Planos de Segurança de Água Projeto Piloto e Perspectivas de Implementação no Brasil Rafael K. X. Bastos rkxb@ufv.br

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1 Planos de Segurança de Água Projeto Piloto e Perspectivas de Implementação no Brasil Rafael K. X. Bastos rkb@ufv.br Universidade Federal de Viçosa Departamento de Engenharia Civil

2 Plano de Segurança de Água Projeto Piloto Viçosa -MG US Environmental Protection Agency EPA US Center for Disease Control and Prevention CDC Universidade Federal de Viçosa

3 Projeto Piloto? O recurso a ferramentas de avaliação e gestão de riscos, aplicadas de forma abrangente e integradas, desde a captação até o consumo, constitui a forma mais efetiva de garantir a segurança da qualidade da água para consumo humano (WHO, 2006)

4 Projeto Piloto? 2005 v Oficina Regional de Saúde Ambiental e Planos de Segurança da Água Ø v Delegação brasileira : Ministério da Saúde, Ministerio dascidades Encontro de Ministros da Saúde e do Meio Ambiente das Américas (HEMA) (Buenos Aires) Ø Delegação brasileira : Ministério da Saúde Objetivos do Milênio Agenda de Cooperação Ministros da Saúde e do Meio Ambiente (HEMA) VIGIAGUA PSA

5 Projeto Piloto? PORTARIA MS Nº 518 de 25 de março de 2004 Controle da qualidade da água v Manter e controlar a qualidade da água produzida e distribuída: Ø controle operacional das unidades de captação, adução, tratamento, reservação e distribuição Ø eigência do controle de qualidade, por parte dos fabricantes de produtos químicos utilizados no tratamento da água e de materiais empregados na produção e distribuição que tenham contato com a água (ABNT) Ø capacitação e atualização técnica dos profissionais encarregados da operação do sistema e do controle da qualidade da água Ø análises laboratoriais da água, em amostras provenientes das diversas partes que compõem o sistema de abastecimento

6 Controle da qualidade da água (Portaria 518/2004) Manter avaliação sistemática do sistema de abastecimento de água, com base na ocupação da bacia contribuinte ao manancial, no histórico das características de suas águas, nas características físicas do sistema, nas práticas operacionais e na qualidade da água distribuída v Promover, em conjunto com os órgãos ambientais e gestores de recursos hídricos, as ações cabíveis para a proteção do manancial de abastecimento e de sua bacia contribuinte, assim como efetuar controle das características das suas águas (...) notificando imediatamente a autoridade de saúde pública sempre que houver indícios de risco à saúde (...) v Comunicar, imediatamente, à autoridade de saúde pública e informar, adequadamente, à população a detecção de qualquer anomalia operacional no sistema ou não conformidade na qualidade da água tratada, identificada como de risco à saúde v Como traduzir isso em ferrametas de pronta aplicação???

7 Projeto Piloto Viçosa? Ø UFV sistema próprio de abastecimento de água Ø UFV equipe multidisciplinar Ø UFV e MS: histórico de parcerias

8 PSA fundamentos Qualidade da água é um atributo dinâmico no tempo e no espaço Qualidade da água bruta tratamento da água qualidade da água tratada qualidade água distribuída

9 Limites do controle laboratorial O controle da qualidade da água baseado única e eclusivamente em análises laboratoriais de amostras da água, ainda que freqüente, e embora indispensável, não constitui garantia absoluta de potabilidade. Controle de qualidade da água Princípio amostral Distribuição dos contaminantes na água Vieira, 2005

10 Limites do controle laboratorial A qualidade da água bruta, tratada e distribuída pode sofrer alterações bruscas e não detectadas em tempo real.

11 Limites do controle laboratorial Emprego rotineiro de patogênicos: pouco prático ü Limitações financeiras ü Limitações técnico-analíticas ü Grande variedade de patogênicos ü Presença em baias densidades ü Organismos emergentes ü Necessidade de respostas ágeis emprego de indicadores Indicador ideal não eiste

12 Limites do controle laboratorial Químicos emergentes v Arsênico v Produtos secundários da desinfecção v Resíduos farmacêuticos v Disruptores endócrinos v Agrotóicos v Cianotoinas / cianobactérias v Produtos de higiene pessoal v toicidade????

