Avaliação da degradação da qualidade da água do reservatório Carlos Botelho em Itirapina, São Paulo, Brasil, por meio de imagens do satélite Sentinel 2

Abstract

RESUMO Este estudo avaliou a qualidade da água do reservatório Carlos Botelho, SP, Brasil, empregando a base de dados da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo para os anos de 2017 a 2019. Foram utilizadas as concentrações de clorofila a e o número de células de cianobactérias, relacionando-os com o algoritmo de processamento de imagens da Agência Espacial Europeia. Foram utilizadas imagens dos satélites Sentinel 2, com resolução espacial de 10 m e correção atmosférica Case 2 Regional Coast Color. Os dados de clorofila a da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo e os estimados pelo algoritmo apresentaram alta correlação (R²=0,6052, RNMSE=27%, n=8) e também se relacionaram estatisticamente com o número de células de cianobactérias, o que permitiu estimar o número de células de cianobactérias nas imagens S2, por meio das concentrações de clorofila. Com base nas estimativas, o reservatório Carlos Botelho apresentou padrão eutrófico em praticamente o ano de 2020; os dados sugerem a presença e substancial predomínio de cianobactérias em toda massa de água e durante todo 2020 (da ordem de 10.000 a 20.000 células.mL); na sua água já foi constatada a presença de cianotoxinas potencialmente tóxicas; o reservatório possui uma praia pública, para recreação de contato primário; e tem no entorno condomínios com casas, clubes e chácaras. Este conjunto de características deve servir de alerta às autoridades locais, pois há necessidade para se discutir o programa de monitoramento ora em curso, com indicação da redução do monitoramento para no mínimo mensal e avaliações complementares, para verificação periódica da presença de cianotoxinas.ABSTRACT This study evaluated the water quality of Carlos Botelho reservoir, São Paulo, Brazil, using the Environmental Company of the São Paulo State (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo) database for the years 2017 to 2019. Chlorophyll concentrations at and the number of cyanobacteria cells, relating them to the image processing algorithm of the European Space Agency. Images from European Space Agency’s Sentinel 2 satellites were used, with a spatial resolution of 10 m and with Case 2 Regional Coast Color atmospheric correction. Chlorophyll concentrations at data from Companhia Ambiental do Estado de São Paulo and those estimated by the algorithm showed high correlation (R²=0.6052, Normalized Root Mean Square Error=27%, n=8) and were also statistically related to cyanobacteria cells number, which allowed estimating cyanobacteria cells in the number Sentinel 2 images, by means of chlorophyll concentrations. Based on the estimates, Carlos Botelho reservoir showed a eutrophic pattern in the year of 2020; the data suggest the presence and substantial predominance of cyanobacteria in the reservoir in 2020 (a range of 10,000–20,000 cells.mL); in your water, the presence of potentially toxic cyanotoxins has already been found; the reservoir has a public beach, for primary contact recreation; and there are condominiums with houses, clubs, and farms in the surroundings. This set of characteristics should serve as a warning to the local authorities, as there is a need to discuss the monitoring program now underway, with an indication of reducing the monitoring to a minimum of monthly and complementary evaluations, for periodic verification of the presence of cyanotoxins.