ÁREA DE ESTUDO

O estudo foi realizado na bacia do rio Maguari-Açu, localizada na Região Metropolitana de Belém, estado do Pará, Brasil, abrangendo o município de Ananindeua, com aproximadamente 507.838 habitantes em 2024¹⁸. A região apresenta processo acelerado de urbanização, com áreas já consolidadas e outras em expansão; o uso do solo é predominantemente voltado à agricultura e à construção civil^19,20.

A hidrografia é marcada pelo rio Maguari-Açu, que deságua no furo do Maguari e delimita a região a noroeste com Belém. O rio sofre influência das marés em sua porção margeada por vegetação, uma vez que parte de seu curso foi retificada e transformada em canal pluvial. O clima é equatorial quente e úmido, com temperatura média próxima de 25 °C e precipitação anual entre 2.250 e 2.500 mm, concentrada de janeiro a junho²¹. Os meses mais chuvosos são fevereiro, março e abril, enquanto os menos chuvosos correspondem ao período de agosto a novembro.

AMOSTRAGEM E DELINEAMENTO EXPERIMENTAL

Foram realizadas seis campanhas de amostragem na bacia do rio Maguari-Açu, distribuídas em 11 pontos, durante o período menos chuvoso (outubro a dezembro de 2024) e o mais chuvoso (fevereiro a abril de 2025). As amostragens abrangeram áreas residenciais, industriais e de lazer, com coordenadas variando entre 1°19'17,37''S e 1°21'40,87''S de latitude e 48°21'22,42''W e 48°23'52,12''W de longitude (Figura 1). A seleção dos pontos considerou os diferentes usos do entorno (residencial, industrial e recreativo), a influência do escoamento superficial e a proximidade de potenciais fontes de contaminação, de modo a representar gradientes espaciais e padrões sazonais de contaminação.

Fonte: Eliane Brabo (2025).

Figura 1 - Trecho do rio Maguari-Açu, no município de Ananindeua, estado do Pará, Brasil (área de estudo), com a localização dos pontos de coleta utilizados no estudo 

Os pontos MA01-MA06 correspondem a canais de drenagem urbana em áreas residenciais; os pontos MA07-MA09 situam-se, respectivamente, em um píer de lazer, em uma margem periférica residencial e em uma ponte urbana com intenso tráfego de veículos. Já os pontos MA10 e MA11 localizam-se na margem do rio, em área industrial associada à atividade madeireira (Figura 1). Essa distribuição permitiu avaliar variações espaciais e impactos de diferentes pressões antrópicas.

Todos os procedimentos seguiram as recomendações da 24ª edição do Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (SMEWW)²². As amostras foram coletadas em frascos de polipropileno de 1 L, utilizando baldes de aço inoxidável previamente esterilizados.

As variáveis físico-químicas, pH, temperatura (T), condutividade elétrica (CE), sólidos totais dissolvidos (STD), oxigênio dissolvido (OD) e potencial de oxirredução (ORP), foram medidas in situ com sonda multiparâmetros HI9828 (Hanna^®), conforme os métodos SMEWW 500-H⁺B, 2550B, 2510B, 2510A, 4500-O e 2580B²².

ANÁLISE DE AMOSTRAS

Foram analisados alumínio (Al), bário (Ba), ferro (Fe), manganês (Mn), sódio (Na) e zinco (Zn), conforme o método SMEWW 3020B²². Para Al e Fe (fração dissolvida), alíquotas de 50 mL foram filtradas e acidificadas com 500 µL de HNO₃ 65% (Emsure ^® Merck, Estados Unidos). Para Ba, Mn, Na e Zn (fração total), outra alíquota de 50 mL foi acidificada com 500 µL de HNO₃ 65% e 250 µL de HCl 37%.

As análises foram realizadas por ICP-OES (Vista-MPX ^® , Austrália), em configuração axial, controlada pelo software ICPExpert Vista 4.1.0²³. O Al foi quantificado na linha espectral de 396,152 nm; o Ba em 455,403 nm; o Fe em 238,204 nm; o Mn em 257,610 nm; o Na em 588,592 nm; e o Zn em 212,857 nm. Entre os parâmetros instrumentais utilizados: potência de 1,0 kW, fluxo de plasma de 15 L/min, bomba a 30 rpm, tocha de 2,4 mm e nebulizador tipo V-groove.

VALIDAÇÃO DO MÉTODO ANALÍTICO

A validação contemplou linearidade, exatidão (recuperação) e limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ). As curvas de calibração foram construídas no intervalo de 0,025 a 3,2 mg/L, a partir de soluções padrão certificadas (Inorganics Venture ^® , Estados Unidos).

