Sanare - Revista Técnica da Sanepar

Editorial ................................................................. 3

Qualidade da água subterrânea para abastecimentopúblico na Serra das Areias, Aparecida de Goiânia - GOMônica Gonçalves NarcisoLuciana Paulo Gomes .............................................4

Precipitação química e cloração para combate a mausodores em estações de tratamento de esgotoanaeróbiasHaroldo Benedito AlvesGil Alceu MochidaGilmar Javorski Gomes Da CruzMurilo DumaCelso Savelli Gomes ............................................. 19

Variabilidade temporal de fósforo e dos elementos K,Ca, Mg e Na em água e sedimento no Reservatório Iraí,Pinhais-PR, BrasilCharles CarneiroEduardo S. PegoriniCleverson V. AndreoliNayana Grasielle M. Silva .................................... 33

O emprego do filtro de areia no pós-tratamento deefluente de filtro anaeróbioAdriano Luiz TonettiBruno Coraucci FilhoRonaldo StefanuttiRoberto Feijó de Figueiredo ................................. 42

Rendimento de milho e de feijão preto cultivado emsolo acrescido de lodo de esgotoJoão Luiz GadioliPaulo Fortes Neto ................................................ 53

Desempenho de dois resíduos orgânicos para asobrevivência de mudas de espécies arbóreas decerrado sob condições adversas de área mineradaRodrigo Studart CorrêaBenício de Mélo Filho .......................................... 59

Sanare, Curitiba, v.21 n.° 21 janeiro a junho de 2004

Sanare - Revista Técnica da SaneparV.21 N. 21 janeiro a junho de 2004

Ficha CatalográficaCatalogação na Fonte

Sanare/Companhia de Saneamento do Paraná. V.21Curitiba: Sanepar, 2004 - Semestral

ISSN 0104-71751.Saneamento. 2.Sanare - Periódico. I.Sanepar

Companhia de Saneamento do Paraná

Nossa capa:Represa do Iraí - Região Metropolitana de Curitiba

ExpedientePublicação da Companhia de Saneamento do ParanáDisponível em: www.sanepar.com.br, em Publicações.

DiretoriaStênio JacobDiretor-PresidenteHeitor Wallace de Mello e SilvaDiretor AdministrativoHudson CalefeDiretor FinanceiroStênio JacobDiretor ComercialDomingos BudelDiretor de InvestimentosMaria Arlete RosaDiretora de Meio Ambiente e Ação SocialGerminal PocáDiretor de Relações com InvestidoresPierre-Yves MourgueDiretor de Operações

Conselho EditorialMaria Arlete Rosa, Cleverson Vitório Andreoli, Cristóvão VicenteScapulatempo Fernandes, Decio Jürgensen, Emilio Trevisan,Miguel Mansur Aisse, Nivaldo Rizzi, Samira Kauchakje, TâniaLucia Gras de Miranda, Wilson Loureiro

Assessoria TécnicaDulcinéia Mesatto

Apoio técnicoConstance R. S. Pinheiro

Unidade de Comunicação SocialLea Okseanberg

EditoraIvanilde Maria Muxfeldt Klais – DRT 1038 PR

Pareceristas desta ediçãoAndreas Friedrich Grauer, Eduardo Salamuni, Fernando Fernandes,Harry Bollmann, Marcos Omir Marques, Maurício Balencif, MiguelMansur Aisse, Wagner Bettiol

FotografiaCapa e contracapa: João Henrique

Arte e DiagramaçãoCarlos Deitos

Fotolito/ImpressãoApta Gráfica

Tiragem3.800 exemplares

CorrespondênciaRua Engenheiros Rebouças, 1376 - Rebouças -Curitiba - PR - Brasil - CEP 80215900e-mail: [email protected]

Sanare. Revista Técnica da Sanepar, Curitiba, v.21, n.21, p. 03-05, jan./jun. 2004

A Companhia de Saneamento do Paranáapresenta a nova edição da Sanare – RevistaTécnica da Sanepar que, paulatinamente, vemsendo atualizada. A partir de agora, os títulosdos artigos também serão publicados em inglês.

A disponibilidade de água subterrânea paraabastecimento público na Serra das Areias, nomunicípio de Aparecida de Goiânia (GO) é umdos temas apresentados nesta edição. As auto-ras confirmam que a água do aqüífero encon-tra-se dentro dos padrões de potabilidade, comressalvas em alguns poços já perfurados quantoaos teores de ferro, cor e turbidez e fazem re-comendações quanto ao uso e ocupação do solona região.

O principal fator de geração de maus odo-res em sistemas de esgotamento sanitário – queprovocam reclamações da população e são po-tencialmente perigosos para os operadores deETEs - é o gás sulfídrico formado pela anaerobioseem estações de tratamento, coletores eelevatórias. Para resolver o problema, técnicosda Sanepar investigaram como minimizar os mausodores. No trabalho Precipitação química ecloração para combate a maus odores em es-tações de tratamento de esgoto anaeróbias sãodemonstrados os resultados obtidos com o uso decloro em cinco Estações de Tratamento de Esgo-to instaladas em Curitiba e no município de Qua-tro Barras (PR). No Paraná, a grande maioriadas estações de tratamento de esgotos (ETEs)opera com o sistema anaeróbio de tratamento(Ralfs) e, por isso, os resultados da pesquisa es-tão proporcionando ganhos significativos para aSanepar e para a população

Variabilidade temporal de fósforo e doselementos K, Ca, Mg e Na em água e sedi-mento no Reservatório Iraí, Pinhais-PR, Bra-sil é o trabalho que ilustra a capa desta edição.Responsável pelo abastecimento de 24% deCuritiba e Região Metropolitana o reservatório

apresenta elevado nível de trofia. Este trabalhointegra um conjunto de pesquisas que a Saneparrealiza na bacia, com o objetivo de melhorar ascondições do manancial. A partir da conclusãodas pesquisas, e das recomendações dos pes-quisadores, ações são desencadeadas na região.

Um sistema alternativo para tratamento deesgoto, com recheio de bambu, associado a umfiltro de areia é apresentado no artigo O empre-go do filtro de areia no pós-tratamento deefluente de filtro anaeróbio. Os estudos con-firmam a viabilidade do sistema para tratamen-to de esgoto em pequenas comunidades, umavez que o efluente gerado atende a legislaçãobrasileira.

Rendimento de milho e de feijão pretocultivado em solo acrescido de lodo de esgo-to é o artigo que revela os resultados encontra-dos por pesquisa realizada em Taubaté (SP). Osautores concluíram que houve rendimento se-melhante, tanto para a cultura do milho quantopara a do feijão preto, quando comparado coma adubação mineral.

O trabalho Desempenho de dois resídu-os orgânicos para a sobrevivência de mudasde espécies arbóreas de Cerrado sob condi-ções de área minerada visa avaliar a influên-cia que o composto de lixo doméstico e o lodode esgoto exercem sobre a sobrevivência demudas de oito espécies arbóreas de Cerrado,empregadas na revegetação de uma área mine-rada em Brasília. Houve diferença significativaentre a sobrevivência de plantas tratadas comlodo e com lixo compostado, ao se considerar asdiferentes classes de altura das mudas ao irempara o campo. Na experiência realizada no Cer-rado, o lodo de esgoto apresentou nítida vanta-gem sobre o composto de lixo por classe de al-tura de plantas e nenhuma desvantagem pormédia de tratamento, considerando as oito es-pécies testadas.

3

Normas editoriais

1 - São aceitos artigos técnicos ou opinativos, inéditos ou não,desde que obedeçam às normas para apresentação de documen-tos científicos. Os artigos serão submetidos à apreciação doConselho Editorial que pode aprovar ou não a publicação.2 – A Sanepar reserva-se o direito de fazer correções ortográfi-cas que permitam melhor compreensão do texto, sem alterar oestilo e o conteúdo original, bem como adotar padronizaçõesestabelecidas pela Gramática e Editoria da Sanare - RevistaTécnica da Sanepar.3 - Os artigos são publicados em língua portuguesa, e seusrespectivos resumos, em inglês.4 - Os artigos publicados na Sanare - Revista Técnica da Sa-nepar, podem ser reproduzidos total ou parcialmente, desdeque citada a fonte.5 - O conteúdo do material publicado é de responsabilidadeexclusiva do(s) autor(es), podendo não representar as políticasda Sanepar. O(s) autor(es) responsabilizam-se pela veracidadedas fontes e informações que subsidiaram seus trabalhos.

Normas para apresentação dos artigos

A Sanare - Revista Técnica da Sanepar é publicada de acordocom os padrões editoriais recomendados pela Universidade Fe-deral do Paraná com base nas normas da ABNT. São publicadosartigos em dois formatos: Opinião e Técnicos. Os autores de-vem obedecer aos seguintes critérios:Opinião: os textos opinativos devem ter entre 3 mil e 6 milcaracteres. Estes artigos são textos corridos, sem tabela, foto-grafia ou figura.Técnicos: devem ter no mínimo 10 mil caracteres e no máxi-mo 25 mil caracteres.Formato e Apresentação: os artigos devem ser digitados emWord for Windows, e enviados por e-mail ou em disquete acom-panhados de uma cópia impressa. Devem ser escritos em por-tuguês utilizando a fonte Times New Roman 12, emespaçamento simples. Devem também apresentar um currícu-lo do(s) autor(es) de no máximo 3 linhas com a primeira letraem maiúscula e as demais, referentes a cargos, funções e títulosem minúsculas.Título do artigo: em no máximo 3 linhas. Não colocar o títuloem caixa de texto.Nome do autor ou autores: devem ser escritos na ordem direta.Exemplo: Pedro Antônio Almeida Filho. Se houver mais de umautor, o nome do coordenador pode figurar em primeiro lugar.Os demais devem ser escritos em ordem alfabética.Resumo: o texto deve ter no máximo 200 palavras, em portu-guês, apresentado em um único parágrafo.Palavras-chave: até cinco palavras. São termos ou frases re-presentativas dos assuntos tratados no artigo, apresentadospela ordem em que aparecem no texto. Devem ser precedidasda expressão Palavras-chave. As palavras devem ser separadaspor ponto e vírgula. Exemplo: Palavras-chave: lixo; coleta delixo; educação ambiental; saneamento.Tradução do resumo: o abstract é providenciado pela Sanepar.Agradecimentos: se houver, apresentar no final do artigo.Introdução, Materiais e métodos, Discussão, Resultados e todasas demais sessões: escrever em negrito, com alinhamento à

esquerda e, somente com a letra inicial em maiúscula. Emsubtítulo se aparecerem nomes próprios, usar apenas a primei-ra letra em maiúscula. Não utilize itálico em títulos e subtítulos.Siglas: escrever com letras maiúsculas as siglas com até trêsletras, como IAP, FAO, OMS PND, ETA, ETE (no pluralETAs, ETEs, ONGs). Esta recomendação vale para todos oscasos, ou seja: quando mencionadas no texto, em citações ereferências. As siglas, com quatro letras ou mais que não for-mem palavra, como BNDES, devem ser grafadas com todas asletras em maiúsculas e, quando formam palavras possíveis deserem lidas, como Unesco, devem ser grafadas apenas com aprimeira letra em maiúscula.Citações: menção aos documentos consultados para compor oartigo. Podem aparecer de duas formas, dependendo do con-texto. Aparecem em uma frase como: Segundo LEE (1997),em letras maiúsculas, ou podem ser mencionadas após a idéiado (s) autor (es) escritas em letras maiúsculas entre parênteses,exemplo (LEE, 1997). Para até dois autores citar o nome deambos, da seguinte forma ANDREOLI e FERNANDES (2001)ou (ANDREOLI; FERNANDES, 2001). Quando houver trêsautores: ANDREOLI, FERNANDES e CARVALHO (2001) ou(ANDREOLI; FERNANDES; CARVALHO, 2001). Para as ci-tações com mais de três autores deve ser utilizada a expressãoet al. No corpo do texto, segundo FERREIRA et al. (2001) ouno final do parágrafo (FERREIRA et al., 2001) com ponto nofinal, sem itálico, ou negrito. Citação de informações ou docu-mentos eletrônicos acessados via internet seguem as mesmasrecomendações dos documentos impressos.Tabela, quadros, figuras: A tabela é utilizada para apresentardados, em geral, numéricos que foram trabalhados, avaliados einterpretados, o quadro contém geralmente texto e a figura é ailustração que explicita ou complementa visualmente um tex-to, como desenhos, diagrama, estampa, esquemas, fluxogra-mas, fotografias, gráficos, material cartográfico, plantas e ou-tras. Sempre que forem apresentados dados numéricos as unida-des deverão estar claramente expressas. As tabelas, os quadrose figuras devem ser auto-explicativos. Devem ter legenda quefacilite a compreensão das informações apresentadas. No cor-po do artigo as palavras tabela, quadro ou figura devem sergrafadas em minúsculas e seguidas do seu número de ordem. Notítulo escreve-se com todas as letras em maiúsculas, exemploTABELA 1 - . Observe que depois do número e antes do títulohá um hífen. O título deve ser escrito na parte superior comtodas as letras em maiúsculas. O conteúdo das tabelas e quadrosdeve ser delimitado geográfica e cronologicamente. (ex.: TA-BELA 1 - PRODUÇÃO DE LODO DE ESGOTO NA ETE -BELÉM - CURITIBA, 1995 - 2000). Se houver fonte devefigurar abaixo da tabela, quadro ou figura transcrita com umtamanho de letra menor, exemplo FONTE: SANARE, 1999.Fotografias: Identificadas no texto como figura, devem serenviadas em papel fotográfico, ou digital, com alta resolução,extensão JPG ou TIFF. A legenda da fotografia obedece aospadrões acima descritos.Referências: Seguir o que preconiza a NBR-6023 da ABNT, deagosto de 2000. Podem ser referenciados documentos extraí-dos da Internet. Exemplos: BRUCKMAN, A. Approaches tomanaging deviant behavior in virtual communities. Disponí-vel em: <ftp.media.mit.edut.pub/asb/papers/chiance-chi94>Acesso em: 04 dez. 1994.

INFORMAÇÕES: Poderão ser obtidas pelo telefone:(0xx41) 330-3153.REMESSA: Os artigos devem ser enviados a DMA/APD, peloe-mail [email protected] e a cópia impressa aos cuidadosde DMA/APD/Sanare - Revista Técnica da Sanepar, Com-panhia de Saneamento do Paraná, Rua Engenheiros Rebouças,1376, Bairro Rebouças, CEP 80215-900, Curitiba/PR.

67


Resumo

Este trabalho apresenta o diagnóstico da quali-dade de água do aqüífero existente na Serra dasAreias, em Aparecida de Goiânia, para uso deabastecimento público. Concorrem para a qua-lidade da água do aqüífero a própria formaçãogeológica e a conservação e/ou preservação dasáreas de recarga, uma vez que a região adja-cente à Serra das Areias encontra-se habitada.As águas dos poços ali perfurados, em opera-ção, encontram-se dentro dos padrões depotabilidade, com ressalvas, em alguns poços,quanto a teores de ferro, cor e turbidez, acimados valores máximos permitidos pela Portaria1469. A investigação da geologia local e dainteração água-rocha é uma das abordagensnecessárias para a compreensão da presençado ferro naquelas águas. Este trabalho sugereque o tratamento da água de manancial subter-râneo depende também do conhecimento geo-lógico da região. Tal conhecimento permite sa-ber quais elementos deverão ser adicionados ouremovidos da água, para viabilizar a suapotabilidade. Assim, pode-se definir o tipo de tra-tamento a ser adotado e sua viabilidade técnica,econômica e operacional.

Palavras-chave: Qualidade da água, saneamen-to, geoquímica.

Abstract

In this paper we diagnose the quality of aquifer

Qualidade da água subterrânea paraabastecimento público na Serra dasAreias, Aparecida de Goiânia - GO

Mônica Gonçalves NarcisoLuciana Paulo Gomes

waters at Serra das Areias, in Aparecida deGoiânia, for public supply. The quality of suchaquifer waters is affected by the geologicalformation and the conservation and/orpreservation of recharge areas, since the areaadjacent to Serra das Areias is inhabited. Watersfrom the wells born in that area, in operation,are within potability standards, except in a fewwells regarding iron content, color and turbiditywhich are above the maximum standardsallowed by Directive 1469. Investigation of lo-cal geology and water-rock interaction is one ofthe approaches required to understand thepresence of iron in those waters. This papersuggests that the treatment of undergroundsource water also depends on the geologicalknowledge of the region. Such knowledgeallows one to know which elements should beadded or removed from the water in order torender it potable. Thus, it is possible to definethe treatment to be adopted and its technical,economic and operating feasibility.

Key words: Quality of water, sanitarygeochemistry.

Introdução

Este trabalho tem como objeto a qualidadede água subterrânea usada para abastecimentopúblico em um subsistema localizado no municí-pio de Aparecida de Goiânia, denominado “In-dependência e região adjacente”. A captaçãodeste subsistema é subterrânea, proveniente do

Quality of underground water for publicsupply at Serra das Areias, Aparecida

de Goiânia - GO

o tratamento daágua de

manancialsubterrâneo

depende,também, do

conhecimentogeológico da

região

4


aqüífero da Serra das Areias. Para o diagnósti-co da situação, foram utilizados dados de análi-se de qualidade de água, obtidos na Companhiade Saneamento de Goiás S.A. (Saneago), se-guindo a legislação específica. Estes dados fo-ram confrontados com aqueles existentes sobrea geologia da região, baseada em estudos doaqüífero quartzítico da Serra das Areias, emAparecida de Goiânia, de COELHO et al.(2000).A qualidade da água subterrânea depende dacomposição da rocha que a contém e suainteração com este material. Está condicionadaà interação água-rocha e à conservação de áre-as de recarga do aqüífero. A interação água-rocha determina o tratamento da água para asua distribuição, dentro dos padrões estabeleci-dos pela Portaria que trata da potabilidade daágua para consumo humano.

A definição teórica da água como combi-nação química de oxigênio e hidrogênio não podeser aplicada sem se analisar o ambiente onde amesma se encontra. Em se tratando de águasubterrânea, e sendo a água o solvente univer-sal ou mais abundante, substâncias são incorpo-radas a ela ao entrar em contato com superfíci-es minerais. A isto se denomina a interfacegeoquímica água mineral.

O tratamento das águas de manancial sub-terrâneo, com fins de abastecimento público,geralmente se restringe à cloração e, se neces-sário, fluoretação. No aqüífero da Serra dasAreias, em Aparecida de Goiânia, nota-se umaspecto avermelhado na água e presença deferro precipitado em equipamento motor-bom-ba, após aproximadamente um ano de uso.

Cabe lembrar que ferro e manganês estãopresentes nas águas subterrâneas em suas for-mas solúveis (reduzidas), em forma iônica ouem complexos solúveis como a hidroxila. Geral-mente são encontrados juntos e quando presen-tes na água em suas formas solúveis, eles sãoincolores. Mas, se oxidados, devido ao contatocom oxigênio ou à cloração da água, formam-seprecipitados, de cor avermelhada, no caso doferro, e de cor negra, no caso do manganês.

Quanto à água distribuída, a presença doferro causa estranheza ao consumidor, consta-tando que ferro na água pode sujar roupas e lou-ças. A Organização Mundial de Saúde estabe-

lece concentração máxima para o ferro, citandoo valor 0,3 mg/L, como a concentração máximaaceitável e 1,0 mg/L como sendo a concentra-ção máxima permitida. Sabe-se que o ferro éum elemento nutricional essencial ao ser huma-no. Todavia, quando se trata de saneamento, ouseja, em se tratando de saúde pública, estudosfeitos na última década mostram que existe umaalteração de origem genética no metabolismohumano chamado “hemocromatose”, que podese agravar pela ingestão de compostos de ferro.Tais estudos mostram ainda que não são rarosos casos de indivíduos portadores de tal altera-ção (MANOEL FILHO, 1997).

Sob o ponto de vista da Operação e Ma-nutenção do Sistema, a presença de ferro tornapossível o desenvolvimento de certas bactériasno interior de tubulações, causando a reduçãode sua secção útil.(VIANNA, 1997).

Materiais e Métodos

A área de estudo (figura 1) é aquela for-mada pela mancha da ocupação urbana em áreacircunvizinha à Serra das Areias, além da pró-pria Serra, no Município de Aparecida deGoiânia. Esta área é denominada “Independên-cia e região”, incluindo a região adjacente àque-le setor habitacional, além da área da Serra dasAreias, sob a qual se localiza o aqüífero de mes-mo nome. No entanto, será considerada umaárea maior para análise ampliada da região. Oslimites dessa área são: 666000E, 8130000N,700000E, 8152000N. A figura 1 mostra a áreade estudo desenhada sobre imagem de satéliteLANDSAT TM-5 datada de 2000.

Potabilidade de Água

A qualidade da água para abastecimentopúblico deve atender a legislação específica, ouseja, a Portaria n.° 1469, de 29 dezembro de 2000,que estabelece padrões de potabilidade da água.De acordo com a portaria, o responsável pelaoperação do sistema deve exercer o controle daqualidade da água (Cap. 3, seção IV, Art. 8.º).

A água para consumo humano deve seguiressa Portaria, independentemente se sua origemé superficial ou subterrânea. Especial atenção

a interaçãoágua-rochadetermina o

tratamento daágua paraconsumohumano

5

FIGURA 1 - A ÁREA DE ESTUDO

deve ser dada à água subterrânea devido à suainteração com rochas por mais tempo que a águade superfície. Ainda que se trabalhe dentro daviabilidade econômica, os parâmetros de análi-ses de água subterrânea devem ser estendidosa investigações particulares, em especial quan-to a metais pesados, derivados de petróleo ouplumas de contaminação provenientes de insta-lações industriais. Basicamente, o que está abai-xo do nível do terreno não é visível e requer in-vestigação. Em sistemas de distribuição de água,o tratamento das águas de manancial subterrâ-neo geralmente se restringe à cloração e, senecessário, fluoretação.

Os poços perfurados no setor “Indepen-dência e região”, em Aparecida de Goiânia, sãoutilizados para abastecimento público. Sua águafoi analisada na ocasião de sua perfuração e deveser monitorada para que se controle sua quali-dade, prevendo alterações ou detectando polui-ções ou contaminações que possam surgir aolongo de seu uso.

Neste estudo, as amostras coletadas fo-ram analisadas, como rotina da concessionária.De acordo com informações da Saneago, ométodo de coleta, preservação e análise das

amostras “obedece às técnicas preconizadaspelo Standard Methods for the Examination ofWater and Wastewater, APHA, 1996”, citadonos relatórios de qualidade de água. Especifica-mente, o local de amostragem é a boca do poçoe não no aqüífero, porque o controle é exercidona água distribuída. Não há monitoramento doaqüífero, mas sim na rede de distribuição de águapotável.

Resultados

A tabela 1 fornece os resultados das análi-ses realizadas, quando da perfuração dos poços.

A respeito dos resultados obtidos, puderamser realizadas as seguintes observações.

