Aproveitamento de Águas Residuárias Tratadas em Irrigação e Piscicultura

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1 Aproveitamento de Águas Residuárias Tratadas em Irrigação e Piscicultura A Experiência da Universidade Federal do Ceará Suetônio Mota

2 REÚSO DE ÁGUA Vantagens: Oferta de água para piscicultura e irrigação (agricultura irrigada responde por cerca de 70% do consumo total); Suprimento de água durante todo o ano; Liberação da água disponível para utilização em usos onde há necessidade de melhor qualidade; Economia de insumos (fertilizantes e ração animal); Aumento da produção de alimentos; Proteção ambiental (não lançamento em corpos de água).

3 As águas residuárias produzidas por uma pessoa seriam suficientes para irrigar m 2 e para suprir uma área de cultivo de peixes de 1,7 2,3 m 2. Uma população de habitantes produziria água para irrigar cerca de 50 ha e para o cultivo de peixes em 2 ha. Bastos et al., 2003

4 REÚSO DE ÁGUA Dificuldades A rejeição da população a essa prática, por desconhecimento de que é possível utilizá-la com segurança, ou devido a resistências de natureza cultural; Riscos de contaminação ambiental; Riscos de transmissão de doenças aos trabalhadores e aos consumidores de produtos gerados a partir de águas de reúso; Possibilidade de alterações nas características do solo como consequência do reúso em irrigação; Possíveis danos às culturas, devido à presença de alguns compostos nas águas de reúso usadas em irrigação; Toxicidade aos peixes cultivados.

5 REÚSO DE ÁGUA EM IRRIGAÇÃO Aspectos a considerar: tipos de culturas que serão irrigadas; qualidade necessária para o efluente a ser utilizado, em função dos tipos de culturas a irrigar; tratamento a ser aplicado ao esgoto, dependendo da qualidade desejada para o efluente; técnicas de irrigação a serem utilizadas; medidas de controle ambiental a serem adotadas.

6 Experiência da UFC CENTRO DE PESQUISAS SOBRE REÚSO DE ÁGUAS UFC / CAGEGE Aquiraz Ceará Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

7 OBJETIVOS Realizar estudos sobre reúso de águas na irrigação e piscicultura, utilizando efluentes de um sistema de tratamento de esgotos domésticos em lagoas de estabilização, observando os seus efeitos no desenvolvimento de culturas regionais e na produção de peixes da região, e seus impactos sobre o meio ambiente.

8 Sistema de lagoas de estabilização em série: 01 lagoa anaeróbia; 01 lagoa facultativa; 02 lagoas de maturação

9 Plantio de melancia Plantio de feijão

10 Plantio de mamão Plantio de mamona

11 Girassol Capim Tanzânia

12 Cana-de-açúcar

13 4 1412,4 Tratamentos ,6 1986, , Produtividade(kg/ha) T1 Água + adub. T2 Esgoto + adub. T3 Esgoto T4 Esgoto + ½ adub. Produtividade da mamona

14 Tratamento Média do Média da diâmetro do produtividade fruto (kg.ha -1 ) (cm) T1 água + adubação recomendada a 15,9 a T3 esgoto sem adubação recomendada a 18,9 ab T2 esgoto + adubação recomendada ab 18,9 ab T4 esgoto + 1/2 da adubação recomendada b 20,2 b DMS ,3 Produtividade da melancia

15 Análise Irrigadas com esgoto tratado Irrigadas com água Sulco Gotejo Sulco Gotejo Salmonella sp. (25 g) ausente ausente ausente ausente Coliforme fecal (NMP g -1 ) < 3 < 3 < 3 < 3 Características microbiológicas das melancias Obs. Atendem aos padrões estabelecidos pela ANVISA

16 Cana-de-açúcar Potencial produtivo de etanol por hectare (m 3 h -1 ) AP água E esgoto tratado Lâmina de irrigação (mm)

17 Reúso em Irrigação Problemas Sanitários e Ambientais Riscos à saúde humana dos trabalhadores e consumidores Alterações nas características do solo Alterações na qualidade da água subterrânea Efeitos nas plantas