A exatidão analítica foi avaliada pela porcentagem de recuperação, conforme a Equação 1, utilizando o material de referência SRM 1643f (National Institute of Standards and Technology - NIST, Estados Unidos)²⁴.

Onde CE é a concentração determinada experimentalmente e CT é a concentração certificada no material de referência padrão.

O LQ foi determinado segundo o DOQ-CGCRE-008 (Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia - Inmetro)²⁵, pela análise de dez brancos fortificados com a menor concentração da curva; o LD foi estimado como um terço do LQ.

As recuperações variaram de 95,5% a 102,7%, indicando boa concordância entre os valores certificados e experimentais. De acordo com a Association of Official Analytical Chemists (AOAC, Appendix F)²⁴, um método é considerado exato quando a recuperação varia de 80% a 110%.

As concentrações certificadas e obtidas foram, respectivamente: Al (0,133 e 0,127 mg/L), Ba (0,513 e 0,524 mg/L), Fe (0,093 e 0,094 mg/L), Mn (0,037 e 0,038 mg/L), Na (18,640 e 18,855 mg/L) e Zn (0,074 e 0,073 mg/L).

Não foi possível aplicar testes de recuperação para pH, T, CE, STD, OD e ORP, pois não há materiais de referência certificados para esses parâmetros.

PROCEDIMENTOS ESTATÍSTICOS

A estatística descritiva foi aplicada aos dados, inicialmente organizados no software Microsoft Excel® 2019²⁶ e posteriormente analisados no Minitab ^® 20.2²⁷. Foram construídos boxplots para avaliar a variabilidade dos dados; para explorar padrões multivariados, elaborou-se uma matriz normalizada com 66 amostras e 12 variáveis, submetida à Análise de Componentes Principais (Principal Component Analysis - PCA) e à Análise de Agrupamento Hierárquico (Hierarchical Cluster Analysis - HCA). Valores inferiores ao LD e ao LQ foram substituídos por LD/2 e LQ/2, respectivamente, a fim de evitar distorções estatísticas nas análises multivariadas²⁸.

ANÁLISE ESTATÍSTICA DESCRITIVA

A Tabela 1 apresenta os valores médios, desvios padrão e intervalos observados para os parâmetros investigados, além dos LD, LQ e dos Valores Máximos Permitidos (VMP) estabelecidos pela Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) nº 357/2005²⁹.

As Figuras 2 e 3 mostram os boxplots com a variação sazonal dos parâmetros físico-químicos e dos metais ao longo das campanhas, permitindo observar a dispersão dos dados e as tendências sazonais.

Fonte: Elaborado pelos autores.

Figura 2 - Boxplots dos parâmetros físico-químicos da água superficial do rio Maguari-Açu, comparando os períodos chuvoso e menos chuvoso. A linha central representa a mediana, as caixas indicam os quartis e os pontos correspondem aos valores atípicos (outliers) 

Fonte: Elaborado pelos autores.

Figura 3 - Boxplots das concentrações de metais na água superficial do rio Maguari-Açu, comparando os períodos chuvoso e menos chuvoso. A linha central representa a mediana, as caixas indicam os quartis e os pontos correspondem aos valores atípicos (outliers) 

A análise das águas superficiais do rio Maguari-Açu revelou variações sazonais marcantes. A temperatura variou de 26,0 a 31,2 °C (média: 28,8 °C), com pico em dezembro de 2024, coincidindo com o início do período mais chuvoso. A CE variou de 66,4 a 16 530 µS/cm (média: 1.332,9 µS/cm), atingindo valores máximos em outubro e reduzindo-se com o aumento da pluviosidade.

O ORP oscilou entre -77,8 e 274,2 mV (média: 111,1 mV), refletindo a transição de condições redutoras para oxidantes, com pico em abril de 2025. O pH variou de 5,9 a 9,0 (média: 6,8), predominando condições levemente ácidas a neutras. Os STD oscilaram de 32,2 a 8 090 mg/L (média: 714,5 mg/L), com maiores valores no período menos chuvoso e redução a partir de fevereiro, evidenciando a influência hidrológica.

O OD variou de 0,04 a 6,19 mg/L (média: 2,5 mg/L), com menores valores em fevereiro e recuperação em abril. As concentrações de Al variaram de 0,004 a 1,07 mg/L (média: 0,09 mg/L), aumentando no período mais chuvoso. O Ba variou de 0,004 a 0,212 mg/L (média: 0,06 mg/L); o Fe apresentou média de 0,72 mg/L (intervalo: 0,05-2,18 mg/L), com acúmulo no período menos chuvoso; o Mn oscilou de 0,004 a 0,130 mg/L (média: 0,050 mg/L); e o Zn manteve-se em níveis baixos (0,004-0,076 mg/L; média: 0,02 mg/L).

