proposta v23out2006b

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proposta v23out2006b Powered By Docstoc
					Laboratório de Gestão Ambiental de Reservatórios
Departamento de Biologia Geral
Instituto de Ciências Biológicas
Universidade Federal de Minas Gerais




                          Projeto Técnico-Científico




 Melhoria da Qualidade de Água da Lagoa Central e Implantação
 de um Centro Tecnológico em Limnologia Aplicada no Município
                        de Lagoa Santa




                     Prof. Dr. Ricardo M. Pinto Coelho




                                Outubro de 2006


                                                            1
Introdução
       Lagoa Santa faz parte de um dos principais sistemas lacustres do Brasil: o sistema
de lagos na região calcárea, “Karst”, localizada ao norte na região metropolitana de Belo
Horizonte. Essa importância decorre não somente das características limno-ecológicas
desses ambientes lacustres mas também a sua íntima associação com importantes
formações geológicas, ocorrências paleontológicas de vulto, comunidades e biótopos
vegetais do entrorno hoje muito ameaçados pela ação do homem. Deve-se ainda considerar
os inúmeros aspectos histórico-culturais da região além de sua grande beleza cênica.
       Originalmente, sabe-se que a lagoa central da cidade de Lagoa Santa era um
ecossistema muito rico em diversidade da vida aquática. Eram famosas as suas populações
de macrófitas submersas (characeas), a alta riqueza de seu fitoplâncton caracterizado por
uma elevadíssima riqueza de desmidiáceas. Um amplo cordão de ciperáceas formava um
biótopo litorâneo de rara beleza cênica. Todas essas características ecológicas
possibilitavam ao corpo de água exibir características excepcionais de qualidade de água
tais como uma elevada transparência e baixos índices de nutrientes essenciais. A elevada
transparência permitia que a luz chegasse ao fundo do lago. Assim, o fechamento desse
ciclo virtuoso entre ótima qualidade de água e alta diversidade ecológica e biológica
conferia, de fato, características ecológicas excepcionais ao lago.
       Infelizmente o ciclo virtuoso entre qualidade de água e diversidade bióica foi
rompido ainda no final dos anos setenta. A transparência da água diminuiu muito, as
desmidiáceas do fitoplâncton deram lugar às cianobactérias, inclusive com o aparecimento
de cepas tóxicas. A luxuriante vegetação de margem e do fundo da lagoa virtualmente
desapareceram. Uma série de fatores ligados principalmente ao incremento da ocupação
humana na bacia podem ser os principais causadores do fenômeno da eutrofização que vem
assolando o lago. Esse aumento na ocupação humana levou ao aparecimento de problemas
não só na qualidade de água, mas também ao aparecimento de vetores de doenças de
veiculação hídrica e outros problemas sanitários.
       Inicialmente pensou-se que o aporte externo de nutrientes e as mudanças no regime
hídrico do sistema eram os principais agentes causadores dessa eutrofização. Entretanto,
após uma série de medidas que a Prefeitura de Lagoa Santa vem adotando ao longo dos
últimos anos tais como a intercepção dos esgotos, o tratamento dos aqüíferos que


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alimentam a lagoa e uma coleta mais cuidadosa dos resíduos de orla percebeu-se que os
índices de trofia recusavam-se a ceder.
       Paralelamente, o lago foi palco de diversas introduções de espécies exóticas de
peixes, sendo uma delas a tilápia e a outra o tucunaré. Presume-se que hoje o lago esteja
sofrendo uma verdadeira infestação dessas duas espécies de peixes exóticas. Estudos
recentes têm demonstrado que essas espécies estão intimamente associadas a piora da
qualidade de água, particularmente aumentando os níveis de trofia. No lago, Paraonoá, no
distrito federal, Starling et al (), demonstraram claramente os efeitos deletérios da
infestação de tilápías no ambiente que aumentavam os níveis de clorofila-a da água. Na
lagoa da Carioca, situada dentro do Parque Estadual do Rio Doce, Pinto-Coelho et al (sub.)
também demonstraram os efeitos do tucunaré em incrementar os índices de trofia dentro do
ambiente. Considerando essa literatura, pode-se hoje afirmar que quando um lago sofre
uma infestação dessas espécies, estamos diante de duas pragas cujo controle exige ações
específicas de manejo.
       A estrutura da comunidade de peixes é um dos indicadores mais poderosos da saúde
de um ecossistema. Queda de riqueza de espécies, aparecimento de uma forte dominância
de uma ou poucas espécies, introduções de espécies exóticas, modificações no tamanho
médio de indivíduos ou o aparecimento de certos tipos de anomalias anatômicas ou
cromossômicas estão geralmente associados a processos de degradação do ambiente tais
como a hipereutrofia, diversos tipos de contaminações por agentes químicos ou
agrotóxicos, infestações por patógenos, aumento excessivo da temperatura ou mesmo
excesso de radiação UV.
       Estudos demográficos voltados à comunidade de peixes normalmente envolvem a
coleta de peixes por longos períodos. Normalmente os ecólogos nunca deixam de lado esse
tipo de estudo porque são eles que podem fornecer informações detalhadas não somente a
respeito da estrutura de suas principais populações, mas também pelo fato de que esse tipo
de investigação fornece indicações muito precisas sobre as associações entre os diferentes
níveis tróficos no sistema. Dados sobre a composição e estrutura da comunidade de peixes
sempre tiveram uma grande importância na obtenção de bons indicadores da qualidade da
água. Entretanto, as estimativas das abundâncias e biomassas dos peixes a partir dos
métodos demográficos tradicionais demandam um grande dispêndio de esforço, tempo e



