Impactos de eventos climáticos extremos na qualidade da água de corpos hídricos superficiais continentais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Moreira, Caio Vitor Matos
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/50835
Resumo: Eventos climáticos extremos (ECEs) relacionados à precipitação, tais como secas e chuvas intensas, possuem grande potencial de alterar a qualidade hídrica de corpos hídricos continentais, devido as mudanças climáticas esses eventos têm se tornado mais frequentes, tornando esses fenômenos importantes ameaças a esses ambientes que cumprem diversos papéis em nossa sociedade. Nesse sentido, entender como esses eventos impactam os corpos d’água continentais em escala temporal e espacial é uma importante ferramenta para gestão e mitigação desses futuros impactos. Por isso, o objetivo deste estudo é encontrar padrões temporais e espaciais desses efeitos e compreender como as particularidades em escala local podem amplificar os impactos dos eventos climáticos extremos. Para isso desenvolvemos em nosso primeiro capítulo uma revisão sistemática utilizando a cienciometria, que é o ramo da ciência que se propõe a estudar os aspectos da produção científica, visando entender tendênciase lacunas de uma área da ciência. Na análise cienciométrica retiramos as seguintes informaçõesde cada artigo: tipo de evento do estudo, zona climática da área de estudo, abordagem, ecossistema estudado, tipo de parâmetro estudado, comunidades biológicas (quando há estudobiológico), impacto no principal parâmetro e impacto na qualidade da água. 281 publicações foram utilizadas para análise de produção temporal de estudos e para as análises restante retiramos os artigos de revisão, resultando em 254 artigos. Observamos o aumento de publicações sobre a temática a partir do ano de 2014, encontramos que a zona climática temperada é a que mais produz esses artigos, os rios são os ecossistemas mais estudados e a grande maioria desses estudos reportam impactos negativos na qualidade da água desses ambientes. Além disso, esses eventos causam relevantes mudanças ecológicas devido as alterações físico-químicas sobrepostas a esses corpos hídricos. Entendemos que esse aumento do número de estudostenha sido causado por publicações de relatórios de órgãos internacionaissobre mudanças climáticas e ECEs, o padrão regional de publicações está mais relacionado a produção científica nessas localidades do que maior ocorrência de ECEs nas regiões. ECEs sãocapazes de introduzir e aumentar concentrações de sólidos, nutrientes e diversos poluentes. Estes eventos também intensificam o processo de eutrofização, a magnitude e duração desses impactos são controlados por características da bacia hidrográfica e condições antecedentes desses corpos hídricos. Em nosso segundo capítulo utilizamos dados limnológicos de monitoramento de 10 anos (2011- 2021) para analisar o impacto da flutuação de nível de água durante uma seca prolongada sob um reservatório do semiárido brasileiro, em que no início doseco apresentava alto volume de água e teve sua profundidade diminuindo progressivamente até secar completamente, com a posterior reinundação ao fim do período de monitoramento. O objetivo desse capítulo foi verificar se o período de seca intensificou a eutrofização desse reservatório. Utilizamos análise de agrupamento para a separação em clusters dos meses de monitoramento e as análises de Kruskall-Wallis e Análise de Componentes Principais (ACP) para analisar as diferenças entre os períodos e das variáveis ambientais. Nossa análise de agrupamento dividiu em três períodos caracterizados por suas profundidades máximas (Zmax) como: intermediário (I), período seco (II) e período de cheia (III). As variáveis: sólidos suspensos (fixos e voláteis), turbidez, condutividade elétrica, ortofosfato, fósforo total e clorofila-a apresentaram menores valores durante o período de cheia (III), enquanto a transparência Secchi e as concentrações de oxigênio dissolvido observadas nos períodos de menores profundidades (I e II) foram inferiores quando comparadas ao período III. Assim pudemos constatar a degradação sofrida pelo reservatório durante a seca prolongada e que durante os períodos de menores níveis de água tivemos degradação da qualidade hídrica e agravamento de eutrofização. Concluímos com esse estudo que os ECEs de precipitação impactam negativamente os corpos hídricos continentais e esses impactos alteram a dinâmica física, química e biológica desses ecossistemas. Além disso, condições ambientais da bacia de drenagem em que esses corpos aquáticos estão inseridos são fatores importantes para controle desses impactos. Estudos como esse fornecem subsídios para tomadas de decisão de gestão e recuperação dos corpos hídricos e se tornam ainda mais relevantes quando avaliamos as previsões de maior ocorrência de ECEs devido as mudanças climáticas.
