I POLUIÇÃO DO RIO DO ANTONIO E SUAS CONSEQUENCIAS PARA O ABASTECIMENTO DE AGUA DA CIDADE DE BRUMADO BAHIA

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1 22º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 14 a 19 de Setembro Joinville - Santa Catarina I POLUIÇÃO DO RIO DO ANTONIO E SUAS CONSEQUENCIAS PARA O ABASTECIMENTO DE AGUA DA CIDADE DE BRUMADO BAHIA Luiz Carlos C. Souza Biólogo: formado pela Universidade Católica de Salvador em Técnico em Química: formado pela Escola Técnica Federal da Bahia em Concluinte do curso de Especialização em Recursos Hídricos pela Universidade Federal da Bahia. Trabalha na Coordenação de tratamento da Região Sul - EMBASA. Neilton Ribeiro de Cerqueira Técnico em Saneamento: Formado pela Escola Técnica Federal da Bahia, Química Aplicada pela Universidade do Estado da Bahia. Coordenador de Tratamento e Qualidade nas Unidades de Negócios de Jequié, Itaberaba, Feira de Santana, - Coordenador de Tratamento da OST Região Sul. Endereço: Rua Lagoa Bela, Pituaçu/Salvador - Ba CEP: Brasil. - Tel: (071) RESUMO Este trabalho tem como objetivo pontuar a ocorrência de um processo de poluição em uma sub-bacia do Rio de Contas, que é uma das mais importantes bacias hidrográficas do Estado da Bahia, especificamente, descrever controle dos elevados teores de ferro e manganês e da proliferação de cianobactérias na barragem de Brumado. A atividade extrativista na área de influencia da sub-bacia permitiu um processo de lixiviação dos minérios, ocasionando teores de manganês nas águas do Rio do Antônio de 5,8 mg/l, os quais foram carreados e depositados no fundo das barragens situadas ao longo do rio. Após um período de chuvas o problema apresentou-se na barragem de Brumado, com conseqüências diretas no abastecimento de água dessa localidade.

2 O processo poluitivo agravou-se após longo período de estiagem em conseqüência da proliferação de cianobactérias, com predominância do gênero Cylindrospermopsis raciborskii. O tratamento envolveu estudos de gerenciamento da sub-bacia, qualidade de água nos mananciais, combate aos processos poluidores, otimização, das tomadas de água na captação e mudanças no processo de tratamento convencional nas ETA,s e controle de qualidade, cujos resultados foram positivos em cada etapa do processo poluidor. PALAVRAS-CHAVE: Manganês, Cianobactérias, Brumado, Tratamento INTRODUÇÃO A sub bacia do Rio do Antônio, que faz parte da bacia hidrográfica do Rio de Contas, abrange uma área de drenagem de 6540Km2, fica situada na Serra Geral próximo a Chapada Diamantina. A sub-bacia envolve os municípios de Licinio de Almeida, Caculé, Malhada de Pedras, Guajeru, Rio do Antônio, Ibiassucê e Brumado. A região em que se encontra o Rio do Antônio é caracterizada por um baixo índice pluviométrico, vegetação de caatinga, atividade agrícola de subsistência, pecuária em pequena escala, com predominância de mineração. Um característica importante da área bacia é a formação geológica, formada por rochas meso-protozóicas com conglomerados, quartzitos, etc. A região é rica em magnesita, talco, hematita e rodocrosita, que é o minério do qual é extraído o manganês. A necessidade de reservação de água motivou a construção de cinqüenta e duas barragens ao longo do rio, com finalidades de abastecimento doméstico e irrigação. A atividade mineradora que vem se desenvolvendo à um período superior a vinte anos, tem exposto o solo a ação das chuvas cujos resíduos vem se acumulando no fundo das barragens durante todos estes anos, o problema veio a ser detectado após um longo período de estiagem que forçou a liberação de água através de descargas de fundo da barragem do Truvisco, que é a maior barragem da sub-bacia e fica próximo as cabeceiras do rio. Essa barragem foi construída como suporte para irrigação e hoje funciona também como reserva para abastecimento das cidades subjacentes. Após um período de fortes chuvas em novembro de 1999, a barragem de Brumado veio apresentar água com elevados teores de manganês que atingiu todo sistema de abastecimento, exigindo da empresa responsável ações imediatas para o tratamento de água local. A falta de saneamento nas localidades situadas nas proximidades do rio com lançamento de esgotos domésticos, e a atividade pecuária aliadas a insolação e os baixos índices pluviométricos favorecem o processo de eutrofisação do manancial e conseqüente degradação da qualidade da água. Em épocas de estiagem algumas barragens funcionam

