Abstract
The Mirim Lagoon is one of the most important freshwater lagoons in the Brazilian territory, connecting the Patos Lagoon through the São Gonçalo Channel. With the diversification of the uses of rivers, watersheds, and lakes, sustainable management and management of these ecosystems are extremely relevant. For this reason, the monitoring of these environments is of great importance. In view of the above, the water quality index (WQI), the trophic state index (TSI), and statistical methods are tools that enable rapid assessment of water characteristics regarding pollution sources, expressing its quality in a single value, which facilitates understanding. Thus, this study aims to evaluate the water quality of the Mirim Lagoon and the São Gonçalo Channel through these methods. With the proposed methods, it was possible to observe that the Mirim Lagoon and the São Gonçalo Channel suffer strong influence from agricultural activities and the release of untreated effluents into their beds, causing the deterioration of these water resources. Despite this, for the most part, the collection points had a good WQI and TSI varying between quality ranges 1 and 3. Furthermore, the importance of statistical methods to assess the studied parameters is highlighted, since they promote more accurate results.
Similar content being viewed by others
References
Aguilera, R., Gershunov, A., & Benmarhnia, T. (2019). Atmospheric rivers impact California’s coastal water quality via extreme precipitation. Science of Total Environment. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.03.318.
Albertoni, E. F., Palma-Silva, C., Trindade, C. R., & Furlanetto, L. M. (2017). Water quality of the São Gonçalo channel, urban and agricultural water supply in southern Brazil. Brazilian Journal of Water Resources, 22(2).
ANA - Agência Nacional de Águas. (2019). Indicadores de qualidade - Índice de qualidade das águas (WQI). Retrieved june, 21, 2020 https://www.ana.gov.br/panorama-das-aguas/qualidade-da-agua/indicadores-de-qualidade.
APHA (2017). Standard Methods For The Examination Of Water And Wastewater. Washington, DC, EUA: American Public Health Association (APHA), the American Water Works Association (AWWA), and the Water Environment Federation (WEF), 23.ed.
Barreto, L. V., Barros, F. M., Bonomo, P., Rocha, F. A., & Amorim, J. S. (2013). Eutrofização em rios brasileiros. Centro Cientifico Conhecer, 9(16), 21–65.
Caldas, S. S., Arias, J. L. O., Rombaldi, C., Mello, L. L., Cerqueira, M. B. R., Martins, A. F., & Primel, E. G. (2019). Occurrence of pesticides and PPCPs in surface and drinking water in Southern Brazil: Data on 4-year monitoring. Journal of the Brazilian Chemical Society, 30(1), 71–80.
CETESB, Companhia Ambiental do Estado de São Paulo. (2017) Relatório de Qualidade das Águas Interiores do Estado de São Paulo – Apêndice D – Apêndice E - Significado Ambiental e Sanitário das Variáveis de Qualidade.
Coradi, P. C., Fia, R., & Pereira-Ramirez, O. (2009). Avaliação da qualidade da água superficial dos cursos de água do município de Pelotas-RS. Ambi-Água, 4(2), 46–56.
Costa, L. A. A., Pessoa, D. M. M., & Carreira, R. S. (2018). Chemical and biological indicators of sewage river input to an urban tropical estuary (Guanabara Bay, Brazil). Ecological Indicators, 90, 513–518. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2018.03.046.
Cunha, R. W., Garcia Jr., M. D. N., Albertoni, E. F., & Palma-Silva, C. (2013). Qualidade de água de uma lagoa rasa em meio rural no sul do Brasil. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 17(7), 770–779.
Dantas, M. S., De Oliveira, J. C., Pinto, C. C., & Oliveira, S. C. (2020). Impact of fecal contamination on surface water quality in the São Francisco River hydrographic basin in Minas Gerais, Brazil. Journal of Water and Health, 18(1), 48–59.
De Oliveira, B. S. S., & da Cunha, A. C. (2014). Correlação entre qualidade da água e variabilidade da precipitação no sul do Estado do Amapá. Ambiente & Água, 9(2), 261–275. https://doi.org/10.4136/ambi-agua.1287.
