Influence of seasonality and ENOS oscillation on the quality of the waters of a tropical river: multivariate statistical methods

Authors

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2021.010.0016

Keywords:

Multivariate, Principal components, Seasonality, Water quality index

Abstract

The growing demand for freshwater in domestic, industrial, and food production demonstrates the current need to consider drinking water's quantity and quality. The water quality index (WQI) is widely adopted for synthesizing information on freshwater's various physical, chemical, and biological parameters to inform the lay public and guide water quality management actions. Thus, it is indispensable to analyze the parameters used to calculate it, and if necessary, to reassess if the parameters indicate the quality of the water. This study aims to evaluate if the parameters used in the WQI are influenced by climatic seasonality in the Rio Vermelho - MT basin. The data used in the survey provide information on the water quality parameters of four sampling stations throughout the basin between the years 2006 and 2017. A total of 126 individuals and 30 variables were surveyed. Because of the large number of variables considered initially necessary, it was decided to perform multivariate statistical analysis since solving such a question would not be possible using univariate analysis techniques. Multivariate analysis was conducted in the R. Among the multivariate methods, principal component analysis (PCA) and discriminant function analysis were used. The principal component analysis verified that the WQI is influenced by variations of climatic factors, which makes it questionable to characterize water quality only by analyzing the nine parameters determined by the WQI. Therefore, it is necessary to adapt these parameters to regions with well-defined rainy and dry seasons, such as the one studied here.

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Author Biographies

Josyanne Inês Teixeira Ramos Naves, Universidade Federal de Rondonópolis

Mestre no Programa de Pós-Graduação em Gestão e Tecnologia Ambiental na Universidade Federal de Rondonópolis - Mato Grosso; Graduada em Bacharel em Engenharia Agrícola e Ambiental na Universidade Federal de Mato Grosso - Campus Rondonópolis 

Jéssica Angélica Hergenräder, Universidade Federal de Rondonópolis

Graduada em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Mato Grosso (2015), especialista em Estruturas de Concreto e Fundações (480h) pela Universidade Cidade São Paulo (2018). Conhecimentos em software de CAD e de cálculos estruturais como o Eberick alem de nível intermediário em Inglês e avançado em Word, Excel e Power Point. Durante minha graduação tive a oportunidade de trabalhar no projeto de pesquisa: "Desenvolvimento e caracterização experimental de concretos ecológicos que capturam CO²da atmosfera" e auxiliar meus colegas durante as monitorias de Arquitetura e Urbanismo e Resistência dos Materiais.

Ricardo Alves de Olinda, Universidade Estadual da Paraíba

Possui graduação em Estatística pela Universidade Estadual da Paraíba, mestrado em Estatística e Experimentação Agropecuária pela Universidade Federal de Lavras (2008) e doutorado em Estatística e Experimentação Agronômica pela Universidade de São Paulo, Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" (2012). Atualmente é professor associado do Departamento de Estatística, professor do quadro permanente do Mestrado em Saúde Pública da Universidade Estadual da Paraíba, professor do quadro permanente do Mestrado em Gestão e Tecnologia Ambiental da Universidade Federal de Mato Grosso-UFMT, e Colaborador no Programa de Pós-Graduação em Biociências e Saúde (PPG-BioS), Câmpus de Rondonópolis. Coordenador do Centro Multiusuário Big Data e Geoinformação da UEPB, foi membro do Grupo de Estudos em Seguros e Riscos ''GESER'' da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, atuou no núcleo de modelagem quantitativa. Revisor dos periódicos: Revista Ciência Agronômica (UFC. On-line), Revista de Economia e Sociologia Rural (Impresso), Revista Agroambiente (UFRR. On-line), Revista Brasileira de Parasitologia Veterinária (RBPV), Revista Ciência e Natura, Revista Principia e Revista Brasileira de Biometria (RBB). Líder do grupo de pesquisa Estatística Aplicada e Computacional da Universidade Estadual da Paraíba. Tem experiência na área de Probabilidade e Estatística, com ênfase em Estatística Aplicada, atuando principalmente nos temas de estatística espacial, extremos espaciais, teoria de valores extremos, planejamento e análise estatística de experimentos e estatística multivariada 

Domingos Sávio Barbosa, Universidade Federal de Rondonópolis

Possui graduação em Ciências Biológicas pela UFMS (2000), mestrado em Ciências da Engenharia Ambiental pela Universidade de São Paulo (2003). Doutorado em Ciências da Engenharia Ambiental pela Universidade de São Paulo (2008) com estágio no exterior na Universidade de Coimbra (Portugal). Tem experiência na área de Ecologia, com ênfase em Ecologia Aquática, atuando principalmente em estudos de Avaliação de Risco Ecológico integrado (solos e águas) e recuperação ambiental. Pesquisador CNPq SET 3A na empresa Aplysia Tecnologia Ambiental - implantação do Laboratório de Ecotoxicologia Terrestre (2009-2010). Representante da UFMT no Comitê de Bacia Hidrográfica do Rio São Lourenço (2014-2015). Membro do Conselho municipal do Meio Ambiente de Rondonópolis (2015-2016). Representante das I.E.S. no Fórum de Combate ao Uso de Agrotóxicos (2016 - atual). Supervisor do Laboratório de Tecnologia e Gestão Ambiental UFMT ? LTGA (2013 ? atual). Coordenador do Laboratório de Poluição Ambiental do NUPEC-FINEP (2016 - atual). Coordenador do Curso de Graduação em Engenharia Agrícola e Ambiental (2018 a 2019). Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Gestão e Tecnologia Ambiental da UFMT (2019 - 2020). Gerente de Transferência Tecnológica da Universidade Federal de Rondonópolis (2021 -presente). 

Published

2021-10-20

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