3 como verdadeiras lagoas de estabilização. Com a ocorrência das chuvas, todas essas águas são transportadas e carreadas para a barragem de Brumado, que funciona como barragem de acumulação. Em vista disso, o sistema de abastecimento de Brumado passou a conviver com problemas de ferro e manganês e elevado número de cianobactérias no manancial, que impôs um esforço para colocar água de distribuição dentro dos padrões de potabilidade. Foram detectadas espécies potencialmente tóxicas como: Mycrocistis sp, Oscillatória sp, Lyngbya sp, Anabaena sp, Konvophorum constrictum e Cylindrospermopsis raciborskii, entre outras, com predominância alternada das espécies Mycrocistis sp e Oscillatória sp e Cylindrospermopsis sp que perdurou maior parte do tempo. Durante a ocorrência dos processos poluidores, foram estudadas diversas técnicas de tratamento e realizada uma vasta gama de controle analítico, que permitiu se encontrar o tipo de tratamento mais adequado. Fig SUB BACIA DO RIO DO ANTÔNIO ÁREA DE MINERAÇÃO Fonte: IMS - Engenharia, Comércio e Serviços Ltda. / SIBRA legenda: Cidade Vila 0 Curso de Água Permanente s Mina Figueiredo... Curso de Água Intermitente Ç Mina Pau do Rego METODOLOGIA O itinerário metodológico consistiu de um levantamento sistemático das informações relativas aos processos poluidores, das técnicas de tratamento empregadas, e do controle de qualidade cujas informações serviram de subsídios para a adoção de medidas, acompanhamento de resultados, onde se estuda causas e efeitos de um problema que tem se tornado comum atualmente: a questão da poluição em manancial utilizado para abastecimento doméstico.

4 Para o acompanhamento analítico foram utilizados os laboratórios da empresa estatal e requisitados serviços de outras unidades do Estado e da Federação. Foram também realizados bioensaio através de consultoria contratada. TRATAMENTO O sistema de abastecimento de água de Brumado consiste de uma unidade de captação flutuante que recalca água para duas estações de tratamento, dois reservatórios e uma malha de rede de distribuição que atende a aproximadamente 95% do município. As duas estações de tratamento são idênticas quanto ao processo e técnicas aplicadas e atendem a zonas diferentes da cidade. A ETA principal com vazão de 380 m³/h abastece a maior parte da cidade e zona do centro. A ETA II, que foi construída no ano de 2000, tem uma vazão de 180 m³/h e veio reforçar o abastecimento da zona alta. A ETA II dispõe de um sistema automatizado controlado por computadores localizados na ETA principal, que facilita e dá segurança a operação. Cada estação possui um laboratório onde são executados os ensaios de coagulação e testes rotineiros de ph, alcalinidade, turbidez, cor, cloro residual e flúor. Os resultados são registrados em relatórios e posteriormente encaminhados aos setores competentes para avaliação e tomadas de decisões. Um sistema de rádio serve de comunicação entre as duas ETA s e outras unidades para agilizar os serviços e informações sobre ocorrências da operação. A Estação de Tratamento Principal - ETA I é do tipo convencional, com floculador não mecanizado (chicanas), decantador acelerado com módulos tubulares e três filtros rápidos de areia que funcionam pela ação da gravidade. A lavagem dos filtros é feita em sentido contra-corrente com auxílio de um reservatório de 200 m³, pelo principio dos vasos comunicantes. Na caixa de chegada da ETA é feita aplicação do sulfato de alumínio em solução na dosagem média de 80,0 mg/l. Essa dosagem tem variações diárias em decorrência do ph da água bruta que se modifica principalmente devido a atividade das algas no manancial, entre outros fatores. Ao sair dos floculadores a água recebe uma aplicação de polieletrólitos catiônicos, na dosagem média de 0,25 g/m³ para auxiliar a decantação. O ponto de aplicação foi definido através de testes, sendo que na saída do floculador foi onde apresentou o melhor resultado. Após a água coagulada é feita aplicação do carvão ativado em pó, na dosagem média de 10,0 mg/l para remoção de gosto e odor. A aplicação é feita por um dosador tipo cone de fibra de vidro, com orifício calibrado na parte inferior. Optou-se pela aplicação do carvão em pó, devido ao leito de carvão granulado saturar em um curto período, necessitando de recuperação. O carvão em pó é aplicado, no ponto em que a água passa com alta velocidade