FerroOs valores para ferro dos poços 5, 15, 20 e

24 estão com acima de 0,3 mg/L (figura 2). Oferro é reconhecidamente um elemento presen-te em quase todas as águas subterrâneas(VIANNA, 1997). O ferro no estado ferroso(Fe2+) forma compostos solúveis. Em ambien-tes oxidantes o Fe2+ passa a Fe3+, dando origemao hidróxido férrico, que é insolúvel.

o tratamentodas águas demanancial

subterrâneogeralmente se

restringe àcloração e, senecessário,fluoretação


Parâmetro

Alcalinidade Total

Alcalinidade HCO3

Alcalinidade CO3

Amônia (como NH3) (mg/L)

Cloreto (mg/L)

Condutividade (Us.cm)

Cor Aparente (uH)

CO2 livre (mg/L CO2)

DBO 20°C - 5 dias (mg/L)

Dureza (mg/L)

Fe total * (mg/L)

Flúor

Odor

Oxigênio Consumido (mg/L)

pH (potenciométrico)

Gosto

Turbidez (UT)

VMP- Portaria 1469

sem valor definido

sem valor definido

sem valor definido

1,50

250

15

sem valor definido

500

0,30

0,6<F<0,8

NO

sem valor definido

6,5<pH<8,5

NO

5,00

13

63

63

0

ND

0,5

126,2

<1,0

8,07

NI

44

<0,01

0,05

NO

0,5

7,2

NO

0,58

15

94

94

0

ND

1,0

211,0

36,0

6,03

NI

100

0,50

0,15

NO

0,2

7,5

NO

6,34

16

62

62

0

ND

0,5

146,5

<1,0

50,05

NI

64

0,04

<0,01

NO

0,4

6,4

NO

1,24

17

35

35

0

ND

2,5

83,2

<1,0

2,25

NI

50

0,04

0,13

NO

0,4

7,5

NO

0,55

18

38

38

0

ND

1,0

89,8

<0,1

7,71

NI

32

0,07

0,15

NO

0,3

7,0

NO

0,42

19

40

40

0

ND

0,5

79,3

<0,1

12,7

NI

24

0,07

0,15

NO

0,3

6,8

NO

0,56

20

115

115

0

-

0,5

254,0

43,0

46,58

NI

120

0,88

0,11

NO

0,7

6,7

NO

6,14

24

65

65

0

-

0,5

215,0

31,0

6,61

NI

90

1,37

0,15

NO

1,5

7,3

NO

7,84

TABELA 1 - ANÁLISES DE QUALIDADE DE ÁGUA DOS POÇOS TUBULARES PROFUNDOS DOINDEPENDÊNCIA - APARECIDA DE GOIÂNIA, 2000

Poços

Parâmetro

Alcalinidade Total

Alcalinidade HCO3

Alcalinidade CO3

Amônia (como NH3) (mg/L)

Cloreto (mg/L)

Condutividade (Us.cm)

Cor Aparente (uH)

CO2 livre (mg/L CO2)

Dureza (mg/L)

Fe total * (mg/L)

Flúor

Odor

Oxigênio Consumido (mg/L)

pH (potenciométrico)

Gosto

Turbidez (UT)

VMP- Portaria 1469

sem valor definido

sem valor definido

sem valor definido

1,50

250

15

sem valor definido

500

0,30

0,6<F<0,8

NO

sem valor definido

6,5<pH<8,5

NO

5,00

2

84

84

0

5,0

169,2

2,0

17,05

84

0,19

0,09

-

1

7,0

-

1,15

3

24

24

0

ND

3,0

68,1

4,0

4,87

54

0,24

<0,01

-

0,7

7,0

-

1,00

5

27

27

0

ND

1,0

NI

39,0

43,54

30

0,90

0,11

-

0,2

6,1

-

4,47

6

1

1

0

ND

1,0

35,3

1,0

5,10

14

0,09

0,10

-

0,5

5,6

-

0,98

7

56

56

0

ND

0,5

111,7

4,0

35,95

56

0,05

0,16

-

0,2

6,5

-

0,73

9

15

15

0

ND

0,5

29,2

<0,1

48,26

20

<0,01

0,20

-

0,2

5,9

-

0,61

10

120

120

0

ND

0,5

237,0

1,0

54,00

134

0,10

<0,01

-

0,4

6,7

-

0,47

12

92

92

0

ND

0,5

220,2

<1,0

14,83

80

0,22

<0,17

NO

0,4

7,0

NO

1,00

Poços

o local deamostragem é aboca do poço e

não noaqüífero,porque ocontrole é

exercido naágua

distribuída

Sanare. Revista Técnica da Sanepar, Curitiba, v.21, n.21, p. 4-18, jan./jun. 2004 7

FIGURA 2 - ANÁLISES DE FERRO NOS POÇOS DA REGIÃO, NA OCASIÃO DA ABERTURA DOS POÇOS

Fonte: Saneamento de Goiás S.A., 2000Observação: A linha vermelha indica os valores máximos permitidos pela Portaria n.º 1469.

CorQuando se faz um comparativo entre cor

e ferro, nota-se que os valores apresentam com-portamento compatível, ou seja, poços com ele-vado nível de ferro apresentam nível elevado decor (figura 3).

FIGURA 3 - ANÁLISE DE COR APARENTE NOS POÇOS DA REGIÃO, NAOCASIÃO DA SUA PERFURAÇÃO

Fonte: Saneamento de Goiás S.A., 2000.Observação: A linha vermelha indica os valores máximos permitidos pela Portaria n.º 1469.

TurbidezOs exames de turbidez demonstram que

os poços 15, 20 e 24 apresentam valor acima de5,0 uT (figura 4). A turbidez é causada por ma-térias sólidas em suspensão que dificultam apassagem da luz através da água. As águas sub-

a turbidez écausada por

matérias sólidasem suspensãoque dificultama passagem daluz através da

água


terrâneas normalmente não apresentam proble-mas em relação a este parâmetro. Em algunscasos, águas ricas em íons Fe podem apresen-tar uma elevação de sua turbidez quando en-tram em contato com o oxigênio do ar.

As análises de água feitas por ocasião daperfuração dos poços fornecem um diagnósti-co de qualidade quanto à potabilidade esta-belecida pela Portaria. As águas dos poços per-furados foram consideradas como estando den-tro dos padrões de potabilidade, com ressalvas

FIGURA 4 - ANÁLISE DE TURBIDEZ NOS POÇOS DA REGIÃO, NA OCASIÃO DE SUA PERFURAÇÃO

Fonte: Saneamento de Goiás S.A., 2000.Observação: A linha vermelha indica os valores máximos permitidos pela Portaria n.º1469.

quanto a teores de ferro, cor e turbidez acimado valor máximo permitido e valores de flúorabaixo do valor mínimo permitido. Corrigidosos teores abaixo ou acima dos valores máxi-mos permitidos pela Portaria, guardando a suaviabilidade técnica e econômica, tais poçospoderão ser utilizados para abastecimento.Avaliados os parâmetros de potabilidade, cons-tatados os altos teores de um elemento, proce-de-se a sua investigação: se é uma contamina-ção ou se é uma presença natural naquele am-

FIGURA 5 - LITOLOGIA DA ÁREA DE ESTUDO-DETALHE DA SERRA DAS AREIAS

Fontes: CPRM(1993), COELHO et al (2001).

águas ricas emíons Fe podemapresentar umaelevação de sua

turbidezquando entramem contato como oxigênio do ar


biente. No caso de presença natural, conhe-cendo o comportamento do elemento em águasnaturais é possível decidir o tipo de tratamentoa ser adotado e sua viabilidade técnica-econô-mica e operacional.

Geologia da área do aqüíferoda Serra das Areias

Aqüíferos são rochas ou solos saturadosde água e permeáveis, isto é, permitem o fluxode água. É uma estrutura contendo suficientecapacidade de armazenamento e libertação deágua subterrânea para ser retirada em poços(MACIEL FILHO, 1997).

A litologia da região onde se situa a Serradas Areias pode ser identificada como quartzitos,quartzo-mica-xistos, granada-xisto (COELHO etal.,2001) (figura 5).

A região inclui-se na Depressão Periféri-ca de Goiânia ou Planalto Rebaixado de Goiânia,que faz parte da unidade reconhecida por Pla-nalto Central Goiano, desenvolvido em litologiaspré- cambrianas(CPRM,1987). Situa-se no suldo município de Aparecida de Goiânia.

Assim, a constituição da Serra das Areiaspode ser descrita como composta pelas rochasquartzito e xisto. O quartzito tem o quartzo comomineral essencial. O xisto é uma rocha compos-ta por quartzo e micas. As micas são mineraisque têm estruturas em folhas constituídas portetraedros de sílica e octaedros chamadasfilossilicatos. As micas mais comuns são amuscovita e a biotita. De acordo com CPRM(1987), há presença de clorita naquela área. Osxistos e os gnaisses podem conter granada queé um mineral característico de rochas metamór-ficas. As cloritas são encontradas como produ-to de alteração das micas (OLIVEIRA, 2003).Tanto a clorita (Fe5Al)(Si3Al)O10(OH)8, como agranada (Fe3Al2Si3O12) podem ser a fonte doferro observado na água, na ocasião das perfu-rações dos poços. A maior parte da Serra dasAreias é composta por quartzitos, rocha essen-cialmente composta por quartzo recristalizado.Os solos residuais da Serra das Areias têm ta-xas variáveis de infiltração. Os solos residuaisde quartzito apresentam as maiores taxas de in-filtração. Os solos de quartzo-mica-xisto têm

valores intermediários e os menores valores deinfiltração ocorrem nos solos derivados de gra-nada-xisto. Onde há maior taxa de infiltração,maior será o risco de poluição.

Para a investigação do alto teor de ferroexistente em alguns poços é interessante a ava-liação do comportamento deste elemento emcondições de baixa temperatura, ou seja, nascondições ambientais naturais dos aqüíferos.

Comportamento do ferro em aqüíferos

IntemperismoTodas as rochas da crosta terrestre, ígneas,

sedimentares e metamórficas, podem dar ori-gem às rochas sedimentares. Isto ocorre pormeio do intemperismo, ou seja, de processos dedesintegração mecânica e química daquelas ro-chas.

O intemperismo é o processo de desinte-gração e decomposição, ou seja, de modifica-ção física e química das rochas. Ocorre na su-perfície da crosta, principalmente em contatocom O2 e em contato com a hidrosfera.

Há dois tipos de intemperismo: o intempe-rismo físico e o intemperismo químico. Ointemperismo físico é o conjunto de processosque levam à fragmentação e desintegração darocha (MACIEL FILHO,1997). Age atacandomecanicamente a rocha, inclusive deslocando-ae transportando-a. O intemperismo químico é oconjunto de processos que levam à decomposi-ção química da rocha (MACIEL FILHO,1997).

As principais reações químicas com rochassão: oxidação, hidrólise e dissolução. Mineraiscontendo Fe, Mn, S, e Cu são mais comumenteenvolvidos pela oxidação.

Geoquímica das reações que ocorremem presença de águaCabe aqui esclarecer os fatores determi-

nantes do comportamento dos elementos nosprocessos superficiais: o potencial iônico, a con-centração de íons de hidrogênio e o grau de oxi-dação.

O potencial iônico ou a propriedade dehidrólise e solução de elementos é o grau dehidratação de um íon. É dado pela razão de suacarga (Z, eixo horizontal do gráfico) e seu raio

onde há maiortaxa de

infiltração,maior será o

risco depoluição


FIGURA 6 - POTENCIAL IÔNICO

Fonte: Modificado de MACIEL FILHO, 1997.

iônico (r, eixo vertical do gráfico). Este númerodetermina o comportamento dos íons na suainteração com a água. Há valores que podemindicar se são solúveis e permanecem em solu-ção durante o processo de intemperismo e trans-porte; se são precipitados por hidrólise ou, ain-da, se formam complexos solúveis. O ferro tempotencial iônico igual a 3 e está no limite entre amobilidade e a imobilidade. O Fe3+ tem potenci-al iônico que o identifica como elemento imóvel(figura 6). Como elemento imóvel, ele é um pre-cipitado e dá o aspecto avermelhado na água.

O pH ou a concentração de íons de hidro-gênio é um fator que representa a acidez oualcalinidade de um sistema aquoso. É uma ca-racterística da água que afeta significativamen-te o seu tratamento e o seu uso. É a medida dacaracterística reativa da água. Refere-se às con-centrações de H+ e OH- e varia de 0 a 14, sendoo ponto neutro o valor 7 quando essas concen-trações são iguais. Baixos valores de pH, parti-cularmente abaixo de 4, indicam uma água cor-rosiva que tenderá a dissolver metais e outrassubstâncias com as quais entrará em contato.Altos valores de pH, particularmente acima de8,5, indicam uma água alcalina que, sob aqueci-

mento, tenderá a formar depósitos. A solubilida-de do ferro é proporcional ao cubo da concen-tração de H+, ou seja, quanto maior o pH, maisalcalino o ambiente, menos ferro estará em so-lução.

O potencial iônico é um número relativopara medir reações de oxidação (MACIEL FI-LHO 1997). Em soluções aquosas, o potencialvai depender do pH do ambiente. Se o pH au-menta, o potencial de oxidação diminui, e as es-pécies envolvidas são mais facilmente oxidadascom a diminuição da acidez e o aumento daalcalinidade. A oxidação de Fe2+ para Fe3+ au-menta o seu potencial iônico de 2,7 para 4,7 eresulta na precipitação de Fe3+.

Interface geoquímica água-rochaÉ aqui o ponto de interesse deste trabalho

no tocante a intemperismo. O ferro é o quartomais abundante elemento na crosta terrestre,sendo que os primeiros são oxigênio (O), silício(Si) e o alumínio (Al). Pode ser encontrado naságuas naturais em concentrações que variam de0,5 a 50 mg/L. Na crosta terrestre, o ferro podeexistir nas formas Fe3+ e Fe2+. A equação 1representa a oxidação estrutural de Fe2+ .

é umacaracterística daágua que afeta

significativamenteo seu tratamento

e o seu uso


EQUAÇÃO 1

[Fe2+] → [Fe3+] + e- ....

HOCHELLA & WHITE (1993) afirmamque o estudo da interface geoquímica água-mi-neral é importante porque afeta muitos aspec-tos do modo como nós vivemos e o mundo aonosso redor. Citam como exemplo, a qualidadeda água fresca no mundo. Lembram ainda quea crosta da terra pode ser vista como uma ca-mada catalítica de enorme diversidade consis-tindo de trilhões de km2 de área. Explicam quefundamentalmente a interface geoquímica água-mineral, consiste em adesão e separação de es-pécies químicas da superfície mineral.

Quando se trata de um aqüífero, deve-selembrar que dois sistemas estão interagindo: águae rocha. Esta interação é uma das maneiras pelasquais os metais são introduzidos nos sistemasaquáticos em processos eletroquímicos e pro-cessos de oxidação-redução (redox), os quaisenvolvem transferência de elétrons entre as su-perfícies mineral e aquática.

Ainda no artigo citado acima, aqueles dois

autores apresentam uma síntese de processosocorrentes na interação água-mineral, inclusiveas conseqüências dos processos fundamentaisde sorção e dessorção. Sorção é um termo ge-ral utilizado quando o mecanismo de retençãona superfície não é conhecido (SPARKS,1995),podendo ser especificamente adsorção, precipi-tação superficial e polimerização. No processode dessorção, como conseqüências possíveis,verifica-se o intemperismo e a mobilidade desolutos. Por último, as conseqüências de inte-resse neste trabalho, que são reciclagemgeoquímica de elementos influindo na qualidadede água. A tabela 2 apresenta estes processos.

Íons relacionados com o ferroAs substâncias dissolvidas podem estar em

forma molecular ou em forma iônica. Nas águassubterrâneas a forma iônica é a mais importan-te. Nas águas subterrâneas naturais, a maioriadas substâncias dissolvidas se encontra em es-tado iônico (LLAMAS, 1996).

A química relacionada ao ferro é relativa-mente complexa porque este elemento podeexistir nos estados de valência +2 e +3. A esta-

TABELA 2 - PROCESSOS OCORRENTES NA INTERFACE ÁGUA-ROCHA

Processos fundamentais

Resultados possíveis

Possíveis conseqüências

Conseqüências ambientais(exemplos)

Sorção

Adesão de cátions e ânions,transferência de elétrons,crescimento de finos filmes,crescimento de minerais

Sedimentos, rochas ou formaçõessecundárias de rochas, reduçãoem permeabilidade, imobilidadede solutos, catalizaçãoheterogênea, oxidação-redução

Reciclagem geoquímica de elementos

Formação do solo

Qualidade da água

Dessorção

Separação de cátions e ânions,transferência de elétrons,dissolução congruente *

Intemperismo, aumento depermeabilidade, mobilidade desolutos, oxidação-redução

Fonte: HOCHELLA & WHITE,1990.* Dissolução congruente é a transição de substâncias no estado sólido para líquido com a mesmacomposição (ALLABY, 1996).

em aqüíferos,dois sistemas

estãointeragindo:água e rocha


bilidade dos íons Fe2+, Fe3+, Fe(OH)2+ eFe(OH)+, em relação ao Fe(OH)3 e Fe(OH)2,precipitados ou coloidais, depende do pH, Eh ecomposição da solução. Os trabalhos de HEMet al. (1962) têm tentado estabelecer um con-junto de diagramas de estabilidade como os apre-sentados nas figuras 7 e 8.

Na figura 7, dão-se os limites dos camposde estabilidade de onde se pode ver em geralque as águas subterrâneas normalmente só têmFe2+ dissolvido, às vezes, FeOH+, e em pH ele-vado praticamente não existe esse elemento dis-solvido. A figura 8 mostra as curvas de solubili-dade do Fe2+ dentro desse campo para uma certacomposição de água.

EQUAÇÃO 2

Fe2++½O2+2H2O Fe(OH)+H+

FIGURA 6 - CAMPOS DE ESTABILIDADE DAS SOLUÇÕES AQUOSAS DOS SISTEMASFÉRRICOS-FERROSOS DAS ÁGUAS NATURAIS E SUBTERRÂNEAS

A oxidação do Fe2+ se produz, diminuindoo pH (equação 2).

Fonte: LLAMAS, 1982.

Dissolução de mineraispor oxidação-reduçãoConsiderando o ambiente redutor do pla-

neta Terra primitivo e o ambiente oxidante atu-al, com oxigênio livre, gerado pela fotossíntese,o que se tem hoje é resultado da interação dosminerais expostos ao intemperismo e às reaçõesde oxidação dos minerais. Segundo HOLLAND

nas águassubterrâneasnaturais, amaioria dassubstâncias

dissolvidas seencontra emestado iônico


FIGURA 7 - CAMPOS DE ESTABILIDADE DO SISTEMA FÉRRICO-FERROSO EM ÁGUA QUE CONTÉM100 PPM DE CO3H

2- E 10 PPM DE SO42-. NESTAS CONDIÇÕES EXISTEM ÍONS FE2+

Fonte: LLAMAS, 1982.

in HERING & STUMM, 1996, as ocorrênciasde minerais reduzidos como constituintesdetríticos de sedimentos ou rochas sedimentaresdependem dos níveis de oxigênio aos quais osminerais são expostos durante o intemperismo eas taxas de reações de oxidação de minerais.HERING & STUMM (1996) esclarecem quepara alguns elementos, particularmente ferro,manganês, urânio e enxofre precipitação e dis-solução de fases sólidas, comumente acompa-nham trocas em estado de oxidação.

Áreas de recarga do aqüífero relacionadascom a ocupação humana

Áreas ocupadas de maneira irregular, ouseja, loteamentos vendidos sem infra-estruturapara os seus ocupantes, geram um ônus para oEstado, particularmente, no sentido do cumpri-mento do compromisso social em se implantar

serviços de abastecimento de água. Havendosistemas de água, mais loteamentos são implan-tados próximos às áreas onde existem tais siste-mas. Assim, a implantação do projeto de abas-tecimento de água na região do setor Indepen-dência e adjacências certamente promoverá aocupação maior daquela área. O projeto inclui aimplantação de um reservatório apoiado, de ca-pacidade para 3.000 m3 em cota 887,00 m, loca-do na área da Serra das Areias. Assim, a ocu-pação humana é uma característica que não podeser ignorada.

Em relação às áreas aflorantes de cadalitologia e conseqüentemente dos solos residu-ais citados, estudos de COELHO et al.(2001)relatam a existência de quartzito, quartzo-mica-xisto e granada-xisto.

Os solos superficiais na Serra das Areiase imediações têm taxas variáveis de infiltração.Os solos residuais de quartzito apresentam as

a ocupaçãohumana é umacaracterísticaque não podeser ignorada


FIGURA 8 - MICROBACIAS DA ÁREA DE ESTUDO

Fonte: NARCISO (2003).

maiores taxas de infiltração (COELHO et al.,2001). Os solos de quartzo-mica-xisto têm valo-res intermediários e os menores valores de infil-tração ocorrem nos solos derivados de grana-da-xisto. A parte aflorante do quartzito está nointervalo de cotas 760 – 1.010 metros, as maisaltas da área de estudo. As cotas mais altas sãoos primeiros contatos da chuva com o terreno.Esta é uma área de recarga. Nesta área, parteda água se infiltra e alimenta diretamente o len-çol subterrâneo e parte escoa e alimenta ma-nanciais de superfície.

Ao se fazer o cruzamento de informaçõesa respeito da locação dos poços e da geologiapercebe-se que os poços se localizam em re-gião de predominância de mica-xisto, onde ocor-rem os menores valores de infiltração em solo(COELHO el al., 2001).

Os poços perfurados para atender o Siste-ma Independência localizam-se ao longo doCórrego Pedra de Amolar, contribuinte de or-dem 1 do Córrego Santo Antônio. Há ainda ou-tros grupos de poços perfurados ao longo doscórregos Tamanduá e Granada, também contri-

buintes do Santo Antônio, além de outros locali-zados isoladamente pela bacia daquele córrego.As figuras 8 e 9 mostram as microbacias da re-gião e a localização dos poços.

É importante lembrar que a alimentaçãodestes poços se faz principalmente por fen-das ou fraturas. Nota-se que, de acordo coma Carta Geológica de Goiânia (CPRM, 1982)há uma zona de cisalhamento aproximada pelaqual corre o Córrego Santo Antônio. O mes-mo ocorre com o Córrego Tamanduá. Obser-va-se a coincidência de falhas geológicas re-gionais com os mananciais de superfície e ospoços perfurados.

Assim, pode-se delimitar uma região de in-fluência do aqüífero, formada pela parte afloranteque é a Serra das Areias e pelas áreas adjacen-tes aos mananciais de superfície ao longo dosquais estão localizados os poços em estudo. Taispoços são ou serão utilizados para abastecimentopúblico, de acordo com a sua necessidade, o quedepende de densidade populacional que viabilizetécnica-operacional e economicamente o empre-endimento (figura 10).

os poços selocalizam em

região depredominânciade mica-xisto,onde ocorremos menoresvalores de

infiltração emsolo


A análise de estrutura e formação geológi-ca da área demonstra que há duas falhas quecoincidem com o Ribeirão Santo Antônio e com

o Córrego Tamanduá. Parte da água que escoasuperficialmente pela Serra alimenta estes ma-nanciais de superfície. Portanto, estes dois ma-

FIGURA 9 - LOCALIZAÇÃO DOS POÇOS 1 A 24

Fonte: COELHO (2001).

FIGURA 10 - CARTA DE VULNERABILIDADES DO AQÜÍFERO À POLUIÇÃO

Fonte: NARCISO (2003).

observa-se acoincidência de

falhasgeológicas

regionais comos mananciaisde superfície e

os poçosperfurados


nanciais, assim como as áreas de suas matasciliares, deverão ser conservados, ou seja, su-gere-se a não-intervenção humana nestas áre-as. Deverá ser observada a conservação da áreade influência dos poços ali perfurados.

