Efeito de eventos meteo-oceanográficos na qualidade da água e no transporte de materiais em um pequeno estuário subtropical

Abstract

Os estuários são ecossistemas que têm sofrido grandes impactos antrópicos nos últimos anos, como o aumento da entrada de nutrientes, de forma pontual e difusa. Ao mesmo tempo, a incidência de eventos meteo-oceanográficos, como as marés meteorológicas e as chuvas, pode reter ou diluir esses materiais nos ecossistemas, influenciando na qualidade das águas. A Bacia Hidrográfica do Rio Papaquara, no norte da Ilha de Santa Catarina, é uma bacia pequena (de 31 Km²) e tem sofrido com a eutrofização devido a entrada de efluentes domésticos vindos da urbanização. Para compreender a influência das forçantes naturais e antropogênicas no estado trófico desse ecossistema, a pesquisa teve o objetivo de avaliar como os eventos meteo-oceanográficos influenciam no estado trófico e no transporte de materiais desta bacia para o estuário. As amostragens foram realizadas em uma seção transversal no limite superior do estuário, ao longo de um ciclo de maré de sizígia (DHN 2017), durante maio a setembro de 2017, sob condição de ventos Norte (n=3) e de Sul (n=3). Foram obtidos valores dos parâmetros físicos da coluna da água (área da seção transversal, vazão, temperatura e salinidade), químicos (O2, NO3 - , NO2 - , NH4 + e PO4 3 ), biológicos (biomassa microalgal) e material particulado em suspensão a cada hora no ponto amostral. Aos resultados gerados foram aplicados as equações de transporte de materiais e a equação do Índice de estado Trófico (TRIX). Nossos dados revelam uma sequência de estados biogeoquímicos no limite da intrusão salina do estuário que resultam dos efeitos da co-oscilação da maré astronômica, descarga fluvial e eventos meteorológicos. Os dias com predomínio de ventos N apresentaram uma redução significativa na concentração e no transporte de materiais para o estuário em comparação com os dias com predomínio de ventos S. A diminuição do tempo de residência da água, no período de ventos N, influenciado pelas oscilações negativas do mar, apresentaram uma melhora da condição trófica do ponto amostral (classificação mesotrófica). Em comparação com o período de ventos do quadrante S, que apresentou classificação eutrófica, trazendo maior estagnação da água doce pelo avanço do mar. Em contrapartida, a maior influência marítima em ventos S melhorou a saturação de OD na água. O acúmulo de pluviosidade, aumentou a descarga fluvial, diluindo os nutrientes e diminuindo o tempo de retenção dos materiais no estuário, pelo aumento da vazão de água doce. A renovação da água, pela co-oscilação da maré astronômica, também trouxe melhora na saturação de oxigênio dissolvido para o estuário e aumentou a concentração de MPS por ressuspensão, que atuou no controle de P no sistema pelo mecanismo de adsorção-dessorção. O estudo contribuirá para a gestão costeira em prol de cidades sustentáveis, com foco na qualidade ambiental de uma unidade de conservação de proteção integral urbana, a ESEC Carijós.<br>

Abstract: Estuaries are ecosystems that have suffered major anthropic impacts in recent years, such as the increase in nutrient input, in a punctual and diffuse manner, coming from domestic effluents and fertilizers applied in agriculture, which can cause eutrophication. At the same time, the incidence of climatic events, such as meteorological tides and rains, can retain or dilute these materials in ecosystems, decreasing or improving water quality, respectively. The Papaquara River Basin, in the north of the Island of Santa Catarina, is a small basin (31 km²) and has suffered from eutrophication due to the entry of domestic effluents from urbanization. In order to understand the influence of natural and anthropogenic forcing factors in the trophic state of this ecosystem, the research aimed to evaluete how meteo-oceanographic events influence the trophic state and the transport of materials from this basin to the estuary. Sampling was carried out in a cross section at the upper limit of the estuary, along a tidal cycle of syzygy (DHN 2017), during May to September 2017, under the condition of North (n = 3) and South (n) winds = 3). Values for the physical parameters of the water column (cross-sectional area, flow, temperature and salinity), chemical (O2, NO3 - , NO2 - , NH4 + and PO4 3- ), biological (microalgal biomass) and particulate matter in suspension at every hour at the sampling point. The material transport equations and the trophic state index (TRIX) equation were applied to the generated results. Our data reveal a sequence of biogeochemical states at the limit of the is saline intrusion that result from the effects of the astronomical tide co-oscillation, fluvial discharge and meteorological events. Days with a predominance of N winds showed a significant reduction in the concentration and transport of materials to the estuary compared to days with a predominance of S winds. The decrease in the time of residence of water, in the period of N winds, influenced by negative oscillations of the sea, showed an improvement in the trophic condition of the system (mesotrophic classification), in comparison with the period of winds of the S quadrant that presented eutrophic classification, bringing greater stagnation of fresh water by the advance of the sea. In contrast, the greater maritime influence in S winds, improved DO saturation in the water. The accumulation of rainfall increased the fluvial discharge, helping to dilute nutrients and reducing the retention time of materials in the estuary, by increasing the flow of fresh water. The renewal of water, through the co-oscillation of the astronomical tide, also brought an improvement in the saturation of dissolved oxygen to the estuary and an increase in the concentration of MPS by resuspension, which acted in the control of P in the system by the adsorption-desorption mechanism in the sediment. The study will contribute to coastal management in favor of sustainable cities, focusing on the environmental quality of an integral urban protection conservation unit, ESEC-Carijós