5 e fica depositado no fundo dos floculadores, decantadores e filtros, sendo removido durante a lavagem. O tempo de contato na ETA, é superior a uma hora garantindo a eficiência da remoção das partículas que causam gosto e odor na água. O decantador de módulos tubulares é dividido em dois compartimentos, possuindo no fundo um sistema de coletas de lodos tipo pirâmides invertidas e tubos coletores para descargas. A água floculada passa para os decantadores, através de um sistema de canais na parte central, que distribui uniformemente pelos módulos no sentido ascendente, sendo coletada na superfície por canaletas de concreto, que seguem para os filtros. Durante a operação são programadas descargas diárias no fundo nos decantadores e limpezas completas em todas as unidades uma vez por mês. Os decantadores apresentaram uma eficiência na ordem de 70 a 90% na remoção de algas, turbidez e manganês. Após a decantação a água passa para os filtros rápidos de gravidade, que são constituídos de camadas de seixos e areia selecionada, de granulometria de 0,8 mm a 1,0 mm. A camada de areia tem 60 cm e taxa de filtração na ordem de 120 m³/m² x dia. Os filtros têm importante papel na remoção de turbidez, algas e manganês que conseguem passar pelos decantadores. A lavagem dos filtros é feita em períodos que variam de 20 a 24 horas de acordo com a qualidade da água proveniente dos decantadores. Em geral o tempo é reduzido com o aumento do número de cianobactérias presentes na água bruta e partículas de turbidez que não são retidas nos decantadores. As cianobactérias aumentam a camada gelatinosa na superfície dos filtros reduzindo o período de operação para até quatro horas. Isso é bastante prejudicial do ponto de vista das perdas de água nos processos de lavagens, custos com energia e para o abastecimento. Mesmo com aplicação dos coagulante e coadjuvante parte das algas presentes no processo atingem as unidades de filtração colmatando o leito filtrante. Em vista disso, foi instalado um sistema de injeção de ar para auxiliar o processo de lavagem, o que prolongou a carreira dos filtros, reduzindo o volume de água de lavagem, não sendo necessário a substituição do leito filtrante. Após a água decantada é feita aplicação do fluossilicato de sódio com objetivo de prevenção de cáries dentárias, com dosagem média na ordem de 0,60 g/m³ a 0,80 g/m³ de íons flúor. Não é feita pós-cloração devido ao cloro aplicado no inicio do processo ser suficiente para atingir toda a rede de distribuição. O teor de cloro na saída da ETA é na faixa de 2,0 a 3,0 mg/l, chegando nas pontas de rede com valores que variam de 0,5 mg/l a 1,5 mg/l. A aplicação dos produtos é feita através de dosadores de gravidade calibrados o que permite uma aplicação constante nas dosagens desejadas. As vazões dos sistemas são controladas por macromedidores. Para compensar as variações de ph durante o processo, motivado pela ação das cianobactérias, foi instalado um sistema de automação das dosagens de sulfato de alumínio, melhorando a eficiência na coagulação. No corpo da barragem de Brumado os teores de manganês atingem valores de até Estudos revelam que esses valores variam de acordo com o local em que a água é coletada aumentando nas camadas mais profundas, por causa do processo de decantação

