WATER QUALITY ASSESSMENT IN THE HYDROGRAPHIC SUB-REGION OF THE ACARÁ RIVER: AN ANALYSIS USING THE WATER QUALITY INDEX (WQI) AND THE TROPHIC STATE INDEX (TSI)

Abstract

The present study aims to evaluate the water quality in the hydrographic sub-region of the Acará River, in the state of Pará, through the Water Quality Index (WQI) and the Trophic State Index (TSI), using physicochemical and biological parameters. The theoretical framework is based on environmental concepts that address the impacts of anthropogenic activities on water sources, with an emphasis on the WQI and TSI as adapted by the Environmental Company of the State of São Paulo (CETESB) and the standards established by CONAMA Resolution No. 357/2005. The adopted methodology involved the analysis of secondary data from the monitoring of the National Water Quality Assessment Program (PNQA) of ANA, with samples collected at six points along the Acará River and its tributaries, during rainy and dry periods. The results indicated that water quality ranged from "good" to "fair", with trophic state values falling between the oligotrophic and mesotrophic ranges, and with increases in turbidity and thermotolerant coliforms during the rainy season, suggesting the influence of untreated sewage discharge and the runoffof sediments and nutrients. The implications of this research highlight the need for investments in basic sanitation and continuous monitoring strategies, contributing to the sustainable management of water resources. This study presents originality by integrating historical data and environmental indicators to support decision-making in water management, demonstrating its potential impact on the development of public policies. Objective: The objective of this study is to investigate the water quality in the hydrographic sub-region of the Acará River, aiming to evaluate physicochemical and biological parameters through the Water Quality Index (WQI) and the Trophic State Index (TSI), identify possible sources of contamination, and propose environmental management measures for the preservation of water resources. Theoretical Framework: This study is based on theories related to water quality, the impact of anthropogenic activities, and water resource management. It highlights the concepts of WQI and TSI, as adapted by CETESB, and the regulatory guidelines of CONAMA Resolution No. 357/2005, which provide a robust foundation for the assessment of water sources. Method: The research adopts a quantitative approach using data from the PNQA by ANA. Seasonal sampling was conducted at six points distributed along the Acará River and its tributaries, analyzing nine parameters (dissolved oxygen, thermotolerant coliforms, pH, turbidity, BOD, total nitrogen, total phosphorus, and total solids). Sampling followed the procedures described in the Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater and ABNT standards (NBR 9898). The WQI and TSI were calculated using a weighted product of parameter values and statistical formulas, applying the weights defined by CETESB. Results and Discussion: The results showed that water quality in the sub-region ranged from "good" to "fair," with lower indices in areas close to urban zones and higher sewage discharge, while the trophic state remained within the oligotrophic to mesotrophic ranges. Seasonality played a significant role, with higher turbidity and thermotolerant coliform concentrations observed during the rainy season. Research Implications: The implications of this research are significant for water resource management, as the findings can support public sanitation policies and environmental monitoring strategies. The data indicate the urgent need for investments in wastewater infrastructure and the implementation of sustainable management practices, with positive impacts on environmental management, urban planning, and public health. Originality/Value: This study contributes to the literature by integrating historical environmental monitoring data with the application of the WQI and TSI, offering an innovative analysis of water quality in the Acará River subregion. The adopted approach allows for the identification of seasonal trends and sources of contamination, adding value to the development of water management strategies and the formulation of environmental policies.

Alternate abstract:

O presente estudo tem como objetivo avaliar a qualidade da água na sub-região hidrográfica do Rio Acará, no estado do Pará, por meio do Índice de Qualidade da Água (IQA) e Índice de Estado Trófico (IET), utilizando parâmetros físico-químicos e biológicos. O referencial teórico baseia-se em conceitos ambientais que abordam os impactos das atividades antrópicas nos mananciais, com ênfase no IQA e IET conforme adaptado pela Companhia Estadual de Tecnologia de Saneamento Básico e de Controle de Poluição das Águas (CETESB) e na normatização estabelecida pela Resolução CONAMA n 357/2005. A metodologia adotada compreendeu a análise de dados secundários do monitoramento do Programa Nacional de Avaliação da Qualidade das Águas (PNQA) da ANA, com coletas realizadas em seis pontos ao longo do Rio Acará e seus afluentes, em períodos chuvosos e menos chuvosos. Os resultados indicaram que a qualidade da água variram entre "boa" e "regular", com os valores de estado trófico se concentrando nas faixas oligotrófica a mesotrófica, com elevações de turbidez e coliformes termotolerantes em períodos de maior chuva, sugerindo a influência do despejo de esgoto não tratado e do carreamento de sedimentos e nutrientes. As implicações desta pesquisa apontam para a necessidade de investimentos em saneamento básico e em estratégias de monitoramento contínuo, contribuindo para a gestão sustentável dos recursos hídricos. Este estudo apresenta originalidade ao integrar dados históricos e indicadores ambientais para fundamentar a tomada de decisão em gestão hídrica, evidenciando seu potencial impacto na elaboração de políticas públicas. Objetivo: O objetivo deste estudo é investigar a qualidade da água na sub-região hidrográfica do Rio Acará, com o intuito de avaliar os parâmetros físico-químicos e biológicos por meio do Índice de Qualidade da Água (IQA) e o Índice de Estado Trófico (IET), identificar possíveis fontes de contaminação e propor medidas de gestão ambiental para a preservação dos recursos hídricos. Referencial Teórico: Neste trabalho, fundamenta-se a pesquisa em teorias sobre qualidade da água, impacto das atividades antrópicas e gestão de recursos hídricos. Destacam-se os conceitos do IQA e IET, adaptado pela CETESB, e as diretrizes normativas da Resolução CONAMA n 357/2005, que fornecem uma base robusta para a avaliação dos mananciais. Método: A pesquisa adota uma abordagem quantitativa, utilizando dados do PNQA da ANA. Foram realizadas coletas sazonais em seis pontos distribuídos ao longo do Rio Acará e seus afluentes, com a análise de nove parâmetros (oxigênio dissolvido, coliformes termotolerantes, pH, turbidez, DBO, nitrogênio total, fósforo total e sólidos totais). A coleta seguiu os procedimentos descritos no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater e as normas ABNT (NBR 9898). O IQA e o IET foram calculados por meio de um produtório ponderado dos valores dos parâmetros e fórmulas matemáticas e estatísisticas, utilizando os pesos definidos pela CETESB. Resultados e Discussão: Os resultados obtidos revelaram que a qualidade da água na sub-região varia entre "boa" e "regular", com índices mais baixos em pontos próximos a áreas urbanizadas e com maior produção de esgoto enquanto o estado trófico se concentrando nas faixas oligotrófica a mesotrófica. A sazonalidade teve papel relevante, evidenciando maiores concentrações de turbidez e coliformes termotolerantes no período chuvoso. Implicações da Pesquisa: As implicações desta pesquisa são significativas para a gestão de recursos hídricos, pois os resultados podem subsidiar políticas públicas de saneamento e estratégias de monitoramento ambiental. Os dados indicam a necessidade de intervenções em infraestrutura de esgoto e práticas de manejo sustentável, impactando positivamente setores de gestão ambiental, planejamento urbano e saúde pública. Originalidade/Valor: Este estudo contribui para a literatura ao integrar dados históricos de monitoramento ambiental com a aplicação do IQA e IET, oferecendo uma análise inovadora da qualidade da água na sub-região do Rio Acará. A abordagem adotada permite identificar tendências sazonais e fontes de contaminação, agregando valor ao desenvolvimento de estratégias de gestão hídrica e à formulação de políticas ambientais.