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14 Plano de segurança da água Avaliação do sistema Controle e Monitoramen to Gestão e comunicaçã o ü avaliação sistemática e detalhada de riscos ü monitoramento operacional das barreiras ou medidas de controle ü promoção um sistema estruturado e organizado visando minimizar as chances de falhas ü produção de planos de gestão para responder a falhas no sistema ou eventos de risco imprevistos. Nova abordagem nas ações/atividades de controle da qualidade da água para consumo humano (APPCC, Análise de risco, gestão de qualidade ): enfoque preventivo

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16 PSA - fundamentos ETAPA 3 Planos de Gestão e Comunicação ETAPA 2 Monitorização Operacioanal ETAPA 1 Avaliação do Sistema Constituição de equipe para elaborar o Plano de Segurança da Água Descrição do Sistema de Abastecimento Identificação de perigos e caracterização de riscos (para identificar e entender como os perigos entrar no sistema ) Identificação e avaliação de medidas de controle (as formas como os riscos podem ser controlados ) Estabelecimento de limites críticos (quais limites definem um desempenho aceitável e como podem ser monitorados) Estabelecimento de procedimento de monitoramento das medidas de controle (para verificar que o plano de segurança da água funciona efetivamente e alcançará as metas de saúde ) Estabelecimento de gestão de rotina (treinamento, práticas de higiene, procedimentos operacionais padrão ) Estabelecimento de procedimentos de planos de gestão em condições de emergências e comunicação (para condições normais e incidentais ) Validação e Verificação do PSA (avaliação do funcionamento do PSA ) Etapas para o desenvolvimento de Planos de Segurança da Água Fonte: Adaptado de WHO (2004)

17 PSA fundamentos Descrição e avaliação do sistema Uso e ocupação do solo vlançamento de esgotos sanitários v Atividades agropecuárias v Bacia de captação Captação infraestrutura vqualidade da água v Qu ali Reservatórios desprotegidos v pressurização da rede v qualidade da água v da Tratamento de da ág ua Rede distribuição Avaliação de desempenho veficiência do tratamento v Torneira consumidor Recontaminação v Uso de diferentes fontes v Eposição v Estudos epidemiológicos Risco

18 PSA - projeto piloto ETA II ETA UFV Rio Turvo ETA I Ribeirão São Bartolomeu Pontos de monitoramento

19 PSA - projeto piloto Monitoramento Coliformes totais, Escherichia coli, Giardia, Cryptosporidium, algas e cianobacterias, cianotoinas, pesticidas, metais, nitrogênio, fósforo DQO, ph, alcalinidad, turbidez, cor, sólidos suspensos Vazão e dados pluviométricos

20 PSA - projeto piloto Monitoramento Doses coagulante, ph, alcalinidade, coliformes totais, Escherichia coli Giardia, Cryptosporidium, cianobacterias, cianotoinas, trihalometanos, turbidez, cor residual cloro Vazão, perda de carga (filtração)

21 PSA - projeto piloto Monitoramento ph, coliformes totais Escherichia coli, Giardia, Cryptosporidium, trihalometanos, turbidez, cor, residual cloro.

22 PSA - projeto piloto Monitoramento Estudo epidemiológico Dados secundarios: Programa de Vigilancia de Doenças Diarreicas Agudas (MDDA) Dados primarios: MDDA e estudo de coorte

23 43 Bacia de captação Mapa das sub-bacias, propriedades rurais e fontes de poluição pontuais e difusas, bacia de captação do ribeirão São Bartolomeu, Viçosa-MG

24 Clique para editar o estilo do subtítulo mestre Fontes de Poluição difusas e pontuais na bacia do Ribeirão São Bartolomeu 1-Acesso dos animais aos cursos d água, 2 Lançamento de efluente tratado, 3- Usos de (irrigação), 4-Lançamento de esgoto, 5 Usos de defensivos agrícolas, 6 Suinocultura. água

