Post on 07-Feb-2019
Análise espaço-temporal da pluma de sedimento causada pelos garimpos de ouro no Rio Tapajós:
Uma abordagem óptica e de imagens de satélites 2010-2015*: Tese de Doutorado de Felipe de Lucia Lobo (bolsista CNPq) defendida na University of Victoria (Canadá) sob orientação da
Dra. Maycira Costa em parceria com o INPE, representado pela Dra. Evlyn Novo. Email para contato: lobo@uvic.ca
Introdução A região do rio Tapajós vem se sendo alvo da exploração de ouro desde os anos 50. Motivadas pela alta do ouro e pelo incentivo governamental de ocupação e exploração dos minérios, as atividades se intensificaram nos anos 80 com consequências para o meio ambiente e populações locais ainda desconhecidas. A contaminação pelo mercúrio, usado na extração do ouro, chamou a atenção internacional, pelos efeitos danosos à cadeia trófica e consumidores de peixes (população ribeirinha e os próprios garimpeiros). Desde então inúmeros trabalhos avaliaram os índices de poluição por mercúrio, mas poucos se ativeram à degradação e poluição aquática pela introdução de sedimentos oriundos margens dos rios. Por ano toneladas de sedimento foram e ainda são despejados na rede de drenagem do rio Tapajós com consequências para o sistema aquático ainda são desconhecidas. Dessa forma, o principal objetivo desta Tese foi investigar a distribuição espacial e temporal da pluma de sedimento causada pela atividade garimpeira usando técnicas de sensoriamento remoto, e ainda, investigar possíveis impactos na produção primária de fitoplâncton devidos a redução de luz causada pela introdução de sedimento nos rios. Objetivos específicos: 1) Quantificar as mudanças no campo de luz dentro da água causadas pela introdução de sedimento oriundos de garimpos de ouro baseados em medidas ópticas e de qualidade da água (Sólidos em Suspensão, TSS) nos principais tributários do rio Tapajós. 2) Quantificar a concentração de TSS nos mesmos tributários a partir de imagens históricas do sistema de satélites Landsat com o intuito de estender as informações do objetivo 1 para o período entre 1973 e 2013. 3) Mapear a distribuição dos garimpos na região utilizando o mesmo conjunto de imagens do objetivo 2, e examinar o papel do avanço da atividade garimpeira na mudança da qualidade da água considerando as características geográficas como tipo de solo, proximidade à rede de drenagem.
Figura 1: Esquema ilustrativo da pressuposição que motivou esse estudo. A introdução de sedimento nos rios pela atividade garimpeira reduz a penetração de luz na água, que por sua vez, pode atuar como fator limitante à produção primária de fitoplâncton (Objetivo 1).
Figura 2: Área de estudo na região do rio Tapajós localizada no oeste do estado do Pará. Quatro sub-‐bacias sujeitas a diferentes intensidades de mineração foram analisadas: Crepori, Novo e Tocantinzinho (impactadas) e Jamanxim (não-‐impactada).
Área de Estudo
Base de dados Para atingir os objetivos específicos, duas campanhas de campo foram efetuadas (uma na estação cheia e outra na estação seca) para coletar informações in situ sobre qualidade da água (TSS, CHl-‐a ), radiometria e dados ópticos inerentes aos corpos d`água sujeitos à mineração de ouro. Além disso, um conjunto de imagens de satélite Landsat foi calibrado para se recuperar informações sobre a qualidade da água, mais especificamente, concentração de TSS: Objetivo Específico Base de dados
Objetivo 1: Campo de luz dentro da água
• Trabalho de campo (estação cheia e seca) - Propriedades ópticas - Biogeoquímica
Objetivo 2: Imagens de satélite e turbidez da
água
• Trabalho de campo (estação cheia e seca) - Propriedades ópticas - Biogeoquímica
• Imagens de satélite histórica (1973-‐2012)
Objetivo 3: Área de garimpo e turbidez da
água
• Fotos aéreas: Mapeamento de garimpos em 2012 e validação
• Imagens de satellite para cobertura do solo
• Dados secundários de bases de dados federais
* Pesquisa financiada pelo CNPq (bolsa de Doutorado, 237930/2012-‐9). Suporte financeiro da FAPESP (processo n. 2011/23594-‐8) para as campanhas de campo. Suporte da UVic (University of Victoria) e do NSERC (Canadá) para as análises de laboratório. Suporte logístico do ICMBio-‐Itaituba nas campanhas de campo.
3. Mapeamento dos garimpos e concentração de TSS O mesmo conjunto de imagens Landsat utilizado para a estimativa de TSS na água foi utilizado para o mapeamento da área total de garimpos nas quatro sub-‐bacias citadas (Jamanxim, Novo, Crepori e Tocantins) em 5 datas distintas: 1973, 1984, 1993, 2001, e 2012.
