Monitoring water quality of the Sergipe River basin: an evaluation using multivariate data analysis

ABSTRACT This study evaluated the efficiency of the water quality monitoring network of the Sergipe river basin, using multivariate data analysis, such as principal component analysis (PCA) and hierarchical cluster analysis (HCA). The PCA was applied to a data matrix consisting of 12 sampling stations and mean concentrations of 23 water quality parameters, obtained in four sampling campaigns from June/2013 to November/2015. All 12 sampling stations were considered as main (weight>0.7) and therefore should remain in the monitoring program. The PCA pointed out that of the 23 measured parameters, only 16 are essential for water quality assessment, in the dry period and 17 in the rainy season. The HCA separated the stations of the monitoring network in 4 groups according to the water quality characteristics, considering the natural and anthropogenic impacts. The main impacts were originated from natural sources (mineral constituents) and the anthropogenic contributions were associated with urban input, sewage, industrial dumps and surface runoff from agricultural areas. RESUMO Nesse estudo foi avaliada a eficiência da rede de monitoramento da qualidade da água da bacia hidrográfica do rio Sergipe, usando a análise multivariada de dados, através da análise de componentes principais (ACP) e análise de agrupamento hierárquico (AAH). A ACP foi aplicada a uma matriz de dados composta por 12 estações de amostragem e concentrações médias de 23 parâmetros da qualidade da água, obtidos em quatro campanhas de amostragem no período de junho/2013 a novembro/2015. Todas as 12 estações de amostragem foram consideradas como principais (peso>0,7) e, portanto, devem ser mantidas no programa de monitoramento. A ACP apontou que dos 23 parâmetros medidos, são essenciais para avaliação da qualidade da água, apenas 16 no período seco e de 17 no período chuvoso. A AAH separou as estações da rede de monitoramento em 4 grupos em função das características da qualidade da água, considerando os impactos naturais e antropogênicos. Os principais impactos foram originários de fontes naturais (constituintes minerais) e de aportes antropogênicos associados a despejos urbanos, sanitários, indústrias e escoamento superficial de áreas agrícolas.