Conclusão

As análises de água feitas por ocasião daperfuração dos poços fornecem um diagnósticode qualidade quanto à potabilidade estabelecidapela Portaria 1469. As águas dos poços perfu-rados foram consideradas como estando dentrodos padrões de potabilidade, com ressalvas quan-to a teores de ferro, cor e turbidez acima dovalor máximo permitido e valores de flúor abai-xo do valor mínimo permitido, em alguns casos.Corrigidos os teores fora dos padrões da Porta-ria, guardando a sua viabilidade técnica e eco-nômica, tais poços poderão ser utilizados paraabastecimento. Tais correções fariam parte deum plano de exploração do aqüífero da Serradas Areias. Recomenda-se ainda, o monito-ramento da qualidade de água dos córregos San-to Antônio, Tamanduá, Pedra de Amolar, Lajese Dourados, para conhecer a relação entre osmananciais de superfície e subterrâneos, naquelaárea.

As áreas de recarga deverão ser conser-vadas e/ou preservadas. Sugere-se que não se-jam implantadas obras que promovam a polui-ção do córrego Santo Antônio, pelo menos aolongo da área cuja coincidência entre o córregoe a falha geológica esteja identificada. Nestaárea, particularmente, deverá ser evitada a im-plantação de obras de engenharia sanitária, con-dutores de esgotos e de águas pluviais, quandosistemas mistos.

Sugere-se que a área de influência da Ser-ra das Areias seja exclusivamente residencial,com ocupações horizontais, o que deveria serapontado em código de posturas do município.Enfim, intervenções que promovam a degrada-ção da qualidade ou da quantidade da água pro-veniente da Serra deverão ser deslocadas,objetivando-se a preservação de um manancialusado para abastecimento humano.

Não há populações ocupando áreas comaltas taxas de infiltração. Recomenda-se ainda

que a prefeitura não faça uso de áreas margi-nais a recursos hídricos para o deslocamento depopulações carentes. Pode-se delimitar a áreade influência do aqüífero da Serra das Areiascomo sendo a área aflorante do quartzito e ossetores vizinhos a ela, cujo abastecimento se fazpelo aqüífero. O próprio estudo de relevo e pres-sões de água coincide com aqueles setores. Talárea engloba, então, além do Córrego SantoAntônio, seus contribuintes, os Córregos Pedrade Amolar, Tamanduá e Granada. De acordocom as vazões obtidas na ocasião de suas per-furações, os dezenove poços locados na regiãodo setor Independência são suficientes paraabastecer 67.000 habitantes, em segunda etapa,em 2017(TAYFOUR, 1997). É necessário umplanejamento quanto ao uso do aqüífero, com omonitoramento da qualidade da água,zoneamento das áreas a serem conservadas oupreservadas, uso racional do sistema produtor,no que se refere ao tempo de produção diáriade água e relocação de obras de engenharia pre-vistas para aquela região, que possam interferirna qualidade e na quantidade de água do aqüíferoda Serra das Areias.

O monitoramento da qualidade da água,tanto em termos de parâmetros quanto de fre-qüência de amostragem deverá seguir o previs-to na Portaria 1469. Deverão ser instalados co-lar de tomada e registro no barrilete de cadapoço para a coleta de água de cada poço e nãode água do sistema. O tratamento da água, suaviabilidade técnica, operacional e econômicadependem de sua qualidade natural.

A confirmação da área da Serra das Arei-as como área de preservação não depende ex-clusivamente da interação água-rocha. Estudosde análise espacial sobre o uso do solo na áreade estudo complementarão estes resultados.

Referências

Allaby, A. & Allaby, M. 1996. ConciseDictionary of Earth Sciences, OxfordUniversity Press, Oxford, NY, 82.

Brasil. Portaria nº1469. Estabelece padrões depotabilidade da água. Diário Oficial da União,Brasília,DF, 29 de dezembro de 2000.

nesta áreadeverá serevitada a

implantação deobras de

engenhariasanitária,

condutores deesgotos e de

águas pluviais


Coelho et al. 2001. Estudo Hidrogeológico doAqüífero Quartzítico da Serra dasAreias.Universidade do Vale do Rio dos Sinos-UNISINOS,RS,64p.

Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais-CPRM.1993.Carta Metalogenética / Previsional.Folha Goiânia, SE.22-X-B-IV.Escala1:100000.Brasília- DF.

Hering, J.G. & Stumm, W. 1990. Oxidative andreductive dissolution of minerals. In: Rewiewsin Mineralogy, 23, Washington, MineralogicalSociety of America, 461-505.

Hochella Jr. M.F. & White A.F. 1990. 1990.Mineral – water interface geochemistry: anoverview. In: Rewiews in Mineralogy, 23, Wa-shington, Mineralogical Society of America, 1-16.

Llamas, M. R. & Custodio, E. 1982. Hidrologíasubterránea. 2 ed. Barcelona; EdicionesOmega. Tomo I.

Maciel Fº, C.L.1997. Introdução à geologiade engenharia. 2 ed. Santa Maria, Editora daUFSM;Brasília, Companhia de Pesquisa de Re-cursos Minerais. 283 p.

Ministério do Exército.1973. Folha GoiâniaSE.22-X-B-IV.Escala 1:100000.Brasília-DF.

Narciso M.G. 2003. Gerenciamento ambientalna Serra das Areias-análise espacial e temporalda área de influência do aqüífero da Serra dasAreias. Universidade do Vale do Rio dos Sinos,São Leopoldo, Rio Grande do Sul, Dissertaçãode Mestrado, 103 p.

Narciso M.G. & Gomes L.P. 2003. Análise es-pacial da área de influência do aqüífero da Ser-ra das Areias. GIS BRASIL-3ª Mostra do Ta-lento Científico. FATOR GIS/Universidade Fe-deral do Paraná. São Paulo, 15 p.

Oliveira R.F.G.2003.Comunicação PessoalSANEAGO. 2002. Relatório Interno- Análisesde água.Goiânia, GO.

Tayfour S.M. 1998. Projeto de Sistema de Abas-tecimento de Água do setor Independência eregião adjacente, em Aparecida de Goiânia,Torricelli Engenharia e Saneamento ltda. GO.

Autoras

Mônica Gonçalves Narciso,mestre em Geologia pela Universidade doVale do Rio dos Sinos (Unisinos), em São

Leopoldo-RS.

Luciana Paulo Gomes,professora, doutora na Universidade do

Vale do Rio dos Sinos (Unisinos), em SãoLeopoldo-RS.

é necessário umplanejamentoquanto ao usodo aqüífero,

com omonitoramentoda qualidade

da água


Precipitação química e cloraçãopara combate a maus odores emestações de tratamento de esgotoanaeróbias

Haroldo Benedito AlvesGil Alceu MochidaGilmar Javorski Gomes Da CruzMurilo DumaCelso Savelli Gomes

Resumo

O principal fator de geração de maus odoresem sistemas de esgotamento sanitário é o gássulfídrico formado pela anaerobiose em estaçõesde tratamento, coletores e elevatórias. NoParaná, a grande maioria das estações de trata-mento de esgotos (ETEs) opera com o sistemaanaeróbio de tratamento (Ralfs1 ). Como resul-tado, há a formação de sulfetos e, conseqüente-mente, o desprendimento de gás sulfídrico noefluente. Os maus odores formados pelo gássulfídrico desprendido afetam toda a região emtorno de uma ETE, gerando constantes recla-mações da população que reside nessa região,além de ser potencialmente perigoso para osoperadores das ETEs devido à sua grandetoxicidade. Neste trabalho são apresentados osresultados do uso de cloro para a minimizaçãodos maus odores resultantes do processoanaeróbio de tratamento de esgoto.

Palavras chave: precipitação química; maus odo-res; gás sulfídrico; cloração; estação de trata-mento de esgoto; anaerobiose; Ralf.

Abstract

The main factor that causes foul odor in sanitary

sewage systems is the hydrogen sulfide formedthrough the anaerobioc process used in thetreatment, collecting and elevating plants. InParaná, most of such sewage plants (WTP)operate using the anaerobic treatment system(Upflow Anaerobic Sludge Blanket - UASB).As a result there is formation of sulfates and,consequently, hydrogen sulfide is released intothe effluent. The foul odor produced by thereleased sulphidric gas affects the whole areasurrounding a WTP eliciting constant complaintsfrom the population who lives in the area, inaddition to being potentially dangerous to WTPoperators due to its high toxicity. In this paper,we present the results of using chlorine tominimize the foul odor resulting from theanaerobic process for sewage treatment.

Key words: chemical precipitation; foul odor;hydrogen sulfide; chlorination; water treatmentplant; anaerobiosis; UASB.

Introdução

A Companhia de Saneamento do Paraná(Sanepar), segundo suas políticas da Qualidadee Ambiental, busca através da melhoria contí-nua dos seus processos garantir a conservaçãoambiental e a satisfação de seus clientes, con-

1 Ralf – Reator Anaeróbio de Lodo Fluidizado.

maus odoresformados pelogás sulfídricodesprendidoafetam toda a

região em tornode uma ETE


Chemical precipitation andchlorination to fight foul odor at

anaerobic sewage plants

19


tribuindo assim para a melhoria da qualidade devida da população.

Para cumprir com êxito a missão a qual sepropõe, a Companhia dispõe de um sistema deatendimento aos clientes, pelo telefone 115, peloqual pode receber as informações e subsídiosnecessários para realizar suas atividades de cap-tação, tratamento, distribuição e disposição daágua residual. Assim sendo, o cliente – razão deexistência da Companhia, e maior acionista daempresa - contribui de maneira efetiva com agestão, controle e melhoria contínua dos proces-sos da Sanepar, seja pelo repasse de informa-ções sobre vazamento de redes, seja através dereclamações sobre a qualidade da água ou afalta desta.

Entre os meses de setembro e novembrode 2003, no serviço de atendimento ao cliente,foram constatadas 20 reclamações por mausodores em regiões periféricas às estações detratamento de esgoto tipo Ralf. Já a partir daprimeira reclamação, uma equipe técnica foi de-signada a verificar a dimensão do problema, eações começaram a ser tomadas para resolvera situação. Neste trabalho, são apresentados odiagnóstico realizado, as ações executadas e amelhor metodologia apresentada a ser aplicadapara a eliminação do problema.

Decomposição anaeróbia

A partir de setembro daquele ano come-çou a ser realizado um levantamento a fim de severificar o principal fator de exalação de mausodores nas estações Ralf. Através das princi-pais equações de tratamento de esgotos poranaerobiose, pode-se verificar que dois princi-pais gases são emitidos, o metano (reação 1) eo gás sulfídrico (reação 2).

C6H12O6 → 3 CO2 + 3 CH4 (1)

CH3COOH + SO4 -2

+ 2 H + → H2S + 2 H2O+ 2 CO2 (2)

Estas reações referem-se ao processo defermentação da matéria orgânica, o catabolismofermentativo, pelo qual a matéria orgânica seauto-oxida através do rearranjo de elétrons na

a produção desulfetos se dápela reação dedessulfatação

molécula fermentada.Na primeira reação (1), denominada

metanogênese, formam-se os gases dióxido decarbono e o metano. Vale ressaltar que esta rea-ção é a reação global da metanogênese, vistoque pode ocorrer por dois caminhos. O primeirodenomina-se metanogênese hidrogenotrófica(produção de metano a partir de hidrogênio),(reação 1a), realizado por praticamente todasas bactérias metanogênicas. O segundo e prin-cipal caminho é realizado por poucas espéciesde bactérias, porém é responsável pela maiorparte das conversões, convertendo o carbonoorgânico na forma de acetato a metano, deno-minando-se metanogênese acetotrófica(LUBBERDING, 1995), (reação 1b).

(metanogênese hidrogenotrófica)CO2 + 4 H2 → 2 H2O + CH4 (1a)

(metanogênese acetotrófica: nos Ralfsé a reação principal)CH3COOH → CO2 + CH4 (1b)

Na outra reação por anaerobiose tem-se aredução de sulfatos, ou a dessulfatação, geran-do sulfetos na forma de sulfeto de hidrogênio, oH2S, que se caracteriza por ser um gás com odorcaracterístico de ovo podre.

A produção de sulfetos se dá pela reaçãode dessulfatação, na qual os sulfatos, sulfitos eoutros compostos à base de enxofre são utiliza-dos como aceptores de elétrons durante a oxi-dação de compostos orgânicos.

Em linhas gerais, o tratamento de esgotopor anaerobiose se dá em 5 etapas gerais (adap-tado de CHERNICHARO, 1997):

Hidrólise: por ação de bactérias fermentativashidrolíticas ocorre hidrólise de materiaisparticulados complexos em materiais dissolvidosmais simples, ou seja, há a quebra das cadeiaspoliméricas, sendo reduzidas em moléculas me-nores que são capazes de atravessar as pare-des celulares das bactérias fermentativas.

Acidogênese: por ação de bactérias fermen-tativas acidogênicas os compostos oriundos dafase de hidrólise são convertidos em diversos

20


FIGURA 1 – DIAGNÓSTICO DA QUANTIDADE DE SULFETOS TOTAIS NA ETE CIC XISTO(CURITIBA, PR)

FIGURA 2 – DIAGNÓSTICO DA QUANTIDADE DE SULFETOS TOTAIS NA ETE ATUBA SUL(CURITIBA, PR)

parte da cargapoluidora

orgânica setransforma emcarga poluidora

na forma desulfetos

compostos mais simples.

Acetogênese: as bactérias acetogênicas sãoresponsáveis pela oxidação dos produtos gera-dos na fase acidogênica em substrato apropria-do para as bactérias metanogênicas.

Metanogênese: é a etapa final no processode degradação da matéria orgânica, sendo estaconvertida em metano e dióxido de carbono poração de bactérias metanogênicas.

Sulfetogênese: se houver presença de sulfatos,sulfitos e mesmo enxofre elementar na águaresiduária, por ação de bactérias sulforedutorascompostos intermediários passam a ser utilizadospor estas, alterando as rotas metabólicas no digestoranaeróbio. Assim, as bactérias sulforedutoras pas-sam a competir com as bactérias fermentativas,

acetogênicas e metanogênicas pelos substratosdisponíveis. Então, uma parte da carga poluidoraorgânica se transforma em carga poluidora na for-ma de sulfetos (inorgânica), o que pode inviabilizaros tratamentos anaeróbios.

Diagnóstico

Após análise da conjuntura encontrada nosreatores anaeróbios, atribuiu-se unanimementeo mau cheiro à emissão de gás sulfídrico na at-mosfera. Medições da concentração de sulfetosresiduais do tratamento do esgoto pelos Ralfsforam realizadas no ano de 2003, nas estaçõesde tratamento de esgoto CIC-Xisto (figura 1),Atuba Sul (figura 2), Santa Quitéria (figura 3) ePadilha Sul (figura 4), localizadas em Curitiba, ena Menino Deus, de Quatro Barras-PR (figura5), resultando no seguinte diagnóstico:

21

atribuiu-seunanimementeo mau cheiro àemissão de gássulfídrico na

atmosfera


FIGURA 4 – DIAGNÓSTICO DA QUANTIDADE DE SULFETOS TOTAIS NA ETE PADILHA SUL(CURITIBA, PR)

FIGURA 5 – DIAGNÓSTICO DA QUANTIDADE DE SULFETOS TOTAIS NA ETE MENINO DEUS(QUATRO BARRAS, PR)

FIGURA 3 – DIAGNÓSTICO DA QUANTIDADE DE SULFETOS TOTAIS NA ETE SANTA QUITÉRIA(CURITIBA, PR)

22

FIGURA 6 – LOCAIS CRÍTICOS COM EMISSÃO DE MAUS ODORES NA ETE SANTA QUITÉRIA(CURITIBA, PR)

Gás sulfídrico

O gás sulfídrico (H2S) é um subprodutogerado em ETEs que utilizam bactériasanaeróbias no seu processo de tratamento. Essegás é o principal causador de maus odores nosarredores da ETE, o que ocasiona freqüentesreclamações dos moradores vizinhos, além de

TABELA 1 – EFEITOS CAUSADOS PELO H2S NO SER HUMANO

Concentração atmosférica de H2S (ppm)

3 – 10

10 – 50

50 – 100

100 – 300

300 – 500

500 – 1000

1000 – 2000

Efeitos

Odor ofensivo (ovo podre)

Dor de cabeça, enjôo

Olhos lacrimejantes

Conjuntivite, irritação do sistema respiratório, perda do olfato

Edema pulmonar, perigo de morte eminente

Alterações no Sistema Nervoso Central

Morte por paralisia respiratória

ser tóxico e potencialmente perigoso para osoperadores de ETEs.

Como conseqüência da rápida urbanizaçãode nossa cidade e da falta de um planejamentoou de uma política adequada para a preserva-ção dos recursos hídricos, os rios e lagos, deuma forma geral, contribuem para a exalaçãode maus odores (tabela 1). Isso porque se tor-

o gás sulfítrico épotencialmenteperigoso para osoperadores de

ETEs


TABELA 2 – QUALIDADE DAS ÁGUAS DE RIO PRÓXIMO ÀS ETES DA SANEPAR

79

62

350

47

42

-

-

49

54

32

27

39

-

-

Data 26.03.04

DQO (mg/L)

4,0

2,8

5,6

2,0

3,5

0,3

0,9

1,3

1,8

2,2

2,2

2,6

2,5

2,7

Amostragem Pontual

Sulfetos (mg/L)

Rio Atuba (montante ETE Atuba Sul)

Rio Atuba (jusante ETE Atuba Sul)

Rio Água Verde (bairro Guabirotuba)

Rio Belém (BR 116)

Rio Belém (bairro Uberaba)

Rio Barigüi (montante ETE CIC Xisto)

Rio Barigüi (jusante ETE CIC Xisto)

Rio Iguaçu (montante ETE Belém)

Rio Iguaçu (jusante ETE Belém)

Rio Iguaçu (montante ETE Padilha Sul)

Rio Padilha (montante ETE Padilha Sul)

Rio Iguaçu (jusante ETE Padilha Sul)

Rio Iguaçu (montante ETE Araucária)

Rio Iguaçu (jusante ETE Araucária)

Local

nam desprovidos de oxigênio dissolvido (sépti-co), funcionando como digestores anaeróbios nafase ácida. Pode-se observar, em muitos casos,que as reclamações sobre maus odores em ETEsna verdade se referem aos maus odores emiti-dos pelos rios receptores. Exemplos típicos sãoo Rio Belém, em Curitiba, os rios Pinheiro e Tietê,em São Paulo.

É bastante comum a população associar apoluição dos rios a uma empresa de saneamen-to, principalmente nos arredores de uma esta-ção de tratamento de esgotos. Sabe-se que afunção de uma empresa como a Sanepar, e prin-cipalmente em suas atividades de coleta e trata-mento de esgotos, é contribuir para a melhoriada qualidade dos recursos hídricos. Se assim nãofosse, uma ETE perderia a sua função, tornan-do-se desnecessária.

Analisando a quantidade de sulfetos e decarga orgânica através da DQO, pode-se ob-servar a qualidade das águas dos rios ecorrelacionar esses valores à emissão de mausodores.

Comparando-se os resultados de sulfetosdos efluentes das Estações Ralfs com os valo-res desses parâmetros das amostras dos rios,

pode-se observar que os valores são próximos(média de 5 para os efluentes e de 2 a 3 para osrios). Além disso, pela tabela 2 observa-se que,no lançamento, os efluentes não contribuem sig-nificativamente para o aumento dos sulfetos dosrios.

É importante elucidar este fato, já que hápossibilidades de resquícios de reclamações aindapersistirem devido à má qualidade dos rios, mes-mo quando as medidas cabíveis para solucionara problemática dos maus odores nos Ralfs játiverem sido tomadas.

Estudos preliminares

Tendo sido encontrado o foco principal doproblema, estudos começaram a ser realizadosem busca da melhor alternativa para a reduçãoa teores aceitáveis de emissão de gás sulfídricona atmosfera.

Alternativas para redução de maus odores

Conforme já exposto, existe uma competi-ção entre as bactérias sulforedutoras (reduto-ras de sulfatos e outros compostos derivados de

efluentes nãocontribuem

significativamentepara o aumentodos sulfetos dos

rios


H2S ↔↔↔↔↔ H+ + HS- (3)

HS- ↔↔↔↔↔ H+ + S-2 (4)

(usual nos efluentes resultantesde tratamento anaeróbio)

A dissociação está relacionada à tempera-tura e ao pH do meio. Em relação ao pH, pode-se estabelecer as seguintes relações(CHERNICHARO, 1997), (reações 5 e 6):

pH < 7 : H2S (5)

pH > 7 : HS- (6)

Os agentes principais de formação do gássulfídrico encontrados são os seguintes(CHERNICHARO, 1997):

- Presença de grandes quantidades de sulfatose/ou compostos derivados de enxofre no esgotoa ser tratado;- Sobrecarga de esgoto com conseqüente dimi-nuição do tempo de detenção;- Elevadas concentrações de ácidos voláteis noreator;- Alcalinidade reduzida;- Baixo pH;- Baixas temperaturas no esgoto.

Já quanto à emissão de gás sulfídrico paraa atmosfera, encontra-se em literatura algumasalternativas possíveis de serem aplicadas:

Para gás sulfídrico extraído pelo coletor de

gás (BARRIGA, 1997):- Queima do biogás (conversão em óxidos deenxofre);- Adsorção com carvão ativado;- Adsorção com líquido pouco volátil (torres em-pacotadas e torres de bandeja);- Filtros biológicos (torres empacotadas) ebiofiltros;- Precipitação química (selo hídrico resultandoFeS);- Filtro químico (a exemplo do ferro metálicotipo esponja de aço utilizado na ETE SantaQuitéria).

Para o gás sulfídrico dissolvido no efluente(CHERNICHARO, 1997):- Cobertura do reator;- Pós-tratamento por precipitação química, oxi-dação química ou bioquímica;- Sistema de captação submersa do efluente(águas em calmaria).

Como não é possível a seleção do esgotorecebido, ou mesmo a diluição deste a concen-trações que garantam a redução de sulfatos en-trando no reator, a alternativa encontrada é tra-balhar já na linha do reator, ou mesmo no mate-rial de saída deste. A alteração da faixa de pHtrabalhada não é uma alternativa viável, pois umaumento do pH acima de 8,3 é prejudicial aometabolismo das bactérias metanogênicas, alémde afetar negativamente o processo pelo cho-que de carga, resultando em danos temporáriosou permanentes aos microorganismos. Da mes-ma forma, a elevação da alcalinidade não é re-comendável, pois para a mesma ocorrer serianecessária a dosagem de produtos químicos queforneçam alcalinidade bicarbonato diretamente(NaOH, NaHCO3, NH4HCO3, Na2CO3, etc) ouindiretamente por meio da reação com o gáscarbônico (CaO, Ca(OH)2). Isto causaria pro-blemas operacionais, como incrustações e pre-cipitados indesejáveis, além de, no caso de faltade gás carbônico suficiente para reagir com todaa cal, aumento elevado do pH. Outras alternati-vas à cal também não são viáveis, pelo alto cus-to do bicarbonato de sódio e por produção deprodutos indesejáveis, como no caso da amônia(CHERNICHARO, 1997).

enxofre a sulfetos e, por fim, resultando na com-binação sulfeto de hidrogênio) e as outras bac-térias que atuam de fato no processo de degra-dação da matéria orgânica. Esta competição éfunção tanto do pH do meio quanto da relaçãoDQO/SO4

-2 na água residuária. A produção ex-cessiva de sulfetos provoca danos ao sistemade tratamento de esgotos, seja pelo efeito deredução da eficiência do Ralf, seja pela exala-ção de maus odores pela emissão do gássullfídrico ou pela corrosão em estruturas metá-licas e de concreto (CHERNICHARO, 1997).