Alternate abstract:

El presente estudio tiene como objetivo evaluar la calidad del agua en la subregión hidrográfica del río Acará, en el estado de Pará, mediante el Índice de Calidad del Agua (ICA) y el Índice del Estado Trófico (IET), utilizando parámetros fisicoquímicos y biológicos. El marco teórico se basa en conceptos ambientales que abordan los impactos de las actividades antrópicas en los manantiales, con énfasis en el ICA y el IET, conforme a la adaptación realizada por la Compañía Estatal de Tecnología de Saneamiento Básico y Control de la Contaminación del Agua (CETESB) y a la normativa establecida por la Resolución CONAMA n. 357/2005. La metodología adoptada comprendió el análisis de datos secundarios del monitoreo del Programa Nacional de Evaluación de la Calidad del Agua (PNQA) de la ANA, con muestreos realizados en seis puntos a lo largo del río Acará y sus afluentes, en períodos lluviosos y de menor precipitación. Los resultados indicaron que la calidad del agua varió entre "buena" y "regular", con los valores del estado trófico concentrados en las categorías oligotrófica a mesotrófica, con aumentos en la turbidez y en los coliformes termotolerantes durante los períodos más lluviosos, lo que sugiere la influencia de vertidos de aguas residuales sin tratamiento y del arrastre de sedimentos y nutrientes. Las implicaciones de esta investigación apuntan a la necesidad de invertir en saneamiento básico y en estrategias de monitoreo continuo, contribuyendo así a la gestión sostenible de los recursos hídricos. Este estudio presenta originalidad al integrar datos históricos e indicadores ambientales para fundamentar la toma de decisiones en la gestión hídrica, evidenciando su potencial impacto en la elaboración de políticas públicas. Objetivo: El objetivo de este estudio es investigar la calidad del agua en la subregión hidrográfica del río Acará, con el fin de evaluar los parámetros fisicoquímicos y biológicos mediante el Índice de Calidad del Agua (ICA) y el Índice del Estado Trófico (IET), identificar posibles fuentes de contaminación y proponer medidas de gestión ambiental para la preservación de los recursos hídricos. Marco Teórico: Esta investigación se fundamenta en teorías relacionadas con la calidad del agua, los impactos de las actividades antrópicas y la gestión de los recursos hídricos. Se destacan los conceptos del ICA y del IET, adaptados por la CETESB, así como las directrices normativas de la Resolución CONAMA n. 357/2005, que proporcionan una base sólida para la evaluación de los cuerpos de agua. Método: La investigación adopta un enfoque cuantitativo, utilizando datos del PNQA de la ANA. Se realizaron muestreos estacionales en seis puntos distribuidos a lo largo del río Acará y sus afluentes, analizando nueve parámetros (oxígeno disuelto, coliformes termotolerantes, pH, turbidez, DBO, nitrógeno total, fósforo total y sólidos totales). La recolección de muestras siguió los procedimientos descritos en el Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater y las normas de la ABNT (NBR 9898). El ICA y el IET fueron calculados mediante un producto ponderado de los valores de los parámetros y fórmulas matemáticas y estadísticas, utilizando los pesos definidos por la CETESB. Resultados y Discusión: Los resultados obtenidos revelaron que la calidad del agua en la subregión varía entre "buena" y "regular", con índices más bajos en puntos cercanos a zonas urbanizadas y con mayor generación de aguas residuales, mientras que el estado trófico se concentró en las categorías oligotrófica a mesotrófica. La estacionalidad tuvo un papel relevante, evidenciando mayores concentraciones de turbidez y coliformes termotolerantes durante el período lluvioso. Implicaciones de la investigación: Las implicaciones de esta investigación son significativas para la gestión de los recursos hídricos, ya que los resultados pueden servir de base para el diseño de políticas públicas de saneamiento y estrategias de monitoreo ambiental. Los datos indican la necesidad urgente de intervenciones en la infraestructura de saneamiento y la implementación de prácticas de manejo sostenible, con impactos positivos en la gestión ambiental, la planificación urbana y la salud pública. Originalidad/Valor: Este estudio contribuye a la literatura al integrar datos históricos de monitoreo ambiental con la aplicación del ICA y del IET, ofreciendo un análisis innovador de la calidad del agua en la subregión del río Acará. El enfoque adoptado permite identificar tendencias estacionales y fuentes de contaminación, agregando valor al desarrollo de estrategias de gestión hídrica y a la formulación de políticas ambientales.