Em geral, a
expansão dos garimpos na região está altamente relacionada com os ciclos do ouro. Durante o início da primeira corrida ao ouro, em 1973, um total de 16 km2 foi quantificado. Uma grande expansão foi observada entre 1984 e 1993, quando a área total de garimpos nas sub-‐bacias analisadas alcançou 66 e 161 km2, respectivamente. Nos 10 anos seguintes, pouca expansão foi observada devido principalmente à crise na extração do ouro condicionada pela baixa do ouro no mercado. Recentemente, com a elevação do preço do ouro, uma nova corrida tem se observado. Os valores em 2001 (177 km2) aumentaram para 261 km2.
Considerando que o despejo de sedimento derivado do garimpo aos rios depende não só da produção do ouro em si, mas também das técnicas de mineração, proximidade à rede de drenagem, e fatores sócioeconomicos, pudemos definir basicamente quatro períodos do ciclo do ouro na região com consequências diretas à qualidade da água nos principais tributários:
• 1958 – 1977: Início das atividades garimpeiras, técnicas manuais pouco eficientes, baixo impacto nas águas.
• 1978 – 1993: Expansão e intensificação dos garimpos devido à alta do ouro, mecanização da lavra,e impacto direto na qualidade da água com altas concentrações de TSS.
• 1994 – 2003: Período de recessão dos garimpos pela queda do preço do ouro, recuperação da qualidade da água com redução nos valores de TSS.
• 2004 até hoje: Recuperação das atividades garimpeiras motivada pela alta do ouro, alta mecanização. (semi industrial) e aumento da concentração de TSS.
Resultados & Conclusões 1. Redução da zona eufótica Como resultado da avaliação do campo de luz em tributários com diferentes intensidades de atividade garimpeira,
observamos que os rios apresentaram concentrações de TSS variando entre 0,3 e 111,3 mg/L. A introdução de TSS na água causa a redução na penetração da luz. Em corpos d`água sem o rejeito de sedimento a zona eufótica (coluna de água em que há luz suficiente para a produção primária) foi de 6,2 m. Essa zona eufótica é
drasticamente reduzida para 1,2m em tributários com mais de 100 mg/l. O efeito dessa redução da luz na composição fitoplanctônica não foi verificado, devido a alguns motivos como ausência de amostras suficientes e reduzida produção primária em rios de alta vazão (minerados e não-‐minerados). Além disso, observou-‐se que com o aumento de TSS a luz disponível se concentra principalmente na região espectral do vermelho. Já em águas mais limpas há uma distribuição da luz mais homogênea ao longo do espectro eletromagnético. 2. Variação sazonal e interanual de TSS As concentrações de TSS foram comparadas em 4 sub-‐bacias sendo uma (Jamanxim) sujeita a pouca atividade garimpeira, e três sub-‐bacias (Crepori, Novo e Tocantins) altamente garimpadas.
De acordo com os dados de campo e das imagens de satélite, oberva-‐se que durante a estação seca (set) os níveis de TSS são maiores do que os valores da estação cheia (abr) para todas as amostras sujeitas aos rejeitos dos garimpos. Isso pode ser atribuído ao aumento da atividade garimpeira durante a fase seca por maior facilidade de acesso, combinado com o menor volume de água em comparação ao período de cheia.
Além disso, observa-‐se que as concentrações de TSS eram baixas (~5.5 mg/l) nos anos 1970. Entretanto, elevados valores de TSS (> 250 mg/l) foram estimados entre 1988 e 1994. Nos anos seguintes, houve uma diminuição da pluma de sedimento no rio Tapajós. A partir de 2005, altos valores de TSS foram estimados nos rios (~110 mg/l).
Publicações LOBO, FELIPE L. ; COSTA, MAYCIRA P.F. ; NOVO, EVLYN M.L.M. . Time-‐series analysis of Landsat-‐MSS/TM/OLI images over Amazonian waters impacted by gold mining activities. Remote Sensing of Environment, v. 157, p. 170-‐184, 2014.
Figura 3: Profundidade (Zm) em que a luz atinge 1% da luz incidente (Eo 1%) ao longo do espectro eletromagnético para classes de TSS variando de 0 a 110 mg/l.
Figura 6: Gráfico com variação de TSS (eixo esquerdo) em dois tributários (Crepori e Tocantins), produção e preço do ouro (eixo direito ) em função do tempo.
Figura 5: Quantificação das áreas de garimpos em 4 sub-‐bacias emntre 1973 e 2012.
Figura 4: Estimativa de TSS ao longo do Rio Tapajós em 1973, 1984, 1993, 2001, e 2012.