As reações 3 e 4 indicam a dissociaçãoentre sulfetos livres e gás sulfídrico:

a alteração dafaixa de pH

trabalhada nãoé uma

alternativaviável


As poucas alternativas viáveis encontra-das referem-se ao pós-tratamento do efluentedo reator, por precipitação química ou por usode um agente oxidante.

Precipitação química

A precipitação química se dá pela inserçãode um produto capaz de, em contato com o enxo-fre do gás sulfídrico, reagir com este, formandoum precipitado estável que fica retido no efluentefinal, reduzindo desta forma a concentração degás sulfídrico que é eliminado para a atmosfera(reações 7 e 8). Podem, para este fim, ser utiliza-dos sais de ferro, ou mesmo óxidos de ferro.

A utilização de óxidos de ferro em geral éonerosa, já que estes produtos devem ter umagranulometria pequena para serem aplicados,pois grandes grânulos impedem que todo o óxi-do seja reagido e, em conseqüência disso, gran-des volumes de material inerte podem ficar reti-dos no reator ou em outra parte do processo,

gerando problemas operacionais.Por isso o uso de sais de ferro é, se não mais

eficiente, menos onerosa para a operacionalizaçãodo processo. Pode-se utilizar como sais de ferrotanto o cloreto férrico quanto o cloreto ferroso.Para fins de testes optou-se pela utilização docloreto férrico por ter mais oferta no mercado e,por isso, ter custo mais baixo.

FeCl2 + H2S → FeS + 2 HCl (7)

2 FeCl3 + 3 H2S → Fe2S3 + 6 HCl (8)

Resultados da metodologia de aplicação desais de ferro

Pelo método de determinação de sulfetostotais (STANDART METHODS, 19.ªed.) foimedida a concentração de sulfetos presentes noefluente do reator com a inserção de dosagenscontroladas de cloreto férrico. Os resultadosobtidos são apresentados nas figuras 7 a 11.

FIGURA 7 – QUANTIDADE DE SULFETOS NAS ETES COM APLICAÇÃO DE FECL3

FIGURA 8 – QUANTIDADE DE SULFETOS NA ETE PADILHA SUL COM APLICAÇÃO DE FECL3

a precipitaçãoquímica se dápela inserção

de um produtocapaz de reagircom o enxofre

do gássulfídrico




FIGURA 11 – QUANTIDADE DE SULFETOS NAS ETE PADILHA SUL COM APLICAÇÃO DE FECL3

Como pode ser observado, para se ter umaredução significativa que garanta a eliminaçãodo problema de cheiro por gás sulfídrico nasestações, é necessária uma dosagem excessi-va de cloreto férrico, algo em torno de 120 mg/L, o que geraria um custo de R$ 1,02 x 10-4 porlitro de efluente (cotação: Usma2 ). O valor apa-rentemente parece pequeno, mas se calculado2 Usma – Unidade de Serviços de Materiais da Sanepar.

para as vazões das principais ETEs Ralf, ter-se-ia um custo de aproximadamente R$ 0,20por segundo (para uma vazão de 1.150L/s). Istototalizaria em um único dia aproximadamenteR$ 17.000,00, ou R$ 510.000,00 por mês. Alémda inviabilidade devido ao custo, altas dosagensde cloreto férrico acabam por reduzir o pH,conforme figura 12.

altas dosagensde cloreto

férrico acabampor reduzir o

pH


FIGURA 12 - VARIAÇÃO DE PH EM FUNÇÃO DA DOSAGEM DE FECL3

Se o pH do meio estiver inferior a 4,5 ha-verá a suspensão da atividade das bactériasmetanogênicas, porém as bactérias acidogênicas,que possuem maior resistência a faixas mais bai-xas de pH, continuarão a atuar no processo, oque resultará no “azedamento” do conteúdo doreator (CHERNICHARO, 1997).

Dessa forma, a utilização do cloretoférrico possui restrições tanto econômicasquanto técnicas.

Cloração

Pode-se ainda proceder a precipitação quí-mica pelo uso de outro oxidante enérgico, comopor exemplo o dióxido de cloro, a ozona ou ohipoclorito de sódio.

A fórmula geral para o uso de cloro gaso-so ou na forma de hipoclorito em combinaçãocom o gás sulfídrico é a seguinte:

HClO → HCl + [ O ] (9)H2S + [ O ] → H2O + [ S ] (10)

Dentre as três, a alternativa mais barata éa do cloro gasoso, porém seu uso acarreta eminconvenientes operacionais devido à questão desegurança. Para o uso deste material, uma sériede procedimentos deve ser observada e seguidacuidadosamente, conforme normas.

Já a aplicação de hipoclorito de sódio oude cálcio, além de ser também bastante barataem comparação com o cloreto férrico, é maissegura do ponto de vista operacional que o usodo gás cloro. Ensaios laboratoriais com este com-posto apresentaram os resultados apresentadosna tabela 3. As figuras 13 e 14 mostram a quan-tidade de sulfetos totais com aplicação de cloroativo. Na figura 15 são mostrados detalhes dostanques de armazenamento e aplicação dehipoclorito de sódio.

TABELA 3 - CONCENTRAÇÃO DE SULFETOS EM RELAÇÃO À ADIÇÃO DE CLORO

Tipo de Amostra

Santa Quitéria 22/10



Padilha Sul 30/10

Atuba Sul 30/10

Atuba Sul 17/11

Menino Deus 04/12

Menino Deus 05/12

Padilha Sul 23/12

Atuba Sul 23/12

Amostra

5,1

2,5

4,5

8,0

4,0

4,3

5,3

5,3

3,1

4,3

Sem residual Cl-

4,4

1,3

2,6

4,5

3,1

3,1

1,3

1,0

0,6

3,1

Com residual Cl-

0,5

0,0

0,0

0,0

0,3

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

a aplicação dehipoclorito desódio ou decálcio é a

alternativa maisbarata e segura


FIGURA 13 – QUANTIDADE DE SULFETOS TOTAIS COM APLICAÇÃO DE PRODUTOS COM CLORO ATIVO

FIGURA 14 – QUANTIDADE DE SULFETOS TOTAIS COM APLICAÇÃO DE PRODUTOS COM CLORO ATIVO

FIGURA 15 - DETALHE DOS TANQUES DEHIPOCLORITO DE SÓDIO DA ETE MENINO DEUS

(QUATRO BARRAS, PR)

Conclusão

Após os estudos preliminares, tendo sidorealizados os ensaios necessários, tem-se as se-guintes conclusões:

· Pode-se diminuir a emissão de gássulfídrico reduzindo a concentração de compos-tos derivados de enxofre no esgoto afluente,porém isso usualmente não é possível;

· Pode-se diminuir a emissão de gássulfídrico elevando o pH ou a alcalinidade noreator, porém isso não é recomendável por mo-tivos já explícitos neste material (método utiliza-do em curtumes);

· Pode-se diminuir a emissão de gássulfídrico diminuindo a temperatura do esgoto,porém isto não é viável;

· A emissão de gás sulfídrico se dá em doispontos no tratamento anaeróbio: na saída do sis-tema coletor de gases, ou ao longo do trajeto

a emissão degás sulfídricose dá em dois

pontos notratamentoanaeróbio


TABELA 4 - RESULTADOS ANALÍTICOS

ETE Menino Deus

(Quatro Barras)

Montante Aplicação

Jusante Aplicação

ETE Menino Deus

(Quatro Barras)

Montante Aplicação

Jusante Aplicação

Data

Sulfetos (mg/L)

2,0

0,4

Data

Sulfetos (mg/L)

2,4

0,6

03.02.04

Coliformes Totais

4.200.000

<25.000

04.02.03

Coliformes Totais

4.200.000

<25.000

Amostragem

Coliformes Fecais

1.950.000

<25.000

Amostragem

Coliformes Fecais

1.950.000

<25.000

Pontual

THM´s (µg/L)

0,0

0,0

Pontual

THM´s (µg/L)

0,0

0,0

FIGURA 16 - DETECTOR PORTÁTIL DE GÁSSULFÍDRICO

dos gases do reator até o queimador; e junta-mente com o efluente, por meio da dissociação(para gás sulfídrico) dos sulfetos combinadospresentes no efluente e que se somam ao gássulfídrico livre. Pela lei de Henry, o gás sulfídricodissolvido é disperso para a atmosfera;

· Pode ser feito o controle da emissão degás sulfídrico na linha dos coletores de gás pormeio de adsorção deste com carvão ativado ouabsorção em solvente pouco volátil, ou ainda pormeio de filtro biológico em torres ou soluçãoaquosa, e ainda por precipitação química, comoocorre nos filtros de esponja de aço oxidada;

· Pode ser feito o controle da emissão degás sulfídrico com pós-tratamento do efluentedo reator, por meio de oxidação enérgica comprodutos químicos (como ácido hipocloroso,peróxido de hidrogênio, ozônio, etc), gerando umprecipitado de enxofre elementar que fica reti-do no meio líquido;

· A cobertura do reator e a captaçãosubmersa do efluente (sem turbulência) são al-ternativas para o controle da exalação de mausodores a partir do efluente. Nesses casos o gásemitido passa por um tratamento.

Já encontrada a melhor alternativa para aredução de maus odores das ETEs com trata-mento anaeróbio tipo Ralf, começou a ser apli-cado em escala real o produto hipoclorito desódio. A quantidade dosada varia em função daquantidade de sulfetos presentes no esgoto àmontante do ponto de aplicação. De uma formageral, a quantidade aplicada varia de 7 a 20 ppmde cloro ativo por litro de efluente. Decorridosaproximadamente 30 dias da inserção do produ-to no sistema, o monitoramento indicou o de-

sempenho apresentado na tabela 4.Como pode ser observado, a aplicação de

hipoclorito de sódio para a redução de níveis degás sulfídrico disperso no ar foi bem-sucedida(medição através de detectores de H2S, figura16). Análises laboratoriais indicaram a reduçãosignificativa de coliformes e ainda a não-existên-cia de compostos organoclorados e cloraminaspara a quantidade dosada do produto.

a quantidadedosada varia em

função daquantidade de

sulfetospresentes no

esgoto àmontante do

ponto deaplicação


Existem muitas alternativas para a soluçãodo problema de maus odores decorrentes do pro-cesso anaeróbio de tratamento, como nos Ralfs.A maioria delas não é viável tecnicamente, comono caso daquelas em que se aplicam a seleçãoou pré-tratamento dos esgotos recebidos. Den-tre as alternativas tecnicamente possíveis, bus-cou-se a que representasse o menor custooperacional, dentro do conceito de racionaliza-ção de recursos, fundamental para qualquerempresa e sobretudo para a Sanepar, por se tra-tar de uma empresa social de utilidade pública,onde todos os esforços devem ser conduzidospara a melhoria dos processos sem onerar osacionistas e clientes.

O uso do hipoclorito de sódio (ou de cálcio,dependendo do custo, variante do fornecedor ecusto do transporte) mostrou ser a melhor alter-nativa a ser empregada nas ETEs relativamen-te menores.

A cloração de esgotos é uma técnica lar-gamente experimentada, comprovada tanto nateoria (já estudada por KARL IMHOFF e apre-sentada no Manual de Águas Residuárias em1906) como na prática, tendo seu uso difundidodesde a década de 30.

Na Sanepar foi utilizado esse processo emLondrina, em 1964 para desinfecção deefluentes. Apesar dos riscos, é viável desde quesejam observados os procedimentos de seguran-ça, como acontece nas estações de tratamentode água.

O monitoramento dos resultados da apli-cação de hipoclorito em escala real indicou umaredução significativa de sulfetos livres, de 2,0 e2,4 para 0,4 a 0,6, e também redução nos valo-res de coliformes, não chegando a ser tão im-portantes como meta para o tratamento de es-gotos, mas que indicam a ocorrência de desin-fecção do efluente.

A principal preocupação, e principal in-conveniente apontado por alguns especialistas,especialmente da área ambiental, contra acloração de efluentes, tinha sido com respeitoà formação de compostos organo-clorados, ele-mentos apontados como nocivos à saúde hu-mana por possuírem potencial carcinogênico.Dessa forma, para afastar tais suspeitas, aná-lises foram realizadas para se detectar a for-

mação dos THMs (trihalometanos). Os resul-tados encontrados não apontaram a formaçãode THMs nas amostras com dosagem até25ppm de cloro ativo. Isso se explica pela altareatividade do hipoclorito com os sulfetos emrelação à baixa reatividade com compostos or-gânicos.

Deve-se frisar que o objetivo de tal aplica-ção é a redução de maus odores oriundos daemissão de gás sulfídrico, através da reaçãoquímica para oxidação enérgica e instantâneados sulfetos, de modo a fixar o enxofre inodoroe não-volátil no efluente, e assim reduzindo opotencial do gás sulfídrico de se dispersar no ar.Quando introduzido no esgoto, o cloro ataca pre-ferencialmente os compostos sulforados. So-mente com uma quantidade superior à estequio-metricamente necessária para reagir com todosos compostos mais reativos, como o gássulfídrico e os sulfetos, e alguns íons metálicosno estado reduzido, como ferroso, é que o cloroirá reagir com outros compostos oxidáveis, co-meçando, por sua vez com os nitrogenados.Assim, somente uma quantidade excessiva decloro ou hipoclorito (ácido hipocloroso) poderiafazer este reagir com a matéria orgânica, abso-lutamente mais estável que os compostossulforados e nitrogenados, para então ocorrer aformação de trihalometanos.

Aplicar, portanto, uma quantidade exces-siva de cloro aos efluentes (como na cloraçãototal dos efluentes) foge totalmente ao objetivoda operação, por ser um desperdício de tempo ede produto, uma vez que se objetiva apenas re-duzir a concentração do gás sulfídrico a teoresmuito baixos e não eliminá-lo totalmente. Istoaumenta ainda mais a margem de segurançapara a não-formação de organo-clorados noefluente.

Este trabalho buscou fundamentar as açõesde controle de maus odores nas estações de tra-tamento anaeróbio, tipo Ralf, procurando tornar-se uma referência teórico-metodológica para areferida atividade. A efetivação dessa tecnologiacertamente irá contribuir para a melhoria dosprocessos de prestação de serviços aos clien-tes, tendo como foco a melhoria da qualidade devida da população, sempre uma meta daSanepar.

o uso dohipoclorito desódio mostrouser a melhor

alternativa a serempregada nas

ETEsrelativamente

menores


Autores

Haroldo Benedito Alves,técnico químico industrial, formado na

Escola da Qualidade da PUC e graduando emComércio Exterior pelo Celinter, técnico da

Gestão de Apoio Técnico Industrial na Useg,Sanepar.

Gil Alceu Mochida,engenheiro civil, coordenador industrial

na Useg, Sanepar.

Gilmar Javorski Gomes da Cruz,técnico químico, químico industrial, atua

como químico analítico na Usav, Sanepar.

Murilo Duma,técnico químico, engenheiro químico, atua

como técnico da Gestão de Apoio TécnicoIndustrial na Useg, Sanepar.

Celso Savelli Gomes (orientador),engenheiro civil, M.Sc. em Engenharia

pela Universidade da Califórnia, Berkeley,EUA, 1978, engenheiro e pesquisador da

Sanepar, prof. de Projeto de Obras Sanitáriase Obras Sanitárias da Universidade Federal do

Paraná desde 1979, atua na Uspe, Sanepar.

os resultadosencontrados

não apontarama formação de

THMs nasamostras comdosagem até

25ppm de cloroativo


Referências

IMHOFF, Karl; - Manual de Tratamento deÁguas Residuárias – 26ª ed., Editora EdgardBlüncher Ltda, São Paulo, 1986.

LUBBERDING, H. J. – Applied anaerobicdigestion – Wageningen Agricultural University– Wageningen, 1995.

CHERNICHARO, C. A. L. – Princípios doTratamento Biológico de Águas Residuárias– Reatores Anaeróbios – 2ª ed. – DESA – BeloHorizonte, 1997.

BARRIGA, L. H. M. – El efecto de lahumedad em la remocion del H2S utilizandoun filtro de compost . Dissertação de Mestrado– Universidad del Valle – Cali, 1997.

STANDARD Methods for the Examination ofWater and Wastewater – 19ª ed. – APHA –Washington DC, 1995.

GOVERNMENT OF NEW FOUNDLAND &LABRADOR, CANADÁ, MINISTER OFENVIRONMENT AND CONSERVATION -DEPARTMENT OF ENVIRONMENT -Disinfection using chlorine – Chapter 2 - http://www.google .com.br / sea rch?q=cache :IKXmhUkhq-EJ:www.gov.nf.ca/env/Env/w a t e r r e s / C W W S / C h l o r i n a t i o n /pot2.pdf+Hydrogen+sulphide+reaction+with+chlorination&hl=pt-BR&ie=UTF-8

Agradecimentos

Lina Amely Jagher Lopes, AlexanderWesley Lermen, Vanessa Galperin, EdgardFaust Filho, Daniel Francisco Gonçalves e aosoperadores da Useg que ajudaram a desenvol-ver e atuam até hoje no projeto.

32

Resumo

Este trabalho tem por objetivo analisar o com-portamento dos elementos P, K, Ca, Mg e Naem água e sedimento no reservatório Iraí, loca-lizado em Pinhais-PR, responsável direto peloabastecimento de 24% de Curitiba e RegiãoMetropolitana. Também foram analisadosparâmetros auxiliares como pH e carbono orgâ-nico. Foram realizadas amostragens mensaisentre maio de 2002 e abril de 2003, em quatropontos no reservatório, e em outros dois à jusantedeste. Os dados foram analisados estatistica-mente, através de diagramas de dispersão e cor-relações. Para P-total em água foram observa-dos valores superiores a 30 µg l-1 durante prati-camente todo o ano, caracterizando um elevadonível de trofia no reservatório. No sedimento,foram observados teores de P-total semelhan-tes aos de outros reservatórios brasileiros maisestabilizados, o que é preocupante em razão dopouco tempo de enchimento do reservatório. Osteores médios de K, Mg e Ca em água estive-ram relativamente acima de teores observadosem outros reservatórios, entretanto, dentro devalores considerados normais. Foram observa-dos teores de C orgânico (x = 60 g kg-1) maiselevados no centro do reservatório, embora nãotenha sido observada interferência efetiva nosteores trocáveis de K, Ca e Mg.

Palavras-chave: eutrofização, fósforo, sedi-mento, cátions.

Abstract

This paper aims at analyzing the behavior ofelements P, K, Ca, Mg and Na in water andsediment at the Iraí reservoir, located in -PR,which directly supplies 24% of Curitiba andMetropolitan Area. Supplementary parameters,C and pH, were also analyzed. Monthlysamples were taken between May 2002 andApril 2003, at four points at reservoir, and attwo other downstream points. Data werestatistically analyzed through dispersiondiagrams and correlations. For total-P in water,values higher than 30 µg l-1 were observed almostall colects, showing a high trophic level atreservoir. In the sediment, total-P contents weresimilar to those founded in other more stableBrazilian reservoirs, which is of some concerndue to the reservoir’s short filling time. Averagecontent of K, Mg and Ca in water wererelatively above the amounts observed in otherreservoirs, however, within normal levelsconsidered. Higher organic C values (x = 60 gkg-1) were seen in the center of the reservoir,although no effective interference hasn’t beenobserved in exchangeable K, Ca and Mgamounts.

Variabilidade temporal de fósforo edos elementos K, Ca, Mg e Na emágua e sedimento no ReservatórioIraí, Pinhais-PR, Brasil

Charles CarneiroEduardo S. PegoriniCleverson V. AndreoliNayana Grasielle M. Silva

Variability in time, of phosphorus and K, Ca,Mg and Na in the water and sediment at the

Iraí Reservoir, Pinhais-PR, Brazil

o reservatório éresponsáveldireto pelo

abastecimentode 24% deCuritiba e

RegiãoMetropolitana


_

_

33

Keys words: eutrophication, phosphorus,sediment, cations

Introdução

O Reservatório Iraí é responsável diretopor 24% do abastecimento público de água daRegião Metropolitana de Curitiba e integra oComplexo Altíssimo Iguaçu, que representa70% de todo o fornecimento regional. Este re-servatório apresenta características morfomé-tricas que favorecem o processo de eutrofi-zação como baixa profundidade média, gran-de tempo de residência da água (em média 1ano), extenso espelho d’água e, ainda, o rece-bimento de alta carga organo-mineral. Comoconseqüência, o reservatório tem apresenta-do ocorrências freqüentes de superpopulaçõesde algas. Este fato, aliado à preocupação coma qualidade hídrica, fez com que estudos maisprofundos no reservatório e entorno se tor-nassem imprescindíveis para a conservaçãoe melhoria do manancial.

Eutrofização é o termo utilizado para de-signar o enriquecimento de nutrientes em umcorpo d’água, principalmente fósforo e nitrogê-nio (ESTEVES, 1998). Os elementos K, Ca, Mge Na são importantes para a regulação dos pro-cessos fisiológicos dos seres vivos do ambienteaquático, influenciando também a produtividadeglobal destes ecossistemas.

O principal objetivo deste trabalho foi ava-liar a variabilidade temporal do P, K, Ca, Mg eNa em água e sedimento de fundo do reservató-rio Iraí, uma vez que são fatores importantes nadinâmica deste ecossistema. Também foramavaliados o pH da água e a concentração decarbono orgânico (C) do sedimento.

Este estudo faz parte do Projeto Interdis-ciplinar de Pesquisa em Eutrofização de Águasde Abastecimento Público na Bacia do AltíssimoIguaçu.

Revisão bibliográfica

A eutrofização de lagos é um processo na-tural e lento que pode ser acelerado por açõesantrópicas como descargas de efluentes domés-ticos, descargas industriais e atividades agrícolas

desenvolvidas na bacia contribuinte, entre outras.A eutrofização causa profundas mudanças quali-tativas e quantitativas no meio aquático e aumen-to da produtividade, podendo comprometer signi-ficativamente a qualidade de suas águas e a dinâ-mica do ecossistema (ESTEVES, 1998).

Embora a eutrofização seja caracterizadapelo excesso de nitrogênio e/ou de fósforo, o fós-foro caracteriza-se como o principal elemento,uma vez que é o principal fator limitante ao de-senvolvimento de algas na maioria dosecossistemas, já que algumas espécies de algastêm a habilidade de fixar o nitrogênio diretamen-te da atmosfera. A concentração de fósforo éfreqüentemente utilizada para se determinar es-tágios de trofia em corpos d’água (VOLLEN-WEIDER, 1968), entretanto é importante salien-tar a dificuldade ao se generalizar dados a dife-rentes corpos d’água (VON SPERLING, 1996).Os níveis de trofismo em ecossistemas aquáticose as principais características destes ambientesestão listadas no quadro 1.

A concentração de cátions determina asalinidade e a condutividade elétrica, as quaispodem afetar diretamente a vida nestes ambi-entes. Variações temporais na salinidade inter-ferem na osmorregulação dos organismos pre-sentes no meio. A salinidade afeta também adensidade da água, cuja alteração interfere nadinâmica de distribuição de nutrientes e com-postos orgânicos na coluna d’água, já que aestratificação é função da densidade. Váriosfatores determinam a composição catiônica dosmeios aquáticos, entre eles: a geologia da áreade drenagem da bacia contribuinte, a geologiada base do reservatório, o regime de chuvas,contribuições por uso agrícola, esgotos clandes-tinos, efluentes industriais, entre outros(ESTEVES, 1998; VON SPERLING, 1996).

