AVALIAÇÃO DA QUALIDADE SANITÁRIA DA ÁGUA INFILTRADA NO SOLO LOCALIZADO EM ÁREA DE DESPEJO DE EFLUENTES DA INDÚSTRIA CÍTRICA

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1 AVALIAÇÃO DA QUALIDADE SANITÁRIA DA ÁGUA INFILTRADA NO SOLO LOCALIZADO EM ÁREA DE DESPEJO DE EFLUENTES DA INDÚSTRIA CÍTRICA Bruno Coraucci Filho (1) Engenheiro Civil, FEC/UNICAMP (1975); Mestre em Engenharia Civil, área de concentração: Hidráulica e Saneamento, Escola de Engenharia de São Carlos; USP (1983); Doutor em Engenharia Civil, área de concentração: engenharia hidráulica e sanitária, Escola Politécnica de São Paulo - USP (1992); Área de pesquisa: Qualidade de Água e Solo, FOTO Tratamento de Águas de Abastecimento e Residuárias; Tratamento e Disposição de Resíduos Sólidos; Professor Assistente Doutor. Roberto Feijó de Figueiredo Engenheiro Civil (1973) pela Faculdade de Engenharia Civil - UNICAMP. Mestre em Engenharia Civil (1977), Área de Concentração Hidráulica e Saneamento, pela Escola de Engenharia de São Carlos - USP. Master of Engineering (1979) pela University of California, Davis - EUA Pós Doutorado (1988) na University of California, Davis - EUA, Área de Concentração: Engenharia Ambiental. Área de Pesquisa: Tratamento de Águas de Abastecimento e Residuárias, Reciclagem de Lixo, Qualidade de Água e Solo, Aplicação de Lodos de ETE s no Solo. Professor Adjunto (MS-5), Dirceu Brasil Vieira Engenheiro Agrônomo, ESALC - USP (1967). Mestrado, EESC - USP (1971). Doutorado, FEC - UNICAMP (1973). Professor Titular, FEC - UNICAMP (1985). Linhas de Pesquisa: Engenharia de Irrigação, Estudo Hidráulico de Equipamentos de Irrigação, demanda hídrica de culturas, tratamento de resíduos líquidos no solo via irrigação, determinação de parâmetros básicos de irrigação. Luciana Carla Ferreira de Souza Tecnóloga Sanitária, Centro Superior de Educação Tecnológica -CESET/UNICAMP, Limeira - SP (1996); Bolsista de Iniciação Cientifica PIBIC/CNPq/UNICAMP; Área de Pesquisa: Qualidade de água e solo, tratamento e disposição de resíduos no solo; Endereço (1) : DSA/FEC/UNICAMP, Faculdade de Engenharia Civil da Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP - Campinas - SP - CP CEP Tel: (019) Fax. (019) bruno@fec.unicamp.br. RESUMO O presente trabalho tem por objetivo avaliar o desempenho do sistema de tratamento de efluentes líquidos no solo através de canais de infiltração. A técnica consistiu na aplicação de despejo líquido bruto proveniente de uma indústria cítrica em sulcos de infiltração, entre os quais foram plantados eucaliptos da variedade Grandis. O efluente aplicado, que não entrou em contato direto com a vegetação, infiltrou no solo, propiciando parte da umidade necessária ao metabolismo da planta. O sistema foi implantado em solo classificado como Franco Arenoso (USDA), em área de terreno de 2 ha pertencente a Citrosuco Paulista S.A, em Limeira, SP. O 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 156

2 líquido infiltrado no solo foi retirado por meio de coletores de drenagem livre e sondas de ponta porosa e amostras analisadas através de métodos físicos e químicos. Foram determinados os seguintes parâmetros: Demanda Química de Oxigênio (DQO), Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), Sólidos Suspensos ph e Alcalinidade, segundo Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (AWWA), 17 a e 18 a Edição. O efluente retirado do solo apresentou redução de 77% a 93% para DQO, de 79% a 95% para DBO, indicando uma remoção de carga orgânica. Para os sólidos ocorreu uma redução de 63% a 49%. O ph apresentou uma faixa de valores variando de 7,4 a 7,9 e portanto mais adequada que a apresentada pelo afluente bruto que variou de 9,1 a 11,8. Estes resultados demostraram a eficiência deste sistema de tratamento frente ao efluente utilizado. PALAVRAS-CHAVE: Tratamento de Efluentes, Tratamento no Solo, Qualidade de Água, Infiltração no Solo. INTRODUÇÃO Atualmente, o crescimento populacional e industrial mostra que é evidente a necessidade de garantir ainda mais o grau de tratamento de todos os despejos antes do seu lançamento aos corpos de água receptores. A importância de água como fonte vital para a sobrevivência humana é bastante discutida em diversas áreas cientificas. Nesse sentido, o controle por despejos indústrias é necessário fazer parte do contexto de uma economia planejada e de metas de desenvolvimento de uma tecnologia nacional, devendo-se fundamentar na pesquisa e utilização de métodos adequados à nossa realidade, aliados à seleção e adaptação de tecnologia importada, paralelamente a formação e capacitação de pessoal técnico especializado. Aplicação de águas residuárias no solo é um sistema de tratamento ou de disposição com grande possibilidade de uso, podendo também, ser um processo de reutilização destas águas. Neste sistema, a aplicação dos efluentes utiliza conceitos e métodos convencionais da engenharia de irrigação devendo-se, nas pesquisas a serem efetuadas, contemplar os limites das suas taxas de aplicação com os limites de qualidade impostos pela engenharia sanitária, por garantir simultaneamente o grau de produtividade agrícola como o de proteção da saúde pública e qualidade ambiental. Dentre os processos industriais que geram grandes volumes de águas residuárias e carga orgânica elevada, estão os produtores de suco cítrico concentrado, os quais têm apresentado no mundo, um rápido crescimento nos últimos anos. No Brasil a industrialização de suco cítrico iniciou-se por volta de 1960 e hoje é responsável por cerca de 54% do mercado mundial de exportação. A Citrosuco Paulista SA, Limeira, SP, chega a processar de caixas de laranjas, produzindo toneladas de suco concentrado com uma produção de efluente líquido da ordem de m 3 por safra. Com este trabalho pretende-se dar continuidade à pesquisa iniciada por CARRARO(1995) que é de avaliar a qualidade da água infiltrada no solo que recebeu estes efluentes após um período de aplicação superior a três anos, e verificar a sua eficiência como sistema de tratamento. METODOLOGIA 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 157

3 O sistema de tratamento de resíduos através de sulcos largos de infiltração, está situado em uma área de dois hectares cultivado por eucaliptos da variedade Grandis, os quais consomem muita água, plantados em filas duplas com espaçamento de 1x1m., intercalados por sulcos de infiltração de base larga com aproximadamente 3 metros de largura por 40 centímetros de profundidade e cerca de 164 metros de comprimento. Foram aplicadas taxas hidráulicas de aproximadamente 5 cm/semana equivalente a uma taxa de aplicação orgânica de kg DBO/ha ano de acordo com CARRARO(1995) em solo do tipo Franco-Arenoso (U.S.D.A.), com as seguintes caracteristicas:74% areia, 10% de silte e 16% de argila; para o perfil 0-50 cm. A aplicação do efluente foi feita utilizando mangueiras plásticas que estão ligadas a rede industrial e vertidos a preencher os sulcos e de acordo com a capacidade do solo que é aproximadamente de 180m 3 /sulco, com freqüência de aplicação de 7 dias. Foram efetuados estudos da qualidade da água infiltrada no solo através das amostras coletadas nas estações de monitoramento e observações na vegetação através do desenvolvimento dos eucaliptos. Nas amostras coletadas foram realizadas análises de ph, alcalinidade, DQO, DBO, série de sólidos na água do solo, com o objetivo de verificar o desempenho do sistema, de acordo com o Standards Methods for the Examination of Water and Wastewater da AWWA. Para a avaliação da qualidade da água infiltrada no solo foram instaladas, na área de infiltração da indústria, as estações de monitoramento para a coleta das amostras e consistiram basicamente de Sondas de Ponta Porosa e Coletores de Drenagem Livre. Ambas foram instaladas nas profundidades de 0,50 m e 1,50 m e posicionadas em diversos locais da área onde se cultiva o eucalipto. Para o monitoramento do aquífero freático a área de pesquisa possui 4 poços de observação, de acordo com NORMA CETESB( 1988 ). A Sonda de Ponta Porosa é composta por uma ponta porosa de cerâmica de onde derivam-se duas mangueiras que podem ser de aproximadamente 1 / 4 de polegada, sendo uma disposta no fundo da cápsula e a outra na parte superior da mesma. Na mangueira superior é por onde aplica-se vácuo e na mangueira inferior faz-se a retirada da amostra. A aplicação de vácuo, interfere no fluxo normal da água do solo o que conseqüentemente força que a água flua para dentro da sonda. Esse tipo de equipamento permite mostrar elementos e substâncias que fluem pelos microporos do solo. O amostrador de Drenagem Livre, geralmente é usado em solos permeáveis com grande volume de macroporos ou que apresentam canais e ranhuras, pois nesses solos existem a tendência de ocorrer uma intensa lixiviação dos constituintes solúveis da água. No geral, esse equipamento apresenta-se como blocos perfurados de vidro ou de aço inox, colocados em aberturas feitas de solo e as águas que fluem praticamente em drenagem livre, preenchendo este bloco e daí são retiradas por meio de sucção. O sistema de distribuição é constituído de tubos de 100mm de PVC marrom com derivações contendo válvulas para controle da vazão e alimentação dos sulcos. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 158

4 O objetivo desse sistema é verificar a eficiência do tratamento de resíduos no solo e detectar migrações desses constituintes, possibilitando a adoção de medidas que possa vir a melhorar o desempenho do sistema e/ou minimizar os riscos de poluição ambiental. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 159

5 RESULTADOS Os dados são apresentados na FIGURAS 1, 2, 3, 4, 5 e 6, mostrando os resultados das análises feitas nas amostras do efluente bruto, Sonda de Ponta Porosa 0,50 m., Sonda de Ponta Porosa 1,50 m., Coletor de Drenagem Livre 0,50 m., Coletor de Drenagem Livre 1,50 m. Os resultados da altura dos eucaliptos, estão organizados na Figura 7. DEMANDA QUÍMICA DE OXIGÊNIO (DQO): Comparando-se os valores do Efluente bruto com os valores das Sondas de Ponta Porosa e Coletores de Drenagem Livre, em todas as profundidades, observa-se que a DQO sofreu uma redução no solo de aproximadamente 84% em termos médios (Figuras 1 e 2). DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNO (DBO): Os valores da DBO nas amostras coletadas das Sondas de Ponta Porosa e Coletores de Drenagem Livre sofrem uma redução significativa, principalmente aqueles situados a 1,50 m. de profundidade, chegando a remoção de 95%, quando comparado com as análises feitas das amostras do efluente bruto..(figuras 1 e 2) 6000 FIGURA 1: PARÂMETROS DO EFLUENTE BRUTO E DA AMOSTRA DAS SONDAS DE PONTA POROSA A 0,50 E 1,50 m Variação da DQO e DBO DQO - Efl. bruto DBO - Efl. bruto DQO - 0,50 m DBO - 0,50 m DQO - 1,50 m DBO - 1,50 m 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 160

6 6000 FIGURA 2: PARÂMETROS DO EFLUENTE BRUTO E DA AMOSTRA DOS COLETORES DE DRENAGEM LIVRE A 0,50 E 1,50 m Variação da DBO e DQO DQO - Efl. bruto DBO - Efl. bruto DQO - 0,50 m DBO - 0,50 m DQO - 1,50 DBO - 1,50 m ph: Os valores de ph das amostras do efluente bruto analisados mantiveram-se na faixa de aproximadamente 10, ou seja, mantiveram-se alcalinos. Já os valores de ph da Sonda de Ponta Porosa a 0,50 m., mantiveram-se na média de 7,90, o ph da Sonda de Ponta Porosa 1,50 m., manteve-se na média de 7,40, o Coletor de Drenagem Livre a 0,50 m., manteve o ph na média de 6,59 e o Coletor de Drenagem Livre a 1,50m., manteve o ph na média de 7,03. Comparando-se as figuras do Efluente Bruto com as figuras das Sondas de Ponta Porosa e Coletores de Drenagem Livre verifica-se que o ph diminui com a profundidade, ele fica estabilizado em ph 7,23, em termos médios (Figuras 3 e 4). Pela literatura, os despejos que possuem ph entre 6,0 e 9,5 geralmente têm boa aceitação para aplicação no terreno, que possui qualidades excepcionais de tamponamento; o que pode ser observado neste processo de tratamento. ALCALINIDADE: A alcalinidade total avaliada em termos de CaCO 3 foram os seguintes: No efluente bruto variou de 286 mg/l a 1194 mg/l, com média de 550 mg/l e desvio padrão 306. Na água retirada da sonda de Ponta Porosa a 50 cm de profundidade, variou de 544 mg/l a 1360 mg/l. Na água retirada da sonda de Ponta Porosa a 150 cm de profundidade, variou de 708 mg/l a 1364 mg/l. Na água retirada do coletor de Drenagem Livre a 50 cm de profundidade, variou de 152mg/l a 62 mg/l. Na água retirada do coletor de Drenagem Livre a 150 cm de profundidade, variou de 672 mg/l a 1164 mg/l 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 161

7 FIGURA 3: PARÂMETROS DO EFLUENTE BRUTO E DA AMOSTRA RETIRADA DAS SONDAS DE PONTA POROSA A 0,50 E 1,50 m Variação do ph Efl. bruto 0,50 m 1,50 m 12 FIGURA 4: PARÂMETROS DO EFLUENTE BRUTO E DA AMOSTRA DOS COLETORES DE DRENAGEM LIVRE A 0,50 E 1,50 m Variação do ph Efl. bruto 0,50 m 1,50 m SÓLIDOS SUSPENSOS: Ao se comparar os valores das amostras analisadas do Efluente bruto, que se encontram nas FIGURAS 5 e 6, com os valores das amostras dos Coletores de Drenagem Livre e Sonda de Ponta Porosa, nas diferentes profundidades pode-se notar que os Sólidos Suspensos sofrem uma redução de aproximadamente 88%, em termos médios 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 162

8 1600 FIGURA 5: PARÂMETROS DO EFLUENTE BRUTO E DA AMOSTRA DAS SONDAS DE PONTA POROSA A 0,50 E 1,50 m Variação dos Sólidos Suspensos Efl. bruto 0,50 m 1,50 m 1600 FIGURA 6: PARÂMETROS DO EFLUENTE BRUTO E DA AMOSTRA COLETORES DE DRENAGEM LIVRE A 0,50 E 1,50 m Variação dos Sólidos Suspensos Efl. bruto 0,50 m 1,50 m 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 163

9 DESENVOLVIMENTO DA ALTURA: Nota-se, através dos dados, que há o desenvolvimento dos eucaliptos e que a irrigação não influenciou negativamente no crescimento (Figura 7). 24 FIGURA 7- DESENVOLVIMENTO DA ALTURA DOS EUCALIPTOS AO LONGO DOS MESES Altura em metros Abr. Maio Jun. Jul. Ag. Set. Out. Planta 1 Planta 2 Planta 3 Planta 4 Planta 5 Planta 6 Tempo observado CONCLUSÃO Pode-se observar no presente trabalho, que o método de tratamento de efluente líquido no solo através de sulcos largos de infiltração, utilizado no sistema, mostrou ter um efeito tampão sobre o ph da água aplicada nas diferentes profundidades; manteve-se durante todo o estudo do experimento uma elevada capacidade de remoção da DQO, apresentando-se na faixa de 77% a 93%; uma elevada redução da DBO, na faixa de 79% a 93%; também uma remoção significativa de Sólidos Totais, em torno de 49% a 63% e uma remoção de Sólidos Suspensos, na faixa de 75% a 95%. O que mostra que o sistema é equivalente ao tratamento convencional do efluente, podendo considerá-lo de nível terciário, dado sua elevada capacidade de remoção de matéria orgânica e sólido. Através dos resultados obtidos no trabalho, pode-se concluir que esse sistema de tratamento de efluentes bruto da indústria cítrica no solo, através de sulcos largos de infiltração, irrigando eucalipto da variedade Grandis, mostrou-se muito eficiente, e por não haver contato direto do efluente bruto com a plantação, ser indicado como um método para o tratamento de citros. Vários problemas foram detectados durante a fase experimental principalmente com as estações de monitoramento que apresentaram deficiência no aprisionamento da água infiltrada, devendo ser objeto de melhorias nos sistemas. Embora não são apresentados resultados, foi observado a qualidade da água subterrânea, avaliada através dos poços de observação, não foi afetada durante o período de aplicação do efluente. 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 164

10 Dado ao custo de investimento, manutenção e operação ser reduzido, este é um método vantajoso por ser um alternativo ao sistema de tratamento convencional e de baixo custo. O objetivo principal do monitoramento é verificar a eficiência do tratamento de resíduos no solo e detectar migrações dos constituintes do resíduo aplicado, possibilitando a adoção de medidas como diminuir o volume de efluente líquido aplicado no solo, melhorando o desempenho do sistema e/ou minimizando os riscos de poluição ambiental. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. AWWA/APHA. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 17 ed.,, New York, AWWA/APHA. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 18 ed., New York, CARRARO, V. J. - Tratamento de Efluente Bruto Cítrico Líquido no Solo por meio de Sulcos Largos de Infiltração. Campinas, SP, 1995, p. 166 (dissertação de mestrado, FEC/UNICAMP). 4. Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental. Construção de Poços de Monitoramento Aquífero Freático. Norma técnica São Paulo, CETESB, CUNHA, R. C. de A.; CASARINI, D. C. P.; GLOEDEM, E.; FRACCAROLI, M. J. de B.; MACEDO, R. M. Sistemas de Tratamento de Resíduos Industriais em solo. Anais do 16 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Goiânia, GO, Vol. 2, TOMO IV, p , FERREIRA, M. Melhoramento Florestal e Silvicultura Intensiva com Eucalipto. Revista Silvicultura, V. 13, N 0 29, p. 5-11, FIGUEIREDO, R.F.; VIEIRA, D.B.; GENOVEZ, A.M. Tratamento de Efluente Cítrico Líquido pelo Processo de Irrigação por Aspersão. Anais do 16 0 Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Goiânia, GO, Vol. 2, Tombo lv, p , NOUR, E.A.A. Tratamento de Efluente de uma Indústria Cítrica pelo Processo de Escoamento Superficial no Solo. (Tese de Mestrado, Fac. Eng. Civil, UNICAMP), CAMPINAS, SP, 159 p SIVIERO, A.R.. Influência da Aplicação no Solo do Resíduo Liquido de Indústria Cítrica sobre Fungos e Bactérias e Avaliação da sua Toxidade sobre Daphinia similis Rio Claro, SP, p. 112, 1995 ( Dissertação de Mestrado, Instituto de Biociencias, ( UNESP ). 19 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 165