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recursos financeiros. Além disso, essa abordagem está envolvida com a problemática da
sub-amostragem e, portanto, está sempre associada à uma grande variabilidade amostral e a
erros que podem, muitas vezes, mascarar os padrões de mudanças que se procura
investigar. Em contraste, a abundância de peixes pode ser facilmente estimada utilizando-se
métodos acústicos (Mehner & Schulz, 2002). Se adicionalmente acompanhadas com coletas
controle para a determinação da composição das espécies, uma ecossonda científica pode
proporcionar a base para o conceito de um indicador biológico, orientado à comunidades de
peixes, da qualidade do ecossistema.
       Entre os indicadores biológicos, os peixes deveriam ser considerados como
organismos-chave porque eles estão presentes em quase todos os corpos de água, são
indicativos da qualidade dos habitats, ocupam uma variedade de níveis tróficos e
desempenham um papel central no manejo e na restauração de lagos e reservatórios
(Lammens, 1999).
       Técnicas de eco-sondagem podem fornecer informação básica não somente dos
estoques de peixes, padrões de distribuição espacial e temporal, mas também sobre o
zooplâncton, das características batimétricas do fundo do reservatório e da cobertura de
macrófitas (Swicrzowski et al., 2000). Além disso, os métodos acústicos podem integrar
diversos índices de qualidade de água utilizados, oferecendo uma precisão e acurácia não
disponível nos outros métodos. As relações entre os peixes, macrófitas e zooplâncton que
podem ser acessados utilizando-se a hidroacústica e podem se transformar em uma
ferramenta importante para a conservação da qualidade da água.




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Objetivos
       O presente projeto tem como objetivo geral a retomada dos estudos limnológicos na
lagoa central de Lagoa Santa visando sobretudo a melhora da qualidade de suas águas, a
curto prazo. Os estudos irão averiguar se existe uma associação entre eutrofização e a
infestação por espécies exóticas de peixes no sistema. Os estudos limnológicos irão se
desenvolver em várias frentes, a saber:
Batimetria
       Será feito um levantamento completo da batimetria em todo o lago visando medir o
grau de assoreamento existente hoje na lagoa bem como identificar precisamente os
principais focos de entradas de sedimentos recentes no sistema.


Eutrofização
       Pretende-se com esse estudo identificar o estágio de trofia do sistema. Será feito um
acompanhamento espaço-temporal das principais variáveis ligadas à determinação do
estágio de trofia tais como transparência da água, atenuação de radiação fotossinteticamete
ativa (PAR) na coluna de água, concentrações de clorofila-a e de nutrientes essenciais tais
como os níveis de nitrogênio e o de fósforo totais, em diferentes estratos da coluna de água
e em pontos considerados essenciais para se determinar se existe uma compartimentação
espacial dos níveis de trofia dentro da lagoa.


Ictiofauna
       Pretende-se avaliar a densidade e distribuição espacial dos principais componentes
da ictiofauna dentro da lagoa dentro da premissa de que essa será uma etapa fundamental
para a futura adoção de medidas de manejo da ictiofauna visando a melhoria da qualidade
de água no sistema.


Manejo da Ictiofauna e Melhoria da Qualidade de Água
       Uma vez tenham sido concluídas as fases ligadas à determinação do(s) nível(eis)
trófico(s) da lagoa e concluídas as mensurações das disponibilidades em termos de riqueza
em espécies bem como as densidades das principais populações de peixes exisntentes na




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lagoa, passar-se-á à adoção de medidas de manejo dessa ictiofauna visando a redução dos
níveis de trofia no ambiente.
       As medidas de manejo da ictiofauna irão visar atingir os seguintes objetivos: (a)
redução em pelo menos uma ordem de magnitude das densidades médias das espécies
bioturbadoras ou retro-alimentadoras do aporte interno de nutrientes na coluna de água; (c)
redução das abundâncias relativas de todas as espécies exóticas de peixes, particularmente
das tilápias e do tucunaré; (b) recomposição da biota original através do aumento da riqueza
e abundância das espécies nativas de peixes.


Metodologia dos Trabalhos Limnológicos

       Para a coleta dos pontos batimétricos será utilizada um sistema constituído por um
ecobatímetro portátil de feixe simples modelo Sonarlite, e um sistema de posicionamento
global diferencial (DGPS) (Fig. 1).




Figura 1– A - Ecobatímetro Sonarlite (Ohmex) e B – DGPS GTR-A (Techgeo).


       O ecobatímetro Sonarlite possui um transdutor que trabalha com a emissão e
recepção de pulsos nas freqüências de 200 kHz, freqüência mais adequada para detecção
das condições de fundo. O equipamento calcula a profundidade através da diferença de
tempo entre a emissão e a recepção do sinal, estando apto a detectar profundidades entre



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0,30 m a 80 m, com uma precisão de 2 cm. O ecobatímetro vem com um software que faz o
processamento dos dados recebidos e que gera os ecogramas (perfis) coloridos, que são
visualizados na tela de um computador ou em saídas gráficas de impressora. Além disso, o
software gera tabelas que serão guardadas em arquivos para posterior utilização por
programas gráficos.
       O sistema DGPS com funcionamento estático e pós-correção, permite obter precisão
diferencial no modo estático na ordem de 5 mm + 1 ppm para distâncias até 20 km e 5 mm + 2 ppm
para distâncias até 50 km. A utilização de GPS com posicionamento diferencial melhora
consideravelmente a precisão das coordenadas, na medida em que corrige os erros sistemáticos que
tem causas extrínsecas aos receptores, tais como os erros introduzidos pela degradação do sistema,
pelos atrasos ionosféricos e troposféricos, erros nas efemérides dos satélites, erro do relógio do
satélite e ruído do receptor (Álvares et al., 2000). O fundamento do DGPS baseia-se na
determinação da posição de um ponto, relativamente a outro ponto de referência, com coordenadas
conhecidas (portadora L1), estando ambos os pontos aptos a captar simultaneamente os mesmos
satélites. O ecobatímetro trabalha sincronizado ao DGPS através de mensagens NMEA entre os
equipamentos e é o software do ecobatímetro que correlaciona e guarda os dois tipos de medições
(posição e profundidade). Os estudos batimétricos deverão ser executados através de 3-5
campanhas de campo.


Qualidade Físico-química das águas
Temperatura e Condutividade

       A temperatura (ºC) e a condutividade elétrica (µS) serão medidas in situ através de
uma sonda multi-analisadora YELLOW SPRINGS modelo 556 MPS (Fig. 2A).


pH (Potencial Hidrogeniônico)
       O pH será medido in situ com o auxílio de uma sonda multi-analisadora YELLOW
SPRINGS modelo 556 MPS (Fig. 2A).


Oxigênio Dissolvido (OD)
      O oxigênio dissolvido será medido in situ por meio de uma sonda multi-analisadora
YELLOW SPRINGS modelo 556 MPS (Fig. 2A).




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Figura 2 A - Sonda multi-analisadora Yellow Spring 556 MPS. Foto: Ricardo P. Coelho.




Figura 2 B – Sonda multiparamétrica Yellow Springs 6920.




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           As mensurações da temperatura, condutividade elétrica, pH/ORP/TDS, oxigênio
dissolvido, nitrato, amônia e clorofila-a poderão também ser obtidas com a sonda Yellow
Springs - YSI 6920 (Fig. 2-B). Essa sonda que permite mensurações “in situ” na coluna de
água. Ela pode descer até 50 metros para mensurações de temperatura, condutividade, pH,
REDOX e clorofila-a e até 12 metros de profundidade para as mensurações de amônio e
nitrato.




Transparência da Água

           A energia luminosa modifica substancialmente a estrutura térmica de um
ecossistema aquático e interfere nos padrões de circulação e de estratificação da massa de
água, além de ser essencial para a produtividade no ambiente. Considerando o regime
luminoso, um corpo d´água pode ser dividido em dois compartimentos:
           a) zona fótica, compreendendo a região da massa de água iluminada com até 1% da
luz superficial;
           b) zona afótica, região sem luz.
           Na zona fótica, ao penetrar a massa de água, a luz tem sua intensidade diminuída e
sua composição espectral alterada pela absorção e dispersão. Assim, a luz sofre uma
alteração tanto quantitativa como qualitativa, denominada atenuação da luz. Toda a
produção autotrófica de um lago ocorre na zona fótica, por isso, o conhecimento da
penetração da radiação, por meio da medida de transparência da água, se torna importante.
A transparência da água será medida in situ por meio do disco de Secchi..


Radiação fotossinteticamente ativa (RFA)
           As medidas de radiação RFA serão realizadas utilizando-se o radiômetro Li_Cor
(Fig. 3). Este equipamento realiza medidas de irradiância (cosine downwelling irradiance)
na faixa do PAR (400-700nm), bem como na faixa do UV, 305, 320, 340 e 380 nm. As
medidas serão tomadas a partir da linha d’água até a profundidade de 1% das medidas de
irradiância superficial. O coeficiente de atenuação difusa da luz para o PAR, Kd(PAR) (m-1)




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serão calculados pela regressão linear entre logaritmo natural dos valores de irradiância (Ed)
e a profundidade. A figura 4 é um exemplo de atenuação de radiação.




Figura 3 – Radiômetro Li Cor para mensuração da radiação PAR (400 – 800 nm). Fotos:
   rmpc.

                                                    L u z (% )

                                      0   20   40       60       80   100

                                  0


                                  5
                      Prof (m)




                                 10


                                 15


                                 20




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Figura 4 – Exemplo de atenuação da radiação fotossintéticamente ativa (RFA) em um
lago natural (la goa.Dom Helvécio), durante o período de setembro de 2005.
Bezerra_Neto (2006).




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Turbidez
       A turbidez de uma amostra de água é o grau de atenuação de intensidade que um
feixe de luz sofre ao atravessá-la, devido à presença de sólidos em suspensão, tais como
partículas inorgânicas (areia, silte, argila) e detritos orgânicos (algas, bactérias e plâncton
em geral). Alta turbidez reduz a fotossíntese da vegetação enraizada, submersa e algas. Esse
desenvolvimento reduzido de plantas pode, por sua vez, suprimir a produtividade de peixes.
Logo, a turbidez pode influenciar nas comunidades biológicas aquáticas. Além disso, afeta
adversamente os usos doméstico, industrial e recreacional de uma água. A turbidez será
medida in situ através de um aparelho portátil marca DIGIMED modelo DM-C2.




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Figura 5 – Turbidímetro DIGIMED, modelo DM-C2. Foto: Rafael Resck.



Sólidos Totais em Suspensão
       A carga sólida (sólidos totais em suspensão) é um dos maiores problemas em rios,
reservatórios e estuários; pois impedem ou dificultam a penetração da luz na água e a
fotossíntese da vegetação submersa, interferindo também na dinâmica térmica do sistema.
A compreensão dos padrões de distribuição da carga dos sólidos totais em suspensão
representa uma das condições necessárias para o entendimento de outros processos
existentes nos corpos de água.
       Para a determinação da concentração de sólidos totais suspensos, duas réplicas de
cada amostra de água serão filtradas, utilizando-se filtros GFC secos (105 ºC, 1 h) e pré-
pesados. A seguir os filtros serão novamente secos (105 ºC, 1 h) e pesados, para a
determinação dos sólidos totais em suspensão em mg.L-1. Os valores finais dos sólidos
totais em suspensão (STS) serão obtidos a partir do cálculo:


                                 STS (mg/L) = ( [A – B] x 1000 )
                                                     C
       Onde:
       A = peso seco final do filtro (mg)
       B = peso seco inicial do filtro (mg)
       C = volume de água filtrado (L)


Nutrientes
     As amostras para as análises físico-químicas (nutrientes) serão tomadas com auxílio
de uma garrafa amostradora de Van Dorn (Fig. 6). Todas as leituras serão feitas em
espectrofotômetro AIC modelo VIS-7220 ou espectrofotômetro Shimadzu modelo UV-IR
1201. As cubetas utilizadas serão modelo Dynalon-Aldrich.




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Figura 6 - Garrafa amostradora modelo tipo “Van Dorn”, com corpo de PEXIGLAS, termômetro de
mercúrio e estrutura em titânio de alta pureza. Abaixo, o modelo já em operação no reservatório de
São Simão. Esse tipo de amostrador é o ideal para coletar amostras para análises físico-químicas
pois a sua estrutura minimiza as contaminações tão freqüentes originadas pelo uso de aparatos
amostradores com estruturas de metais de baixa qualidade e plásticos que possuem elevados
teores de metais traços (i.e: Cádmio, p. ex.). Foto: rmpc.


Nitrogênio Total
       O nitrogênio total da água pode ser dividido em nitrogênio particulado (a maioria de
origem orgânica) e nitrogênio total solúvel, sendo este último de maior interesse por ser
assimilável pelos seres vivos e por compreender formas inorgânicas de vários níveis de
oxidação. Estas formas são o nitrato, nitrito e amônia. O nitrato normalmente é encontrado
em pequenas quantidades na água. É um nutriente essencial para muitos seres autotróficos e
em alguns casos é considerado fator limitante ao crescimento. O nitrito é um estado
intermediário do nitrogênio. A amônia é produzida pela deaminação dos compostos
orgânicos que contém nitrogênio, pela hidrólise da uréia e pela redução do nitrato em
condições de anaerobiose.
       A determinação do nitrogênio total, incluindo o particulado é de grande importância
para a correta determinação do grau de trofia de um dado ambiente aquático. No presente
estudo, optou-se pelo uso de um método de digestão a quente, uma nova adaptação do



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método clássico de Keijeldahl que compreende duas etapas: (1) digestão da amostra para
converter Norg. a íon amônio (N-NH4+) e (2) determinação do NNH4+ no digerido, após
destilação com um álcali. O sulfato de amônio resultante da digestão (Fig. 14) é aquecido
com uma base, desprendendo amônia (NH3), e a reação pode ser representada pela equação:
NH4+ + OH ↔ NH3 + H2O. A amônia é então recolhida em uma solução ácida, e a espécie
N-NH4+ determinada por colorimetria, eletrodo íon seletivo ou titulação com solução
padrão ácida (Bremner, 1965; Yashuara & Nokihara, 2001).




Figura 7 - Bloco digestor e aparato de destilação da amônia para a obtenção do
nitrogênio total. Modelo Tecnal. Foto: rmpc.


Fósforo Total
O fósforo total será obtido a partir de amostras congeladas, não filtradas, submetidas
previamente à digestão com perssulfato de potássio. As determinações dos nutrientes serão
feitas agtravés de métodos colorimétricos e a determinação da absorvância sempre será
feita em cubetas especiais de quartzo em um espectrofotômetro UV-VIS Shimadzu de alta
precisão (Fig. 8).




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Figura 8 – Espectrofotômetro UV-VIS Simadzu 1200. O equipamento está sendo modernizado
recentemente e está dotado de uma novo programa capaz de leituras de varredura em uma ampla
faixa espextral. Além disso ele será em breve dotado de um mecanismo semi-automatizado de
succção de amostras bem como de uma nova interface comutacional que permitira a determinação
automatizada em tempo real dos principais nutrientes (nitrogênio e fósforo).




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Meio Biótico Aquático
Clorofila-a
       A clorofila-a será determinada através do uso de um sensor fluorimétrico
submersível capaz de realizar mensurações “in situ” de clorofila-a e de turbidez. A sonda é
capaz de coletar e armazenar grande quantidade de dados em seu sistema de data-log. Esses
dados podem ser transferidos diretamente a um computador em laboratório. A sonda da
figura abaixo (Fig. 9) está disponível no laboratório de gestão de reservatórios tropicais do
departamento de Biologia Geral, ICB, UFMG. O sensor foi adquirido através do convênio
FUNDEP/CEMIG Aporte de Fósforo e Usos do Solo na bacia do reservatório do São
Simão (MG/GO). Coordenador: Prof. Ricardo M. P. Coelho.




Figura 10- Sonda fluorimétrica, SCUFA, Turner, Inc.. Foto: rmpc.




Fitoplâncton
       A comunidade fitoplanctônica pode ser utilizada como indicadora da qualidade da



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água, principalmente em reservatórios, e, a análise da sua estrutura permite avaliar alguns
efeitos decorrentes alterações ambientais. Esta comunidade é a base da cadeia alimentar e,
portanto, a produtividade dos elos seguintes depende da sua biomassa.
       Os organismos fitoplanctônicos respondem rapidamente (em dias) às alterações
ambientais decorrentes da interferência antrópica ou natural. É uma comunidade indicadora
do estado trófico, podendo ainda ser utilizada como indicador de poluição por pesticidas ou
metais pesados (presença de espécies resistentes ao cobre) em reservatórios utilizados para
abastecimento.
       A presença de algumas espécies em altas densidades pode comprometer a qualidade
das águas, causando restrições ao seu tratamento e distribuição. Atenção especial é dada ao
grupo das Cianofíceas, também denominadas Cianobactérias, que possui espécies
potencialmente tóxicas. A ocorrência destas algas tem sido relacionada a eventos de
mortandade de animais e com danos à saúde humana.
       Para se analisar quantitativamente a estrutura da comunidade fitoplanctônica será
empregada a rede de plâncton como amostrador. Esta rede de formato cônico possui
abertura de malha de 20 µm, diâmetro máximo de 30 cm e comprimento total de 75 cm
(Fig. 10).




                                                                                        18
Figura 10 - Redes cônicas utilizadas para o exame qualitativo dos organismos fitoplanctônicos.
Normalmente, essas redes apresentam a abertura de poro ao redor de 20 micrômetros. Foto: rmpc.


       Em cada um dos pontos amostrados será feito um arrasto vertical em toda a coluna
d´água, retendo assim os organismos presentes na mesma. Após a retirada da rede a
conservada e fixada para posterior contagem e a identificação das algas.
       Para análise da abundância e composição específica do fitoplâncton será realizada a
contagem e identificação dos organismos de acordo com o método de sedimentação em
câmaras utilizando microscópio invertido, como descrito em Utermohl (1958). As amostras
já fixadas serão homogeneizadas e transferidas para colunas de sedimentação sobre
câmaras de contagem durante 72 horas. O sobrenadante é removido cuidadosamente de
modo a evitar a re-suspensão e a câmara é colocada no microscópio de inversão. Efetua-se
uma análise qualitativa e quantitativa num conjunto de quadrículas selecionadas



                                                                                           19
aleatoriamente. A abundância de cada grupo ou espécie de fitoplâncton e a abundância total
da comunidade é determinada com base na seguinte equação:


        Abundância (№ células/L) = X . A . d / V . n . a


Onde,
X = número de células contadas
V = volume da amostra em litros
d = fator de correção em relação à diluição da amostra induzida pelo fixador
n = número de campos contados
A = área da câmara de sedimentação
a = área do campo microscópico


Comunidade de Peixes
Medidas hidroacústicas
        A amostragem será realizada percorrendo-se, com uma embarcação, toda a área do
lago a ser amostrada (zona central até a região de transição) através de transectos em zig-
zag, com uma distância entre as linhas de amostragem proporcional ao tamanho da área a
ser amostrada. Neste procedimento, dados de distribuição vertical e horizontal dos peixes
serão coletados utilizando-se uma ecossonda científica digital Biosonic DT-X (Fig. 11).
Este equipamento realiza varreduras na coluna d’água nas faixas de freqüência de 38, 70,
120, 200, 420 e 1000 kHz, possibilitando a determinação da estimativa da abundância,
biomassa e espectro de tamanho dos organismos-alvo.




                                                                                        20
                                                          ®
Figura 11 - Ecossonda científica digital Biosonics DT-X       usada para biomonitoramento sub-
aquático de recursos biológicos presentes na coluna de água de grandes sistemas aquáticos tais
como grandes lagos, reservatórios e áreas litorâneas. Essa sonda foi recentemente adquirida
através de um financiamento da FAPEMIG ao laboratório de Gestão de Reservatórios Tropicais da
UFMG. Ela permite o levantamento em tempo real e com precisão sub-métrica dos recursos
ligados à comunidade de peixes, zooplâncton e até de macrófitas submersas em lagos e
reservatórios. Foto: Biosonics, Inc.


        Todo o trabalho de coleta de dados acima relacionados serão georreferenciados, ou
seja, serão realizados concomitantemente à tomada de coordenadas de localização (latitude
e longitude) através do aparelho hidroacústico que, quando acoplado a um aparelho GPS de
navegação, fornece a posição da embarcação em intervalos de 1 segundo. Todo o conjunto
é alimentado por bateria 12 V ou por geradores de corrente alternada movidos à gasolina.
        Os dados serão coletados por um computador portátil, com auxílio do software de
navegação, através de um cabo ligado à porta serial. Além dos dados de hidroacústica, a
aparelhagem (Ecossonda + GPS) é capaz de fornecer os seguintes dados:


          §       Latitude e Longitude;         §      Tempo;
          §       Coordenadas UTM;              §      Distância (entre os pontos);
          §       Zona UTM;                     §      Distância Acumulada;
          §       Data;                         §      Velocidade.



                                                                                           21
Método Convencional
        O presente projeto também prevê o levantamento da ictiofauna da lagoa através de
coletas regulares em campo. Essa metodologia será muito importante para ser usada como
uma forma de calibração dos estudos de hidroacústica que serão desenvolvidos em todo o
lago.
        Três a cinco excursões serão realizadas envolvendo coletas em três diferentes
regiões do lago. Serão utilizadas redes de espera, com 1,5 metros de altura por 10 metros de
comprimento e com tamanhos de malha diferentes (3,4,5,6,8,10 e 12 centímetros entre nós
opostos). As redes serão armadas às 18:00 horas de um dia e retiradas às 8:00 horas do dia
seguinte, ficando expostas durante um período de 14 horas. As redes serão armadas duas a
duas perpendicularmente em relação à margem, sendo aleatoriamente escolhidas os
tamanhos de malha (Fig. 12).




Figura 12 – Retirada de uma rede de espera, em um dos lagos pelo biólogo Tiago G. Mota. Foto:
Anderson Medeiros (janeiro de 2004). Foto: Tiago G. Mota.




                                                                                          22
        Os exemplares serão agrupados segundo a malha e lago no qual foram coletados, e
posteriormente fixados em formol 10%. Após uma semana nessa solução, os peixes serão
transferidos para recipientes com álcool a 70%, para a conservação. Todos os exemplares
serão pesados, medidos e identificados até o último nível taxonômico possível. Os dados
serão transferidos para uma tabela de presença e ausência e comparados, quando possível,
com trabalhos similares já realizados no mesmo lagos.
        A diversidade em peixes do lago será estimada através do índice de Shannon e a
abundância relativa de cada espécie por lago será estimada através dos índices de captura
por unidade de esforço (CPUE). Esses índices podem ser calculados tanto para biomassa
quanto para o número de indivíduos sendo normalmente calculados para um esforço
padrão de 100m2 de rede, por malha.
        Todos os indivíduos coletados serão pesados (balanças Pezola de 50 e 1000 g) e
medidos (ictiometro). Adultos e larvas/ovos coletados serão fixados em formalina 10% e
4%, respectivamente. O material coletado será acondicionado em sacos plásticos
devidamente identificados, contendo data, local e horário da coleta. Todos os sacos
plásticos contendo o material amostrado, serão colocados em bombonas. Após uma
semana, todo o material será lavado e colocado em álcool 70%, para a conservação. Um
aparelho GPS foi usado para o georreferenciamento dos pontos amostrados.
        Os espécimes serão classificados segundo a literatura disponível. Caso haja
necessidade, os exemplares serão enviados à especialistas para identificação. Para análise
dos dados, calcularemos a CPUE (Captura por Unidade de Esforço) em biomassa e número
de indivíduos:


        CPUEN = (Nm/EPm) x 100
        CPUEb = (Bm/EPm) x 100
onde,
CPUEN = captura de indivíduos (N), por unidade de esforço;
CPUEb = captura e biomassa (peso corporal) por unidade de esforço;
Nm = número total de peixes capturados na malha m;
Bm = biomassa total de peixes capturados na malha m;


                                                                                       23
EPm = esforço de pesca, que representa a área em m2 das redes de malha m;
m = tamanho da malha (3,4,5,6,7,8,10 e 12 centímetros entre nós opostos).


        O índice de diversidade (Shannon-Wiener) será obtido através do uso da fórmula:


        H’ = -Σ(pi . lnpi)
onde,
Pi = ni/N
ni é o número de indivíduos da espécie i;
N é o total de indivíduos.


        O índice de similaridade (Sorensen) será obtido da seguinte maneira:


        S = 2j/(a+b)
onde,
S = índice de similaridade;
j = número de espécies são comuns às duas amostras;
a e b = número total de espécies em cada amostra.




                                                                                          24
Implantação do Centro Tecnológico em Limnologia Aplicada
       Um dos principais produtos previstos para esse projeto, é a criação do Centro
Tecnológico de Limnologia Aplicada do Município de Lagoa Santa. Esse centro terá como
objetivos centrais:
   (a) Formação de pessoal altamente qualificado em Ecologia Aquática e Limnologia
       Básica e Aplicada.
   (b) Desenvolvimento de ecotecnologias voltadas ao diagonóstico limnológico, ao
       monitoramento ambiental e recuperação da qualidade de água em sistemas lacustres
       naturais a artificiais e ambientes lóticos das zonas tropicais
   (c) Desenvolvimento de produtos e serviços votados à extensão universitária buscando
       um estreitamento no abismo hoje existente entre a produção de conhecimento
       científico-tecnológico nas universidades e as necessidades imediatas das populações
       que vivem no entorno dos sistemas hídricos das zonas tropicais.
       O centro estará voltado fundamentalmente ao ensino prático e desenvolvimento de
ecotecnologias voltadas à preservação e recuperação de recursos lacustres tropicais. Ele
receberá – inicialmente – alunos matriculados em diferentes cursos de pós-graduação em
Ecologia, Ciências Ambientais e Gestão Ambiental das universidades públicas e privadas
que desejam se associar ao mesmo e que tenham as condições acadêmicas necessárias para
fornecer o conhecimento teórico necessário.
       O centro receberá os alunos tanto para a realização de créditos específicos a serem
concedidos em matérias previamente submetidas e validadas nos respectivos colegiados de
curso das faculdades credenciadas, bem como receberá estagiários e bolsistas para o
desenvolvimento de suas monografias, dissertações e teses.
       Uma das principais funções do centro será o desenvolvimento de produtos e
atividades especificamente voltadas para a extensão universitária. Assim, o centro deverá
ter entre as suas prioridades a constante busca de um maior contato com a comunidade
local. Esse estreitamento de contato poderá ser efetivado através de mini-cursos,
exposições, demonstrações de campo, visitas técnicas, etc.
       Inicialmente, o centro irá contar com o apoio do Programa de Pós-Graduação em
Ecologia, Conservação e Manejo da Vida Silvestre da UFMG, especificamente do
Laboratório de Gestão Ambiental dirigido pelo Prof. Dr. Ricardo Motta Pinto Coelho. Esse


                                                                                            25
programa e principalmente o laboratório do Prof. Ricardo irá fornecer pessoal técnico
altamente qualificado e apoio logístico e material para a devida implantação do centro.
Caberá a prefeitura de Lagoa Santa fornecer a base física e as obras de infra-estrutura
necessárias para a sua efetiva implantação.
       O centro não terá função lucrativa, mas terá uma estrutura jurídico-administrativa
independente que o possibilitará, dentre outros aspectos, contratar pessoal, captar recursos
junto às instituições de fomento científico do estado e da federação tais como FAPEMIG,
CNPq, CAPES, BDMG, BNDES além de entidades de fomento internacionais (GEF e
outras). Ele deverá ser administrado através de um conselho curador que poderia ser
composto por sete membros: dois membros a serem nomeados pela Prefeitura de Lagoa
Santa, um membro a ser nomeado pela Câmara dos Vereadores do Município de Lagoa
Santa , um outro membro seria um representante do setor ambiental (ONG´S), um
membro adicional seria um representante do setor comercial/industrial do município (a ser
indicado pelo CDL ou similar). O sexto e o sétimo membros do conselho serão
provenientes do quadro dos funcionários do próprio centro sendo um deles o atual diretor
do centro que assume também a presidência conselho curador. Todos os outros membros do
conselho curador deverão ter um mandato de dois anos.
       Para que o centro possa funcionar nas bases acima é necessário que a Prefeitura
Municipal de Lagoa Santa possa fornecer a seguinte infra-estrutura:
   (a) um terreno preferencialmente situado junto à orla da lagoa central com fácil acesso
       ao plano de água com área mínima de 500 metros quadrados;
   (b) base edificada constando de área física onde possam ser instalados três laboratórios
       de no mínimo 50 metros quadrados cada com rede elétrica 127 e 220V, uma sala de
       aula com capacidade para no mínimo 25 alunos com sanitários masculino e
       feminino, um escritório de 30 metros quadrados, uma sala de reuniões com
       capacidade de 12 pessoas, sanitários para pessoal administrativo, cozinha/cantina,
       área de exposições e painéis, área coberta para estocar barcos, reboques e tralha de
       campo, depósito geral, garagem coberta para 3-5 veículos. Caso seja possível, o
       centro deveria ser dotado de dois dormitórios com sanitários para uma capacidade
       de até 10 pessoas cada (um dormitório masculino e outro feminino, com banheiros
       completos).



                                                                                            26
   (c) O centro deverá contar com boa infra-estrutura em termos de rede elétrica, rede de
       água tratada e de esgotos domésticos. Todos os resíduos a serem produzidos no
       centro deverão ser processados dentro das mais rígidas normas de reciclagem
       ambiental o que incui a reciclagem do papel, coleta seletiva do lixo seja na forma de
       embalagens ou reaproveitamento dos reagentes usados e até mesmo a reciclagem do
       óleo vegetal usado na cozinha.
   (d) O laboratório de gestão ambiental de reservatórios da UFMG deverá ceder em
       regime de comodato toda a aparelhagem básica a ser usada nos laboratórios de
       pesquisa.


O centro poderá em curto espaço de tempo fornecer cursos de extensão universitária
voltados a diferentes segmentos do município, estar envolvido na execução de monografias,
dissertações e teses de alunos de pós-graduação. Após a sua instalação, o centro se
converterá em um pólo de atração para um público altamente capacitado que passará a
visitar regularmente a cidade, constando de pesquisadores nacionais e internacionais,
autoridades ligadas a diferentes programas de gestão ambiental bem como empresários
interessados em desenvolver, adquirir produtos a serem gerados dentro do centro de
pesquisas. O centro ainda poderá atuar como um excelente atrator e indutor de uma variada
gama de eventos sejam eles locais, regionais, nacionais e mesmo internacionais tais como
congressos, simpósios, oficinas e workshops que irão certamente focar uma vasta temática
ambiental. Finalmente, o centro irá ser um grande agente consumidor de série de serviços
ligados às suas atividades tais como hotéis e pousadas, restaurantes, agências de turismo,
agências de publicidade, agências para a organização de eventos, órgãos de imprensa e toda
uma série de provedores de serviços gerais.




                                                                                             27
Resultados Esperados
       Essa proposta tem um caráter inovador em relação a muitos dos estudos
anteriormente realizados na lagoa central de Lagoa Santa. Não se trata simplesmente de um
projeto tipicamente voltado à obtenção de conhecimentos ecológicos-limnológicos que
serão simplesmente publicados em um periódico científico após a sua conclusão. Trata-se
de um projeto que irá não somente gerar , em um curto espaço de tempo, uma grande
quantidade de dados ambientais mas que também serão aplicados quase que imediatamente
para a solução de um grave problema ligado à depreciação da qualidade de água de um dos
mais importantes lagos naturais da região metropolitana da capital mineira.
       Serão utilizadas metodologias sofisticadas tais como a sonda batimétrica Sonar Lite,
da Ohmex Inc, a sonda fluorimétrica SCUFA (Turner Instruments, Inc) para determinação
in situ da clorofila-a e a sonda hidroacústica BioSonics Inc. para a visualização dos
cardumes de peixes. Esses equipamentos permitirão a realização de um amplo inventário,
em tempo real,e com precisão sub métrica de importantes aspectos tais como a batimetria
da lagoa, a qualidade da água ou do posicionamento e dimensionamento dos principais
recursos ligados à comunidade de peixes na lagoa. Paralelamente à obtenção desses dados,
o projeto ainda prevê a elaboração de um banco de dados baseado em dados secundários já
existentes sobre a lagoa. Finalmente, o projeto pretende ser o elemento catalizador de uma
série de iniciativas visando o manejo da ictiofauna. Essas medidas serão tomadas em
envolvendo, em primeira linha, a comunidade local, mas sempre contando com o aval da
prefeitura municipal de Lagoa Santa e também dos órgãos ambientais pertinentes que
devem fornecer o devido licenciamento ambiental dessas ações de manejo da ictiofauna.
       O presente projeto irá fornecer dados em curto espaço de tempo que serão essenciais
para todo o projeto de revitalização da lagoa central. Dessa forma, já em fevereiro de 2007
pretende-se apresentar uma carta batimétrica da lagoa central devidamente georeferenciada,
em precisão sub-métrica (RT1). Essa carta é um instrumento essencial para as ações ligadas
ao controle da erosão e do aporte de sedimentos e de outras ações previstas no plano de
gestão ambiental da bacia (vide proposta DAM Proj. de Engenharia).
       Em junho e agosto de 2007, respectivamente, o projeto prevê a entrega de dois
relatórios técnico-científicos contendo os resultados finais das fases II e III (RT2 e RT3).
Esses documentos irão conter, respectivamente, um completo diagnóstico das condições de