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Dissertação (Mestrado em Engenharia Sanitária e Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/50835Eventos climáticos extremos (ECEs) relacionados à precipitação, tais como secas e chuvas intensas, possuem grande potencial de alterar a qualidade hídrica de corpos hídricos continentais, devido as mudanças climáticas esses eventos têm se tornado mais frequentes, tornando esses fenômenos importantes ameaças a esses ambientes que cumprem diversos papéis em nossa sociedade. Nesse sentido, entender como esses eventos impactam os corpos d’água continentais em escala temporal e espacial é uma importante ferramenta para gestão e mitigação desses futuros impactos. Por isso, o objetivo deste estudo é encontrar padrões temporais e espaciais desses efeitos e compreender como as particularidades em escala local podem amplificar os impactos dos eventos climáticos extremos. Para isso desenvolvemos em nosso primeiro capítulo uma revisão sistemática utilizando a cienciometria, que é o ramo da ciência que se propõe a estudar os aspectos da produção científica, visando entender tendênciase lacunas de uma área da ciência. Na análise cienciométrica retiramos as seguintes informaçõesde cada artigo: tipo de evento do estudo, zona climática da área de estudo, abordagem, ecossistema estudado, tipo de parâmetro estudado, comunidades biológicas (quando há estudobiológico), impacto no principal parâmetro e impacto na qualidade da água. 281 publicações foram utilizadas para análise de produção temporal de estudos e para as análises restante retiramos os artigos de revisão, resultando em 254 artigos. Observamos o aumento de publicações sobre a temática a partir do ano de 2014, encontramos que a zona climática temperada é a que mais produz esses artigos, os rios são os ecossistemas mais estudados e a grande maioria desses estudos reportam impactos negativos na qualidade da água desses ambientes. Além disso, esses eventos causam relevantes mudanças ecológicas devido as alterações físico-químicas sobrepostas a esses corpos hídricos. Entendemos que esse aumento do número de estudostenha sido causado por publicações de relatórios de órgãos internacionaissobre mudanças climáticas e ECEs, o padrão regional de publicações está mais relacionado a produção científica nessas localidades do que maior ocorrência de ECEs nas regiões. ECEs sãocapazes de introduzir e aumentar concentrações de sólidos, nutrientes e diversos poluentes. Estes eventos também intensificam o processo de eutrofização, a magnitude e duração desses impactos são controlados por características da bacia hidrográfica e condições antecedentes desses corpos hídricos. Em nosso segundo capítulo utilizamos dados limnológicos de monitoramento de 10 anos (2011- 2021) para analisar o impacto da flutuação de nível de água durante uma seca prolongada sob um reservatório do semiárido brasileiro, em que no início doseco apresentava alto volume de água e teve sua profundidade diminuindo progressivamente até secar completamente, com a posterior reinundação ao fim do período de monitoramento. O objetivo desse capítulo foi verificar se o período de seca intensificou a eutrofização desse reservatório. Utilizamos análise de agrupamento para a separação em clusters dos meses de monitoramento e as análises de Kruskall-Wallis e Análise de Componentes Principais (ACP) para analisar as diferenças entre os períodos e das variáveis ambientais. Nossa análise de agrupamento dividiu em três períodos caracterizados por suas profundidades máximas (Zmax) como: intermediário (I), período seco (II) e período de cheia (III). As variáveis: sólidos suspensos (fixos e voláteis), turbidez, condutividade elétrica, ortofosfato, fósforo total e clorofila-a apresentaram menores valores durante o período de cheia (III), enquanto a transparência Secchi e as concentrações de oxigênio dissolvido observadas nos períodos de menores profundidades (I e II) foram inferiores quando comparadas ao período III. Assim pudemos constatar a degradação sofrida pelo reservatório durante a seca prolongada e que durante os períodos de menores níveis de água tivemos degradação da qualidade hídrica e agravamento de eutrofização. Concluímos com esse estudo que os ECEs de precipitação impactam negativamente os corpos hídricos continentais e esses impactos alteram a dinâmica física, química e biológica desses ecossistemas. Além disso, condições ambientais da bacia de drenagem em que esses corpos aquáticos estão inseridos são fatores importantes para controle desses impactos. Estudos como esse fornecem subsídios para tomadas de decisão de gestão e recuperação dos corpos hídricos e se tornam ainda mais relevantes quando avaliamos as previsões de maior ocorrência de ECEs devido as mudanças climáticas.Extreme climate events (ECEs) related to precipitation, such as extreme droughts and extreme rains, have great potential to alter the water quality of continental water bodies, due to climate change these events have become more frequent, making these phenomena important threats to these environments that play various roles in our society. In this sense, understanding how these events impact continental water bodies in temporal and spatial scale is an important tool for management and mitigation of these future impacts. Therefore, the aim of this study is to find temporal and spatial patterns of these effects and understand how particularities at local scale can amplify the impacts of extreme climate events. For this we developed in our first chapter a systematic review using scientometrics, which is the branch of science that proposes to study aspects of scientific production, aiming to understand trends and gaps in an area of science. In the scientometric analysis we extracted the following information from each article: type of study event, climatic zone of the study area, approach, ecosystem studied, type of parameter studied, biological communities (when there is a biological study), impact on the main parameter, and impact on water quality. 281 publications were used for the temporal production analysis of studies and for the remaining analyses we removed the review articles, resulting in 254 articles. We observed an increase in publications on the subject from the year 2014, we found that the temperate climate zone is the one that produces the most articles, rivers are the most studied ecosystems and the vast majority of these studies report negative impacts on water quality in these environments. Moreover, these events cause relevant ecological changes due to the physical-chemical changes superimposed on these water bodies. We understand that this increase in the number of studies has been caused by publications of international reports on climate change and ECEs, the regional pattern of publications is more related to scientific production in these locations than the higher occurrence of ECEs in the regions. ECEs are capable of introducing and increasing concentrations of solids, nutrients and various pollutants. These events also intensify the eutrophication process, the magnitude and duration of these impacts are controlled by watershed characteristics and antecedent conditions of these water bodies. In our second chapter we used 10-year monitoring limnological data (2011-2021) to analyze the impact of water level fluctuation during a prolonged drought under a Brazilian semiarid reservoir, in which at the beginning of the dry period it presented high water volume and had its depth progressively decreasing until it completely dried up, with subsequent reinundation at the end of the monitoring period. The aim of this chapter was to verify if the drought period intensified the eutrophication of this reservoir. We used cluster analysis to separate into clusters the months of monitoring and Kruskall-Wallis and Principal Component Analysis (PCA) to analyze the differences between periods and environmental variables. Our cluster analysis divided into three periods characterized by their maximum depths (Zmax) as: intermediate (I), dry period (II) and wet period (III). The variables: suspended solids (fixed and volatile), turbidity, electrical conductivity, orthophosphate, total phosphorus and chlorophyll-a presented lower values during the wet period (III), while Secchi transparency and dissolved oxygen concentrations observed in the shallowest periods (I and II) were lower when compared to period III. Thus we could see the degradation suffered by the reservoir during the prolonged drought and that during the periods of lower water levels we had degradation of the water quality and aggravation of eutrophication. We conclude from this study that precipitation ECEs negatively impact continental water bodies and these impacts alter the physical, chemical, and biological dynamics of these ecosystems. Moreover, the environmental conditions of the drainage basin where these water bodies are located are important factors for controlling these impacts. Studies like this provide subsidies for decision making in the management and recovery of water bodies and become even more relevant when we evaluate the predictions of increased occurrence of ECEs due to climate change.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTALUFRNBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIAMudanças climáticasSecasTempestadesEutrofizaçãoCienciometriaImpactos de eventos climáticos extremos na qualidade da água de corpos hídricos superficiais continentaisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALImpactoseventosclimaticos_Moreira_2022.pdfapplication/pdf1240582https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/50835/1/Impactoseventosclimaticos_Moreira_2022.pdf0b489785d0bff9a3fe8fbf409a79fde2MD51123456789/508352023-01-04 15:06:15.387oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/50835Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2023-01-04T18:06:15Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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