por cargas orgânicas nos grandes aglomerados urbanos nos anos de 2019 e 2020<b-cap2>. Nestes grandes centros, os rios que atravessam as áreas altamente urbanizadas recebem elevadas cargas orgânicas provenientes de efluentes não tratados e da poluição difusa das cidades. A redução destas cargas representa um grande desafio para a implementação do saneamento básico no País.
O aumento do fósforo nos rios e, principalmente, em ambientes lênticos, como lagoas e reservatórios, pode desencadear o crescimento excessivo de algas e plantas aquáticas com consequente redução do oxigênio dissolvido na água (eutrofização). Algumas destas algas têm potencial para produzir toxinas perigosas para a saúde humana e animal e podem restringir o consumo da água.
O fósforo encontrado nos corpos d’água tem como principais fontes os solos da bacia hidrográfica, fertilizantes utilizados na agricultura sem critério técnico adequado, dejetos de criações animais, e efluentes domésticos ou industriais sem tratamento adequado. Além disso, a erosão dos solos, sobretudo nas margens de rios, lagos e reservatórios, e o assoreamento dos rios, intensifica o aporte de fósforo de origem natural ou antrópica para estes corpos hídricos, principalmente em bacias com intensa atividade agrícola. Portanto, o manejo adequado do solo e a implementação de boas práticas agrícolas, sobretudo relacionada ao uso de fertilizantes, são fundamentais para evitar o enriquecimento excessivo das águas por fósforo e a eutrofização.
Na região Semiárida, a oferta de água é assegurada pelos numerosos reservatórios da região. Em virtude de sua importância estratégica e dado o regime intermitente dos seus rios, o monitoramento da qualidade da água é focado nestes reservatórios. A exemplo dos anos anteriores, <b-cap2>as concentrações de fósforo total nos açudes nordestinos continuaram altas em 2019 e 2020<b-cap2>, o que representa riscos de eutrofização das águas destes mananciais. Nos rios e córregos brasileiros, altas concentrações de fósforo concentram-se nas grandes cidades e se estendem para o interior, principalmente nas bacias com problemas de erosão e assoreamento e onde há intensa atividade agrícola.
Como exemplos de alta concentração de fósforo nestes ambientes, podem ser citados os açudes Várzea do Boi (código VZB-01), no Ceará, e Acauã (PB-7381-I-1), na Paraíba, entre outros do Semiárido. Nas grandes cidades das demais regiões, muitos reservatórios urbanos também apresentam concentrações altas de fósforo. É o caso das lagoas de Jacarepaguá (01RJ20JC0342), no Rio Janeiro, e da Pampulha (pontos PV230 e PV240), em Belo Horizonte. O que ocorre nestas lagoas é resultado do acúmulo do fósforo proveniente dos rios afluentes, que recebem volumosas cargas deste constituinte da água ao longo de seu curso no meio urbano.
Coliformes termotolerantes é um grupo de bactérias encontradas no aparelho digestivo de animais de sangue quente. A bactéria E. coli é a principal representante deste grupo e, portanto, é o melhor indicador da contaminação da água por fezes. A concentração de coliformes na água de rios e lagos é geralmente expressa pelo Número Mais Provável em cada 100 mL de amostra (NMP/100mL). A maioria das redes estaduais de monitoramento da qualidade da água utiliza E. coli como indicador da poluição fecal, embora algumas utilizem os coliformes termotolerantes.
A contaminação por coliformes representa riscos à saúde e, nas cidades, está em grande parte relacionada com a falta de saneamento básico. O monitoramento deste parâmetro de qualidade da água é importante para o acompanhamento dos avanços em busca da universalização dos serviços de esgotamento sanitário. No campo, os dejetos dos rebanhos podem representar uma importante fonte de coliformes na água e, portanto, também demandam tratamento adequado. No Semiárido, o monitoramento da qualidade da água tem como foco principal os reservatórios, visto que os rios da região são quase todos intermitentes. Como no geral há grande capacidade de diluição da poluição fecal nesses corpos d'água, a maioria dos pontos de monitoramento aponta uma situação favorável em relação ao indicador.