A concentração dos elementos químicos pre-sentes na coluna d’água também é fortemente in-fluenciada pela composição do sedimento de fun-do. É neste compartimento que ocorre a maioriadas reações físico-químicas e biológicas nos re-servatórios, podendo ser uma fonte significativa noaporte de nutrientes para o meio líquido(ESTEVES, 1998). Este processo é influenciadopela concentração dos elementos químicos na águaintersticial. A água intersticial promove trocas de

o reservatórioIraí apresentacaracterísticasmorfométricasque favorecemo processo deeutrofização eflorações algais


QUADRO 1 - CARACTERIZAÇÃO TRÓFICA DE LAGOS E RESERVATÓRIOS

FONTE: Adaptado de Vollenweider, 1968.

Item

Concentraçãode cianofíceas

Dinâmica deprodução

Biomassa

Macrófitas

Dinâmica deoxigênio (epilímio)

Dinâmica deoxigênio (hipolímio)

Grau de prejuízoaos vários usos

Concentração defósforo total (µg l-1)

Ultraoligotrófico

Reduzida

Bastante reduzida

Bastante reduzida

Reduzida ou ausente

Geralmente saturado

Geralmente saturado

Reduzido

< 5

Oligotrófico

Reduzida

Reduzida

Reduzida

Reduzida

Geralmentesaturado

Geralmentesaturado

Reduzido

5 - 10

Mesotrófico

Variável

Média

Média

Variável

Variável próximoà supersaturação

Abaixo dasaturação

Variável

10 - 30

Eutrófico

Elevada

Elevada

Elevada

Elevada ou reduzida

Geralmentesupersaturado

Abaixo da saturaçãoou ausente

Elevado

30 - 100

Hipereutrófico

Bastante elevada

Elevada e instável

Bastante elevada

Reduzida

Instável

Instável

Bastante elevado

> 100

nutrientes com a coluna d’água, em razão da for-mação de gradientes de concentração entre estescompartimentos (PARTHENIADES, 1992), con-tribuindo no aporte de nutrientes para a colunad’água.

Materiais e métodos

Caracterização da área de estudoO reservatório encontra-se na Bacia

Sedimentar de Curitiba, Formação Guabirotuba,consistindo essencialmente de depósitosholocênicos pouco consolidados, litologicamenteconstituídos de argilito, arcósio e, secundariamen-te, de depósitos rudáceos e margas, caracteri-zando-se por vertentes alongadas e baixa densi-dade de drenagem. Os principais tributários doReservatório Iraí são os rios Canguiri, Timbu,Cercado e Curralinho.

Os solos da área do reservatório são tipi-camente organossolos e gleissolos, tanto em re-levo plano como em aluviões no entorno, ocor-rendo em algumas extensões cambissoloshúmicos, gleicos ou típicos.

Rede amostralO material analisado foi coletado mensalmen-

te no reservatório Iraí entre maio de 2002 e abril de2003. As amostragens mensais de água e sedimen-to foram realizadas em quatro pontos do reservató-rio e dois pontos à jusante da barragem (figura 1).

PC 509 “MEIO”: ponto de convergên-cia dos tributários, objetiva caracterizar a influ-ência direta dos quatro contribuintes principaisdo reservatório. Tem aproximadamente 4 m deprofundidade.

PC 506 “CAIS”: margem direita do re-servatório, onde ocorre grande movimentaçãode transeuntes e barcos. Apresenta profundida-de aproximada de 1,5 m, caracterizando 40%da área da represa.

PC 507 “ÁRVORE”: margem esquerdado reservatório, região de ambiente lêntico e comprofundidade de 10 m. Neste ponto as floraçõesacumulam-se devido, principalmente, à ação dosventos predominantes.

o fósforocaracteriza-se

como oprincipalelemento

limitante aodesenvolvimento

de algas


FIGURA 1 – PONTOS DE COLETADAS AMOSTRAS

PC 502 “TULIPA”: vertedouro da repre-sa. Apresenta profundidade média de 11 m.

PC 501 “CANAL”: externo ao reserva-tório, dista cerca de 100 m do extravasor, apre-senta cerca de 2 m de profundidade.

PC 601 “ETA”: entrada do canal de cap-tação de água bruta na ETA Iraí. Sofre influên-cia das bacias incrementais, e tem profundidademédia de 2 m.

Para a amostragem do material de fundofoi utilizada draga uma WILDCO® 6", que secaracteriza por coletar o sedimento superficial(≅ 10 cm). Concomitantemente, foram coletadasamostras de águas superficiais (≅ 20 cm).

Os parâmetros analisados foram: teoresextraíveis de fósforo (P) em sedimento atravésdo extrator Mehlich-1 e determinação porcolorimetria, teores trocáveis de K e Na, em se-dimento através da extração em Mehlich-1 edeterminação por fotometria de chama, e de Cae Mg, através da extração em KCl 1 mol l-1 edeterminação por titulometria (PAVAN et al,1992). Também foram determinados os teorestotais destes elementos no sedimento e em água,utilizando a digestão multi-ácida HCl, HNO3, eHClO4 e determinação em ICP/AES (JONES& CASE, 1990). Como parâmetros auxiliares

foram determinados o PH (CaCl2) e o C (diges-tão seca) (PAVAN et al., 1992). Complemen-tarmente no sedimento foi realizada análisemineralógica do solo do entorno através dedifratometria de raios-X com auxílio do progra-ma "X'Pert HighScore" para interpretação dosresultados. Os dados foram analisados estatisti-camente através de diagramas de dispersão ecorrelações.

Resultados e discussão

FósforoA figura 2 apresenta os teores totais de

P em água nos pontos amostrais. Observa-seque aproximadamente 70% das amostragensapresentaram valores superiores a 30 µg l-1

de fósforo total na água (P-total-ag), carac-terizando-o como ambiente eutrófico(VOLLENWEIDER, 1968; ESTEVES, 1988).BOLLMANN (dados não publicados) obte-ve, para amostras em profundidade no pontoPC 502 no mesmo período, valores na ordemde 500 µg l-1, mostrando uma diferença signi-ficativa entre as concentrações de P-total nasamostras superficiais e de subsuperfície. Estetrabalho analisou apenas amostras superficiaisda coluna d'água onde os teores de P-totalefetivamente foram menores, evidenciando seuelevado grau de trofismo.

Observando os dados pluviométricos (fi-gura 3-a) verificou-se que o aumento nos ín-dices de precipitação para os meses maisquentes não ocasionou acréscimos proporcio-nais nos teores de P em água. O aumento nastaxas de escoamento superficiais esubsuperficiais na bacia poderia promovermaior arraste de nutrientes. Nestes meses tam-bém é maior a demanda de água e a produçãode esgoto, como mostra a figura 3-b. Os teo-res de P-total-ag para os pontos externos aoreservatório apresentaram-se próximos aosteores observados no interior do reservatório,e relativamente estáveis, como mostra a figu-ra 2-b, demonstrando que a contribuição dasbacias incrementais entre a saída do reserva-tório e a captação pouco interfere nos teoresde P-total-ag, observando ainda algum efeitode diluição entre os pontos.

70% dasamostragensapresentaram

valoressuperiores a 30

µg l-1 defósforo total na

água


FIGURA 2 – TEORES DE P-TOTAL EM ÁGUA PARA OS DIFERENTES PONTOS DE COLETA (A) NORESERVATORIO E (B) À JUSANTE – 2002/2003

FIGURA 3 – PRECIPITAÇÃO E PRODUÇÃO MÉDIA DE ESGOTO NA BACIA DE CONTRIBUIÇÃO DORESERVATÓRIO DURANTE O PERÍODO DE MONITORAMENTO (2002/2003)

NOTA: NT – Nível trófico (30 ìg l-1).

FONTE: Instituto Tecnológico (Simepar), Companhia de Saneamento do Paraná (Sanepar).

Os valores de fósforo total em sedimento(P-total-sed) foram semelhantes aos encontra-dos em sedimentos de outros reservatórios bra-sileiros mais estabilizados (SILVA et al, 2001 eSANTOS, 2003) , o que é preocupante em ra-zão do pouco tempo de enchimento do reserva-tório Iraí. Isto ocorreu, provavelmente, por setratar de um reservatório recente e bastante ex-tenso, verificando-se pouco acúmulo de sedimen-to de fundo, no entanto, com tendência depotencialização do problema nos anos seguin-tes. Estes teores não apresentaram um compor-tamento definido, como mostra a figura 4-a, su-gerindo que o sedimento está ainda em proces-so de formação.

O ponto PC 509 apresentou teores de P-

total-sed relativamente superiores aos demaispara a maioria dos meses (figura 4-a). Este pontoencontra-se mais próximo da congruência dostributários com o reservatório, além de apresen-tar resíduos vegetais ainda em processo de de-composição. O pouco tempo de enchimento doreservatório e a hidrodinâmica do fundo tam-bém contribuem para o aumento destes teores.Através da simulação hidrodinâmica em profun-didade (com incidência de vento leste a 2 m s-1 –comum na região) é possível verificar que oforçante do fluxo não segue, necessariamente,a direção do canal de saída da represa, fazendocom que a movimentação do sedimento e com-postos solubilizados no ponto 509 não tomem adireção do fluxo de saída ou tenham sua saída

os teores defósforo total em

sedimentoforam

semelhantesaos encontrados

em outrosreservatórios

maisestabilizados


a b

37

FIGURA 4 – TEORES DE P-TOTAL (A) E P-EXTR NO SEDIMENTO (B) PARA OS DIFERENTESPONTOS DE COLETA – RESERVATÓRIO IRAÍ – 2002/2003

FIGURA 5 - SIMULAÇÃO HIDRODINÂMICA EM SUPERFÍCIE (A) E EM PROFUNDIDADE (B)NO RESERVATÓRIO IRAÍ (VENTO LESTE 2 M S-1)

Fonte: Reksidler et al, 2003.

retardada. Nas figuras 5-a e 5-b, é possível ve-rificar que a água se movimenta ciclicamenteno reservatório, influenciada pela direção e in-tensidade dos ventos e pelo forçante hidrodi-nâmico dos tributários.

Na figura 4-b, observam-se maiores teo-res de fósforo extraível no sedimento (P-extr-sed) nos pontos PC 506 e PC 509, provavel-mente em razão do maior teor de argila nestespontos. Assim, o incremento no ponto PC 509pode ser explicado pelo aumento do índicepluviométrico e da produção de esgoto nos me-ses mais quentes e também pelo elevado teorde argila no seu sedimento (41%). O ponto PC506 apresentou 17% de argila no sedimento, no

entanto, também com valores elevados de P. Sãonecessários estudos subseqüentes para melhorcaracterização da dinâmica neste ponto.

CátionsOs resultados da avaliação de teores de

cátions na água e no sedimento são apresenta-dos na figura 6. Foram observados altos teoresde K total no sedimento (K-total-sed) nos pri-meiros seis meses de monitoramento, que podeser explicado parcialmente por (i) composiçãodo material litológico com predomínio demicroclínio, que possui K em sua constituição e(ii) variabilidade observada na coleta, caracteri-zada pela amostragem de maiores volumes de

o forçante dofluxo não segue,necessariamente,

a direção docanal de saída

da represa


Ca

K

Mg

Na

PH

Ca

1

0,21

0,70

0,44

0,33

K

1

0,28

0,90

-0,07

Mg

1

0,36

0,18

Na

1

0,04

pH

1

Ca

K

Mg

Na

Ca

0,37

0,02

-0,01

K

1

0,01

0,72

Mg

1

-0,03

Na

1

Ca

Mg

K

C

pH

Ca

1

0,57

-0,08

-0,04

0,39

Mg

1

0,24

-0,24

0,08

K

1

0,15

-0,15

C

1

0,19

Sedimento (teor trocável)Sedimento (teor total) Água (teor total)

Nota: Significância 0,29 (P0,05).

TABELA 1 - MATRIZ DE CORRELAÇÕES PARA CA, K, MG E NA – RESERVATÓRIO IRAÍ – 2002/2003

solo em relação ao sedimento nas amostragensiniciais. Esta variação foi comum em todos ospontos amostrais e acompanhada por uma ten-dência semelhante dos teores de Na, emboracom teores relativamente menores. A presençade albita sódica no solo base, mineral do grupodos feldspatos, assim como de microclínio, podeexplicar parcialmente estes valores para Na. Aocorrência conjunta destes minerais é tambémsugerida pela alta correlação K x Na (r = 0,72).Para K trocável no sedimento (K-troc-sed) fo-ram observados teores reduzidos e relativamenteestáveis (figura 6-b), provavelmente devido à altasolubilidade do elemento, que facilita seu deslo-camento do sedimento para a coluna d’água.

Quanto ao C-org, foram observados teo-res mais elevados no ponto PC 509, provavel-mente em razão da presença de material resi-dual. Os restos de vegetais em decomposiçãopromovem a retenção de outros materiais queadentram o reservatório, via tributários, formandobarreiras físicas que favorecem a sedimentação,o que também contribui para a elevação do C-org. Não foram observadas evidências de inter-ferência nos teores de K, Ca e Mg (Figura 6-b).

Os valores médios em água dos cátionsK (1,69 mg l-1), Mg (1,62 mg l-1) e Na (3,20 mgl-1) encontraram-se relativamente acima devalores observados em outros reservatóriosbrasileiros (ESTEVES, 1998), porém dentro devalores considerados normais. Provavelmente,estes valores foram influenciados por contri-buições mineralógicas e fontes antrópicas comoa agricultura e esgoto clandestino.

A tabela 1 mostra a matriz de correlaçõesentre os elementos Ca, K, Mg e Na. Merecem

destaque as relações K x Na em água e sedi-mento (r = 0,72 e r = 0,90, respectivamente) e Cax Mg no sedimento (r = 0,70), esperadas devidoàs características comportamentais semelhantesdestes cátions. O Na-total-sed apresentou corre-lações com todos os cátions testados. Foi obser-vada ainda uma correlação significativa entre opH e Ca, já esperada, visto que o Ca interfere nopH de meios aquáticos. Para o C-org, não foramobservadas relações significativas.

Conclusão

O reservatório do Iraí caracterizou-secomo eutrófico na maior parte do ano. Mais de70% das amostras apresentaram valores de P-total-ag superiores a 30mg l-1.

Nos pontos externos ao reservatório, a aná-lise do P-total-ag mostrou contribuição pouco sig-nificativa de P das bacias incrementais entre asaída de água do reservatório e a captação.

P total e extraível no sedimento apresenta-ram uma grande variabilidade espacial no re-servatório. A existência de resíduos vegetais,provavelmente, afetou a concentração de P-to-tal e C-org no sedimento. Os forçanteshidrodinâmicos exercem uma significativa influ-ência sobre a concentração dos elementos emovimentação do sedimento.

O material litológico composto por micro-clínio teve influência sobre os teores de K-totale Na-total no sedimento. Os baixos teores de Ktrocável no sedimento foram atribuídos à altasolubilidade do elemento.

Os valores médios em água dos cátionsK (1,69 mg l-1), Mg (1,62 mg l-1) e Na (3,20 mg

os elementos K,Mg e Na

encontram-seacima devalores

observados emoutros

reservatóriosbrasileiros


FIGURA 6 - TEORES DE K, CA, MG, NA E C NA ÁGUA E NO SEDIMENTO E PH –RESERVATÓRIO IRAÍ – 2002/2003

os teores de P, K,Ca e Mg são

significativamenteinfluenciados por

contribuiçõesmineralógicas,agricultura e

esgotoclandestino


Autores

Charles Carneiro,engenheiro agrônomo, mestre em Ciência do

Solo, doutorando em Geologia Ambiental,professor do Curso de Gerenciamento

Ambiental no IES-Camões, pesquisador naCompanhia de Saneamento do Paraná.

Eduardo S. Pegorini,engenheiro agrônomo, mestre em Ciência doSolo, professor do Curso de GerenciamentoAmbiental no IES-Camões, pesquisador na

Companhia de Saneamento do Paraná.

Cleverson V. Andreoli,engenheiro agrônomo, mestre em Agronomia

e doutor em Meio Ambiente e Desenvolvimen-to, professor do Departamento de Solos e

Engenharia Agrícola da UFPR e da FAE/CDEBusiness School, engenheiro técnico daCompanhia de Saneamento do Paraná.

Nayana Grasielle M. Silva,engenharia ambiental pela UFPR,

mestranda em recursos hídricos pela UFMG.

l-1) encontram-se relativamente acima de va-lores observados em outros reservatórios bra-sileiros, porém, dentro de valores consideradosnormais.

Foram observadas correlações significati-vas em água e sedimento para Na x K e Ca xMg. Somente o cálcio apresentou correlaçãocom o pH, visto que o Ca tem influência sobre opH do meio aquático. O C orgânico não apre-sentou correlações significativas com nenhumdos elementos analisados.

Referências

ESTEVES, F. Fundamentos de limnologia.2. ed. Rio de Janeiro: Interciência, 1998. 602 p.

JONES JR, J. B.; CASE, V. W. Sampling, handling,and analyzing plant tissue samples. In:WESTERMAN, R. L. et al. (Ed.). Soil testingand plant analysis. 3rd. ed. Madison, WI.: SoilSci. Soc. Am, 1990. p. 389-447.

PARTHENIADES, E. Estuarine SedimentDynamics and Shoaling Processes. Handbookof Coastal and Ocean Engineering. Houston:Gulf Publishing, 1992. p. 985-1068.

PAVAN, M. A. et al. Manual de análise quí-mica de solo e controle de qualidade. Lon-drina-PR.: IAPAR,1992.

REKSIDLER, R.; GOBBI, M. F.; GOBBI, E. F.Implementação de um modelo hidrodinâmico e dequalidade de água no Reservatório do Iraí – Curitiba- Paraná. In: SIMPÓSIO NACIONAL DE OCE-ANOGRAFIA, 15., 2003, Curitiba. Anais...,Curitiba, PR., 2003.SANTOS, I.R. Geoquímica dos elementosmetálicos e matéria orgânica em sedimentossuperficiais da Lagoa Mirim, RS, Brasil. Por-to Alegre, RS., 2003. 53 f. Monografia. (Especia-lização) - Fundação Universidade Rio Grande.

SILVA, C.S.; LAYBAUER, L.; DILLENBURG,S.R. Incremento de nutrientes e metais pesados noregistro sedimentar da Laguna de Tramandaí, LitoralNorte do Rio Grande do Sul, Brasil. CONGRESSOABEQUA, 8., 2001, Imbé. Anais... Imbé-RS, 2001.

VOLLENWEIDER, R.A. Scientific fundamentalsof the eutrophication of lakes and flowingwaters, with particular reference to nitrogenand phosphorus as factors in eutrophication.Paris, Fr.: Organization for Economic Cooperationand Development, 1968. 192 p.

VON SPERLING, Marcos. Introdução à qua-lidade das águas e ao tratamento de esgo-tos. 2. ed.. Belo Horizonte: Universidade Fede-ral de Minas Gerais, 1996. 243 p.

a existência deresíduosvegetais,

provavelmente,afetou a

concentraçãode P-total e C-

org nosedimento


Resumo

Neste artigo serão apresentados os resultadosobtidos no estudo do tratamento de esgotos do-mésticos através de um sistema alternativo cons-tituído por filtro anaeróbio com recheio de bam-bu associado a um filtro de areia. A construçãodesta combinação tem baixo custo e buscaminimizar o problema de saneamento existentenos pequenos municípios brasileiros. O filtroanaeróbio em estudo foi alimentado com umavazão de 2 L/min e seu efluente era aplicadoem cinco taxas (20, 40, 60, 80 e 100 L/m2.dia)sobre a superfície de quatro filtros de areia quepossuíam diferentes profundidades de leitos (25,50, 75 e 100 cm). A remoção de matéria orgâni-ca superou 98%, mensurada pela DBO e car-bono orgânico total (COT). Quanto aos com-postos nitrogenados, ocorreu uma grandenitrificação. A concentração de fósforo tambémfoi muito reduzida, adequando o efluente dos trêsfiltros mais profundos a legislação brasileira, emtodas as taxas empregadas.

Palavras-chave: filtro de areia; pós-tratamen-to; efluente anaeróbio; baixo custo.

Abstract

In this article we present the results obtainedfrom a study on domestic sewage treatmentusing an alternative system consisting of ananaerobic filter lined with bamboo and associatedto a sand filter. The cost of building such

O emprego do filtro de areia nopós-tratamento de efluente defiltro anaeróbio

Adriano Luiz TonettiBruno Coraucci FilhoRonaldo StefanuttiRoberto Feijó de Figueiredo

combination is low, and it is used as an attemptto minimize the sewage problem of smallBrazilian municipalities. The anaerobic filter inthis study was fed at a rate of 2 L/min and itseffluent was applied at five different rates (20,40, 60, 80 and 100 L/m2/day) on the surface offour sand filters with beds of different depths(25, 50, 75 and 100 cm). Removal of organicmatter exceeded 98%, measured by the DBOand TOC (total organic carbon). In terms ofnitrogen compounds, a high nitrification occurred.The phosphorus concentration also was veryreduced, the effluent of the three deeper filtersthus being in compliance with Brazilian laws atall the rates used.

Key words: sand filter; post-treatment;anaerobic effluent; low cost.

Introdução

O Instituto Brasileiro de Geografia e Esta-tística (IBGE, 2000) estima que 84% dos distri-tos brasileiros lançam seus esgotos in naturadiretamente nos rios. Estados como Acre eAmazonas ou grandes cidades como São Luiz(MA) não tratam nenhum metro cúbico doefluente gerado pela sua população.

Este quadro alarmante acarreta sérios pro-blemas para a saúde pública e o meio ambiente.Assim, um dos desafios atuais para a melhoriadesta situação é o desenvolvimento de sistemasde tratamento simples, eficientes e adaptáveisàs condições econômicas e estruturais destas

The use of sand filter in the post-treatment of anaerobic filter effluent

sistemaalternativo

constituído porfiltro anaeróbiocom recheio de

bambuassociado a umfiltro de areia


FIGURA 1 - FILTRO ANAERÓBIO DE FLUXO ASCENDENTE

localidades, visto que aproximadamente ¾ dos5.561 municípios brasileiros possuem menos de20.000 habitantes e têm escassa capacidade deinvestir em sistemas complexos de tratamento.

Porém, deve-se ter em conta que segundoCHERNICHARO e VON SPERLING (1996)entende-se por simplicidade a aplicação de mé-todos naturais menos mecanizados e com baixocusto de construção e operação, além de viá-veis e com sustentabilidade. Ou seja, a própriapopulação das pequenas localidades terá condi-ções de mantê-lo tanto economicamente comotecnicamente.

O filtro anaeróbio

O filtro anaeróbio é um tipo de reatorbioquímico caracterizado pela presença em seuinterior de um material de recheio estacionárioe inerte. O esgoto penetra pela sua parte inferi-or ou superior, saindo na extremidade oposta.Durante este percurso, ocorre o tratamento de-vido ao contato do substrato presente na águaresiduária com os microorganismos aderidos aomaterial de recheio (figura 1).

Apesar da boa eficiência deste sistema,entre 10 a 30% da matéria orgânica não é de-

gradada, o que impede que seu efluente atendaa legislação brasileira quanto a DBO, tornandonecessário um pós-tratamento.

Material de recheio

O material de recheio empregado nos fil-tros anaeróbios deve ter basicamente as seguin-tes características: estrutura resistente; ser bio-lógica e quimicamente inerte; apresentar leve-za; porosidade elevada e preço reduzido.