6 natural. Isso fez com que a captação fosse mudada para pontos mais superficiais. Com o processo de entrofisação foi necessário estudar qual o nível de captação mais apropriado, a fim de captar água de melhor qualidade. Para remoção do manganês foi aplicado tratamento de pré-cloração com dosagens de 8,0 a 10,0 mg/l e posterior coagulação decantação e filtração. Todo o manganês oxidado fica retido nos decantadores e no leito filtrante. O cloro aplicado é suficiente para oxidação e desinfecção. Os testes realizados na estação de tratamento em março de 2000, constataram a remoção na ordem de 87,5% no efluente dos filtros. No período dois anos e meio de operação a redução foi sempre superior a 95%, com o manganês na água tratada abaixo 100. Fig. 02 Resultados de análises de manganês na barragem ETA e Água Tratada no Período de Dez/00 a Jun/02 Os testes nos sedimentos em seis barragens situadas ao longo do Rio do Antônio constataram altos índices de poluição nas barragens, com valores de até 4,0 mg/l. A Barragem de Brumado está entre as que tiveram valores mais elevados: 3,85 mg/l. (Cf Tabela 01); Nessa barragem foram executadas coletas em três pontos e os resultados indicam que o manganês se depositam de forma irregular nos diversos pontos da barragem. Tabela 01 - ANÁLISES DE MANGANÊS NOS SEDIMENTOS BARRAGEM / PONTO TEOR DE MANGANÊS UNIDADE TRUVISCO TRUVISCO COMOCOXICO

7 1297 RIO DO ANTÔNIO 4049 MAGNESITA 1165 BRUMADO BRUMADO BRUMADO (Fonte: SENAI/CETIND) CONTROLE A aplicação da pré-cloração que se tornou indispensável no processo de remoção do manganês e das cianobactérias, (o produto peróxido de hidrogênio foi testado porém não se obteve o resultado desejado), daí foi implantado um rigoroso controle dos THM e das cianotoxinas. Foi estabelecida uma rotina quinzenal para análises das cianobactérias e controle diário do Mn nas diversas etapas do tratamento. Os ensaios para o THM revelaram valores que variam de 20,0 a 240,0, não diferenciando muito quando não se aplica esse tratamento. Os ensaios quinzenais da

8 cianobactérias serviram de subsídios para definição dos níveis de alerta e tomada de decisões nas unidades de tratamento. No início do processo de eutrofização e do tratamento aplicado na ETA de Brumado, os resultados dos trihalometanos, foram superiores ao mínimo estabelecido pela Portaria 1469MS, porém muito abaixo do esperado. Durante o processo foram realizados exames mensais, cujos resultados encontram-se na figura abaixo: Fig. 03: Análises de Trihalometanos no período de Fev/02 Set/02 Exames de saxitóxinas e cilindrospermopsina na água tratada realizados na Universidade Federal do Rio de Janeiro apresentaram resultados que atendem a portaria 1469 do MS (v. quadro abaixo). Amostra / Data Ponto de Coleta Concentração em equivalentes de saxitoxinas (ug*l-1) Concentração de Cilindrospermopsina (ug*l-1) 1. 06/12/2001 Água bruta de Brumado 0,336 0, /12/2001 Efluente do decantador ETA - Brumado 0,00 0, /12/2001 Água tratada ETA Brumado 0,00

9 0,00 Tabela 02 Quando da ocorrência do "bloom" de cianobactérias, foi realizado um bioensaio, através de consultoria especializada. Esses ensaios foram de suma importância na identificação do grau de toxidade da água bruta e água tratada. Baseados nos resultados haveria necessidade do consumo de 600 litros de água bruta para que houvesse riscos de contaminação letal. Em relação à água tratada os teores de toxinas ficaram abaixo do limite do detecção do método. Outros parâmetros foram acompanhados para verificar os níveis de poluição com fósforo total, microcistinas e índice de clorofila. Estudos das fontes poluidoras indicaram que os esgotos domésticos foram as principais fontes de nutrientes dentro do processo de eutrofização da barragem. CIANOBACTÉRIAS Foram realizados estudos nas principais barragens para se verificar o quadro evolutivo das cianobactérias e a sucessão. Mas o foco principal esteve voltado para o reservatório da cidade de Brumado e a unidade de tratamento desta localidade, onde ocorre o maior impacto no processo de eutrofização do rio devido a falta da renovação da água e ausência de descarga de fundo da barragem. Observou-se através do monitoramento que o processo começou com um "bloom" de Mycrocistis no período de junho a setembro do 2000, dando lugar a proliferação de Oscillatória princeps, passando em seguida para a espécie cylindrospermopsis. Observa-se que em todos exames realizados diversos tipos de algas estiveram presentes, como: Anabaena sp, Asterococcus sp, Microcystis aeruginosa, Oscilatória princeps, Pediastrum sp, Phacus sp, Scenedesmus sp, Staurastrum sp, Tetraplectron sp, Trachelomonas sp, com predominância dos gêneros Microcystis, Oscillatória e Cylindrospernopsis. Fatores importantes na mudança das espécies foram: a liberação de água proveniente da barragem de Truvisco, variações climáticas e aportes de nutrientes ocasionadas por poluição orgânica. Fig. 04 Análises de Cianobactérias na Barragem e Água Tratada do SLA de Brumado RESULTADOS O tratamento empregado na ETA de Brumado, apresentou-se eficaz na remoção de Ferro e Manganês e cianobactérias, sem prejuízos para a qualidade final do produto. Os teores de manganês na água tratada no período pesquisado, dez/99 a jun/02, varou na faixa de 20 a 50 (v. fig. 01), com alguns picos de 150 e 300 devido a ocorrências de movimentação das zonas inferiores na área de captação. O acompanhamento analítico