Drose, A., Valentini, M. H. K., Duarte, V., Santos, G., Nadaleti, W. C., & Vieira, B. M. (2020). Utilização de Métodos Estatísticos Multivariados no Monitoramento da Lagoa Mirim. Meio Ambiente (Brasil), 2(4), 58–67.
Ellenberg, J. (2015). O poder do pensamento matemático: a ciência de como não estar errado. Editora Schwarcz-Companhia das Letras.
Ferreira, K. C. D., Lopes, F. B., Andrade, E. M., Miireles, A. C. M., & Silva, G. S. (2015). Adaptação do índice de qualidade da água da National Sanitation foundation ao semiárido brasileiro. Revista Ciência Agronômica, 46(2), 277–286.
Fia, R., Matos, A. T., Coradi, P. C., & Pereira-Ramirez, O. (2009). Estado trófico da água na bacia hidrográfica da Mirim Lagoon, RS, Brasil. Ambiente & Água, 4(1), 132–141.
Girardi, R., Pinheiro, A., Garbossa, L. H. P., & Torres, E. (2016). Water quality change of rivers during rainy events in a watershed with different land uses in Southern Brazil. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 21(3), 514–524. https://doi.org/10.1590/2318-0331.011615179.
Guimarães, P. R. B. (2017). Análise de Correlação e medidas de associação. Universidade Federal do Paraná. Retrieved april 22, 2020, from https://docs.ufpr.br/~jomarc/correlacao.pdf
Guimarães Neto, J. O. A., Luz, L. D., & Aguiar Junior, T. R. (2019). Effects of an aluminum-based chemical remediator on the cyanobacteria population: A study in the northeast of Brazil. Environmental Monitoring and Assessment, 191, 743. https://doi.org/10.1007/s10661-019-7926-x.
Hair, J. F., Black, W. C., Babin, B. J., Anderson, R. E., Tatham, R. L. (2009). Análise multivariada de dados. Bookman Editora.
Helena, B., Pardo, R., Vega, M., Barrado, E., Fernández, J. M., & Fernández, L. (2000). Temporal evolution of groundwater composition in na alluvial aquifer (Pisuerga River, Spain) by principal component analysis. Water Research, 34, 807–816.
Huang, T. L., Li, X., Rijnaarts, H., Grotenhuis, T., Ma, W. X., Sun, X., & Xu, J. L. (2014). Effects of storm runoff on the thermal regime and water quality of a deep, stratified reservoir in a temperate monsoon zone, in Northwest China. Science of the Total Environment, 485(486), 820–827. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.01.008.
Kumar, P. (2015). Hydrocomplexity: addressing water security and emergent environmental risks. Water Resources Research, 51(7), 5827–5838.
Lamparelli, M. C. (2004). Grau de trofia em corpos d’água do Estado de São Paulo: avaliação dos métodos de monitoramento. In Tese (Doutorado em Ciências). Universidade de São Paulo.
Leite, M. A., Dornfeld, C. B., Talamoni, A. C. B., & Queiroz, T. V. (2019). O Jogo digital na sala de aula - Água. Ação e Reflexão: elaboração de jogo digital para a Educação Básica. Ilha Solteira: Unesp., 4, 44–57.
Levine, D. M., Stephan, D.F., Krehblel, T. C., Berenson, M. L. (2013). Estatística: Teoria e Aplicações. Usando Microsoft Excel em Português. 6a edição.
Lima, L. S. (2018). Estudo dos índices de Qualidade da água (WQI) e do Estado Trófico (TSI) na Lagoa do Gambá. Ouro Preto.
Ling, T.-Y., Soo, C.-L., Liew, J.-J., Nyanti, L., Sim, S.-F., & Grinang, J. (2017). Influence of rainfall on the physicochemical characteristics of a tropical river in Sarawak, Malaysia. Pollution Journal Environmental Study, 26, 2053–2065. https://doi.org/10.1544/PJOES/69439.
Maia, A. A. D., Carvalho, S. L., Carvalho, F. D. (2015) Comparação de dois índices de determinação do grau de trofia nas águas do Baixo Rio São José dos Dourados, São Paulo, Brasil. Engenharia Sanitária e. Ambiental, 20(4).
Malagutti, E. N., & Tornisielo, S. M. T. (2014). Water quality bandeirantes stream in sub-basin Ribeirão Claro, Rio Claro, SP, Brazil. HOLOS Environment, 14(2).