25 Clique para editar o estilo do subtítulo mestre Mapa de solos e de declividades na bacia de captação do ribeirão São Bartolomeu, Viçosa-MG

26 Mapas de fluo acumulado e de uso e ocupação do solo na bacia de captação do ribeirão São Bartolomeu, Viçosa-MG

27 SIG, Análise Multicritério (Consulta Delphi) Mapa de risco Mapa de qualidade da água

28 43 Tratamento Estações de tratamento de água: Viçosa: SB (ETA I) (100 L/s) + RTS (ETA II) (SAAE Viçosa) (100 L/s) v UFV: SB (ETA UFV) (50 L/s) v v Três ETAs: tratamento em ciclo completo Ø Ensaios de tratabilidade da água (parâmetros ótimos) Avaliação desempenho (doses de coagulantes e ph de coagulação, gradientes de velocidade de mistura e floculação, tempo de floculação, taa de aplicação superficial (decantação), taa de filtração, caracterização das carreiras de filtração, residuais desinfetantes, tempo de contato Ø Análise dados secundários (séries históricas de controle de qualidade da água) e primários (programas de monitoramento). Ø Identificação de perigos e pontos críticos de controle

29 43 Tratamento % 95% 90% 85% 80% 75% 70% 65% 60% 55% 50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% Dose de Sulfato de Alumínio ph Diagrama de coagulação da água bruta do Rio Turvo (ETA SAAE II), valores de turbidez da água decantada em ensaios de jarros

30 43 Tratamento Parâmetros ótimos obtidos dos ensaios de tratabilidade com a água bruta do Rio Turvo Sujo para a ETA SAAE II. Mistura Rápida/Coagulação ETA Período Dose de Gradientes sulfato de Concentração alumínio SAAE II Seca 6 mg/l Floculação de velocidade 1% s-1 Decantação Taa de Tempo Aplicação Superficial 20 min. 23 m3.m-2.d-1

31 43 Tratamento Ensaio com traçador, floculador, ETA SAAE I Determinação de vazões na calha coletora de dacantador. ETA UFV

32 Clique para editar o estilo do subtítulo mestre Análise do banco de dados de qualidade da água, turbidez, ETA UFV

33 Clique para editar o estilo do subtítulo mestre Avaliação do processo de limpeza dos filtros e das carreiras de filtração, ETA SAAE II

34 43 Distribuição SIG, EPANET

35 43 Mapas de identificação de perigos, rede de distribuição de água de Viçosa-MG. Cloro residual Turbidez Coliformes totais Pressões

36 43 Mapas de identificação de perigos, rede de distribuição de água de Viçosa-MG. Intermitência Reclamações Análise Multicritério

37 PSA projeto piloto ETAPA 3 Planos de Gestão e Comunicação ETAPA 2 Monitorização Operacioanal ETAPA 1 Avaliação do Sistema Constituição de equipe para elaborar o Plano de Segurança da Água Descrição do Sistema de Abastecimento Identificação de perigos e caracterização de riscos (para identificar e entender como os perigos entrar no sistema ) Identificação e avaliação de medidas de controle (as formas como os riscos podem ser controlados ) Estabelecimento de limites críticos (quais limites definem um desempenho aceitável e como podem ser monitorados) Estabelecimento de procedimento de monitoramento das medidas de Clique para editar ocontrole estilo do subtítulo mestre (para verificar que o plano de segurança da água funciona efetivamente e alcançará as metas de saúde ) Estabelecimento de gestão de rotina (treinamento, práticas de higiene, procedimentos operacionais padrão ) Estabelecimento de procedimentos de planos de gestão em condições de emergências e comunicação (para condições normais e incidentais ) Validação e Verificação do PSA (avaliação do funcionamento do PSA ) Etapas para o desenvolvimento de Planos de Segurança da Água Fonte: Adaptado de WHO (2004)