18 Medidas de Controle x Redução de Patógenos Medidas de Controle Tratamento de esgotos sanitários Irrigação localizada (gotejamento) culturas de baixo crescimento Irrigação localizada (gotejamento) culturas de alto crescimento Controle da dispersão dos aerossóis (na irrigação por aspersão) Barreira à dispersão dos aerossóis (na irrigação por aspersão) Redução de Patógenos (unidades log) (OMS, 2006)

19 Medidas de Controle Morte de patógenos ( die-off ) Redução de Patógenos (unidades log) 0,5 2 por dia Lavagem dos produtos com água 1 Desinfecção dos produtos Retirada da casca dos produtos 2 2 Cozimento dos produtos 6 7 (OMS, 2006)

20 Diretrizes do Prosab para o uso agrícola de esgotos sanitários (2006)

21 COLIFORMES FECAIS EM LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO DO ESTADO DO CEARÁ (Valores Médios Janeiro / 1997 a Outubro / 2000) 3 lagoas em série 4 lagoas em série 5 lagoas em série CF / 100 ml 350 CF / 100 ml * 48 CF / 100 ml * OBS. (*) atendem aos padrões da OMS para irrigação irrestrita

22 OVOS DE HELMINTOS (1) EM LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO DO ESTADO DO CEARÁ SISTEMA Nº de LAGOAS ESGOTO BRUTO EFLUENTE FINAL Parque Fluminense (2) (Média: 910) Zero Conjunto Renascer (3) (Média: 788) Zero (1) Ascaris lubricoides, Trichuris trichiura, Ancylostoma ssp. (2) 15 coleta, de novembro/97 a abril/98 (3) 08 coletas, de setembro/98 a março/99

23 VALORES MÉDIOS ENCONTRADOS NO EFLUENTE DA ETE DE AQUIRAZ* Coliformes fecais: 7,6 X 10 2 / 100 ml (média geométrica) Ovos de helmintos < 1 ovo / L (média aritimética) * Obs. Quatro lagoas em série Foram atendidos os padrões da OMS

24 Poluentes Químicos A Organização Mundial de Saúde considera, de forma simplificada, duas rotas para os poluentes: (a) a transferência de poluentes pela cadeia alimentar via: esgoto solo planta ser humano; (b) a ingestão dos poluentes pelo consumo de grãos, legumes, raízes, culturas tipo raízes e tubérculos, e frutas em quantidades de aproximadamente 75% dos alimentos consumidos diariamente por um adulto.

25 Impactos no Solo Os principais problemas relacionados à qualidade da água para irrigação referem-se aos riscos de salinização e redução da permeabilidade do solo. Características importantes: Condutividade Elétrica (CE) - que indica a salinidade da água. Razão de Adsorção de Sódio (RAS) relacionada com o problema de infiltração da água.

26 CEa (ds/m) SDT (mg/l) RAS = 0-3 e CEa = RAS = 3-6 e CEa = RAS = 6-12 e CEa = RAS = e CEa = RAS = e CEa = Graus de restrição para uso da água em irrigação Problema potencial Nenhuma < 0,7 < 450 > 0,7 > 1,2 > 1,9 > 2,9 > 5,0 Grau de restrição para uso Ligeira e moderada Salinidade (afeta a disponibilidade de água para a cultura) 0,7 3, Infiltração (avaliada usando CEa e RAS conjuntamente) 0,7 0,2 1,2 0,3 1,9-05 2,9 1,3 5,0 2,9 Severa > 3,0 > < 0,2 < 0,3 < 0,5 < 1,3 < 2,9 CEa: Condutividade Elétrica da água SDT: total de sais em solução Ayers e Westcot (1991)

27 Efeitos nas Plantas Dependendo da cultura, o nitrogênio presente no esgoto pode se apresentar em excesso, o que levantaria preocupações de natureza agronômica e ambiental. Por outro lado, o fósforo pode se apresentar em concentrações insuficientes, o que demandaria adubação química complementar. Em alguns casos, uma adubação nitrogenada no plantio pode fazer-se necessária. (Mota et al., 2006)