Pesquisadores da Unicamp constataramque o uso de anéis de bambu poderia satisfazertais pré-requisitos (CAMARGO, 2000 e COS-TA COUTO, 1993). O bambu possui baixo cus-to e é facilmente encontrado nas diversas ci-dades brasileiras. Assim, construíram e opera-ram quatro filtros anaeróbios com este materi-al de recheio e obtiveram uma remoção médiade matéria orgânica (DBO) superior a 75% edurante todo o período de estudo, correspon-dente a três anos, não foi feito nenhum descar-te de excesso de lodo. No entanto, quanto aonitrogênio orgânico, somente uma parcela desua concentração foi transformada em amôniaou nitrato.

Pode-se concluir ao final deste trabalho

a populaçãodas pequenas

localidades terácondições de

mantê-lo tantoeconomicamente

comotecnicamente


a purificaçãodepende

principalmenteda oxidação

bioquímica queocorre nocontato do

afluente com acultura

biológica


inicial que apesar dos bons resultados, havia anecessidade de se realizar um pós-tratamentodo efluente gerado por este reator, pois o mes-mo não era adequado à legislação brasileira.Assim, buscando manter as características deum tratamento alternativo e barato estes pes-quisadores decidiram aplicar o efluente sobre asuperfície de filtros de areia.

A associação do filtro anaeróbio com fil-tros de areia seria uma alternativa que preser-varia a simplicidade e o baixo custo total. Outroitem importante seria a possibilidade de dispor oefluente gerado diretamente sobre os cursosd’água ou reutilizá-lo na irrigação ou no consu-mo não-humano, seguindo a orientação da Or-ganização Mundial de Saúde (OMS, 1989). NoBrasil, ele também seria aplicável nas pequenascidades e até mesmo nos bairros isolados e con-domínios fechados das grandes metrópoles, ondea instalação de uma rede coletora de esgotosapresentaria custo elevado.

Histórico e funcionamento dos filtros de areia

O filtro de areia é um método de tratamentobastante antigo, inicialmente adotado na remo-ção de turbidez da água potável. A partir do sé-culo XIX, na Europa e nos Estados Unidos, pas-sou a ser aproveitado na depuração de esgotos(MICHELS, 1996).

O funcionamento deste sistema baseia-se na aplicação de afluente intermitentemen-te sobre a superfície de um leito de areia.Durante a sua infiltração, ocorre a purifica-ção por mecanismos físicos, químicos e bioló-gicos.

O tratamento físico é resultante dopeneiramento e o químico se processa pelaadsorção de determinados compostos. Mas, apurificação depende principalmente da oxidaçãobioquímica que ocorre no contato do afluente coma cultura biológica. Devido a esta característica,JORDÃO e PESSOA (1995) afirmam que estetipo de sistema é incorretamente chamado de fil-tro, pois seu funcionamento não possui como ex-plicação primordial o peneiramento ou a filtragem.Neste mesmo sentido, KRISTIANSEN (1981)sustenta que o leito de areia em conjunto com osmicroorganismos forma um filtro vivo.


Este projeto de pesquisa está instalado emuma área experimental situada na Estação deTratamento de Efluentes Graminha, na cidadede Limeira, Estado de São Paulo e o esgoto bru-to é originário de um bairro residencial denomi-nado Graminha. Inicialmente a água residuáriapassa por um tratamento preliminar compostopor grades de retenção e caixa de areia e, emseguida, uma pequena porção do seu fluxo édirecionada até quatro filtros anaeróbios comrecheio de bambu.

Cada um destes reatores possui volume de500 L e foi construído em aço inox. Seu formatoé cilíndrico com um fundo cônico, que funcio-nou como um compartimento para a distribui-ção do esgoto. O recheio foi constituído de anéisde bambu da espécie Bambusa tuldoides (fi-gura 2). O caule do bambu foi cortado em peda-ços de aproximadamente 5 cm (CAMARGO,2000).

Os filtros anaeróbios foram operados comfluxo ascendente, tendo uma vazão de 2 L/mine tempo de detenção hidráulica de 3 horas, con-trolados diariamente.

Filtros de areia

Na construção dos filtros, foi utilizada umacaixa cilíndrica com estrutura de fibra de vidroe diâmetro de 100 cm e, conforme apresentadona figura 3 (página 46), a disposição do leito dosfiltros foi sobreposta em três camadas.

A base foi constituída de brita e possuía 20cm de profundidade. Logo acima estava a ca-mada formada por pedregulho, com 10 cm deprofundidade. Ela objetiva sustentar a areia, im-pedindo que suas partículas fossem arrastadaspara fora da estrutura do sistema. Quanto à ca-mada de areia, buscando-se determinar qual eraa espessura ideal para a realização do tratamen-to, empregaram-se quatro filtros com diferentesprofundidades de leito, conforme apresentado natabela 1.

A areia empregada foi a popularmente de-nominada de grossa comercial, possuindo um diâ-metro efetivo (D10) de 0,093 mm e coeficientede desuniformidade (DU) de 4,516. Salienta-se

44

TABELA 1 - DENOMINAÇÃO DOS FILTROS E PROFUNDIDADES DO LEITO DE AREIA

Denominação do filtro de areia

F025

F050

F075

F100

Profundidade do Leito (centímetros)

25

50

75

100

o recheio foiconstituído de

anéis de bambuda espécieBambusa

tuldoides empedaços de

aproximadamente5 cm


que estes materiais foram os mais comumenteencontrados na região de desenvolvimento doprojeto.

Para a distribuição uniforme do afluentesobre o leito dos filtros, empregou-se uma pla-ca quadrada de 20 cm de comprimento, feitade madeira e posicionada no centro da cama-da superficial (figura 4). Após o lançamentodo afluente pela tubulação de distribuição,existe o choque do líquido com esta placa, dis-tribuindo as gotículas sobre a superfície. Coma adoção deste aparato, evita-se a formaçãode canais preferenciais e a erosão do leito deareia.

Buscando a ampliação da aeração do lei-

to, foi instalado na lateral de cada filtro um tubode PVC com 50 mm de diâmetro interno. Nointerior, ele penetra na camada de brita, onde hámaior porosidade, possibilitando uma melhor dis-tribuição de ar nestas áreas inferiores.

Buscando determinar a capacidade de tra-tamento de cada um destes filtros de areia, fo-ram aplicadas sobre as superfícies as taxas de20, 40, 60, 80 e 100 L/m2.dia de efluente origi-nário dos filtros com recheio de bambu. Cadataxa foi empregada pelo período de um mês en-tre as segundas e sextas-feiras.

Na figura 5 está apresentado de formaesquemática o fluxograma de funcionamentodeste projeto de pesquisa.

FIGURA 2 - VISTAS EXTERNA (ESQUERDA) E INTERNA (DIREITA) DOS FILTROS ANAERÓBIOS

45

FIGURA 4 - VISTA GERAL DO PROJETO (ESQUERDA) E SUPERIOR DE UM FILTRO DE AREIA(DIREITA), TENDO AO CENTRO A PLACA DE DISTRIBUIÇÃO DE AFLUENTE

FIGURA 3 - ESQUEMA DOS FILTROS DE AREIA

para adistribuiçãouniforme do

afluente,empregou-seuma placa

quadrada de20 cm de

comprimento

Sanare. Revista Técnica da Sanepar, Curitiba, v.21, n.21, p. 33-41, jan./jun. 2004Sanare. Revista Técnica da Sanepar, Curitiba, v.21, n.21, p. 42-52, jan./jun. 200446

FIGURA 5 - ESQUEMA DO PROJETO.

Amostragem e análises

As seguintes amostras foram obtidas se-manalmente: esgoto bruto, efluente dos filtrosanaeróbios com recheio de bambu e efluentesdos filtros de areia. Todas as análises foram ba-seadas no Standard Methods for the Examinationof Water and Wastewater (AWWA/APHA/WEF, 1999).

Os parâmetros analisados neste trabalhoforam os seguintes: pH, demanda bioquímica deoxigênio (DBO), carbono orgânico total (COT),série do nitrogênio (amônia, nitrito, nitrato e ni-trogênio orgânico) e fósforo.

Resultados

pHDe acordo com a tabela 2 pode-se fazer

uma generalização e dividir os valores de pHdos efluentes dos filtros de areia em basicamente

dois grupos. O primeiro englobaria os pHs en-contrados para as taxas de 20, 40 e 60 L/m2.dia,onde houve uma tendência a existirem valoressuperiores a 7. No segundo grupo, encontradosnas taxas de 80 e 100 L/m2.dia nota-se pHs in-feriores a neutralidade.

A característica encontrada para o primei-ro grupo não era esperada. Isto porque, con-forme será apresentado na análise dos com-postos nitrogenados, esperava-se que a gran-de transformação do nitrogênio orgânico eamoniacal em nitrato, durante a infiltração noleito de areia, levaria a uma redução do pH.Em geral esta reação bioquímica consomealcalinidade, acarretando no aumento da aci-dez do meio.

Uma possível explicação para este resul-tado pode ser a formação de um tampão quími-co pela areia. Assim, apesar do consumo doscompostos alcalinos, havia o impedimento daqueda do pH do efluente dos filtros de areia.

TABELA 2 - MÉDIA DO PH NAS DIFERENTES TAXAS DE APLICAÇÃO

Esgoto bruto

Efluente dos filtros anaeróbios

F025

F050

F075

F100

20 L/m2.dia

6,56

6,70

7,75

7,79

8,06

7,77

40 L/m2.dia

7,85

7,39

7,56

8,26

8,71

8,59

60 L/m2.dia

7,85

8,04

7,62

7,94

7,80

7,99

80 L/m2.dia

6,65

7,10

6,13

6,37

6,88

7,03

Média do pH nas diferentes taxas

100 L/m2.dia

6,90

6,19

5,30

6,13

6,11

7,16

Ponto de Coleta

pode-se dividiros valores de pHdos efluentesdos filtros de

areia embasicamentedois grupos


A formação do sistema tampão pelo leitode areia pode ser comprovada pela análise dosdados do filtro de areia com menor profundida-de de leito, o F025. Este filtro apresentou umatendência aos pHs mais ácidos. Outro pontoobservado é que este mesmo filtro foi o primei-ro a ter resultados inferiores aos encontradospara o afluente aplicado. Por outro lado, o deleito de areia mais profundo, o F100, até o finalda aplicação da taxa de 100 L/m2.dia ainda ti-nha uma tendência a apresentar pHs superioresao do afluente.

Quando se comparam os valores encon-trados para o pH do efluente do sistema comaqueles exigidos pela legislação brasileira(Conama 20/86), que permite a emissão de umefluente cujo pH varie entre 4 e 9, nota-se queos filtros apresentaram valores bastantesatisfatórios.

Demanda bioquímica de oxigênio - DBOVê-se pela tabela 3 que o sistema gerou

excelentes resultados quanto a DBO. O maiorvalor encontrado foi de somente 28,6 mg deDBO/L, obtido no efluente do filtro com 25 cmde profundidade, durante a aplicação da maiortaxa. Este resultado está muito abaixo do máxi-mo permitido pela legislação brasileira, que é de90 mg/L.

Outra característica observada é quequanto mais profundo o leito de areia, melho-res foram os resultados. Isto pode ser expli-cado pela existência de uma maior camadade areia, que propiciava um aumento da quan-tidade de grãos de areia revestidos por umbiofilme. Assim havia uma grande possibilida-

de de contato do material orgânico com osmicroorganismos, que levou o filtro F100 aapresentar como menor resultado o valor de1,7 mg de DBO/L.

Ao analisar-se os percentuais de remoçãode DBO, observa-se que os filtros anaeróbiospropiciaram resultados bastante diferenciados aolongo do estudo, indo de 24% e chegando a 65%.De forma geral, pode-se afirmar que a médiageral foi de 47%. Este resultado é compatívelcom dados obtidos na literatura para recheio maiscomplexos, salientando que o tempo de deten-ção hidráulico adotado foi bastante baixo, sendosomente de 3 horas.

Quando examina-se a remoção propiciadapor todo o sistema, constata-se a sua grande efi-ciência. Ela nunca foi inferior a 90%, mesmopara o filtro de areia mais raso. O filtro commaior espessura de areia teve como menor va-lor 97%.

Carbono orgânico total - COTA análise da matéria orgânica através do

emprego da técnica que determina o carbono or-gânico total (COT) é bastante precisa e recenteno Brasil. Através dela tem-se a determinaçãodireta da concentração de matéria orgânica. Es-pecificamente para esta análise foi empregado oanalisador TOC-5000A da marca SHIMADZU.

Constata-se por meio da figura 6 a grandeeficiência deste sistema de tratamento na re-moção de matéria orgânica. O valor máximoencontrado foi de somente 30,00 mg/L, obtidano filtro F025 durante a aplicação da taxa de100 L/m2.dia. O filtro com espessura de cama-da de areia mais profunda, teve como valor

TABELA 3 - MÉDIA DA DBO E REMOÇÃO NOS PONTOS DE COLETA

Esgoto Bruto

Filtro Anaeróbio

F025

F050

F075

F100

20 L/m2.dia

197,1

148,9

9,2

3,8

4,8

4,5

40 L/m2.dia

286,1

105,0

7,5

3,0

3,1

3,1

60 L/m2.dia

299,8

182,3

18,7

3,6

3,5

1,7

80 L/m2.dia

341,1

195,4

14,3

11,6

5,6

2,3

100 L/m2.dia

330,9

115,1

28,6

16,8

9,6

4,0

20 L/m2.dia

-

24,4

95,3

98,0

97,5

97,6

40 L/m2.dia

-

63,2

97,3

98,9

98,9

98,8

60 L/m2.dia

-

39,1

93,7

98,7

98,8

99,4

80 L/m2.dia

-

42,7

95,8

96,5

98,3

99,3

100 L/m2.dia

-

65,2

91,3

94,9

97,0

98,7

Ponto deColeta

DBO (mg/L) Remoção de DBO (%)

remoçãopropiciada portodo o sistema

nunca foiinferior a 90%,mesmo para ofiltro de areia

mais raso


FIGURA 6 - VARIAÇÃO DA MÉDIA DO COT DURANTE AS SEMANAS DE COLETA

de compostos nitrogenados pouco degradados.Ao comparar-se estes dois pontos de coleta,nota-se que a concentração de amônia noefluente dos filtros anaeróbios, na maioria dassituações, superava o valor da de nitrogênio or-gânico. As concentrações de nitrato e nitrito fo-ram muito pequenas, indicando uma pequenanitrificação.

Pela figura 8, nota-se que o efluente dosfiltros anaeróbios ao infiltrar-se através dos fil-tros de areia sofreu uma grande nitrificação. Ouseja, existiu uma grande transformação do ni-trogênio orgânico e do amoniacal em nitrato, in-diferentemente da taxa que era empregada.

Para os filtros F025 e F050, a partir dataxa de 60 L/m2.dia passa a haver um aumentoda concentração de nitrogênio amoniacal, quefoi ampliada na de 80 L/m2.dia. Este aumentopode ser explicado pelo acréscimo de volumeaplicado, que acarretou na diminuição do tem-po de contato entre o líquido que se infiltrava e

TABELA 4 - REDUÇÃO MÉDIA DO COT PARA OS PONTOS DE COLETA


F025

F050

F075

F100

20 L/m2.dia

53,85

97,03

96,78

97,38

97,18

40 L/m2.dia

45,96

95,20

98,27

98,35

98,58

60 L/m2.dia

6,19

93,43

95,81

97,26

97,79

80 L/m2.dia

62,41

91,10

93,52

96,73

98,22

100 L/m2.dia

58,78

89,02

93,33

95,55

98,69

Ponto de Coleta Redução de COT (%)

máximo a concentração de 5,33 mg/L. Nota-seque também nas taxas de 20 e 40 L/m2.dia osvalores de COT foram bastante baixos para to-dos os filtros, não existindo uma diferenciaçãosignificativa entre eles. Somente a partir da apli-cação de 60 L/m2.dia os filtros passam a apre-sentar resultados diferenciados.

Constata-se por meio da tabela 4 que o fil-tro anaeróbio possibilitou uma remoção médiade COT de aproximadamente 51%. Tambémpercebe-se a boa performance do sistema, com-provada pelas altas remoção de carbono orgâ-nico total. Em todos os filtros ela foi sempre su-perior a 89%, tornando-se ainda maior quandose analisa o filtro F100, que nunca teve um re-sultado inferir a 97%.

NitrogênioPor meio da figura 7 percebe-se que tanto

o esgoto bruto como o efluente dos filtros comrecheio de bambu eram constituídos basicamente

percebe-se aboa

performance dosistema,

comprovadapelas altasremoção de

carbonoorgânico total


FIGURA 7 - CONCENTRAÇÃO DOS COMPOSTOS NITROGENADOS NO ESGOTO BRUTO E EFLUENTEDOS FILTROS ANAERÓBIOS

FIGURA 8 - CONCENTRAÇÃO DOS COMPOSTOS NITROGENADOS NOS EFLUENTESDOS FILTROS DE AREIA F025 E F050

FIGURA 9 - CONCENTRAÇÃO DOS COMPOSTOS NITROGENADOS NOS EFLUENTESDOS FILTROS DE AREIA F075 E F100

a cultura biológica.Quanto mais profundo era o leito de areia,

maior era o processo de nitrificação. Assim, deacordo com a figura 9, o filtro com 100 cm de

profundidade propiciava uma completanitrificação, possuindo uma baixíssima concen-tração de nitrogênio orgânico e amoniacal emseu efluente.

quanto maisprofundo era oleito de areia,maior era oprocesso denitrificação


Percebe-se que nos quatro filtros de areiaem estudo, durante a aplicação da taxa de 20 L/m2.dia existiu a saída de um efluente com baixaconcentração de todos os compostos nitrogenados.Isto pode ser explicado pela adsorção destes com-postos pelo leito de areia. Após a saturação desteprocesso, houve a saída de altos valores de nitrato,conforme observado nas taxas subseqüentes.

FósforoAo analisar-se a concentração de fósforo

pela figura 10, constata-se que os filtrosanaeróbios geraram uma remoção muito peque-na deste composto. Em todas as situações oefluente deste reator apresentava resultadosacima da legislação brasileira mais restritiva.

Quanto ao pós-tratamento, vê-se que ostrês filtros com maiores profundidades de leitode areia apresentaram efluentes que estiveram

dentro do exigido pela legislação. O filtro F025,a partir da aplicação da taxa de 60 L/m2.dia pro-duziu um efluente que estava fora destaespecificação.

Como a remoção do fósforo deve-se prin-cipalmente à ação da filtração física ou a umaadsorsão pelo leito de areia, a baixa remoção dofiltro F025 pode ser explicada por uma possívelformação de canais preferenciais neste leito maisraso. Tal fato impedia um adequado contato en-tre este composto e o meio filtrante.

Pela tabela 5 constata-se que apesar degerar uma baixa remoção, os filtros anaeróbiosretiraram aproximadamente 23% de fósforo doesgoto bruto. Ao observar-se o filtro F025, quenão satisfez as exigências da legislação brasilei-ra, nota-se ainda uma remoção superior a 78%.No filtro com maior profundidade a reduçãonunca foi inferior a 97%.

FIGURA 10 - MÉDIA DA CONCENTRAÇÃO DE FÓSFORO NOS PONTOS DE COLETA

TABELA 5 - REDUÇÃO MÉDIA DA CONCENTRAÇÃO DE FÓSFORO NOS PONTOS DE COLETA


F025

F050

F075

F100

20 L/m2.dia

22,85

97,36

98,18

98,72

97,92

40 L/m2.dia

-10,02

94,78

99,03

99,03

99,42

60 L/m2.dia

27,09

78,09

98,66

99,63

99,68

80 L/m2.dia

23,39

78,66

94,37

97,16

98,99

100 L/m2.dia

29,78

87,08

96,15

97,06

99,00

Ponto de Coleta Redução de Fósforo (%)

nos quatrofiltros de areiaexistiu a saída

de efluentecom baixa

concentraçãode compostosnitrogenados


Conclusões

A análise destes resultados demonstra agrande viabilidade deste sistema para o trata-mento de esgotos sanitários de pequenas co-munidades, isto porque o efluente gerado esta-va de acordo com o exigido pela legislação bra-sileira para a emissão em um corpo receptor.

Outra constatação é a possibilidade doreúso deste líquido em diversas atividades, res-guardando os mananciais naturais para usosmais nobres.

Agradecimentos

À Fapesp, CNPq, Finep, Caixa Econô-mica Federal e Prosab pelo apoio e financia-mento na construção do projeto e em sua ma-nutenção.

Referências

CAMARGO, S. A. R. Filtro anaeróbio comenchimento de bambu para tratamento de esgo-tos sanitários: avaliação da partida e operação.Campinas, 2000. Dissertação (Mestrado) -Faculdade de Engenharia Civil, Universi-dade de Campinas.

COSTA COUTO, L. C. Avaliação do desem-penho de filtros anaeróbicos com diferentesmeios de enchimento no tratamento de esgotossanitários. Campinas, 1993. Dissertação(Mestrado) - Faculdade de Engenharia Ci-vil, Universidade de Campinas.

JORDÃO, E. P.; PESSOA, C. A. Tratamentode esgotos domésticos. 3. ed. Rio de Janeiro:ABES, 1995.

KRISTIANSEN, R. Sand-filter trenches forpurification of septic tank effluent: III. Themicro flora, Journal of EnvironmentalQuality, n. 10, p. 361–364, 1981c.

MICHELS, C. J. System suited for smallcommunities. Water Environmental &Technology, v. 7, n. 8, p. 45-48, 1996.

Autores

Adriano Luiz Tonetti,engenheiro químico, com atuação em empre-

sas nas áreas de tratamento de efluentesindustriais e meio ambiente, doutorando na

área de Meio Ambiente e Saneamento(Unicamp).

Bruno Coraucci Filho,professor titular da Faculdade de Engenharia

Civil, Arquitetura e Urbanismo (Unicamp),pesquisador de métodos alternativos de

tratamento de esgotos, coordenador do Prosab(Tema 2 - Editais 1, 2 e 3).

Ronaldo Stefanutti,engenheiro agrônomo, doutor pela Esalq,

pesquisador da Faculdade de Engenharia Civil,Arquitetura e Urbanismo (Unicamp).

Roberto Feijó de Figueiredo,engenheiro civil, MSc. pela Universidade daCalifórnia, Berkeley e PhD na Universidade

da Califórnia, Davis, professor titular daFaculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e

Urbanismo (Unicamp).

ORGANIZAÇÃO MUNDIAL DE SAÚDE.Directrices sanitárias sobre el uso de aguasresiduales en agricultura e aqüicultura: sériesde reportagens técnicas, n. 778. Genebra,1989.

STANDARD methods for the examination ofwater and wastewater. 19th ed. New York:APHA, 1999. 626 p.

o sistemamostru-se

viável, pois oefluente atendea legislação e

permite o reúso


Resumo

A aplicação de lodo de esgoto no solo tem pro-porcionado aumentos no rendimento das culturasagrícolas, devido muitas vezes às altas quantida-des de lodo aplicadas sem critérios de padroniza-ção. O presente estudo foi realizado numa áreado Departamento de Ciências Agrárias da Uni-versidade de Taubaté, com o objetivo de avaliar orendimento (kg ha-1) das culturas do milho e dofeijão preto em LATOSSOLO VERMELHOAMARELO. As doses de lodo de esgoto foramcalculadas tendo como base o teor de nitrogênioexistente no lodo. O experimento foi elaboradoem blocos ao acaso, com cinco tratamentos (0,2,5, 5, 10 t ha-1 de lodo de esgoto – base seca - eum tratamento com adubação mineral) e quatrorepetições. Os rendimentos, observados com aadição de lodo, foram provavelmente devido aofornecimento de nutrientes para o desenvolvimen-to das culturas e a dose de 5 t ha-1 calculada emfunção do nitrogênio disponível mostrou-se ade-quada, sugerindo dessa forma sua utilização paraaplicações de lodo de esgoto.