38 Identificação dos eventos perigos e perigos e Bacia Hidrográfica do Ribeirão São Bartolomeu, Viçosa-MG Eventos Perigosos Descarga de efluentes domésticos sem tratamento Descarga de efluentes industriais sem tratamento Descarga de efluentes domésticos tratados Descarga de efluentes industriais tratados Descarga de efluentes de criadouros de animais sem tratamento Descarga de efluentes de fossas sépticas Aporte de escoamento superficial de áreas de atividade agrícola Aporte de escoamento superficial de áreas de atividade pecuarista Contaminação fecal por animais silvestres Aporte de efluentes de mineração Clique para editar o estilo do subtítulo mestre Ocorrências de acidentes ambientais Aporte de águas pluviais de origem urbana Sim Não N.A

39 Identificação dos eventos perigos e perigos nas ETAs, Viçosa-MG Eventos Perigosos Ausência de ensaios para estabelecimento de concentração, ph e dose ótimos Ausência de jartest Reduzida freqüência de realização do teste de jarros Coagulaç Dose incorreta do coagulante ão/mistur Dosagem incorreta do coagulante a Rápida Armazenamento incorreto do coagulante Ponto de aplicação do coagulante inadequado Ausência de bomba reserva Tempo ecessivo de mistura do coagulante, baia agitação (gradiente de velocidade insuficiente) Eventos Perigosos Ineistência Clique para de uma editar distribuição o estilo do decrescente subtítulo mestre de gradientes entre as câmaras Gradientes ecessivos Gradientes reduzidos Floculaçã Gradiente nas passagens superior ao da câmara anterior Deposição ecessiva de sedimentos no floculador o Problemas estruturais nas instalações do floculador Eistência ecessiva de fluos preferenciais, afetando o perfil hidráulico do floculador TDH inadequado Intervalo de tempo ecessivo entre as operações de limpeza Sim Não N.A Sim Não N.A

40 Caracterização dos riscos e medidas de controle Caracterização do risco Eventos perigosos Perigos O (1) C(12) Descarga de microbiológico 5 efluentes domésticos sem tratamento 2 R I(3) 10 Médio Medidas de Base/Fundamento TC (4) controle PA Clique para editar o estilo do subtítulo mestre Melhorias sanitárias Quanto ao destino do esgoto doméstico, 36,5% (91/249) das propriedades utilizam fossa seca; 16,8% (42/249) fossa com sumidouro; 2,0% (5/249) fossa séptica; 32,9% (82/249) rio/ribeirão; 1,6% (4/249) céu aberto e 10% (25/249) rede pública. (todas as subbacias do RSB)

41 PSA fundamentos identificação de perigos caracterização do risco Matriz de priorização de risco Conseqüências Ocorrência Insignificante Peso 1 Baia Peso 2 Moderada Peso 3 Grave Peso 4 Muito Grave Peso 5 Quase Certo Peso 5 Baio 5 Moderado 10 Alto 15 Muito Alto 20 Muito Alto 25 Muito Freqüente Peso 4 Baio 4 Moderado 8 Alto 12 Muito Alto 16 Muito Alto 20 Freqüente Peso 3 Muito Baio 3 Moderado 6 Moderado 9 Muito Alto 12 Muito Alto 15 Pouco Freqüente Peso 2 Muito Baio 2 Baio 4 Moderado 6 Alto 8 Muito Alto 10 Raro Peso 1 Muito Baio 1 Muito Baio 2 Baio 3 Moderado 4 Alto 5

42 PSA fundamentos identificação de perigos caracterização do risco Conseqüências (Risco anual de infecção) Insignificante Peso 1 Baia Peso 2 Moderada Peso 3 Grave Peso 4 Muito Grave Peso 5 Quase Certo Peso 5 Baio 5 Moderado 10 Alto 15 Muito Alto 20 Muito Alto 25 Muito Freqüente Peso 4 Baio 4 Moderado 8 Alto 12 Muito Alto 16 Muito Alto 20 Freqüente Peso 3 Muito Baio 3 Moderado 6 Moderado 9 Muito Alto 12 Muito Alto 15 Pouco Freqüente Peso 2 Muito Baio 2 Baio 4 Moderado 6 Alto 8 Muito Alto 10 Raro Peso 1 Muito Baio 1 Muito Baio 2 Baio 3 Moderado 4 Alto 5 Ocorrência