Moura, V. M., Brito, S. M. O., & Silva, A. B. (2013). Avaliação dos Parâmetros Indicadores da Qualidade da Água para Verificar o Estado de Conservação das Represas do Rio Ipitanga, Salvador, BA, Brasil. Revista Virtual de Quimica, 5(5), 869–890.
Oliveira, H. A., Fernandes, E. H. L., Möller Junior, O. O., & Collares, G. L. (2015). Processos hidrológicos e hidrodinâmicos da Mirim Lagoon. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 20(1), 34–45.
Piedras, S. N., Santos, J., Fernandes, J. M., Tavares, R. A., Souza, D. M., & Pouey, J. O. F. (2012). Caracterização da atividade pesqueira na Mirim Lagoon, Rio Grande do Sul- Brasil. Ciência e Tecnologia Agrícola Atual, 18(2-4), 107–116.
Rocha, C. H. B., & Pereira, A. M. (2016). Análise multivariada para seleção de parâmetros de monitoramento em manancial de Juiz de Fora, Minas Gerais. Revista Ambiente & Água, 11(1), 176–187.
Rostami, S., He, J., & Hassan, K. Q. (2018). Riverine water quality response to precipitation and its change. Environments, 5(8), 2–17. https://doi.org/10.3390/environments5010008.
Sanches Filho, P. J., Bohm, M., & E. M.; Bohm, G. M. B.; Montenegro, G. O.; Silveira, L.A.; Betemps, G. R. (2016). Determination of hydrocarbons transported by urban runoff in sediments of São Gonçalo Channel (Pelotas – RS, Brazil). Marine Pollution Bulletin, 114(2), 1088–1095.
Santos, S. A., Gastaldini, M. C. C., Pivetta, G. G., & Schmidt, O. (2018). Qualidade da água na bacia hidrográfica urbana Cancela Tamandaí, Santa Maria/RS. Sociedade & Natureza, 30(2), 23–44.
Santos, G. B., Valentini, M. H. K., Silva, L. A., Franz, H. S., Corrêa, B. L., Duarte, V. H., Silva, M. A., Corrêa, M. G., Nadaleti, W. C., Leandro, D., & Vieira, B. M. (2020a). Análise da qualidade das águas do Arroio Moreira/Fragata (RS) através de métodos estatísticos. Revista Ibero Americana de Ciências Ambientais, 11(4), 217–226. https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2020.004.0019.
Santos, G. B., Valentini, M. H. K., Silva, L. A., Franz, H. S., Corrêa, B. L., Viana, F. V., Corrêa, G. M., Vieira, B. M., Nadaleti, W. C., Leandro, D., & Vieira, B. M. (2020b). Avaliação dos parâmetros e do índice de qualidade de água para o Arroio Moreira/Fragata, Pelotas/RS. Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais, 11(4), 287–299. https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2020.004.0024.
Scalco, P. A. P., Iescheck, A. L., Corrêa, I. C. S., Scottá, F. C., Oliveira, R. M., & Franchini, R. A. L. (2018). Validation of the digital elevation model (SRTM) with GNSS surveying applied to the Mirim Lagoon hydrographic basin. Bulletin of Geodetic Sciences, 24(3), 407–425.
Silva, M. M. A. P. M., Farias, S. D., & Moura, P. M. (2017). Modelagem da qualidade da água na bacia hidrográfica do Rio Piracicaba (MG). Engenharia Sanitária e Ambiental, 22(1).
Silva, M. P., Assumpção, R. F., & Kligerman, D. C. (2020). Bacias hidrográficas transfronteiriças: saneamento e saúde ambiental sem fronteiras. Saúde Debate, 44(124), 251–262.
Souza, M. F. (2015). Qualidade da água do Channel São Gonçalo -RS/Basil – Uma avaliação hidroquímica considerando seus usos múltiplos. 105 f. Dissertação (Mestrado em Recursos Hídricos) – Universidade Federal de Pelotas, Pelotas.
Sperling, M. V. (2005). Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. In 3ª Edição. Princípios do tratamento biológico de águas residuárias. Editora da Universidade Federal de Minas Gerais – UFMG.
Talamoni, J., & Liria, B. (2019). Água: sistema ecológico e fonte de vida. In: Dornfeld, C. B.; Talamoni, A. C. B.; Queiroz, T. V. O Jogo digital na sala de aula - Água, Ação e Reflexão: elaboração de jogo digital para a Educação Básica. Ilha Solteira: Unesp, 5, 58–73.
Tibebe, D., Kassa, Y., Melaku, A., & Lakew, S. (2019). Investigation of spatio-temporal variations of selected water quality parameters and trophic status of Lake Tana for sustainable management. Ethiopia, Microchemical Journal, 148, 374–384. https://doi.org/10.1016/j.microc.2019.04.085.
Tormam, M. F., Bork, C. K., Guedes, H. A. S., Manzke, J., & Ferrão, A. L. (2017). Variabilidade sazonal da qualidade da água na Mirim Lagoon, RS, Brasil. Revista Brasileira de Engenharia e Sustentabilidade., 4(2), 54–59.
Valentini, M. H. K., Santos, G. B., Duarte, V. H., Drose, A., Vieira, B. M., Viana, F. V., Corrêa, M. G., Guedes, H. A. S., Nadaleti, W. C., & Vieira, B. M. (2020). Monitoramento e identifcação de grupos de poluentes da Lagoa Mirim. Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais, 11(4), 228–235. https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2020.004.0020.
Valentini, M. H. K., Santos, G. B., Franz, H. S., Silva, L. A., Machado, L. L., Vieira, D. S., Vieira, B. M., Romani, R. F., Leandro, D., Nadaleti, W. C., & Vieira, B. M. (2021a). Análise da qualidade da água da Lagoa Mirim através do IQA e de métodos estatísticos. Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais, 12(1), 376–384. https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2021.001.0031.
Valentini, M., Santos, G. B., & Vieira, B. M. (2021b). Multiple linear regression analysis (MLR) applied for modeling a new WQI equation for monitoring the water quality of Mirim Lagoon, in the state of Rio Grande do Sul—Brazil. SN Applied Sciences, 3(1), 1–11. https://doi.org/10.1007/s42452-020-04005-1.
Valentini, M. H. K., Santos, G. B., Franz, H. S., & Vieira, B. M. (2021c). Avaliação da qualidade da água da Lagoa Mirim por meio de métodos estatísticos e índice de violação. Revista Ambientale, 13(1), 28–37.
Vieira, B. M., Nadaleti, W. C., Valentini, M. H. K., Santos, G., Viana, F. V., Corrêa, M., & G. (2019). Avaliação e comparação da qualidade das águas entre o Canal São Gonçalo e a Lagoa Mirim. Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais, 10(2), 185–196.
Wilks, D. S. (2006). Statistical methods in the atmospheric sciences. Second edition. International geophysics series 91.
Zanini, H. L. H. T., Amaral, L. A., Zanini, J. R., & Tavares, L. H. S. (2010). Caracterização da água da microbacia do córrego rico avaliada pelo índice de qualidade de água e de estado trófico. Engenharia Agrícola, 30(4), 732–741.
Zhao, J., Fu, G., Lei, K., & Li, Y. (2011). Multivariate analysis of surface water quality in the Three Gorges area of China and implications for water management. Journal of Environmental Sciences, 23(9), 1460–1471. https://doi.org/10.1016/s1001-0742(10)60599-2.
Zhao, Y., Xia, X. H., Yang, Z. F., & Wang, F. (2012). Assessment of water quality in Baiyangdian Lake using multivariate statistical techniques. Procedia Environmental Sciences, 13, 1213–1226. https://doi.org/10.1016/j.proenv.2012.01.115.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Additional information
Publisher’s Note
Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.
Appendices
Appendix
Appendix
Rights and permissions
About this article
Cite this article
da Silveira, V.R., Kunst Valentini, M.H., dos Santos, G.B. et al. Assessment of the Water Quality of the Mirim Lagoon and the São Gonçalo Channel Through Qualitative Indices and Statistical Methods. Water Air Soil Pollut 232, 217 (2021). https://doi.org/10.1007/s11270-021-05160-w
Received:
Accepted:
Published:
DOI: https://doi.org/10.1007/s11270-021-05160-w