22º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental VI-055 OLFATOMETRIA COMO FERRAMENTA DE AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DO AR ESTUDOS DE CASOS

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1 22º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 14 a 19 de Setembro Joinville - Santa Catarina VI-055 OLFATOMETRIA COMO FERRAMENTA DE AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DO AR ESTUDOS DE CASOS Gersina Nobre da R. C. Junior(1) Engenheira Sanitarista pela Universidade Federal de Mato Grosso. Mestre em Engenharia Ambiental pela Universidade Federal de Santa Catarina. Doutoranda em Engenharia Ambiental pela Universidade Federal de Santa Catarina. Fabiane Nóbrega Bolsista de Iniciação Científica. Aluna da Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental. Universidade Federal de Santa Catarina, SC, Brasil. Henrique de Melo Lisboa Doutorado em Poluição Atmosférica pela Ecole des Mines d Alés, França. Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental. Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, SC, Brasil. Paulo Belli Filho Engenheiro Sanitarista. Doutor em Engenharia Ambiental pela Ecole de Nationale Superieure Chimie de Rennes, França. Professor do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental. Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, SC, Brasil. Endereço(1): Rua Lauro Linhares, 689, apto 306 B8, Trindade. CEP.: Fone: (048) ramal: 223, Fax: (048) gersina@ens.ufsc.br belli@ens.ufsc.br

2 RESUMO A poluição ambiental causada pela emissão gasosa odorífera, produzida por diferentes atividades, sejam elas industriais ou rurais, converteu-se num problema preocupante, sendo cada vez mais freqüente reclamações e o desconforto ambiental.os conhecimentos sobre os fenômenos odorantes são limitados ao nível de avaliação e tratamento de poluentes. Apesar dos odores serem ligados à presença de certos compostos químicos no ar, as determinações físicos-quimicas não são suficientes para se conhecer as propriedades odorantes das moléculas. Em muitas situações somente a análise olfatométrica, utilizando o sistema olfativo do ser humano, é possível avaliar os incômodos provenientes de emissões com maus odores. Este artigo apresenta alguns estudos de caso que foram desenvolvidos visando a qualidade do ar, enfocando a olfatometria: Olfatometria aplicada na avaliação de tratamento de esgotos sanitários; Olfatometria aplicada em uma região de intensa atividade da suinocultura; olfatometria aplicada à avaliação da eficiência de processo de tratamento de odores. PALAVRAS-CHAVE: Olfatometria, estação de tratamento, suinocultura, biofiltro. INTRODUÇÃO O controle à poluição atmosférica caracteriza -se como um fator de grande importância na busca da conservação do meio ambiente e na implementação de uma política de desenvolvimento sustentável, já que afeta de diversas formas a saúde humana, os ecossistemas e os materiais. A poluição do ar é um fator que acaba por afetar de forma global a vida de todo nós. A poluição ambiental, por emissões gasosas odoríficas, produzidas pelos diferentes tipos de atividades industriais, converteu-se num problema preocupante, de difícil solução, sendo cada vez mais freqüentes as queixas e o mau estar social que daí advém. Um grande número de atividades industriais, agrícolas ou domésticas são as responsáveis pelos incômodos olfativos, gerados por diferentes processos químicos ou biológicos, tais como: as decomposições térmicas, aeróbias e anaeróbias. Os odores são devido à presença no ar de uma mistura complexa de moléculas orgânicas em concentrações muito baixas e ainda não fácil de analisar. Dentre as fontes poluidoras, as que mais se destacam são: as indústrias químicas e petroquímicas; as indústrias de processamento de madeira; as indústrias de papel e celulose; as agroindústrias; e as estações de tratamento de resíduos (líquidos, sólidos, e de dejetos de animais). Medir um odor é medir uma percepção. O nariz humano é atualmente o único sistema que caracteriza um incômodo olfativo. Por conseqüência, a utilização da olfatometria é

3 essencialmente para avaliar o valor e intensidade de um incômodo gerado pelas fontes de emissões de um local. A medida do grau de intensidade odorante, é determinado com as estatísticas das várias respostas de um grupo de observadores treinados e selecionados, sendo estes uma amostra representativa da população dentro de uma área bem determinada. A análise é feita com uma média de duas repetições correspondente, possibilitando verificar, em diferentes condições metereológicas representativas, as situações mais freqüentes sobre o local. As medidas realizadas no meio ambiente, são destinadas a permitir uma possível avaliação quantitativa de um nível de odor, dentro de uma determinada zona, pela estimativa das exposições das pessoas aos odorantes atmosféricos. O maior problema enfrentado, quando se tenta oferecer solução para as reclamações de odor feitas por uma comunidade, é a falta de padrões adequados, para orientar as autoridades e os administradores ambientais das empresas emissoras, de tais poluentes em relação às fontes da indústria e/ou do empreendimento prioritariamente responsável pela emissão do odor, e também quanto ao nível de controle necessário para a solução do problema. Entre todos os tipos de poluição ambiental, os maus odores estão entre os mais difíceis de regular. Um cheiro desagradável é considerado como algo subjetivo, portanto, legalmente indefinível. Com base neste princípio, as autoridades ficam impedidas de autuar, a não ser que os maus odores causem, simultaneamente, outro tipo de poluição reconhecida por lei. Por isso são poucos os países onde há legislação para esta forma de poluição. Apesar da preocupação crescente com as várias fontes de poluição ambiental, a poluição por maus odores ainda não é bem regulamentada no Brasil. No entanto, países como Estados Unidos, Holanda, Reino Unido, Alemanha, França e Dinamarca elaboraram, ou estão em fase de elaboração, normas definindo metodologias que permitam quantificar objetivamente a emissão de odores, e relacionar estas emissões com o nível de mal estar que causam às populações. A olfatometria (medida de odores) está fundamentada na importância da utilização das mucosas olfativas, melhores detectores disponíveis para avaliação dos odores. Nestes estudos o detector de avaliação dos odores é o sistema olfativo do ser humano, encarregando-se de discriminar e identificar os corpos odorantes. Evidentemente que este método apresenta seus problemas práticos. Com efeito, a sensação olfativa, que resulta da interação de um determinado número de moléculas odorantes com a mucosa olfativa varia não apenas de um indivíduo a outro, mas também, para o mesmo indivíduo, em função de seu estado fisiológico (Perrin, 1994). Este método está fundamentado em bases científicas, podendo ser utilizado com proveito pelas industrias, comunidades e órgãos ambientais para avaliação dos incômodos dos maus odores (Belli e de Mello Lisboa, 1998). O Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental e o Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental (PPGEA), da Universidade Federal de Santa Catarina vem desenvolvendo estudos sobre desenvolvimento de metodologias analíticas de odores, tratamento e inserção das tecnologias nas comunidades atingidas por esses incômodos,

4 buscando o seu conforto ambiental. Este trabalho apresenta alguns estudos de caso que foram desenvolvidos visando a qualidade do ar, enfocando a olfatometria: Odores em lagoa de tratamento de esgoto sanitário de São Ludgero/SC; Gestão de odores na suinocultura; Odor e biodesodorização em reatores anaeróbios. METODOLOGIA Para o desenvolvimento dos estudos realizados sobre odores, as técnicas de avaliação foram definidas em função das situações específicas, tendo se sempre a utilização de juris olfatométricos específicos para cada situação. Desta maneira obtém se informações sobre a percepção ambiental das pessoas utilizando os odores como indicador para a análise. Outra técnica analítica emprega compostos químicos de referência para odores, tendo para este fim o butanol como marcador de odores. A partir destes princípios são apresentadas as metodologias dos estudos de caso realizados utilizando a olfatometria como instrumento de avaliação do incômodo olfativo. AVALIAÇÃO DE ODORES EM LAGOA DE TRATAMENTO DE ESGOTOS SANITARIOS Os odores provenientes de estações de tratamento de águas residuárias são problemas constantes às populações haja vista o desconforto ambiental que muitas proporcionam. Um estudo foi conduzido para avaliar os odores na estação de tratamento de esgotos sanitários de São Ludgero, em Santa Cataina O estudo olfatométrico, foi realizado seguindo as recomendações da norma francesa AFNOR NF X Para a avaliação da intensidade odorante, foi feita a seleção do painel de júri, utilizando o butanol como composto de referência na determinação dos diferentes níveis de intensidade de odores. Foram avaliados momento diferentes na ETE, em duas etapas: Na primeira etapa, um painel de júri foi composto por 25 pessoas onde foi avaliado a recirculação do efluente líquido de uma lagoa facultativa como alternativa para reduzir odores. Na segunda etapa, foi utilizado um sistema combinado de recirculação e aeração, sendo analisado por 32 pessoas do painel. Outra técnica utilizada paralela á essa, foi a de aplicação de questionários à população residente próxima á estação de tratamento. Eram questionários tipo cartão resposta, onde se buscava avaliar as características hedônicas das residências. No total, foram aplicados 926 cartões respostas em 30 residências localizadas na área selecionada em frente à lagoa, com aproximadamente m2. No cartão foi utilizada a seguinte pergunta: "olhando estas figuras (figura 1), qual delas representa você com relação ao cheiro de esgoto proveniente da lagoa de estabilização? ". A metodologia com cartão foi aplicada antes e após a aplicação das melhorias de tratamento dos odores.