28 Elementos Tóxicos às Plantas A fitoxidade devida a um íon ocorre quando o elemento é absorvido e acumulado nos tecidos das plantas, alcançando uma concentração capaz de causar danos às mesmas. As características das plantas (espécie e variedade) são determinantes para evidenciar os efeitos de toxicidade de íons específicos, devido às diferentes capacidades de absorção, acúmulo e exportação de elementos. (Mota et al., 2006)

29 Concentrações máximas de alguns elementos nas águas de irrigação

30 REÚSO DE ÁGUA EM PISCICULTURA Principais parâmetros de qualidade de água para piscicultura Parâmetro Requisitos Transparência ph Oxigênio Dissolvido Condutividade elétrica Temperatura Tem relação direta com a atividade fotossintética no meio. O ph ideal para cultivo de peixes encontra-se na faixa de 6,5 a 9,5, em que a presença de bicarbonatos é predominante. Viveiros que contêm valores acima de 4,0 mg/l de OD são os que apresentam condições para a criação de organismos aquáticos. Os valores desejáveis encontram-se dentro da faixa de 0,02 a 0,1 ms/cm. A faixa ideal de conforto térmico para espécies tropicais, como a tilápia, fica em torno de 20 ºC a 30 ºC. Aquino et al., 2007

31 Principais parâmetros de qualidade de água para piscicultura Parâmetro Requisitos Clorofila - a Compostos de nitrogênio Fósforo Corresponde à medida da produtividade primária e do estado trófico do ambiente aquático. Os níveis letais são: de 0,6 a 2,0 mg/l para a amônia; de cerca de 0,5 mg/l para o nitrito e em torno de 5,0 mg/l para o nitrato. A forma mais tóxica é a amônia como amônia livre (NH3). Considerado o elemento limitante da produtividade de um viveiro, por ser um nutriente essencial a toda a cadeia alimentar, mas apresenta-se, geralmente, em baixas concentrações na água. A forma predominante do fósforo em águas de tanques de piscicultura é o ortofosfato. Aquino et al., 2007

32 REÚSO DE ÁGUA EM PISCICULTURA Aspectos Sanitários Obs. Essas recomendações estão de acordo com a OMS.

33 Experiências da UFC Cultivo de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) em esgoto doméstico tratado em lagoas de estabilização, com diferentes taxas de alimentação. Objetivo Avaliar o cultivo de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus), em esgoto doméstico tratado em lagoas de estabilização para diferentes taxas de alimentação artificial (sem ração, com 50 % da ração recomendada; com 100 % da ração).

34 V 1 V 4 V 7 V 2 V 5 V 8 V 3 V 6 V 9 Viveiros 1, 2 e 3 - abastecidos com esgoto doméstico tratado no sistema de lagoas de estabilização e não foi ofertada ração comercial balanceada. Viveiros 4, 5 e 6 abastecidos com esgoto doméstico tratado e foi ofertado 50% da ração comercial balanceada. Viveiros 7, 8 e 9 abastecidos com esgoto doméstico tratado e foi ofertado 100% da ração comercial balanceada.

35 Vistas dos tanques de piscicultura

36 20 Crescimento (cm/peixe) ,57 b 19,06 a 17,87 b T1 sem ração; T2 50% da ração; T3 100% da ração 0 T - 01 T - 02 T - 03 Tratam entos Experim entais Comprimento (cm/peixe), ao final do cultivo, nos três tratamentos experimentais Análise estatística - foi utilizada a ANOVA e o teste de Tukey considerando uma significância de 5,0% (α = 0,05) O melhor resultado para o crescimento, em comprimento, foi o do Tratamento 2.

37 Ganho de Peso (g/peixe) ,12 a,b 220,81 a 173,70 b T1 sem ração; T2 50% da ração; T3 100% da ração 0 T-01 T-02 T-03 Tratam entos Experim entais Ganho de peso (g/peixe), ao final do cultivo nos três tratamentos experimentais. Não foi observada diferença significativa quando comparados os Tratamentos 1 e 2.