43 Q1 - São possíveis medidas preventivas e de controle para o perigo? Não Sim 42 PSA fundamentos Modificar etapa, processo ou produto Sim APPCC - Árvore de Decisão Nesta etapa é necessário um controle para garantir a segurança? Não Não é PCC PARE Q2 - Esta etapa elimina ou reduz o perigo a um nível aceitável? Sim Não Q 3 - Pode ocorrer contaminação pelo perigo ou aumento deste a valores não aceitáveis? Não Sim Não é PCC PARE Sim Q4 - Eiste uma etapa seguinte que elimina ou reduz o perigo a níveis aceitáveis? Não PCC Fonte: Adaptado de WHO (1997)

44 Etapa do Tratamento Limite Operacional Ponto de controle Mistura rápida / Coagulação Vazão - Turbidez - Decantação Filtração 16 ut 20 ut 40 ut Para coagulação com Al2(SO4)3 para cada mg.l-1 de coagulante aplicado deve haver 0,45 mg CaO.L-1 - ph - 6,5 a 8,0 6,5 a 8,0 6,5 a 7,5* - 8 a 28 8 a 28 5 a 15* Clique para editar o estilo do subtítulo mestre Limpeza Turbidez Limpeza - Turbidez 1,0 ut Perda de carga - Limpeza - Cloro residual livre Desinfecção ETA ETA UFV ETA SAAE I SAAE II Variação da ordem de 2,5% da vazão programada ETA vazão < 150 L.s-1 Alcalinidade Dose de coagulante aplicada Floculação Crítico ph Limpeza 0,5 mg Cl.L-1 (TC 30 min.) 8 - Variação da dose estabelecida em ± 1 mg.l-1 Variável produção e acumulo de flocos 4,0 ut 7,0 ut Variável acumulo de lodo 0,5 0,5 ut 0,75 ut ut 1,75 1,60 m 1,65 m m Limite operacional turbidez ou perda de carga 2,0 mg Cl.L-1 8 Variável acumulo de impurezas

45 Monitoramento Operacional Eventos perigosos Perigos Limites Críticos Monitoramento Ações Freqüênci Responsá Corretivas Local a vel Descarga de Microorganism Atendimento ETE Romão dos Mensal SAAE Controle efluentes os patogênicos a Resolução reis operacional e domésticos sem (DBO, DQO, CONAMA n.º 357 Monitoramento monitoramen tratamento Sólidos do efluente da to dos adequado Sedimentáveis, ETE e no ponto efluentes provenientes de NTK, Fósforo, de mistura do rio estação de Coliformes tratamento de Totais e Fecais, esgoto protozoários, etc

46 PSA projeto piloto ETAPA 3 Planos de Gestão e Comunicação ETAPA 2 Monitorização Operacioanal ETAPA 1 Avaliação do Sistema Constituição de equipe para elaborar o Plano de Segurança da Água Descrição do Sistema de Abastecimento Identificação de perigos e caracterização de riscos (para identificar e entender como os perigos entrar no sistema ) Identificação e avaliação de medidas de controle (as formas como os riscos podem ser controlados ) Estabelecimento de limites críticos (quais limites definem um desempenho aceitável e como podem ser monitorados) Estabelecimento de procedimento de monitoramento das medidas de controle (para verificar que o plano de segurança da água funciona efetivamente e alcançará as metas de saúde ) Estabelecimento de gestão de rotina (treinamento, práticas de higiene, procedimentos operacionais padrão ) Estabelecimento de procedimentos de planos de gestão em condições de emergências e comunicação (para condições normais e incidentais ) Validação e Verificação do PSA (avaliação do funcionamento do PSA ) Etapas para o desenvolvimento de Planos de Segurança da Água Fonte: Adaptado de WHO (2004)

47 PSA Desafios e Perspectivas de Implementação no Brasil v Mudança de paradigmas Ø autocontrole e auditoria Ø Empresas de saneamento e agentes reguladores Ø Capacitação, eperiências piloto Ø Intercâmbio: Rede PSA LAC, WOP v Regulação Ø Portaria 518/2004