5 Figura 1: Escala em desenho para teste de odor Fonte: Zurita et al., 1999 ODORES DA SUINOCULTURA A suinocultura é conhecida como uma atividade potencialmente poluidora e entre uma de suas problemática reside na emissão de maus odores. Este estudo foi realizado na área rural da Bacia Hidrográfica do Rio Fragoso e na área urbana do município de Concórdia/SC, onde buscou-se avaliar o incomodo olfativo, decorrente da produção intensiva de suínos, pelo método de questionário. A metodologia aplicada foi realizada seguindo as recomendações do manual VDI (Verein Deutscher Ingenieure). Foram aplicados 506 questionários do tipo fechado, onde o entrevistado tinha a possibilidade de escolher a melhor resposta em relação à sua vivencia e á percepção dos odores. A área urbana, foi dividida em quatro regiões (A,B,C e D) com a mesma área aproximadamente. As perguntas dos questionários tiveram como princípios: verificar a possibilidade de adaptação aos odores, à noção de poluição e o índice de incomodo ocasionado pelos odores. O índice de incômodo foi avaliado pela equação 1, como sugere VDI 3883 Part 2 (1993). A tabela 3.1 apresenta os valores para número de respostas da categoria i (Ni) e o coeficiente de respostas da categoria i (Wi), conforme as respostas obtidas. I =Wi Ni equação (1) N: número total de observadores i: categoria da resposta Wi: coeficiente da categoria i Ni: número de respostas da categoria i Tabela 1 Categorias de incômodos e peso dos fatores. Respostas I Wi Sem odor

6 0 0 Odor sem ofensividade 1 0 Odor pouco ofensivo 2 25 Odor ofensivo 3 50 Odor muito ofensivo 4 75 Odor extremamente ofensivo Fonte: VDI 3883, parte 2 (1993 O valor do índice de desconforto olfativo é zero para as pessoas que se declaram não incomodadas com os odores e igual a 100 para aquelas em que todos os participantes ficam extremamente incomodados. ODOR E BIODESODORIZAÇÃO EM REATORES ANAERÓBIOS Neste estudo, a análise olfatométrica foi realizada para a avaliar a eficiência da redução da intensidade dos odores em um biofiltro de meio filtrante composto de turfa orgânica natural, para biodesodorizar um reator anaeróbio que tratava lodos de tanques sépticos.

7 Com o biofiltro e o auxílio de uma bomba a vácuo, os gases eram coletados e armazenados em sacos tedlar. Para a avaliação desses gases, foram selecionados 8 à 10 pessoas na qual foram treinadas para fazer parte do júri. Esta seleção foi realizada com a utilização da escala de referencia do butanol em diferentes níveis de concentrações, como mostrado na Figura 2. Tabela 2- Intensidade dos odores para o butanol. Concentração(g/l) Nível Intensidade dos odores 0,001 1 Muito fraco 0,01 2 fraco 0,1 3 médio 1 4 forte 10 5 Muito forte Os membros do júri tinham entre 22 e 40 anos, sendo a maioria do sexo masculino.

8 As análises foram realizadas semanalmente, sendo que para cada nova análise, fazia-se a limpeza das sacolas Tedlar passando-se ar comprimido até que se verifica-se a ausência de odor pelos menos duas vezes, verificando-se a ausência de odor. RESULTADOS ODORES EM LAGOA DE TRATAMENTO DE ESGOTOs SANITARIOs Na primeira fase da avaliação olfatométrica, onde a recirculação do efluente foi utilizada como medida de controle de odor, observou-se que 72% dos jurados indicaram como forte a intensidade de odor no ponto de coleta dos gases instalado fora da lagoa, e 28 % indicaram intensidade média no mesmo ponto, conforme Figura 2. Já na segunda fase, onde se utilizou o processo de recirculação combinado com a aeração, mostrou que 2% dos jurados classificaram o odor como de intensidade forte, 32% como de intensidade média e 41% com intensidade muito fraca. Ver Figura 3. Pode-se concluir então, que o método utilizado na Segunda etapa proporcionou maior êxito na redução dos odores. Nas figuras 4 e 5 estão apresentadas as respostas dos questionários aplicados à população próxima à ETE, durante estas duas fases do estudo. Como pode-se ver, os resultados da avaliação com o questionário também indicaram uma melhor redução dos odores na seguna etapa, confirmando o melhor desempenho do sistema de controle de odor pelo método de recirculação combinado com a aeração. ODORES DA SUINOCULTURA A avaliação olfatometrica realizada na área urbana e rural pelo método de questionário são apresentados na Figura 6, 7 e 8.

9 No meio rural, 55,9% dos entrevistados disseram que percebem os odores diariamente, enquanto que na urbana, 60,7% alegaram sentir esporadicamente. Dentro do meio rural, constatamos que os produtores de suínos são os que percebem os odores com maior freqüência, tendo um percentual de 68 de percepção diariamente, já os não-produtores percebem mais esporadicamente (63%). Com esses resultados podemos perceber que as atividades diárias pertinentes à produção de suínos não reduziram a freqüência de percepção entre os produtores. A figura 9 apresenta o resultado da concepção do odor como poluente do ar. No meio rural, 79,4% da população considera os odores poluentes do ar. Já no meio urbano, o índice aumenta para 93,1%. Entre os entrevistados das regiões A, B, C e D e os suinocultores e não-produtores de suínos, não foram encontrados diferenças na concepção dos odores. Na Figura 10 é mostrada a relação do índice de incomodo olfativo entre todas as áreas de aplicação do questionário. Na área rural, onde foram entrevistadas 102 pessoas, o percentual de incomodo foi de 72,3. Já no meio urbano, o índice é de 72,8 para um total de 404 entrevistados. Os resultados mostram que os odores, mesmo sendo de diferentes fontes, causam o mesmo grau de incômodo tanto na população do meio urbano quanto do meio rural. Figura 10 Índice de incômodo ODOR E BIODESODORIZAÇÃO EM REATORES ANAERÓBIOS Na Figura 11 é apresentado o resultado da avaliação da intensidade odorante com a utilização do biofiltro. Para as taxas de aplicação de 32m3/m2h, os valores de intensidade apresentadas pelo júri foram de forte ou próximo de forte na entrada do biofiltro, médios ou próximos de médio na saída do biofiltro. Para as taxas de aplicação de 44 m3/m2h e 60 m3/m2h a análise olfatométrica mostra que a intensidade na redução dos gases odoríferos foi quase imperceptível, uma vez que a entrada e a saída do biofiltro apresentam aproximadamente os mesmos valores.

10 Figura 11: Avaliação da intensidade odorante no biofiltro. CONCLUSÕES Com base nas metodologias aplicadas e nos resultados obtidos pelos trabalhos apresentados, podemos concluir que: A avaliação olfatométrica aplicada na estação de tratamento de esgoto indicou que o odor exalado dentro e fora da lagoa é percebido com uma intensidade forte, sendo que a comunidade instalada no entorno da lagoa sentia-se muito incomodada com o odor. Percebe-se então que, mesmo com a utilização da recirculação combinada com a aeração, onde teve maior êxito na redução dos odores, a técnica empregada não estava sendo suficiente para proporcionar a redução necessária dos odores. Com relação ao estudo realizado nas ares de criação de suínos, concluiu-se que o método de aplicação de questionários revelou ser uma ferramenta possível para a avaliação de impactos ambientais proporcionados pelos odores, bem como para monitorar uma fonte emissora estacionária ou não. A avaliação da intensidade odorante, através da olfatometria, no biofiltro, confirmou que esta tecnologia pode ser utilizada para avaliar a redução dos incômodos odorantes em reatores anaeróbios. Tendo em vista que os odores são comprometem a qualidade de vida da população que reside próxima as fontes emissoras, é importante que os órgãos ligados a saúde pública e ao meio ambiente reconheçam a importância da avaliação olfatométrica dos odores como uma ferramenta complementar aos projetos de gestão ambiental. BIBLIOGRAFIA BELLI, P. F.; DE MELO, L. H. Avaliação de emissões odorantes. Engenharia Sanitária e Ambiental. 3-Nº 3, Jul/Set, Nº 4 Out/Dez, CARVALHO, C. M. Odor e biodesodorização em reatores anaeróbios. Dissertação de mestrado. Pós Graduação em Engenharia Ambiental/PPGEA. Fev/2001. SILVA, G. P. Avaliação de incômodos olfativos emitidos pela suinocultura-estudos na Bacia Hidrográfica do Rio dos Fragosos e na região urbana do Município de Concórdia.

11 Dissertação de mestrado (Engenharia Ambiental)-Universidade Federal de Santa Catarina/UFSC. 96 p TRUPEL, A. Redução de odores de lagoa de estabilização de esgoto sanitário e avaliação da qualidade de seu efluente. Dissertação de mestrado (Engenharia Ambiental)- Universidade Federal de Santa Catarina/UFSC. 188 p