RELAÇÃO ENTRE O CONSUMO DE PRODUTOS QUÍMICOS E A QUALIDADE DA ÁGUA DISTRIBUÍDA EM DIVERSOS SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA DO PARANÁ

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1 RELAÇÃO ENTRE O CONSUMO DE PRODUTOS QUÍMICOS E A QUALIDADE DA ÁGUA DISTRIBUÍDA EM DIVERSOS SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA DO PARANÁ Bárbara Zanicotti Leite () Engenheira de Alimentos (PUC-PR), Mestre em Tecnologia Química (UFPR), Pesquisadora bolsista do CNPq pelo PROSAB, atuando na SANEPAR, Integrante do Grupo de Pesquisa em Disposição Final do Lodo de Esgoto e Lodo de ETA da Assessoria de Pesquisa e Desenvolvimento (APD / SANEPAR). Clerverson V. Andreoli Engenheiro Agrônomo, Mestre em Agronomia e Doutor em Meio Ambiente e Desenvolvimento (UFPR), Professor da UFPR, PUC-PR e da FAE/CDE Business School, Gerente da Assessoria de Pesquisa e Desenvolvimento da Companhia de Saneamento do Paraná (APD / SANEPAR). Endereço () : Rua Engenheiros Rebouças, 6 - Rebouças Curitiba - Paraná - CEP: Brasil - Tel: +55 (4) Fax: +55 (4) barbarazl@sanepar.com.br RESUMO A qualidade da água distribuída à população pela Estação de Tratamento de Água está diretamente relacionada com a eficiência do sistema de tratamento e a qualidade da água bruta e consequentemente do estado de preservação do manancial. A partir dos parâmetros: ph, cor, cloro, flúor, turbidez, coliformes totais, oxigênio consumido, ferro e manganês, obtém-se o Índice de Qualidade de Água Distribuída (IQAD) que representa a qualidade da água distribuída a população. Correlacionando-se dados de IQAD com o consumo de produtos químicos realizado para o tratamento da água bruta, pode-se comparar os desempenhos dos de Tratamento, os gastos de produtos químicos e os padrões de qualidade obtidos. Observa-se que em alguns sistemas, pode-se obter boa qualidade de água distribuída sem o gasto excessivo de produtos químicos, revelando uma boa operação da ETA. Outros sistemas, apesar do alto consumo de produtos químicos, não atingem o índice de qualidade de água distribuída elevado, demonstrando que a baixa qualidade da água captada apresenta grande influencia na qualidade da água distribuída, não obstante ao maior consumo de produtos químicos. Este trabalho foi dividido em duas etapas principais, a primeira envolveu o levantamento e tabulação de dados de consumo de produtos químicos e qualidade de água distribuída de diversos sistemas de tratamento de água do Paraná. A segunda etapa foi a divisão e classificação dos sistemas de acordo com o IQAD (IQAD menor que 90, IQAD maior que 98 e IQAD entre 90 e 98) e o consumo de produtos químicos (maiores consumidores ou econômicos). Observou-se que todos os sistemas que aparecem acima da média de consumo de produtos químicos, tem IQAD menor que 90, apesar de todos os sistemas analisados apresentarem qualidade de água ótima ou seja, IQAD acima de 80 pontos. PALAVRAS-CHAVE: tratamento de água, consumo, produto químico, IQAD. INTRODUÇÃO O crescimento populacional desordenado das cidades e o uso agrícola inadequado sobre as áreas dos mananciais, tem resultado na redução paulatina da qualidade da água bruta com reflexo sobre o consumo de produtos químicos para o seu tratamento e adequação aos requisitos legais. Em alguns sistemas de tratamento pode-se obter um bom índice de qualidade de água distribuída sem o gasto excessivo de produtos químicos, revelando que a ETA está sendo operada adequadamente. Outros sistemas, apesar do alto consumo de produtos químicos, não conseguem atingir uma qualidade de água distribuída elevada, demonstrando que a baixa qualidade da água bruta captada apresenta grande influência na qualidade da água distribuída, não obstante o maior consumo de produtos químicos. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental

2 O presente trabalho relaciona o consumo de produtos químicos com o índice de qualidade da água distribuída (IQAD) em diversos sistemas de tratamento de água no Estado do Paraná, visando correlacionar os parâmetros de desempenho dos de Tratamento, o consumo de produtos químicos e os padrões de qualidade obtidos. O objetivo geral deste trabalho é estabelecer a relação entre o consumo de produtos químicos de ETAs do Paraná e a qualidade de água distribuída obtida para serem indicadores de controle da eficiência operacional. Tratamento de Água De acordo com MOTA (9), o tratamento da água é feito na ETA Estação de Tratamento de Água e é o conjunto de processos adotados com a finalidade de transformar a água bruta em água potável. Tratamento consiste em tornar uma água in-natura em potável através dos processos de clarificação, cloração ou desinfecção, correção do ph e fluoretação (ZAPERLON, 9). Fisicamente, o processo é composto por uma série de reatores responsáveis por fornecer aos produtos químicos utilizados as condições necessárias para que suas ações sejam mais eficientes o possível. Os produtos químicos mais freqüentemente utilizados no Estado do Paraná são: sulfato de alumínio para coagulação; cal hidratada para ajuste de ph, controle de corrosão e abrandamento; cloro gasoso para desinfecção e como oxidante; e fluorssilicato de sódio para fluoretação (AISSE, 9). Índice de Qualidade de Água Distribuída O IQAD é utilizado para avaliar a qualidade da água distribuída, no que se refere a sua potabilidade. Este índice é obtido através da correlação, por modelos matemáticos, dos parâmetros: ph, cor, cloro, flúor, turbidez, coliforme total, oxigênio consumido, ferro e manganês (ANDREOLI, et al, 9). Matematicamente cada um dos fatores envolvidos é afetado por dois valores: Q e W. O primeiro, Q, é de caráter individual do parâmetro, variando de zero (0) a cem (00). O segundo, W, é de caráter coletivo e representa o peso do parâmetro com relação aos outros parâmetros, são valores individuais em que a soma final é um (). A Tabela apresenta os parâmetros e os respectivos valores de Q e W (SANEPAR, 92 e ZAPERLON, 9). Tabela : Cálculo do IQAD: Valores utilizados. Parâmetro W Q Parâmetro W Q Menor que 6, Q=0 Entre 6, e 6,4 Q=60 Cloro 0, ph 0,0 Entre 6,4 e 8,5 Q=00 Entre 8,5 e 9,2 Q=80 Maior que 9,2 Q=00 Turbidez 0,6 Cor 0, Entre e,00 Q=00 Entre,0 e,59 Q=80 Entre,60 e 2,00 Q=65 Entre 2,0 e 2,59 Q=55 Entre 2,60 e 3,00 Q=45 Entre 3,0 e 4,00 Q=35 Entre 4,0 e 5,00 Q=25 Maior que 5,00 Q=00 Entre 0,0 e 2,5 Q=00 Entre 2,5 e 5,0 Q=5 Entre 5, e,5 Q=50 Entre,6 e 0,0 Q=35 Entre 0, e 2,5 Q=25 Entre 2,6 e 20,0 Q=0 Maior que 20,0 Q=00 Flúor 0,0 Coliformes Totais 0,20 Menor que 0,5 Q=00 Entre 0,5 e 2,0 Q=00 Entre 2, e 2,5 Q=80 Maior que 2,5 Q=00 Menor que 0,6 Q=00 Entre 0,6 e 0,69 Q=50 Entre 0, e,2 Q=00 Entre,2 e 2,5 Q=50 Maior que 2,5 Q=00 Igual a 0 Q=00 Igual a Q=80 Igual a 2 Q=50 Igual a 3 Q=30 Maior que 3 Q=00 ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 Oxigênio Consumido 0,08 FONTE: ZAPERLON, 9. Entre 0,0 e 2,5 Q=00 Entre 2,5 e 4,0 Q=85 Entre 4, e 5,0 Q=65 Entre 5, e 6,0 Q=35 Entre 6, e 8,0 Q=5 Maior que 8,0 Q=00 Ferro / Manganês 0,0 Entre e 0,0 Q=00 Entre 0, e 0,20 Q=95 Entre 0,2 e 0,30 Q=90 Entre 0,3 e 0,40 Q=85 Entre 0,4 e 0,50 Q=80 Entre 0,5 e 0,80 Q=50 Entre 0,8 e,00 Q=20 Maior que,00 Q=00 A partir da multiplicação dos oito fatores, representados pelos índices a 8, com os seus respectivos valores de Q e W, obtém-se o IQAD, apresentado na equação 0. IQAD = Qw x Q2w2 x Q3w3 x Q4w4 x Q5w5 x Q6w6 x Qw x Q8w8 (Equação : 0) Ainda de acordo com ZAPERLON (9) tem-se a classificação da qualidade da água distribuída, apresentada na Tabela 2. Tabela 2 Classificação do IQAD. Faixa do IQAD Qualidade da Água 0 a 3 Precária 32 a 49 Aceitável 50 a 9 Boa 80 a 00 Ótima FONTE: ZAPERLON, 9. METODOLOGIA O trabalho consistiu no levantamento e análise de dados de consumo de produtos químicos, IQAD e problemas de captação encontrados devido a degradação dos mananciais. Através de questionários remetidos aos responsáveis pelas ETAs, foram levantados valores quantitativos de consumo de Produtos Químicos, como sulfato de alumínio, flúorssilicato de sódio, cloro gasoso e cal hidratada, o IQAD alcançado e fatores de degradação de mananciais no período de agosto de 9 a julho de 98. Foram realizadas correlações de