10 realizado nos laboratórios especializados na Bahia e em outros Estados, comprovaram a potabilidade da água distribuída, conforme estabelecidos na Portaria 36 e 1469 do Ministério da Saúde. A aplicação do carvão ativado foi positiva na redução do gosto na água de distribuição. Os exames hidrobiológicos na Barragem de Brumado indicaram valores que variaram de 160 a 3150 UPA/mL de microcystis, de 210 a 533 UPA/mL de Oscillatória prínceps e de 135 a 673 UPA/mL de Cylindrospermopsis raciborsky. Os exames na estação de tratamento indicaram uma redução em média de 60 a 90% na água decantada e 95% a 99% na água tratada. A fig. 04 apresenta os dados obtidos no período de junho de 2000 a maio de 2002; na água bruta (barragem) e Estação de tratamento principal da cidade de Brumado. A instalação do sistema de lavagem ar-água foi importante no processo de filtração, pois aumentou o período de operação dos filtros em 50% do número de horas operadas, auxiliando o processo de lavagem e remoção. A aplicação do cloro-gás no processo de pré cloração, tornou-se indispensável por causa da presença manganês e cianobactérias, foi controlada através dos ensaios de THM e cianotoxinas, os quais estiveram dentro dos padrões durante o período da pesquisa. Os bioensaios realizados por consultoria especializada, constataram a toxidade da água bruta porém em caso de consumo elevado, sendo que a água tratada não apresentou vestígios de toxidade. Os trabalhos desenvolvidos para o tratamento de água do SLA de Brumado indicaram esforço muito grande por parte do órgão de Saneamento no sentido de manter a qualidade da água, não impedindo que ocorressem manifestações populares de insatisfação com relação a qualidade da água, que ocasionalmente apresentou gosto nos períodos críticos de proliferação de algas no manancial. Além disso o fenômeno da eutrofização também gera impacto visual, que cria um clima de desconfiança por parte dos clientes. Trabalhos executados no processo de tratamento foram decisivos não somente do ponto de vista técnico como social, desde quando, em nenhum momento a população ficou sem o abastecimento de água e não se concretizou ocorrências de surto de doenças de veiculação hídrica, que era motivo de preocupação dos consumidores. A participação popular no processo, com reunião na câmara de vereadores e movimentos em pró defesa do Rio do Antônio, chamou a atenção das autoridades para o controle da poluição, o que levou a importantes tomadas de decisões que envolvem gerenciamento da sub- bacia e controle de poluição do manancial e outras ações técnicas e educacionais. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Batalha, Bemhur Luttembach e Palatore, Antônio Carlos Controle de Qualidade de água CETESB 1997.

11 Branco, Samuel Murgel - Hidrobiologia aplicada a Engenharia Sanitária CETESB 1998 Di Bernardo, Luiz - Métodos e Técnicas de tratamento de Água Vol. I SOUZA, Luiz Carlos e CAJADO, Maria Augusta Velloso. Poluição do Rio do Antônio - Ufba, janeiro/03. GEOHIDRO/MONTGOMERY WATSON - Programa de Monitoramento da Qualidade da água na bacia do Rio do Antônio. Agosto 2002.