                                                                                               28
trofia existentes dentro do sistema bem como um detalhado levantamento da riqueza em
espécies, das abundâncias médias das principais espécies de peixes que hoje dominam a
comunidade de peixes da lagoa. A partir da entrega do relatório contendo os resultados
finais das fases II e III pretende-se iniciar um amplo programa de manejo dos recursos da
pesca. É necessário, entretanto, frisar que esse programa deverá ser executado juntamente
com a Prefeitura de Lagoa Santa e com o necessário apoio dos órgãos estaduais e federais
ligados à gestão dos recursos da pesca (IEF e IBAMA).
       Em outubro de 2007, o projeto pretende disponibilizar a verão final de um banco de
dados georeferenciado, acessível via recursos www contendo o acervo digitalizado da
maioria dos trabalhos limnológicos já executados nos diferentes componentes do sistema
lacustre da região. Esse banco de dados irá conter dissertações de mestrado, teses de
doutoramento, artigos científicos, livros ou capítulos de livros, relatórios técnicos, fotos
digitais, vídeo-conferências, enfim todo o material que possa ser arquivado eletronicamente
e disponibilizado em um servidor www tanto para livre acesso da comunidade em geral
bem como com setores restritos com diferentes níveis de acesso.
       O quinto relatório parcial (RT 5) será entregue em dezembro de 2007 e deverá
conter os principais resultados do sub-projeto voltado à implantação do centro tecnológico
em Limnologia Aplicada no município de Lagoa Santa. De acordo com os entendimentos
prévios entre o coordenador do projeto e a Prefeitura de Lagoa Santa, já existe uma área
tecnicamente adequada para a implantação do centro. Essa área poderia, após uma pequena
reforma, já abrigar o centro e, caso isso ocorra, já poderíamos oferecer uma disciplina
prática do curso de Pós Graduação em Ecologia, Conservação e Manejo da Vida Silvestre,
PG ECMVS/UFMG já no segundo semestre de 2007.
       O relatório final será apresentado em fevereiro de 2008 e deverá conter um sumário
de todas os resultados alcançados em diferentes etapas do projeto.




                                                                                               29
Cronograma

    Dez/06    Jan/07 Fev Mar Abr Mai Jun Jul              Ago   Set   Out    Nov Dez      Fev/08
I   XX        XX     RT1
II            XX     XX XX XX XX RT2
III                  XX XX XX XX XX XX                    RT3
IV                                       XX               XX XX XX XX              XX
V                        XX XX XX XX XX                   XX XX RT4
VI            XX     XX XX XX XX XX XX                    XX XX XX XX              RT5 RF



Fases do Projeto
Fase I - Estudos batimétricos na lagoa central
Fase II - Qualidade de água e eutrofização
Fase III – Ictiofauna
Fase IV – Manejo dos recursos da ictiofauna
Fase V – Elaboração de um banco de dados georeferenciado sobre estudos limnológicos na
lagoas do Karst de Lagoa Santa.
Fase VI – Implantação de um centro Tecnológico em Limnologia Aplicada no Município
de Lagoa Santa
RT = Relatórios Técnicos Parciais
RF = Relatório Final.




                                                                                     30
Custos Iniciais do Projeto

Fase I

Fase II

Fase III

Fase IV

Fase V



Equipe de Trabalho

1    Prof. Dr. Ricardo Motta Pinto Coelho (UFMG) - Coordenador

2    Prof. Dr. José Fernandes Bezerra Neto (UNILESTE)

3    Mestrando PG ECMVS – UFMG Tiago Gripp Mota

4    Mestrando PG ECMVS – UFMG Rafael Resck

5    Especialista Gestão Rec. Hídricos, UFMG Maíra O. Campos

6    Técnico Laboratorista UFMG – Cid Antônio Morais Jr.

7    Secretaria Kalyne de Paula Santos




                                                                 31
Parcerias
Dr. Rogério César de Matos Avelar
Prefeito Municipal de Lagoa Santa
End.: Rua São João, 290, Centro
Lagoa Santa - Minas Gerais - 33400-000
E_mail: prefeito@lagoasanta.mg.gov.br

Dra. Gleide da Saúde Ferreira Sodré
Secretária Municipal de Meio Ambiente
End.: Rua Josefina Viana, 104, Centro
Lagoa Santa - Minas Gerais – CEP 33400-000
Tel.: (031) 3689-3788
E_mail: meioambiente@lagoasanta.mg.gov.br

Dr. Paulo César Parra
DAM – Projetos de Engenharia
Rua Ouro Preto, 1707
Tel: 031 – 3275 1408
E-mail: dam@dam.com.br

Dr. Wagner Mendes
Gerência de Projetos de Pesquisa - NAU
Fundação de Desenvolvimento da Pesquisa – FUNDEP/UFMG
Unidade Administrativa II
Campus Universitário
Tel: 031 - 3499 4237
E-mail: wmendes@ufmg.br

Profa. Dra. Maria Cristina Lima de Castro
Diretora do ICB – UFMG
Campus da UFMG
Tel: 031 3499 2601/2526
E-mail: dir@icb.ufmg.br




                                                        32
Coordenação Geral
Prof. Dr. Ricardo Motta Pinto Coelho
Departamento de Biologia Geral
Instituto de Ciências Biológicas
Universidade Federal de Minas Gerais
Av. Antônio Carlos, 6627
31270-901 Belo Horizonte (MG)
Telefax: 031 3499- 2605
E-mail: rmpc@icb.ufmg.br
http://www.icb.ufmg.br/~rmpc




                                       33

				
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