Palavras chave: Zea mays; Phaseolusvulgaris; nitrogênio; nutrientes.

Abstract

Using sludge in the soil has helped increase theyield of crops, often due to the high amounts ofsludge applied with no standard criteria. Ourstudy was carried out at an area of the AgrarianSciences Department of University of Taubaté,

Rendimento de milho e de feijãopreto cultivado em solo acrescido delodo de esgoto

João Luiz GadioliPaulo Fortes Neto

aiming at evaluating the yield (kg ha-1) of maizeand black bean crops in red-yellow latosol. Theamounts of sludge were calculated based on thenitrogen content therein. The experiment wascarried out in randomized blocks, using fivedifferent treatments (0, 2.5, 5, 10 t ha-1 of sludge– dry basis – and one treatment using mineralfertilization) and four repetitions. The yields,observed as sludge was added, probably weredue to the nutrients provided to the crops, andthe 5 t ha-1 dose, calculated taking into accountthe available nitrogen has proved to be adequate,thus suggesting that it should be used in sludgeapplications.

Key words: Zea mays; Phaseolus vulgaris;nitrogen; nutrients.

Introdução

No Brasil, recentes trabalhos desenvolvi-dos pelo Programa de Pesquisa em Saneamen-to Básico (Prosab), revelam que a reciclagemagrícola do lodo de esgoto é uma técnica alter-nativa para a destinação final deste resíduo, des-de que os teores de metais pesados e a presen-ça de organismos patogênicos estejam dentrodos limites propostos pela legislação(FERNANDES; ANDRAUS e ANDREOLI,1996).

Com respeito às respostas das culturas àadição de lodo de esgoto têm sido verificadosaumentos de produtividade. Assim, LESLIE(1970) e MAYS, TERMAN e DYGAN (1973)relataram que o crescimento vegetativo e a pro-

Yield of maize and black beans plantedin sludge-treated soil

as doses delodo de esgoto

foramcalculadastendo como

base o teor denitrogênioexistente


dução de grãos de várias culturas, em solos tra-tados com lodo, foram iguais ou superiores aosdas mesmas plantas desenvolvidas em solosadubados com fertilizantes minerais.DESCHAMPS e FAVARETTO (1997), avali-ando a aplicação de lodo de esgoto comple-mentado com fertilizante mineral nas culturasdo girassol e de feijão demonstraram que o lodode esgoto pode ser utilizado como fonte de ni-trogênio, sem prejuízo na produtividade, quan-do comparado à adubação mineral, na culturado girassol. Já na cultura do feijão o rendimen-to foi inversamente proporcional ao aumentodas doses de lodo e a maior produção foi obti-da com a adubação mineral.

Em experimento com soja e arroz,BETTIOL e CARVALHO (1982) verificaramque o lodo, na dosagem de 9 t ha-1, supriu asnecessidades das culturas. Entretanto, REDDY,DUNN e ROSS (1987) observaram uma eleva-ção na produção de soja, com doses de até 120t ha-1, e RAPPAPORT, MARTENS e RENEAUJR. (1988) na cultura do milho, com doses deaté 210 t ha-1. Em um sistema de produção dabracatinga com feijão e milho consorciado, LOU-RENÇO, ANJOS, e LIBARDI (1996) concluí-ram que a adição de lodo favoreceu significati-vamente a produtividade do feijão e do milho. Aaplicação de 43 t ha-1 aumentou a produtividadedo feijão e, para aumentar a de milho, foi neces-sária a dose de 66 t ha-1. Dessa forma, os auto-res concluíram que doses ao redor de 50 t ha-1

(base úmida) deverão aumentar a produtividadedas duas culturas.

Tendo como base no exposto, o presenteestudo teve como objetivo avaliar em condiçõesde campo o rendimento das culturas do milho(Zea mays L.) e do feijão preto (Phaseolusvulgaris L.) tratadas com doses crescentes delodo de esgoto.


O estudo foi desenvolvido em condição decampo, nos anos agrícolas de 2000 e 2001, numaárea experimental localizada na Fazenda Piloto,do Departamento de Ciências Agrárias, da Uni-versidade de Taubaté (Unitau), no município deTaubaté/SP. O solo foi caracterizado como

LATOSSOLO VERMELHO AMARELO, tex-tura franco-argilo-arenoso, que anteriormenterecebeu aplicação de lodo com doses de 0, 10,20 e 30 t ha-1 (base seca) e foi cultivado comfeijão carioquinha.

O lodo de esgoto utilizado foi obtido peladigestão aeróbia do esgoto e tratado com cal, naestação de tratamento da Companhia de Sane-amento Básico do Estado de São Paulo (Sabesp),no município de São José dos Campos (SP). Asanálises químicas do lodo foram realizadas nolaboratório do Departamento de Solos da Esco-la Superior de Agricultura Luiz de Queiroz/USPe as análises de coliformes fecais, no laborató-rio de Ciências Ambientais da Universidade deTaubaté (tabela 1).

Neste estudo foram utilizadas duas cultu-ras, sendo aplicadas doses sucessivas de lodode esgoto: a primeira na cultura de milho (Zeamays), no verão, e a segunda, na cultura do fei-jão preto (Phaseolus vulgaris), no inverno.

As características química e física naturaldo solo, no presente estudo, foram determina-das conforme os procedimentos descritos porRAIJ et. al. (1996), em amostra de terra coleta-da na camada de 0 a 20 cm de profundidade eapresentaram as seguintes composições: pH(CaCl2) = 4,8; matéria orgânica = 18,3 g dm-3; P= 5 mg dm-3; K = 2,3 mmolc dm-3; Ca = 17mmolc dm-3; Mg = 9 mmolc dm-3; H+Al = 32mmolc dm-3; Cu = 0,75 mg dm-3; Fe = 51 mg dm-

3 ; Mn = 9,0 mg dm-3 ; Zn = 1,9 mg dm-3; Areiatotal = 630 g dm-3; Silte = 110 g dm-3 e Argila =260 g dm-3.

As doses de lodo de esgoto para o cultivodo milho e do feijão preto foram calculadas deacordo com a quantidade de nitrogênio recomen-dado para as culturas em relação ao disponívelno lodo (CETESB, 1999). Seguindo esse racio-cínio, ficou estabelecido que a dose adequadapara atender as necessidades das culturas foide 5 t ha-1 de lodo. A partir desse cálculo foramdefinidas quatro doses equivalente a 0, 2,5, 5 e10 t ha-1 de lodo (base seca) para serem com-paradas com um tratamento referente a aduba-ção mineral, totalizando cinco tratamentos.

O delineamento experimental utilizado foio de blocos casualizados com quatro repetições.A área experimental foi dividida em 20 parcelas

lodo de esgotopode ser

utilizado comofonte de

nitrogênio, semprejuízo na

produtividade


TABELA 1 - COMPOSIÇÃO DO LODO DE ESGOTO EM BASE SECA UTILIZADOSNO ANO AGRÍCOLA DE 2000 E 2001

Atributos

pH (CaCl2 .H2O 0,01 mol L-1)

Umidade total (g kg-1)

Matéria Orgânica (g kg-1)

Carbono orgânico (g kg-1)

Nitrogênio total (g kg-1)

Fósforo (P2O5) (g kg-1)

Potássio (K2O) (g kg-1)

Cálcio (Ca) (g kg-1)

Magnésio (Mg) (g kg-1)

Enxofre (S) (g kg-1)

Relação C/N

N amoniacal (mg kg-1)

N (Nitrato + Nitrito) (mg kg-1)

Coliforme fecal (NMP/gST)

2000

12,4

780

344

191

60,1

20,2

3,2

113,3

2,3

4,6

3/1

502

388

24 x 103

2001

12,2

831

489

271

44,0

26,7

10,1

150,5

3,6

7,1

6/1

1050

200

3 x 103

(Valor)

de 35 m2 e antes da aplicação dos tratamentos,retiraram-se os restos culturais e as parcelasforam preparadas por meio de uma aração se-guida de gradagem do solo.

O lodo foi aplicado e distribuído superfici-almente dentro de cada parcela e posteriormen-te, com o auxílio de uma enxada, foi incorpora-do manualmente até 20 cm de profundidade, doisdias antes da semeadura, tanto para o milho quan-to para o feijão preto.

A adubação mineral para o milho foi de400 kg ha-1 do adubo comercial (04-14-08), apli-cado no sulco da semeadura e adubação decobertura com 80 kg ha-1 de nitrogênio (sulfatode amônio), aos 40 dias após a emergência. Ofeijão recebeu a mesma adubação de plantioutilizada para o milho e a de cobertura foi efe-tuada 35 dias após a emergência, com a apli-cação de 60 kg ha-1 de nitrogênio (sulfato deamônio).

A semeadura do milho foi realizada em 15/12/2000, manualmente, com 6 a 7 sementes pormetro linear e com espaçamento de 0,80 m entreas linhas, e o feijão foi semeado em 05/07/2001,manualmente, com 10 a 12 sementes por metro

linear e com espaçamento de 0,50 m entre linhas.A colheita do milho foi realizada pela reti-

rada das plantas localizadas nas quatro linhascentrais da parcela, após 130 dias da semeadu-ra, e o feijão foi colhido pela retirada das plantassituadas nas seis linhas centrais da parcela, após108 dias da semeadura. O rendimento foi deter-minado pelo peso seco dos grãos (13% umida-de). Ao final de cada cultivo, os restos culturaisforam retirados antes da aplicação e incorpora-ção do lodo de esgoto.

Os resultados analíticos foram submetidosà análise da variância, às médias comparadaspelo teste Tukey a 5% e análise de regressãosomente com as doses de lodo.


A resposta de rendimento de grãos de mi-lho e de feijão preto com a aplicação do lodo deesgoto e adubação mineral pode ser analisadapela comparação individual das médias, na qualconstatou-se que nos dois cultivos, o rendimen-to da testemunha foi significativamente inferiorao dos demais tratamentos (tabela 2).

o lodo foiaplicado edistribuído

superficialmentedentro de cada

parcela


TABELA 2 - RENDIMENTO DE GRÃOS DE MILHOE FEIJÃO PRETO COM AS APLICAÇÕES

DO LODO DE ESGOTO E ADUBAÇÃO MINERAL

Tratamentos

T

AM

2,5

5

10

Milho

2.920 b

5.480 a

5.310 a

5.560 a

6.860 a

Feijão

780 c

1.530 ab

1.340 b

1.690 ab

1.960 a

Médias seguidas de mesma letra não diferempelo teste de Tukey a 5%.

(kg ha-1)

Os valores no rendimento do milho e fei-jão preto, quando comparado com o solo teste-munha, foram mais elevados com as doses de2,5, 5 e 10 t ha-1, provavelmente porque estasdoses após serem incorporadas ao solo, pro-porcionaram cerca de 45, 90 e 180 kg ha-1 denitrogênio, 50, 100 e 200 kg ha-1 de P2O5 e 8,16 e 32 kg ha-1 de K2O, respectivamente (cál-culos feitos em função de base seca do lodo deesgoto – tabela 1). Nestes nutrientes, quandocomparados à adubação mineral do milho (16kg ha-1 de N, 56 kg ha-1 de P2O5, 32 kg ha-1 deK2O na semeadura e 80 kg ha-1 de N em co-bertura (RAIJ et al., 1996), verificou-se que amenor dose de lodo, não satisfez a recomenda-

ção exigida na adubação mineral quanto aoselementos nitrogênio e potássio. Observou-setambém que a dose adequada, de 5 t ha-1 delodo, não forneceu potássio de acordo com aexigência da cultura. Apesar disso, os rendi-mentos das doses 2,5, 5 e 10 t ha-1 não diferi-ram estatisticamente quando comparados comtratamento adubação mineral, pois os teores denutrientes fornecidos pelo lodo ao solo, prova-velmente, foram suficientes para as culturas.

Na segunda aplicação de lodo (cultivo dofeijão preto) foram incorporados cerca de 33,66 e 132 kg ha-1 de nitrogênio, 67, 134 e 268 kgha-1 de P2O5 e 25, 50 e 100 kg ha-1 de K2O,respectivamente. A mesma adubação de semea-dura, utilizada para o milho, foi utilizada para ofeijão preto, somente a adubação de coberturado feijão preto foi de 60 kg ha-1 de nitrogênio. Orendimento da dose de 2,5 t ha-1 de lodo nãodiferiu estatisticamente do tratamento adubaçãomineral. Deve-se levar em consideração, nessecaso, o resíduo da aplicação anterior e aindaconsiderar que o solo em questão já apresenta-va teores médios de potássio. Observou-se nes-se cultivo que as doses de lodo não apresenta-ram diferenças significativas em comparação aotratamento adubação mineral. Porém o rendi-mento proporcionado pela dose 2,5 t ha-1 foi in-ferior ao dobro da taxa de aplicação de lodo.

A taxa de aplicação estabelecida como 5 tha-1, de acordo com o nitrogênio disponível no

FIGURA 1 - RENDIMENTO DO MILHO E FEIJÃO PRETO, EM FUNÇÃO DE DOSES DE LODO DE ESGOTOa adubação desemeadura foi a

mesma tantopara o milhocomo para ofeijão preto


lodo, apresentou resposta semelhante de rendi-mentos quando comparado com o tratamentoadubação mineral e a dose de 10 t ha-1, podendosugerir que a dose 5 t ha-1 poderá substituir oucomplementar a adubação mineral.

Analisando somente as doses de lodo, ob-servou-se na figura 1, que os rendimentos, tantono milho quanto no feijão preto, apresentaramaumentos à medida em que foram maiores asdoses de lodo no solo.

Estudos realizados por BERTON,CAMARGO e VALADARES (1989),DELFELIPO et al. (1991), ROS et al. (1993),BISCAIA e MIRANDA (1996), SILVA,BOARETTO e BERTON (1998) e SILVA,RESCK e SHARMA (2002) também constata-ram aumentos significativos com a utilização delodo de esgoto na produção agrícola, porém exis-te uma certa dificuldade para se comparar osvalores referentes aos rendimentos das cultu-ras, porque, na maioria dos trabalhos, as quanti-dades de lodo não foram padronizadas. Assim,tem-se resultados de produção obtidos com do-ses variando entre 4 t ha-1 até 60 t ha-1 de lodo(base seca).

Considerações finais

A quantidade de lodo de esgoto, 5 t ha-1,calculada pela taxa de aplicação do nitrogêniodisponível do lodo recomendado às culturas apre-sentou rendimento semelhante, tanto para a cul-tura do milho quanto à do feijão preto, quandocomparado com a adubação mineral e o dobroda dose, sugerindo sua utilização para aplica-ções de doses de lodo de esgoto no solo.

Referências

BERTON, R. S.; CAMARGO, O. A.;VALADARES, J. M. A. S. Absorção de nutri-entes pelo milho em resposta a adição de lodode esgoto a cinco solos paulistas. Revista Bra-sileira de Ciência do Solo. v. 13, p. 187-190,1989.

BETTIOL, W.; CARVALHO, P .C. T. Utiliza-ção de lodo de esgoto primário e fertilizantesorgano mineral IPT na cultura do milho. Ferti-

lizantes, v. 4, n. 1, p. 14-15. 1982.

BISCAIA, R.C.M.; MIRANDA, G.M. Uso dolodo de esgoto calado na produção de milho.Sanare – Rev. Téc. Sanepar. v. 5, n. 5, p. 86-89, 1996.

COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SA-NEAMENTO AMBIENTAL. Norma P 4.230:Sistema de aplicação de biossólidos e lodos detratamentos biológicos em áreas de uso agríco-la. Critérios para projeto e operação. São Paulo,1999. 29 p.

DEFELIPO, B.V. et al. Eficiêncoa agronômicado lodo de esgoto proveniente de uma indústriasiderúrgica. Revista Brasileira de Ciência doSolo. v. 15, p. 389-393, 1991.

DESCHAMPS, C.; FAVARETTO, N. Efeito dolodo de esgoto complementado com fertilizantemineral na produtividade e desenvolvimento dacultura do feijoeiro e do girassol. Sanare – Rev.Téc. Sanepar, v. 8, n. 8, p. 33-38, 1997.

FERNANDES, F., et al. Eficiência dos proces-sos de desinfecção do lodo da ETE-Belém comvista a seu uso agrícola. Sanare – Rev. Téc.Sanepar, v. 5, n. 5, p. 46-58. 1996.

LESLIE, R. Liquid sludges as a farm fertilizer.Compost Science, v. 11, p. 24-25, 1970.

LOURENÇO, R. S.; ANJOS, A . R. M dos.;LIBARDI, P. L. Efeito do lodo de esgoto naprodudividade de milho e feijão, no sistema deprodução da bracatinga. Sanare – Rev. Téc.Sanepar, v. 5, n. 5, p. 90-92. 1996.

MAYS, D. A., TERMAN, G. L.; DYGAN, J.C. Municipal compost: effects on cup yield andsoil properties. Journal Environmental ofQuality, v. 2, p. 89-92, 1973.

RAIJ, B. van; CANTARELLA, H.; QUAGGIO,J. A.; FURLANI, A. M. C. Recomendaçõesde adubação e calagem para o Estado deSão Paulo: boletim técnico, 100. 2. ed. Campi-nas: Instituto Agronômico, 1996. p. 56-59.

apresentaramaumentos à

medida em queforam maioresas doses delodo no solo


Autores

João Luiz Gadioli,engenheiro agrônomo, mestre em Fitotecnia

pela Esalq - USP, aluno de doutorado do cursode pós-graduação em Ciências Ambientais da

Unitau.

Paulo Fortes Neto,engenheiro agrônomo, doutor em Fertilidade

de Solo e Nutrição de Plantas pela Esalq -USP, professor do Departamento de Ciências

Agrárias e do curso de pós-graduação emCiências Ambientais– Unitau – Taubaté.

RAPPAPORT, B. D.; MARTENS, D. C.;RENEAU JR., R. B. Metal availability in sludge-amended soils with elevated metal leves.Journal Quality Environment, v. 17, p. 42-47, 1988.

REDDY, G. B.; DUNN, S. J.; ROSS, S. M.Nitrogen transformations in sludge amendedsoils. Science of the Total Environmental, v.37, n. 2/3, p. 163-169, 1987.

ROS, C. O. da; AITA, C.; CERETTA, C. A.;FRIES, M. R. Lodo de esgoto: efeito imediatono milheto e residual na associação aveia-pre-ta-ervilhaca. Revista Brasileira de Ciênciado Solo. v. 17, p. 257-261, 1993.

SILVA, F. C.; BOARETTO, A. E.; BERTON,R. S. Cana-de-açúcar cultivada em solo aduba-do com lodo de esgoto. Pesquisa AgropecuáriaBrasileira, v. 33, p. 1-8, 1998.

SILVA, J. E.; RESCK, D. V. S.; SHARMA, R.S. Alternativa agronômica para o biossólido pro-duzido no Distrito Federal. II: aspectos qualitati-vos, econômicos e práticos de seu uso. RevistaBrasileira de Ciência do Solo. v. 26, n. 2, p.497-503, abr./jun. 2002.

Agradecimentos

À Sabesp, em especial ao técnico HermínioD. Palmuti, por ceder o lodo de esgoto para arealização do estudo.

tem-seresultados de

produçãoobtidos com

doses variandoentre 4 t ha-1

até 60 t ha-1 delodo (base

seca)


Desempenho de dois resíduos orgânicospara a sobrevivência de mudas deespécies arbóreas de Cerrado sobcondições adversas de área minerada

Rodrigo Studart CorrêaBenício de Mélo Filho

Resumo

Lodo de esgoto e composto de lixo são produzi-dos em grandes quantidades em centros urba-nos, no entanto, questões sanitárias e ambientaispodem limitar o uso agrícola deles. As restri-ções em utilizá-los em reflorestamentos e narecuperação de áreas mineradas são menores.Dessa forma, este trabalho visa avaliar a influ-ência que composto de lixo doméstico e lodo deesgoto exercem sobre a sobrevivência de mu-das de oito espécies arbóreas de Cerrado, em-pregadas na revegetação de uma área minera-da em Brasília. Entre 47% e 87% das mudassobreviveram aos primeiros 22 meses de cres-cimento no campo. Houve diferença significati-va entre a sobrevivência de plantas tratadas comlodo e com lixo compostado, ao se considerar asdiferentes classes de altura das mudas ao irempara o campo. A melhor resposta - 87% de so-brevivência - ocorreu com lodo de esgoto apli-cado a mudas de 20,5 - 30,5 cm de altura, inde-pendentemente da espécie. A pior resposta -47% de sobrevivência - refere-se a mudas me-nores que 10,5 cm, cultivadas com composto delixo. O lodo de esgoto apresentou nítida vanta-gem sobre o composto de lixo por classe de al-tura de plantas e nenhuma desvantagem pormédia de tratamento, considerando as oito es-pécies testadas.

Palavras-chave: lodo de esgoto; biossólidos; re-síduos urbanos; Cerrado; áreas degradadas.

Abstract

Sewage sludge and composted domestic garbageare generated in urban areas in large quantities,and sanitary and environmental issues may limittheir agricultural use. However, their use inreforestation and land reclamation is lessrestricted. Thus, this work aimed at evaluatingthe influence of composted garbage and sewagesludge on the survival capacity of eight BrazilianSavanna tree species grown on mined spoils atBrasilia City. Tree survival rate ranged from47% to 87% in 22 months of growth. There wasa significant difference in survival among plantscultivated with composted garbage and sewagesludge when classes of height for plants weretaken into account. The best result - 87% ofseedling survival - concerns to the 20.5 - 30.5cm-high plants, treated with sewage sludge. Theworst outcome – a 47% survival - concerns toseedlings shorter than 10.5cm treated withcomposted garbage. Sewage sludge presenteda pronounced advantage over compostedgarbage for plant survival considering a plantheight approach and a similar performance whenthe criteria was the whole lot of eight species.

Key words: sewage sludge; biosolids; urbanresidues; Brazilian Savanna, degraded land.

Introdução

A reciclagem e a reutilização de resíduos

Performance of two organic wastes forthe survival of seedlings and tree

species of the cerrado, under adverseconditions of a mining area

avalia-se ainfluência docomposto do

lixo domésticoe do lodo de

esgoto narevegetação daárea minerada


têm sido incentivadas e praticadas em todo omundo (EPSTEIN, 1997). A aplicação de resí-duos em solos é considerada uma alternativa quenão apenas resolve o problema de disposição,mas também recupera nutrientes e matéria or-gânica onde eles são necessários (PASCUALet al., 1997). COX e WHELAN (2000) relatamque as dificuldades de restabelecimento de ve-getação em locais minerados podem ser supe-radas com a utilização de esgoto, seus deriva-dos e outros resíduos orgânicos. Entretanto,FROSSARD e MOREL (1995) afirmam quelodos de esgotos têm sido aplicados em solospor vários anos e que os efeitos observados so-bre as plantas ainda são contraditórios. TOMERet al. (1998) defendem que fontes de matériaorgânica que se originaram de resíduos devamser preferencialmente utilizadas em projetos dereflorestamento, para se evitar riscos de trans-missão de doenças e bioacumulação de metaisem humanos. Além disso, o Decreto Federal n.o

4.954/2004 restringe o uso agrícola de insumose resíduos que contenham significativas concen-trações de metais e patógenos (BRASIL, 2004).