Concentrações críticas são observadas em trechos de rios em diversas cidades, a exemplo do rio Gravataí (código 87409900), em Porto Alegre; córrego Guavirutuba (GVIT00900), afluente da represa de Guarapiranga, em São Paulo; rio Iguaçu (65017006), em Curitiba; e rio Aribiri (ARI1C001), em Vitória.
A turbidez reflete a transparência da água, sendo inversamente proporcional à concentração de partículas coloidais ou suspensas. É um indicador da qualidade da água bastante genérico e relativamente simples de medir, mas extremamente útil em avalições sumárias da água. Mudanças bruscas de turbidez na água são detectadas visivelmente, sem qualquer técnica laboratorial. Em casos de desastres e eventos hidrológicos críticos, como rompimentos de barragens ou cheias, é possível se perceber um súbito aumento da turbidez.
O uso da terra na bacia hidrográfica também pode tornar as águas dos rios mais turvas. Em áreas onde a cobertura vegetal original é extremamente escassa, sobretudo das matas ciliares, os processos erosivos levam ao assoreamento dos rios e ao aumento da turbidez. Isto pode ser observado na região Centro-Oeste e na UGRH São Francisco. Nos pontos de monitoramento RD058 e BP072, nos rios Doce e Paraopeba, respectivamente, observa-se grande variação da turbidez, com elevados valores máximos nas coletas de 2019 e 2020. Isto está provavelmente relacionado com a ressuspensão e deslocamento de material acumulado no fundo dos rios após os rompimentos das barragens de Fundão e Santarém, ocorrido em Mariana/MG em 2015, e de Córrego do Feijão, em Brumadinho/MG em 2019.
O Índice de Qualidade da Água (IQA) foi desenvolvido em 1970, pela National Sanitation Foundation nos Estados Unidos, a partir de uma consulta realizada entre especialistas sobre quais seriam os parâmetros mais importantes para a avaliação da qualidade de água. Trata-se de um índice composto por nove parâmetros físico-químicos e biológicos (OD, DBO, temperatura, pH, coliformes termotolerantes, nitrogênio, fósforo, sólidos e turbidez), aos quais são atribuídos diferentes pesos.
Em função deste conjunto de parâmetros e dos respectivos pesos que eles têm no cálculo, o IQA responde bem ao lançamento de efluentes industriais e domésticos e outras fontes difusas de poluição que geralmente comprometem a qualidade da água dos rios que cortam os grandes centros urbanos do Brasil.
O monitoramento da qualidade das águas subterrâneas ainda é incipiente no Brasil. A Rede Integrada de Monitoramento de Águas Subterrâneas (RIMAS) é uma rede quantitativa com alertas qualitativos. Há uma análise físico-química completa após a implantação do poço, repetida quinquenalmente, envolvendo 43 parâmetros inorgânicos, orgânicos voláteis e semivoláteis, conforme o uso e ocupação do solo nas imediações, ou com maior frequência caso se verifiquem variações significativas na qualidade da água nas análises semestrais, que cobrem pH, condutividade elétrica e temperatura.
Algumas UFs também efetuam o monitoramento qualitativo das águas subterrâneas, na forma de uma rede integrada com a quantidade (nível) ou em diferentes redes. Em São Paulo, por exemplo, a Companhia Ambiental do Estado (CETESB) possui uma rede de monitoramento de qualidade com <b-cap2>313 poços de produção<b-cap2>, desde 1990, e 74 poços dedicados, operada em conjunto com o Departamento de Águas e Energia Elétrica (DAEE), desde 2017. Já o Programa Águas de Minas, desenvolvido pelo Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM), desde 2005, compreende 6 redes regionais que totalizam <b-cap2>165 pontos de monitoramento<b-cap2>. No Ceará, a Companhia de Gestão dos Recursos Hídricos (COGERH) realiza o monitoramento qualitativo em <b-cap2>204 pontos<b-cap2>, em geral com coletas mensais, priorizando os aquíferos mais importantes ao abastecimento da população. No Distrito Federal, o monitoramento quali-quantitativo é feito mensalmente em <b-cap2>42 pares de poços<b-cap2>, sendo executado mediante convênio da Agência Reguladora de Águas, Energia e Saneamento do Distrito Federal (ADASA) com a CPRM.