A PCA mostrou que as quatro primeiras componentes explicaram 74,8% da variância total (PC1 = 29,3%; PC2 = 19,4%; PC3 = 15,0%; PC4 = 11,1%). A PC1 foi influenciada por Na, CE e STD, associando-se à salinização e indicando um gradiente de mineralização da água. A PC2 foi influenciada por OD e Mn (carregamentos positivos) e por Ba e Zn (negativos), refletindo processos de oxirredução e disponibilidade de metais, nos quais a diminuição do OD pode favorecer a mobilização de Mn. A PC3 destacou Fe e ORP, relacionados à mobilização de metais, enquanto a PC4 evidenciou Al e temperatura, indicando processos físico-químicos influenciados por variações térmicas e pelas interações entre metais no sedimento e na coluna d'água.

No gráfico da PCA (Figura 4A), foram representadas apenas as componentes PC1 e PC2, que juntas explicaram 48,7% da variância total, permitindo visualizar a dispersão e o agrupamento das amostras.

A HCA corroborou os resultados da PCA (Figura 4B), revelando três grupos principais: (i) pH, CE, STD e Na; (ii) temperatura, OD, Fe e Mn; (iii) ORP, Al, Ba e Zn. O primeiro grupo correspondeu à PC1, relacionada à salinidade; o segundo refletiu os efeitos da oxigenação e da presença de metais-traço; e o terceiro expressou variações redox e aportes específicos de Al.

Fonte: Elaborado pelos autores.

Figura 4 - Análise estatística multivariada dos parâmetros físico-químicos e das concentrações de metais: (A) PCA, mostrando a distribuição dos pontos amostrais e a contribuição dos parâmetros para os componentes principais; (B) HCA, com dendrograma que demonstra os agrupamentos entre as amostras com base na similaridade dos dados 

QUALIDADE FÍSICO-QUÍMICA DA ÁGUA SUPERFICIAL

A variação da temperatura refletiu fatores locais, como cobertura vegetal e transição sazonal característica da região¹⁰. Santana¹³ observou variações de 22,06 a 24,71 °C, com valores mais baixos em áreas com maior cobertura de mata ciliar, evidenciando a modulação térmica da água por fatores ambientais locais. Essas oscilações podem afetar os ecossistemas aquáticos, alterando a composição de espécies e a disponibilidade de nutrientes, com reflexos sobre as comunidades que utilizam essa água³⁰.

A CE apresentou ampla dispersão, especialmente nos meses menos chuvosos, indicando a contribuição de efluentes urbanos e do escoamento superficial, além da concentração natural de íons durante a estiagem. Esses valores extremos podem ser explicados pela combinação de áreas urbanas com baixo índice de saneamento, despejo de esgotos domésticos e variações sazonais na vazão^31,6. Santana¹³ registrou CE elevada (>100 µS/cm) em bacias antropizadas, reforçando a relação entre urbanização, aporte de íons e aumento da condutividade elétrica, enquanto Vasconcelos Junior et al.³² observaram CE mais estável em águas superficiais, embora também influenciada pelo regime de marés e pelo aporte de águas continentais. Além disso, valores muito baixos em pontos específicos podem refletir diluição por chuva, influência de água subterrânea ou fluxos locais com baixo teor iônico³³. Níveis elevados de CE indicam possível risco à saúde humana, devido à presença de sólidos dissolvidos e contaminantes, afetando o consumo de água e os ecossistemas aquáticos utilizados pela população³⁴.

O ORP evidenciou a coexistência de condições oxidantes e redutoras, sendo os valores negativos mais frequentes em canais urbanos, onde há intensa atividade microbiana e decomposição de matéria orgânica^35,36. A elevação progressiva do ORP durante o período mais chuvoso pode estar associada à renovação hídrica e ao aumento da oxigenação natural³⁷.

O Na apresentou forte variação sazonal e espacial, com valores elevados nos pontos jusantes e nos meses menos chuvosos, sugerindo processos de salinização local, influência urbana e baixa diluição natural. Esse padrão é compatível com o descrito por Dos Santos et al.³⁸ e Pereira et al.⁷ Santana¹³ também reportou valores elevados de Na em bacias urbanizadas, corroborando a influência antrópica na distribuição espacial do elemento. O excesso de Na pode ter implicações para a saúde humana, particularmente em populações que utilizam água não tratada, além de alterar os equilíbrios ecológicos naturais³⁹.

A média de pH foi superior à reportada por Vasconcelos Junior et al.³² na foz do rio Maguari-Açu, o que pode refletir maiores efeitos sazonais sobre esse parâmetro na área de estudo⁴⁰. Santana¹³ relatou pH variando de 6,1 a 7,3, evidenciando tendência similar de valores mais elevados em áreas antropizadas. Rios amazônicos são naturalmente ácidos devido à decomposição da matéria vegetal e à baixa capacidade de tamponamento; no entanto, elevações no pH podem indicar influência antrópica, como despejos domésticos, ou variações sazonais relacionadas à vazão e à diluição. Essas alterações afetam a solubilidade e a toxicidade de metais, com possíveis impactos ecológicos e sobre a saúde humana^41-43.

O STD também refletiu o ciclo hidrológico, com concentrações mais elevadas no período menos chuvoso, devido à menor vazão fluvial⁴⁴. Santana¹³ observou STD mais altos em áreas antropizadas, enquanto Vasconcelos Junior et al.³² registraram valores médios de 15,76 mg/L em águas superficiais, com variação sazonal associada ao aporte de águas continentais e à diluição durante os períodos chuvosos. O aumento do STD pode indicar contaminação por matéria orgânica, com consequências para a saúde dos ecossistemas e das comunidades locais⁴⁵.

Os níveis de OD indicaram oxigenação insuficiente e potencial risco de anoxia. Estudos anteriores em trechos distintos do rio Maguari-Açu confirmam a recorrência de baixos níveis de OD em sistemas aquáticos impactados por matéria orgânica^7,32. Essa condição pode ser explicada pela alta densidade populacional, pelo lançamento de efluentes domésticos e industriais e pela ausência de infraestrutura de saneamento, fatores que aumentam a demanda bioquímica de oxigênio⁴⁶. A leve recuperação observada nos meses finais pode estar relacionada ao aumento da pluviosidade e à renovação das águas⁴⁷.

A mobilização do Al pode estar associada à presença de matéria orgânica e à influência de áreas alagadas⁴⁸. Santana¹³ relatou concentrações de Al abaixo do limite legal, enquanto Vasconcelos Junior et al.³² observaram valores variando de 0,0328 a 0,6966 mg/L, com picos durante a maré enchente, sugerindo influência do carreamento de metais e matéria orgânica. O Al, em concentrações elevadas, pode representar risco tóxico para organismos aquáticos e para a população humana, particularmente em comunidades que utilizam água para consumo direto⁴⁹.

O Ba, por sua vez, tem sua mobilidade associada à acidez da água e à presença de efluentes ricos em compostos solúveis^50,51. Santana¹³ registrou concentrações de Ba dentro dos limites legais, e Vasconcelos Junior et al.³² observaram média de 0,0163 mg/L em águas superficiais, com leve incremento durante a maré enchente, reforçando a dinâmica de carreamento natural e a influência de marés.

O comportamento sazonal do Fe pode estar relacionado à lixiviação de solos ferrosos e a processos redox⁵². O Mn apresentou origem predominantemente natural, vinculada ao intemperismo de solos lateríticos e latossolos, com influência sazonal significativa, embora com menor impacto antrópico direto^53-55. Santana¹³ encontrou Fe e Mn abaixo dos limites legais, enquanto Vasconcelos Junior et al.³² reportaram Fe acima do VMP em 81% das amostras, principalmente nos meses de março e maio, e Mn acima do limite em uma única amostra, destacando a influência do regime pluviométrico e do transporte de metais pelas marés. Altas concentrações de Fe e Mn podem ter implicações tóxicas, afetando organismos aquáticos e a saúde das populações locais que utilizam o recurso hídrico^56,57.

Por fim, o Zn apresentou as menores concentrações médias entre os metais analisados. A literatura aponta que sua presença está associada à adsorção em matéria orgânica e à lixiviação natural⁵⁸, com picos temporais atribuídos a episódios de escoamento superficial⁵⁹. Santana¹³ também reportou Zn abaixo dos limites legais, e Vasconcelos Junior et al.³² não indicaram valores críticos, sugerindo predominância de processos naturais na determinação desse metal em águas superficiais.

PADRÕES MULTIVARIADOS E IMPLICAÇÕES AMBIENTAIS

O gradiente de mineralização da água observado na PC1 está provavelmente associado à salinização e ao transporte de íons dissolvidos por escoamento superficial⁶⁰. Os processos refletidos na PC2 indicam oxirredução e disponibilidade de metais, nos quais a diminuição do OD pode favorecer a mobilização de Mn, enquanto Ba e Zn podem apresentar maior solubilidade sob determinadas condições de pH e oxigenação^61-64. Na PC3, Fe tende a precipitar ou se associar à matéria particulada em condições mais oxidadas (maior ORP), reduzindo sua concentração na fase dissolvida⁶⁵. Já a PC4 evidencia que os processos físico-químicos são modulados por variações térmicas e interações entre metais no sedimento e na coluna d'água⁶⁶.

O cluster formado por CE, STD, Na e pH indica forte influência antrópica⁶⁷, especialmente nos pontos MA01 a MA06. As concentrações elevadas de Na, principalmente nos pontos MA09 a MA11, podem estar associadas às intervenções urbanas ao longo da bacia, como a canalização de trechos do rio. Segundo Mesquita et al.⁶⁸, tais alterações comprometem o equilíbrio hidrodinâmico do sistema, podendo favorecer a penetração de água salgada mesmo em áreas distantes da foz.

Esse comportamento também é compatível com a dinâmica estuarina da região amazônica, onde a amplitude das marés e a redução da vazão diminuem a resistência ao avanço da água salgada em períodos de baixa precipitação⁶⁹. Esses resultados apontam potencial de exposição para comunidades locais, destacando a necessidade de ações de monitoramento e educação sanitária.

O cluster composto por T, Fe, OD e Mn refletiu processos ambientais comuns, sobretudo relacionados à dinâmica redox e à influência de fatores físico-químicos na mobilidade dos metais⁷⁰. Observou-se correlação moderada entre T e Fe, indicando que o aumento da temperatura pode favorecer a mobilização do metal a partir dos sedimentos, o que está de acordo com Liao et al.⁷¹, que demonstraram que concentrações de Fe dissolvido tendem a aumentar em temperaturas acima de 15 °C, favorecendo sua liberação. De forma semelhante, a associação entre Mn e OD aponta para a sensibilidade desse metal às condições de oxirredução, já que tanto Mn quanto Fe apresentam comportamento redox dependente e são mobilizados em ambientes com baixa disponibilidade de oxigênio⁷⁰. Essas dinâmicas sugerem impacto direto sobre a saúde ambiental, afetando a qualidade da água, os habitats aquáticos e as comunidades que dependem desse recurso.

Esse padrão reforça a hipótese de que a composição desse agrupamento é influenciada por processos sazonais, nos quais a estratificação térmica e o aporte pluviométrico modulam a disponibilidade de oxigênio e, consequentemente, a dinâmica geoquímica de metais redox-sensíveis^72,73.

O cluster formado por ORP, Al, Ba e Zn, apesar da baixa similaridade geral, indicou a atuação de fatores ambientais específicos que, em determinados pontos, influenciam conjuntamente a mobilidade e a distribuição desses parâmetros. Gad et al.⁷⁴ demonstraram que Ba e Zn apresentam comportamento conjunto em ambientes impactados por efluentes industriais e atividades agrícolas e, embora em outros contextos esses elementos apareçam em agrupamentos distintos, a correlação observada no presente estudo reforça a hipótese de que fontes pontuais ou difusas de contaminação influenciam simultaneamente a distribuição desses metais-traço.

Por fim, a correlação moderada entre ORP e Al sugere que o estado redox exerce influência sobre a mobilização do metal no ambiente aquático. Em águas superficiais, o Al tende a formar naturalmente camadas de óxidos que afetam sua solubilidade; entretanto, sua reatividade e disponibilidade são fortemente moduladas por variáveis físico-químicas, como pH e potencial de oxirredução⁷⁵. Nesses contextos, processos como a degradação da matéria orgânica e o aporte de efluentes podem alterar o equilíbrio redox, promovendo mudanças na especiação química e na biodisponibilidade de metais no ambiente estuarino^76-78. O monitoramento desses elementos é fundamental para prevenir riscos à saúde humana e ao ecossistema, orientando a gestão de recursos hídricos e políticas públicas.

Os resultados evidenciam a necessidade de ações de remediação voltadas à mitigação dos impactos antrópicos na bacia do rio Maguari-Açu, com ênfase na ampliação do saneamento básico, no controle de efluentes e na recuperação de áreas ripárias. A presença de Fe, Al, Mn e Na em concentrações elevadas indica potenciais riscos à saúde das comunidades que utilizam a água para consumo e recreação. Essas evidências reforçam a importância de políticas públicas integradas de monitoramento e gestão hídrica sustentável em ambientes urbanos amazônicos.