38 700 Ganho de Biomassa (g/m³) ,49 a 653,72 a 308,90 b T-01 T-02 T-03 T1 sem ração; T2 50% da ração; T3 100% da ração Tratam entos Experim entais Ganho de biomassa (g/m³), ao final do cultivo. nos três tratamentos O Tratamento 2 obteve o melhor resultado, 653,72 g/m³, porém este é considerado estatisticamente semelhante ao Tratamento 1, com 1, 594,49 g/m³

39 Resultados dos principais parâmetros zootécnicos avaliados nos peixes dos três tratamentos PARÂMETROS ZOOTÉCNICOS 1 Tratamentos 2 3 Crescimento em comprimento (cm/peixe) 17,57 ± 1,30 19,30 ± 1,34 17,87 ± 1,98 Crescimento diário (cm/peixe/dia) 0,154 0,169 0,156 Ganho de peso (g/peixe) 198,12 ± 29,18 220,81 ± 32,09 173,7 ± 51,42 Ganho de peso diário (g/peixe/dia) 1,737 1,936 1,523 Ganho de Biomassa (g/m³) 395,95 ± 58,36 653,72 ± 94,98 308,90 ± 91,53 Produtividade (kg/ha/dia) 34,7 57,3 27,0 Conversão alimentar (CA * ) 0 0,54 2,57 * Quilo de ração para produzir um quilo de peixe T1 sem ração; T2 50% da ração; T3 100% da ração

40 Taxas finais de sobrevivência dos peixes nos três tratamentos Tratamento Taxa de Sobrevivência 100,00 % 98,4 % 59,6 % T1 sem ração; T2 50% da ração; T3 100% da ração

41 Experiências da UFC Aspectos Sanitários Resultados das análises microbiológicas realizadas nos peixes cultivados com esgoto doméstico tratado e sem alimentação artificial nos Viveiros Experimentais 01 e 02. Aquiraz, Ceará, Microorganismos Coliformes Fecais Estalilococus Condições Viveiro Pesquisados Termotolerant es Salmonella spp coagulase positiva Sanitárias Padrão Microbiológico * Ausência / 25g 10³ UFC/g Músculo <1,8 Ausência <10 Satisfatória VE-1 Pele 4,5 Ausência <10 Satisfatória Brânquias 24 Ausência <10 Satisfatória Músculo 7,8 Ausência <10 Satisfatória VE-2 Pele 7,8 Ausência <10 Satisfatória Brânquias 14 Ausência <10 Satisfatória * Não existe valor de referência na legislação vigente

42 Experiências da UFC USO DE ESGOTO DOMÉSTICO TRATADO NO CULTIVO DO PEIXE ORNAMENTAL MOLINÉSIA Poecilia sp. Objetivo Avaliar a capacidade do esgoto tratado como fonte de água e alimento natural para o cultivo dos peixes ornamentais da família Poecilia sp.

43 Esgoto Tratado ½ Esgoto + ½ água Água 03 tanques com 50 m³,, cada 03 tanques-rede (TR) com 3,0 m³/cada Densidade 200 peixes/m³ (600 peixes/tr); ET - esgoto doméstico tratado; ED - 50% esgoto tratado + 50% água bruta; AB - água bruta proveniente de poço o freático. Não foi fornecida alimentação artificial (ração)

44 ET esgoto tratado ED 50% esgoto tratado + 50% água bruta AB água bruta

45 ET esgoto tratado ED 50% esgoto tratado + 50% água bruta AB água bruta

46 O tratamento que utilizou somente esgoto doméstico tratado (ET) como fonte de água para o cultivo dos peixes ornamentais da espécie Poecilia sp. foi o que promoveu o melhor desempenho zootécnico dos peixes, indicando a potencialidade deste recurso como fonte de água e alimento. Os demais tratamentos experimentais também apresentaram bom potencial para o cultivo da espécie em estudo, não sendo observada mortalidade significativa, mas havendo necessidade do fornecimento de ração, para maximizar os resultados desses tratamento.

47 Conclusões As experiências têm demonstrado que a prática de reúso de água pode ser utilizada com segurança, desde que sejam adotadas as necessários medidas de controles ambiental e sanitário. Novas pesquisas são necessárias para avaliar outros impactos ainda não estudados do uso de esgoto tratado em irrigação.

48 OBRIGADO Suetônio Mota Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental UFC

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