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Título: Calibração do modelo de decaimento da DBO5,20 associado à qualidade da água do Lago Igapó I em Londrina/PR
Autor(es): Mangili, Fernanda Bezerra
Orientador(es): Costanzi, Ricardo Nagamine
Palavras-chave: Água - Qualidade
Calibração
Water quality
Calibration
Data do documento: 10-Abr-2013
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Londrina
Referência: MANGILI, Fernanda Bezerra. Calibração do modelo de decaimento da DBO5,20 associado à qualidade da água do Lago Igapó I em Londrina/PR. 2013. 118 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2013.
Resumo: Este trabalho apresenta uma abordagem teórica conceitual de indicadores da qualidade da água em diferentes classes estabelecidos pela legislação vigente (Resolução do CONAMA nº 357/2005). O objetivo deste estudo foi obter dados hidráulicos (vazão), e parâmetros físicos (turbidez, temperatura, sólidos totais e suspensos, cor aparente) e químicos (oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, demanda química de oxigênio, alcalinidade, condutividade elétrica, pH), da água do lago Igapó I e seus tributários (Lago Igapó II – Tributário 1, Córrego do Leme -Tributário 2 e Córrego Circular e reservatório - Tributário 3) juntamente com a análise do perfil de oxigênio dissolvido e temperatura do lago em profundidades de 0,15m; 0,5m; 1m; 2m e 3m do município de Londrina/PR e calibrar um modelo de decaimento da concentração da DBO5,20 feito pelo departamento de matemática da Universidade Estadual de Londrina (UEL). Para a avaliação do comportamento dos parâmetros de qualidade da água, foram utilizados as metodologias descritas por Apha (2005), sendo realizadas em 3 campanhas nos tributários e 2 campanhas ao longo do lago Igapó I. Além das análises dos parâmetros nos tributários, mediu-se também as vazões, onde utilizou-se o método do molinete e meia seção no tributário 1, método da curva de concentração de sal no tributário 2, equação de Mannig-Stricker para o canal circular e equação do vertedouro retangular com contração lateral para o reservatório, ambos existentes no tributário 3. O perfil de oxigênio e temperatura versus a profundidade foi medido com o auxílio de um oxímetro portátil em 22 pontos do lago. A calibração do modelo matemático, seguiu de acordo com as análises da concentração inicial e final de DBO5,20 e o seu comportamento em relação ao Tempo de Detenção Hidráulica ao longo do lago. Foi registrado que o tributário 1, dentro todos os tributários analisados, é o que mais contribui com o fluxo de massa líquida para o lago em estudo, cerca de 91% e em relação aos parâmetros da qualidade da água, é o tributário que apresentou maiores valores médios dos parâmetros, ou seja, pior qualidade. O parâmetro OD do lago Igapó I se apresentou aceitável perante a resolução, pois só em maiores profundidades, cerca de 3 metros houve um decaimento da concentração em mg/L. Na superfície do lago (nos perfis de 0,15 m, 0,5 m e 1m de profundidade), a concentração de OD decai conforme aumenta a temperatura. Em conformidade a resolução nº 357/2005 do CONAMA, as concentrações de DBO5,20 analisadas nos tributários e no meio do lago Igapó I, em todas as campanhas, apresentaram valores acima do permitido. Apesar de o modelo de decaimento da concentração de DBO5,20, considerar apenas o fluxo central do lago Igapó I, com os valores analisados de concentração inicial (12,6 mg/L) e final (6,5 mg/L), e seu comportamento diante o TDH médio de 10 dias, juntamente com seu coeficiente de desoxigenação (K1 = 0,4469 dias-1), foi possível calibrar o modelo, e obter resultados satisfatórios com o comportamento real do lago em estudo.
Abstract: This paper presents a theoretical concept of water quality indicators in different classes established by legislation (CONAMA Resolution nº 357/2005). The goal of this study was to obtain hydraulic data (water flow), physical parameters (turbidity, temperature, total solids, suspended solids, apparent color) and chemical parameters (dissolved oxygen, biochemical oxygen demand, chemical oxygen demand, alkalinity, electrical conductivity, pH), of water quality in Igapó Lake I and its tributaries (Igapó Lake II – Tributary 1, Leme Stream - Tributary 2 and Circular stream and reservoir - Tributary 3) along with analysis of dissolved oxygen and temperature profile in the lake, at depths of 0,15 m; 0,5 m; 1 m; 2 m and 3 m and calibrate a concentration decay model of BOD5,20 made by the mathematics department of the State University of Londrina (UEL). In order to evaluate the behavior of water quality parameters, the methodologies described by Apha (2005) were used, being performed in 3 campaigns in the tributaries and 2 campaigns along the Igapó Lake I. Besides the analysis of the parameters in the tributaries, flow rates were also measured, using the method of water current meter and half section in tributary 1, salt concentration curve method in tributary 2, the Mannig-Stricker equation to the circular channel, and the rectangular weir equation with lateral contraction for the reservoir, both present in tributary 3. The oxygen and temperature profile versus depth was measured with the assistance of a portable oximeter, in 22 points of the lake. The calibration of the mathematical model followed according to the analyzes of the initial and final concentrations of BOD5,20 and its behavior in relation to the Hydraulic Detention Time (HDT) along the lake. It was registered that the tributary 1, among all the tributaries analyzed, contributed the most with the liquid mass flow to the lake in study, about 91% and in relation to the water quality parameters, this tributary presented higher average values, in other words, poorer quality. The parameter dissolved oxygen of Igapó Lake I appeared acceptable to the resolution, only in greater depths, about 3 meters, there was a decay in the concentration of oxygen in mg/L. On the lake surface (0,15 m; 0,5 m; 1 m - profiles of depth), the concentration of DO decays according to the increase of temperature. In accordance to the CONAMA Resolution nº 357/2005, the concentrations of BOD5,20 analyzed in the tributaries and in the middle of Igapó Lake I, all the campaigns showed higher values than the allowed. In spite of the concentration decay model of BOD5,20 consider only the central flow of the Igapó Lake I, with the analyzed values of initial (12,6 mg/L) and final (6,5 mg/L) concentration, and its behavior towards the average HDT of 10 days, along with its coefficient of deoxygenation (K1 = 0,4469 days-1), it was possible to calibrate the model and obtain satisfactory results with the real behavior of the lake in study.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1096
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