As áreas degradadas pela mineração noDistrito Federal ocupam cerca de 0,6% de seuterritório e a regeneração natural nesses ambi-entes é extremamente lenta (CORRÊA; BIAS;BAPTISTA, 2004). Os valores de matéria or-gânica dos substratos minerados no DF situam-se entre 4 e 9 g kg-1 (CORRÊA e MÉLO FI-LHO, 1998), contra concentrações de 20 a 60 gkg-1 presentes em solos minerais bem drenados(BRADY, 1989). De acordo com LEITE;HARIDASSAN; MARTINS (1994), arevegetação de áreas mineradas no Distrito Fe-deral não é possível sem a adição de grandesquantidades de matéria orgânica aos seussubstratos. Quantidades insuficientes de maté-ria orgânica resultam freqüentemente em ele-vado número de mortes de mudas plantadasnesses locais. BRADY (1989) explica que emsolos tropicais a matéria orgânica é responsávelpelo fornecimento da maior parte do nitrogênio(N), fósforo (P) e enxofre (S), além de aumen-tar a água disponível para as plantas nos solos,como resultado de uma melhor estruturação.

As fontes de matéria orgânica mais dispo-níveis para trabalhos de revegetação de áreas

mineradas no DF são o composto de lixo, pro-duzido pelo Serviço de Limpeza Urbano do Dis-trito Federal (SLU), e o lodo de esgoto, origina-do nas Estações de Tratamento de Esgotos(ETEs) da Companhia de Saneamento do Dis-trito Federal (Caesb). A disponibilidade dessesmateriais para projetos de revegetação deve-senão somente à enorme quantidade gerada, mastambém às fortes restrições sanitárias em utilizá-los em outras atividades, como na jardinagem,paisagismo ou agricultura (BRASIL, 2004).

Apesar do perigo sanitário intrínseco des-ses materiais - metais e patógenos -, a utilizaçãocriteriosa de lixo compostado e lodo de esgotoem projetos de reflorestamento e de revegetaçãode áreas mineradas tem-se mostradoambientalmente viável no Distrito Federal. Comomedida de segurança, o órgão ambiental distritalbane o uso de resíduos em áreas de proteçãopermanente e de mananciais, bordas dechapadas, declives e locais próximos a nascen-tes. Todavia, em locais permitidos, composto delixo e lodo de esgoto são utilizados em projetosde revegetação de áreas degradadas no DistritoFederal desde 1994, mesmo na ausência de ava-liações dos efeitos que esses resíduos exercemsobre espécies arbóreas de Cerrado.

Dessa forma, este trabalho visa avaliar ainfluência que composto de lixo doméstico e delodo de esgoto exercem sobre a sobrevivênciade mudas de espécies arbóreas de Cerrado uti-lizadas na revegetação de áreas mineradas noDistrito Federal.

Material e métodos

Parte de uma área de 35 ha, escavada emseis metros de profundidade sobre Latossolo Ver-melho-Escuro (EMBRAPA, 1999) e abandona-da há cerca de 40 anos foi escarificada em cur-vas de nível a cada seis metros de distância. Co-vas de 0,4 m x 0,4 m x 0,4 m (64 L ou 77 kg desubstrato) foram abertas a cada seis metros, den-tro das linhas de escarificação. Característicasdo substrato argiloso exposto (523 g argila kg-1

solo) constam na tabela 1.A cada cova incorporaram-se 54 L de lodo

de esgoto contendo 853 g kg-1 de águagravimétrica (base úmida). Esse material foi

estes materiaissão indicadosem função daquantidadegerada e das

fortesrestrições aoutros usos


TABELA 1 - PARÂMETROS ANALISADOS NO SUBSTRATO MINERADO E NOS RESÍDUOS UTILIZADOS

Material

Substrato

minerado

Lodo de

esgoto

Composto

de lixo

M.O*

(g kg-1)

6,0

± 0,8

515

± 23

349

± 15

pH água

(1:5 m/v)

5,2

± 0,2

6,5

± 0,1

5,8

± 0,2

N

< 0,1

<± 0,1

82

± 3

7,1

± 0,8

P

< 0,1

<±0,1

63

± 4,1

6,2

± 0,2

K

0,2

± 0,1

4,1

± 0,1

7,3

±1,1

Ca

1,0

± 0,1

17

± 1,1

8,2

± 0,1

Mg

0,5

± 0,1

47

± 1,0

9,0

± 0,5

*Matéria orgânica em base seca. Demais parâmetros em base úmida. Médias ± desvio padrão.

mg kg-1

originado por processo de lodos ativados, emnível terciário, e desaguados em prensa mecâ-nica na ETE Brasília Norte. Em cada cova dalinha seguinte, foram aplicados 18 L de compos-to de lixo maturado por 60 dias e contento 511 gkg-1 de água gravimétrica (base úmida). O com-posto foi produzido a partir de resíduos orgâni-cos domésticos em um reator horizontal de ven-tilação forçada, na Usina e Compostagem doSLU, Asa Sul-Brasília/DF. Na linha seguintevoltou-se a aplicar lodo de esgoto e assim su-cessivamente, até se obterem 320 covas aduba-das com lodo de esgoto e 320 covas adubadascom composto de lixo doméstico. Característi-cas dos resíduos utilizados constam na tabela 1.

A matéria orgânica do substrato mineradoe dos resíduos foi analisada oxidando-se 0,2g dematerial seco (110oC por 48h) com uma misturade dicromato de potássio (K2Cr2O4) e ácido sul-fúrico (H2SO4) e posterior titulação com sulfatoferroso aquoso (FeSO4.7H2O). Fósforo (P),potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg) dosresíduos foram extraídos por meio de digestãoácida (H2SO4 + HNO3) a 250oC e posterior aná-lise de 5ml dos extratos em espectofotômetrode absorção atômica. Outros 10 ml dos mesmosextratos foram destilados para análise de nitro-gênio total (Método Kjeldahl). Nitrogênio nosubstrato foi extraído com solução 2M KCl eanalisado por meio de destilação (MétodoKjeldahl). P, K, Ca e Mg no substrato foram

analisados conforme EMBRAPA (1997).A aplicação de lodo de esgoto e de com-

posto de lixo às covas resultou na adição de 40a 50 g kg-1 de matéria orgânica (base seca) aosubstrato de cada cova. Duas semanas após aincorporação dos resíduos, 640 mudas de oitoespécies de Cerrado, de variados tamanhos, fo-ram selecionadas, perfazendo-se 80 plantas porespécie. As plantas foram divididas em vintegrupos, cada um contendo quatro mudas de cadaespécie selecionada, totalizando 32 mudas/gru-po. Mudas dentro dos grupos foram distribuídasao acaso e plantadas nas covas, dentro de cadalinha de escarificação, sem a adição de fertili-zantes ou corretivos químicos.

A sobrevivência das plantas foi acompa-nhada ao final de duas estações secas (outubro-dezembro) e depois de duas estações chuvosas(maio-julho), perfazendo 22 meses de observa-ção, sem que houvesse qualquer trato culturalao longo do período. Os dados foram tratadospor meio de análise de variância e as médiasforam comparadas pelo Teste-t ou pelo teste deTukey, utilizando-se o programa Minitab 12 paraWindows.


A sobrevivência das espécies em 22 me-ses de cultivo variou de 37%, para Tibouchinasp. (Melastomataceae) adubada com composto

a sobrevivênciadas plantas foiacompanhada

ao final de duasestações secas


TABELA 2 - SOBREVIVÊNCIA DAS MUDAS ADUBABAS COM COMPOSTO DE LIXO E COMLODO DE ESGOTO, POR ESPÉCIE TESTADA

Nome científico

Dipterix alata

Jacaranda mimosaefolia

Myracodrum urundeuva

Piptadenia peregrina

Plathymenia reticulata

Stryphnodendrum adstringens

Tibouchina sp.

Zantoxylum rhoifolium

Médias

Médias com mesma letra não diferem estatisticamente pelo Teste-t (p = 0,05).

Nome comum

Baru

Jacarandá-mimoso

Aroeira

Angico

Vinhático

Barbatimão

Quaresmeira

Maminha-de-porca

Médias

Lodo

68,4a

65,6c

61,5e

79,0f

90,9g

55,0i

52,9k

47,0m

65,0n

Sobrevivência %

Lixo

62,1a

51,2b

72,0d

73,3f

89,9g

83,0h

37,1j

86,3l

69,4n

Espécie

de lixo, a 90%, para Plathymenia reticulata(Caesalpinoideae) independentemente da fontede matéria orgânica (tabela 2). Das oito espéci-es testadas, Dipterix alata (Faboideae),Piptadenia peregrina (Mimosoideae) e P.reticulata apresentaram porcentagens de sobre-vivência iguais para o composto de lixo e para olodo de esgoto. Para as demais cinco espécies,cujos valores de sobrevivência diferiram paraas duas fontes de matéria orgânica, o compostode lixo proporcionou melhores resultados paraMyracodrum urundeuva (Anarcadiaceae),Stryphnodendrum adstringens (Mimosoideae)e Zantoxylum rhoifolium (Rutaceae). O me-lhor resultado comparativo por espécie para ocomposto de lixo refere-se a Z. rhoifolium, cujasobrevivência superou em quase duas vezes aobtida com lodo de esgoto. Porém, as mudas deTibouchina sp. cultivadas com lodo de esgotosuperaram em 1,4 vez as mudas da mesma es-pécie cultivadas com composto de lixo.

Houve interações variadas entre as dife-rentes espécies escolhidas e as duas fontes dematéria orgânica, com aparente vantagem detrês espécies sobrevivendo mais em covas adu-badas com composto de lixo contra duas espé-cies superiores em lodo de esgoto (tabela 2).Todavia, o valor médio da porcentagem de so-

brevivência para todas as oito espécies no tra-tamento composto de lixo é de 69,4% (±6,5) epara o tratamento lodo de esgoto é de 65,0%(±5,1), que tornam o tratamento não significati-vo. Análise de variância e Teste-t confirmam ainexistência de diferenças significativas entre osdois tratamentos (tabela 2).

Cerca de 10% de todas as mudas morre-ram ainda na primeira quinzena após o plantio,sem que se pudesse constatar qualquer efeitodeletério das duas fontes de matéria orgânica.As diferenças dos valores de sobrevivência paraos dois tratamentos também não são significati-vas, o que leva a inferir que as causas de mor-tes prematuras de mudas relacionam-se a pro-blemas de formação, condução e transporte daspróprias plantas e não a problemas de toxicidadedo lodo de esgoto ou do composto de lixo.

Outros 69% de morte ocorreram duranteas estações secas: 63% na primeira estaçãoseca e 6% na segunda. Apenas 21% de todasas mortes ocorreram nas estações chuvosas,perdidas para predadores, parasitas ou outrascausas. Como cerca de 70% das mortes ocor-reram nas estações secas, estresse hídrico pa-rece ser fator determinante para a perda de plan-tas. CORRÊA e CARDOSO (1998) citam quea falta de capacidade de os substratos minera

houveinterações

variadas entreas diferentes

espéciesescolhidas e asduas fontes de

matériaorgânica


dos reterem umidade na estação seca é a maiorcausa de morte de mudas de espécies arbóreasde Cerrado em projetos de revegetação de áre-as mineradas no Distrito Federal.

Ao se tentar relacionar a ecologia das es-pécies plantadas com as fontes de matéria or-gânica utilizadas, nenhum resultado conclusivopôde ser obtido. As três espécies com valoresiguais para sobrevivência distribuem-se por trêsgrupos ecológicos: D. alata e P. reticulata sãosecundárias/clímaxes e J. mimosaefolia é pio-neira. Porém, as espécies com melhor perfor-mance em composto de lixo são secundárias eaquelas superiores em lodo de esgoto são pio-neiras. Inferências além dessas não são possí-veis fazer, devido ao reduzido número de espé-cies testadas. Melhor resultado foi conseguidoquando se relacionaram as fontes de matériaorgânica com o estágio de desenvolvimento dasmudas ao serem plantadas no campo (figura 1).

Existe no Distrito Federal a prática de nãose plantar em campo aberto mudas que apre-sentem menos de 30 cm de altura. Esse hábitoencontra suporte nos dados encontrados aqui:as perdas de mudas menores que 10,5 cm pas-saram dos 50% para o composto de lixo e che-garam a 50% para o lodo de esgoto, indepen-dentemente da espécie (figura 1). Na classe dealtura seguinte, 10,5 - 20,5 cm, mais de 60% dasmudas cultivadas com lodo de esgoto sobrevi-veram aos primeiros 22 meses de campo, masaquelas cultivadas com composto de lixo conti-nuaram com o valor de 50% para sobrevivên-cia. A diferença entre os valores de sobrevivên-cia aumenta ainda mais na classe 20,5 - 30,5cm: 87% das mudas que pertenciam a essa clas-se de altura sobreviveram nas covas adubadascom lodo de esgoto, enquanto as plantadas comcomposto de lixo permaneceram em 52% de so-breviventes (figura 1).

Nas classes superiores de altura, 30,5 -40,5cm e 40,5 - 50 cm, a porcentagem de sobre-viventes entre as duas fontes de matéria orgâni-ca iguala-se, dentro de cada classe (figura 1). Amorte de plantas, que se reduziu na classe 30,5 -50 cm, volta a aumentar para as mudas maioresque 50 cm. O tamanho das mudas com mais de50 cm de altura pode ter sido inapropriado paracovas de apenas 64 L. Volume e tratamento dado

a covas são cruciais para o desenvolvimento esobrevivência de plantas sob condições adver-sas. O volume de 64 L é modesto, mas na práti-ca é o mais utilizado no Distrito Federal, retra-tando, portanto, a realidade local (CORRÊA eCARDOSO, 1998).

PINÃ-RODRIGUES (1997) cita que 20%de morte de mudas pode ser considerado baixoem projetos de recuperação de áreas degrada-das, e valores de até 40% são comuns nessescasos. Dessa forma, 87% de sobreviventes naclasse 20,5 - 30,5 cm, para o tratamento comlodo de esgoto, pode ser considerado um exce-lente resultado. Plantas entre 30,5 - 50,0 cm li-mitaram-se a menos de 40% de mortes, tantonas covas adubadas com lodo de esgoto comonas adubadas com composto de lixo. Porém,apenas as plantas cultivadas em lodo de esgotoapresentaram menos de 40% de mortes para asmudas entre 10,5 cm e 30,5 cm e para aquelasmaiores que 50,0 cm.

A diferença de desempenho das duas fon-tes de matéria orgânica foi menor do que a ca-pacidade nata de as espécies selecionadas so-breviverem às condições adversas impostas peloexperimento (tabela 2). O lodo de esgoto e ocomposto de lixo mostraram desempenhossignificantemente diferentes somente aointeragirem com os variados estágios de desen-volvimento das mudas plantadas (figura 1).

COX e WHELAN (2000) relatam cresci-mentos excepcionais de Corymbia maculata,Acacia sp. e Collistemon sp. ao serem aduba-das com lodo de esgoto doméstico. JáPASCUAL et al. (1997) encontram fortes indí-cios de que a adição de lodo de esgoto em solosacarreta melhores resultados de crescimento doque a incorporação de outros resíduos domésti-cos, devido à grande concentração de N e Pque lodos de esgoto contêm. Nesse sentido,COX e WHELAN (2000) advogam que o cres-cimento rápido de plantas em estágios iniciaisde desenvolvimento aumenta suas chances desobreviver a fatores adversos, como por exem-plo, a secas.

O tratamento dado a substratos é de fun-damental importância para o estabelecimento edesenvolvimento de uma comunidade vegetalimplantada pelo homem, principalmente em se

emdeterminadas

espécies, aadição de lodode esgoto emsolos acarreta

melhoresresultados decrescimento


FIGURA 1 - SOBREVIVÊNCIA DE MUDAS ARBÓREAS DE CERRADO DE ACORDO COM A CLASSEDE ALTURA E FONTE DE MATÉRIA ORGÂNICA UTILIZADA, EM 22 MESES. MÉDIAS COM MESMA

LETRA NÃO DIFEREM ESTATISTICAMENTE PELO TESTE DE TUKEY (P = 0,05)

tratando de áreas agudamente degradadas (COXe WHELAN, 2000). O lodo de esgoto utilizadoneste trabalho possui concentrações de N, P eMg muito maiores do que as presentes no com-posto de lixo. O maior valor nutricional do lodoprovavelmente se traduziu em maior sobrevivên-cia das mudas tratadas com ele (tabela 1). Nestimula significativamente o crescimento deplantas em estágios iniciais de desenvolvimento,e isso resulta em maior acúmulo de reservas paraque mudas atravessem períodos de estiagem(KREBS, 1985).

Outro provável mecanismo que favoreceo lodo de esgoto é o aumento da capacidadede água disponível dos substratos adubadoscom ele. EPSTEIN (1997) relata grande au-mento da capacidade de retenção de água desubstratos minerados e solos tratados com lodode esgoto. USON e COOK (1995) citam au-mentos da quantidade de água disponível paraplantas em solos adubados com vários resídu-os. Eles relatam que as diferentes capacida-des de armazenar água para plantas que resí-duos proporcionam a solos acentuam-se emépocas de estiagem.

A determinação se o aumento da capaci-dade de campo do substrato minerado é o me-

canismo que favorece o lodo de esgoto extrapolaos objetivos deste trabalho, mas a investigaçãodessa hipótese é de fundamental importânciapara o manejo adequado de resíduos emsubstratos minerados. Porém, como o lixocompostado não superou em nenhum momentoo lodo de esgoto e cerca de 70% de todas asmortes de plantas ocorreram na estação seca,diferenças em disponibilidade de água nessessubstratos certamente contribuíram para os di-ferentes valores de sobrevivência entre os doistratamentos.

Conclusões

A fonte de matéria orgânica não influen-ciou a sobrevivência de mudas arbóreas de Cer-rado ao se considerar espécie utilizada. Os da-dos tratados por classe de altura mostraram-semais promissores para o experimento. A melhorinteração foi obtida entre as mudas de 20,5 -30,5cm de altura e o lodo de esgoto: apenas 13%morreram em 22 meses. Mudas com menos de10,5cm de altura não deveriam ir para o campopor causa da grande proporção de plantas mor-tas, independentemente do tipo de resíduo utili-zado na adubação.

o maior valornutricional do

lodoprovavelmentese traduziu em

maiorsobrevivência

das mudastratadas com

ele


O lodo de esgoto apresentou nítida vanta-gem sobre o composto de lixo por classe de al-tura e nenhuma desvantagem ao se considerara média de todas as oito espécies testadas. Altaconcentração de nutrientes e aumento da capa-cidade de água disponível nos substratos aduba-dos são as prováveis causas de o lodo de esgotoser uma melhor fonte de matéria orgânica doque o composto de lixo.

As mudas das espécies arbóreas de Cerra-do da classe 20,5 - 30,5 cm que foram adubadascom o lodo de esgoto apresentaram excelenteresultado de sobrevivência ao serem submetidasa condições adversas de área minerada.

Referências

BRADY, N.C. Natureza e propriedades dossolos. 7. ed. Rio de Janeiro: Freitas Bastos,1989. 647 p.

BRASIL. Decreto n. 4.954, de 14 de janeirode 2004. Disponível em: <http://www.planalto.gov.br> Acesso em: 10 out. 2004.

CORRÊA, R.S.; BIAS, E.D.; BAPTISTA,G.M.M. Áreas degradadas pela mineração noDistrito Federal. In: CORRÊA, R.S.;BAPTISTA, G.M.M. (Orgs.). Mineração eáreas degradadas no cerrado. Brasília:Universa, 2004. p. 9-21; 174.

CORRÊA, R.S.; CARDOSO, E.S. Espéciestestadas na revegetação de áreas degradadas.In: CORRÊA, R.S. E MÉLO FILHO, B. (Orgs.).Ecologia e recuperação de áreas degrada-das no Cerrado. Brasília: Paralelo 15, 1998. p.101-116;178.

CORRÊA, R.S.; MÉLO FILHO, B. Ecologia eregeneração em áreas escavadas. In: ____.Ecologia e recuperação de áreas degrada-das no Cerrado. Brasília: Editora Paralelo 15,1998. p.65-100:178

COX, J.A.; WHELAN, R.J. Soil development ofan artificial soil mix: nutrient dynamics, plant growth,and initial physical changes. Australian Journalof Soil Research, v.38, p. 465-477, 2000.

EMBRAPA. Manual de métodos de análisee solo. 2. ed. Rio de Janeiro: Centro Nacionalde Pesquisa de Solos; Embrapa-CNPS, 1997.211 p.

_____. Sistema brasileiro de classificaçãode solos. Rio de Janeiro: Serviço de Produçãode Informação; Embrapa Solos, 1999. 412 p.

EPSTEIN, E. The science of composting.Lancaster, Pennsylvania: Technomic PublishingCompany, 1997. 487 p.

FROSSARD, E; MOREL, J.L. Assessment ofthe phosphorus fertilizing value of urban sewagesludges. In: SOIL MANAGEMENT INSUSTAINABLE AGRICULTURE. THIRDINTERNATIONAL CONFERENCE ONSUSTAINABLE AGRICULTURE. London.Anais…UK: Wye College, 1995. p. 226-230.

KREBS, C.J. Ecology: the experimentalanalysis of distribution and abundance. New York:Harper and Row, 1985. 585 p.

LEITE, L.L.; HARIDASSAN, M.; MARTINS,C.R. Efeitos da descompactação e adubação dosolo na revegetação espontânea de umacascalheira no Parque Nacional de Brasília. In:SIMPÓSIO SUL-AMERICANO, 1., 1994, Fozdo Iguaçu. SIMPÓSIO NACIONAL DE RE-CUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS,2., 1994, Foz do Iguaçu. Anais... Brasil: Funda-ção de Pesquisas Florestais do Paraná-FUPEF,1994. p. 527-534.

PASCUAL, J.A. et al. Characterization of urbanwastes according to fertility and phytotoxicityparameters. Waste Management &Research, v.15, p.103-112, 1997.

PINÃ-RODRIGUES, F.C. Análise do desenvol-vimento de espécies arbóreas da Mata Atlânti-ca em sistema de plantio adensado para arevegetação de áreas degradadas em encosta,no entorno do Parque Estadual do Desengano(RJ). In: SIMPÓSIO NACIONAL DE RECU-PERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS, 3.,1997, Ouro Preto. Anais... Minas Gerais: Soci-

quanto àespécie, a fonte

de matériaorgânica nãoinfluenciou asobrevivência

das mudas


edade Brasileira de Recuperação de ÁreasDegradadas/Universidade Federal de Viçosa,1997. p. 283-291.

TOMER, M. et al. Nitrogen and phosphorusremoval in an effluent-irrigated forest plantationin New Zealand. In: NATIONAL SOILSCONFERENCE ENVIRONMENTALBENEFITS OF SOIL MANAGEMENT, 1998,Brisbane. Anais... Austrália: 1998. p.79-85.

USON, A.; COOK, H. Water relations in a soilamended with composted organic wastes. In:SOIL MANAGEMENT IN SUSTAINABLEAGRICULTURE. THIRD INTERNATIONALCONFERENCE ON SUSTAINABLEAGRICULTURE. London. Anais… UK: WyeColllge, 1995. p. 453-460.

Autores

Rodrigo Studart Corrêa,Ph.D em Manejo de Recursos Naturais daSemarh-DF, professor da Universidade de

Brasília - EFL e da Universidade Católica deBrasília - UCB.

Benício de Mélo Filho,mestre em Desenvolvimento Sustentável do

Ibama e doutorando em Manejo Florestalpela UFPR.

O lodo deesgoto

apresentounítida vantagem

sobre ocomposto de

lixo


Documents

Sanare - Revista Técnica da Sanepar