cada um dos parâmetros entre os municípios consultados e posteriormente com o consumo de produtos químicos na ETA. A segunda etapa consistiu na divisão e classificação dos sistemas. Os municípios foram classificados em grupos, com base no IQAD e consumo de produtos químicos. No que diz respeito ao IQAD, os municípios foram divididos entre aqueles que apresentaram IQAD menor que 90, aqueles que tiverem IQAD entre 90 e 98 e aqueles que apresentam um IQAD maior que 98. Com relação ao consumo de produtos químicos, geraram-se gráficos dos sistemas versus o consumo de cada produto químico. Os sistemas que apresentaram os pontos de consumo acima de uma linha média, foram classificados com maiores consumidores, os que estiveram abaixo desta linha, econômicos. RESULTADOS E DISCUSSÕES O estudo envolveu a avaliação de 38 sistemas de tratamento operados pela Sanepar, nas cinco regiões do estado. Os nomes dos sistemas com suas respectivas classificações foram substituídos por números ( 38), pois a intenção não é o julgamento dos sistemas e sim o estabelecimento de uma correlação entre os dados fornecidos. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 Na Figura apresenta-se os sistemas avaliados com os respectivos IQAD alcançados, já na Tabela 3 tem-se a distribuição percentual dos sistemas de acordo com o IQAD. IQAD média = 92,32 IQAD Média Figura : Perfil de IQAD nos de Tratamento de Água no Estado do Paraná. Tabela 3: Distribuição dos Municípios de Acordo com o IQAD. IQAD < < IQAD < 98 IQAD > 98 Número de Municípios % de Municípios 2% 4% 32% As Figuras 2 a 5 apresentam o consumo de produtos químicos dos sistemas, o número de respostas obtidas para cada parâmetro é variável pois alguns sistemas não apresentaram resultados para determinados parâmetros. Cloro (mg/l) 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00,50,00 0,50 média =,89 mg/l Cloro média Figura 2: Perfil de Consumo de Cloro nos de Tratamento de Água no Estado do Paraná. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 6,00 Cal Hidratada (mg/l) 4,00 2,00 8,00 6,00 4,00 2,00 média = 6,60 mg/l Cal Hidratada média Figura 3: Perfil de Consumo de Cal Hidratada nos de Tratamento de Água no Estado do Paraná. 35,00 Sulfato de Alumínio (mg/l) 3 25,00 2 5,00 5,00 média = 6,0mg/l Sulfato de Alumínio Média Figura 4: Perfil de Consumo de Sulfato de Alumínio nos de Tratamento de Água no Estado do Paraná. 6,00 Fluorssilicato de Sódio (mg/l) 5,00 4,00 3,00 2,00,00 média =,2 mg/l Fluorssilicato de Sódio média Figura 5: Perfil de Consumo de Fluorssilicato de Sódio nos de Tratamento de Água no Estado do Paraná. Na Tabela 4 tem-se a divisão dos sistemas entre maiores consumidores, intermediários ou econômicos, ou seja, de acordo com o consumo de produtos químicos. Tabela 4: Distribuição dos Municípios de Acordo com o Consumo de Produtos Químicos. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 Maiores Consumidores Intermediários Municípios Econômicos Número de Municípios 08 8 % de Municípios 20% 46% 34% Apesar de todos os sistemas apresentarem IQAD ótimo (IQAD > 80), todos que aparecem como os maiores consumidores de produtos químicos, tem IQAD menor que 90. Este é um dado bastante importante, pois o esperado seria de que com o alto consumo de produtos químicos fosse atingido um melhor IQAD. Provavelmente estes sistemas possuem água bruta de menor qualidade, que pode estar associada a outra variante que influencie a eficiência do tratamento. Apenas um sistema, que representa 2,5% dos sistemas analisados, aparece com IQAD > 98 e consumo intermediário de produtos químicos, o que é bastante aceitável dependendo das condições do manancial. Se a água bruta for de má qualidade, o consumo de produtos químicos deverá ser maior para torná-la potável. Apenas % dos sistemas que aparecem nas relações de IQAD intermediário (90<IQAD<98) e apresentam-se como maiores consumidores de produtos químicos. Estes sistemas têm a água distribuída de qualidade intermediária e o alto consumo de produtos químicos pode ser justificado pela baixa qualidade da água bruta recebida pela ETA ou desperdício de produtos químicos utilizados. Dos 38 sistemas analisados 6% foram classificados como econômicos e apresentam IQAD > 98, esta é a situação ideal, com o mínimo de produtos químicos fornecer uma água de boa qualidade. Como não foi considerada a qualidade do manancial, conclui-se que se este for bom, o sistema está mantendo um padrão de qualidade, porém se for de má qualidade representa um sistema de ótima operação, pois a partir de uma água bruta ruim, consumindo pouco produto químico, o sistema obtêm-se um IQAD excelente. Do total analisado, quatro sistemas, 0% do total, aparecem simultaneamente com um IQAD < 90, econômicos em alguns produtos químicos e maiores consumidores em outros, representando sistemas com problemas de operação, pois não se atinge o objetivo de tratamento da água e os gastos com produtos químicos são desordenados. A Figura 5 apresenta os principais problemas para a captação devido a degradação ambiental. O excesso de sedimentos transportado a bacia de captação representa 25,58% das contribuições, seguido da presença de dejetos animais (20,93%) e logo depois contaminação com agrotóxicos (,82%). A contaminação causada pela presença de esgotos domésticos encontra-se em quarto lugar, representando,% das contribuições. A escassez de água, presença de óleos e graxas, ferro, resíduos de postos de gasolina na água e desmatamento juntos correspondem a 3,90% dos problemas na captação. 3 25,00 2 % 5,00 5,00 resíduos industriais lixo esgotos domésticos agrotóxicos dejetos animais excesso de sedimentos outros ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6

7 Figura 5: Principais Problemas na Captação em Conseqüência da Degradação Ambiental. CONCLUSÕES Com base nos dados avaliados pode-se concluir que:. Todos os sistemas analisados apresentam qualidade de água ótima, ou seja, IQAD acima de 80 pontos; 2. Todos os sistemas que aparecem acima da média de consumo de produtos químicos, tem IQAD menor que 90, indicando que a baixa qualidade da água captada apresenta grande influencia na qualidade da água distribuída, não obstante ao maior consumo de produtos químicos; 3. 6% dos sistemas estão abaixo desta média, são econômicos e apresentam IQAD > 98, indicando que é possível obter um ótima qualidade de água distribuída sem o gasto excessivo de produtos químicos; 4. Apenas um sistema está classificado na média de consumo de produtos químicos e possui IQAD > 98, o que demonstra que o sistema está sendo operado adequadamente, pois gasta produtos químicos de acordo com a necessidade da água captada para atingir um excelente nível de tratamento; 5. % dos sistemas possuem IQAD intermediário e estão classificados como maiores consumidores de produtos químicos, possivelmente estes sistemas possuem problemas no manancial de abastecimento ou de dimensionamento da ETA; 6. 0% possuem IQAD < 90 e consumo de produtos químicos desordenado, não atingindo o objetivo de tratar a água corretamente e gastando produtos químicos desordenadamente;. Os principais problemas observado na bacia de captação são: excesso de sedimentos 26%, presença de dejetos animais (2%) e contaminação com agrotóxicos (8%). REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. AISSE, M.M.. Padrões de Qualidade Ambiental: Discussão de Alguns Parâmetros relacionados ao Lançamento de Efluentes Líquidos e a Qualidade dos Corpos d água Receptores. Sanare, Curitiba - PR, v.8, n.8.p 39-49, ANDREOLI, C.V., ANDREOLI, F.N., IHLENFELD, R.G.K e RODRIGUES, E.M. Influência da Deterioração da Água Bruta no Consumo de Produtos Químicos e na Qualidade da Água Tratada. Sanare, Curitiba - PR, v., n..p 28-32, MOTA, S. Introdução à Engenharia Ambiental. a. ed. Rio de Janeiro: ABES, 9, cap V (95-43) e VII (-28). 4. ZAPERLON, A. Qualidade da Água vida e Saúde. Curitiba: SANEPAR, 9, p. 5. MANFRINI. Técnicas de Abastecimento de Água. 2 ª ed. São Paulo: CETESB, SANEPAR. MIQAD - Manual de Procedimentos para Obtenção do Índice de Qualidade de Água Distribuída. DO/SPO/GDQ, Curitiba: SANEPAR, Julho 92. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental