I-119 - AVALIAÇÃO PRELIMINAR DA PRESENÇA DE CHUMBO E CROMO EM MANANCIAIS DO ESTADO DA PARAÍBA, UTILIZADOS EM SISTEMAS URBANOS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Taysa Tamara Viana Machado (1) Engenheira Civil pela UFRJ, Especialista em Engenharia Sanitária pela ENSP/FioCruz,, Mestre em Desenvolvimento e Meio Ambiente pelo PRODEMA/ UFPB, Pesquisadora bolsista DCR/CNPq. Carmem Lúcia Moreira Gadelha Professora Adjunta do Departamento de Tecnologia da Construção Civil da Universidade Federal da Paraíba, Campus I João Pessoa - PB, Doutora em Hidráulica e Saneamento. Wamberto Raimundo da Silva Junior Engenheiro Civil - UFPB - CAMPUS I. Mestrando do Programa de Pós - Graduação em Engenharia Urbana. Bolsista CNPq/CT-HIDRO. Flávio Eduardo Gomes Diniz Engenheiro Civil, Doutorando do Curso de Pós-graduação em Engenharia Mecânica.Universidade Federal da Paraíba, Campus I João Pessoa-PB. David Andriola Colares Graduando em Engenharia Civil UFPB - CAMPUS I. Bolsista de Iniciação Científica (PIBIC/CNPq). Arthur Felipe Joseph Fonseca Neves Graduando em Engenharia Civil UFPB - CAMPUS I. Bolsista de Iniciação Científica (PIBIC/CNPq). Endereço (1) : Rua Major Ciraulo, n. º 270/100, Manaíra, João Pessoa - PB. CEP:58038-290. Fone: (83) 3247-3638 - e-mail: taysatamara@yahoo.com.br RESUMO Este trabalho apresenta uma avaliação preliminar da qualidade das águas, com ênfase nos metais cromo e chumbo, em mananciais utilizados para fins de abastecimento público urbano no Estado da Paraíba. Os mananciais estudados foram: os reservatórios Gramame- Mamuaba (João Pessoa - ponto GR), Epitácio Pessoa (Boqueirão- ponto EP) e São Gonçalo (Sousa- ponto SG). Foram realizadas em cada manancial, 4 coletas de água para análise de qualidade no período compreendido entre junho de 2004 a fevereiro de 2005, com freqüência de amostragem de aproximadamente 60 dias. Os parâmetros físico-químicos e metais analisados, ph, temperatura, turbidez, cor, dureza, alcalinidade, sólidos dissolvidos totais, cromo e chumbo foram então comparados com os padrões estabelecidos pela Resolução nº 357/2005 do Conselho Nacional de Meio Ambiente CONAMA. Na avaliação dos resultados verificou-se que o fator sazonal teve grande influência no comportamento dos parâmetros físico-químicos. Com relação aos metais, o cromo manteve-se sempre dentro dos padrões estabelecidos pelo CONAMA, fato que não ocorreu para as concentrações do chumbo. PALAVRAS-CHAVE: Qualidade das águas, Manancial de Captação, Abastecimento Público. INTRODUÇÃO Os metais pesados tem despertado grande interesse ambiental, principalmente pelo fato de não apresentarem caráter de biodegradabilidade. Isso faz com que permaneçam em ciclos biogeoquímicos globais sendo o das águas naturais, o seu principal meio de condução, podendo haver acumulação na biota aquática em níveis significativamente elevados (SILVA,2002). Alguns metais pesados são também de efeito acumulativo e altamente tóxicos tanto para o homem, como para o meio ambiente. Assim, em baixas concentrações, metais como por exemplo, ferro, cobre, magnésio e zinco são considerados essenciais para os organismos vivos, podendo até causar doenças na ausência dos mesmos. Porém, o excesso deles resulta em efeito tóxico, podendo levar à morte. Há ainda os metais que são considerados tóxicos mesmo em baixas concentrações como, o mercúrio, chumbo, cádmio, cromo, níquel, estanho, pois não existem naturalmente em nenhum organismo, como também, não têm função nutricional ou biológica conhecida. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1
Segundo FÖRTNER et al (1983) apud SILVA (2002), na água, os metais podem estar presentes nas formas particulada (em suspensão ou sedimento de fundo), coloidal e dissolvida, sendo constantemente redistribuídos entre estas fases durante o transporte e, dependendo de sua forma química, podem ser acumulados pelos organismos vivos. De acordo com JACKSON (2002), os metais não são naturalmente degradados, nem permanentemente fixados pelo sedimento. Assim, esse compartimento do corpo aquático pode ser então uma possível fonte de poluição, pois os metais podem ser redispostos à coluna d água em decorrência de mudanças nas condições ambientais como ph, potencial redox ou presença de quelantes orgânicos. Também pode ocorrer a ressuspensão do sedimento por fatores físicos (correntes, ondas), ação biológica (animais bentônicos) ou ações antrópicas (dragagens, embarcações). A liberação de produtos químicos pelo sedimento de fundo pode representar uma contribuição de tóxicos bastante significativa pra a coluna hídrica. Os metais pesados podem estar presentes nos sistemas aquáticos como o resultado de processos naturais, tais como intemperismo, erosão e erupções vulcânicas. Também podem ser introduzidos por meio de diversas atividades praticadas pelo homem. Na Paraíba, os mananciais destinados ao abastecimento público estão cada vez mais vulneráveis à degradação, em especial, aqueles localizados nas bacias hidrográficas onde se fazem presentes o desenvolvimento industrial e urbanístico, atividades agropecuárias e irrigação agrícola. Nesse contexto, a água que chega ao usuário, mesmo obedecendo aos critérios mínimos de potabilidade, pode conter concentrações de metais pesados acima do permitido pela legislação, uma vez que as estações de tratamento do tipo convencional não removem esses elementos. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a qualidade das águas dos reservatórios de Gramame-Mamuaba (João Pessoa), Epitácio Pessoa (Boqueirão) e São Gonçalo (Sousa) localizados no Estado da Paraíba, dando ênfase a presença dos metais chumbo e cromo, a fim de fornecer subsídios aos gestores ambientais na tomada de decisões. ÁREA DE ESTUDO A área de estudo abrange três mananciais utilizados para captação de água para fins de abastecimento público no Estado da Paraíba: o reservatório de Gramame-Mamuaba, no litoral sul e os açudes de Epitácio Pessoa, no semi-árido e São Gonçalo, no sertão paraibano (Figura 1). O Gramame-Mamuaba, localizado na Bacia do Rio Gramame, é o principal reservatório fluvial da região litorânea do Estado, com um volume de armazenamento de 56,94 milhões de m 3 e abastece as cidades de João Pessoa, Bayeux, Santa Rita (distrito de Várzea Nova) e Cabedelo. A exploração agrícola representa a maior área de ocupação na bacia (96,5%), destacando-se também a atividade industrial (plantas fabris nos distritos industriais de João Pessoa e Conde) e de mineração (areia, argila, pedra calcária e água mineral). O açude Epitácio Pessoa, localizado na Bacia do Rio Paraíba do Norte, é o segundo reservatório do Estado em dimensão, com volume de acumulação original de 550 milhões de metros cúbicos, atualmente reduzido a 398 milhões por efeito de processos intensos de assoreamento, abastece a cidades de Campina Grande e circunvizinhanças. Conflitos de usos vêm ocorrendo com gravidade crescente, advindos de métodos inadequados de controle fitossanitário das culturas irrigadas, da falta de planejamento que compatibilize a diversidade de usos e do emprego de processos irrigatórios de elevado consumo hídrico. O açude São Gonçalo, localizado na bacia do Rio Alto Piranha, com um volume de armazenamento de 44,6 milhões de metros cúbicos, abastece a cidade de Sousa e cidades vizinhas. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2
Figura 1: Localização dos reservatórios monitorados em suas bacias hidrográficas METODOLOGIA Inicialmente foi realizado o reconhecimento da área de cada reservatório em estudo a fim de se obter informações mais detalhadas sobre os aspectos ambientais, particularmente no que diz respeito à prováveis fontes de contaminação advindas de setores industriais e agrícolas. Em função dessas informações e considerando o fato de que o trabalho em questão visa principalmente verificar a qualidade da água de mananciais superficiais em relação a metais pesados, e os possíveis problemas de saúde para as populações por eles abastecidas, a estação de amostragem em cada um dos mananciais citados foi localizada no ponto de captação de água para o sistema de abastecimento das referidas cidades. Os pontos de amostragem foram assim denominadas: GR para o reservatório Gramame-Mamuaba, EP para o Epitácio Pessoa e SG para o São Gonçalo. A Figura 2 apresenta os pontos de amostragem em cada reservatório. Figura 2: Pontos de amostragem nos reservatórios estudados (1. GR Gramame-Mamuaba, 2. EP Epitácio Pessoa, 3. SG São Gonçalo) A coleta de água em cada estação de amostragem foi realizada com uma freqüência média de 60 dias, abrangendo um período chuvoso e um período de estiagem. Foram realizadas quatro coletas compreendidas entres os meses de junho de 2004 a fevereiro de 2005. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3
As analises dos metais cromo e chumbo na água foram realizadas no Laboratório de Saneamento do Centro de Tecnologia da UFPB, Campus I João Pessoa PB, utilizando-se para tanto um espectrofotômetro de absorção atômica (EAA), com emissão de chamas, modelo AG AA 7000 SBC. Os resultados encontrados para esses metais foram comparados com os teores máximos permitidos (TMP) pela Resolução n.º 357/05 do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA (BRASIL, 2005). Também foram realizadas análises dos parâmetros físico-químicos ph, temperatura, turbidez, cor, dureza, alcalinidade, sólidos dissolvidos totais na água com a finalidade de se verificar uma possível correlação com os micropoluentes existentes. Os procedimentos de coleta, preservação, preparação e análise das amostras são os descritos no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20ª ed. APHA, 1998. RESULTADOS E DISCUSSÃO A tabela 1 apresenta o resultado das análises físico-químicas realizadas na água dos três reservatórios, ao longo do período estudado. Observa-se que ocorreram oscilações em alguns dos parâmetros investigados dependendo da época da coleta e do ponto de amostragem. Com relação a temperatura da água, verifica-se que esta manteve-se relativamente estável em cada ponto de coleta, com amplitude de variação de 2 a 3C 0, em todo o período analisado (Tabela 1). No entanto, no ponto SG (São Gonçalo) foram registradas as maiores temperaturas. De acordo com HERRICKS (2002), mudanças bruscas de temperatura podem acelerar reações químicas. Em reservatórios, pode causar estratificação, isolando substâncias tóxicas em áreas da coluna hídrica. Segundo JORGENSEN (2002,) a liberação de íons de metal pesado do solo e dos sedimentos aumenta rapidamente com a redução do ph. Como no trabalho em questão os valores de ph se mantiveram sempre dentro dos limites estabelecidos pela Resolução nº 357/2005 do CONAMA ( 6,0 ph 9,0), variando de 6,46 para o ponto GR a 8,28 para o ponto SG (Tabela 1), é pouco provável sua influência nos valores dos metais chumbo e cromo encontrados na água de superfície dos reservatório estudados. O fator sazonal teve influência significativa nos parâmetros cor e turbidez, para os pontos GR e EP. Nos meses de junho e setembro de 2004 foram verificados altos índices de precipitação pluviométrica em praticamente todo o Estado da Paraíba, o que acarretou numa elevação dos valores desses parâmetros nos referidos pontos. No entanto, no ponto SG os valores da turbidez foram sempre muito baixos, no período analisado. O aumento da turbidez pode conduzir a concentrações de metais pesados mais elevadas na coluna d`água de reservatórios. A distribuição de metais está associada à quantidade e qualidade do material em suspensão na água (turbidez) e à afinidade física e química do metal dissolvido com as partículas em suspensão (http://www.hidro.ufrj.br/pqarj/geral/funil/diagnost/texto.htm). As partículas orgânicas constituídas por detritos, algas e bactérias são as que apresentam maior poder de absorção. No trabalho em questão não foi observado uma relação entre o aumento de turbidez no período de chuva e a concentração de chumbo e cromo nos reservatórios estudados pois, certamente, o fator diluição também deve ter interferido nos valores dos referidos metais encontrados na pesquisa. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4
Tabela 1: Resultado das análises físico-químicas nos pontos de amostragem Parâmetros Físico-Químicos Período Ponto de Coleta Temperatura Cor Turbidez Alcalinidade Dureza Condutividade STD ph (ºC) (ml/l Pt) (NTU) (ml CaCO3) (ml CaCO3) (ms/cm) (mg/l) jun/04 26,0 6,52 150 28,0 26,00 17,00 68,00 68 GR set/04 26,0 6,46 120 30,0 40,30 16,56 69,00 70 nov/04 27,0 6,55 100 5,0 12,82 17,48 71,12 71 fev/05 27,0 6,64 70 4,5 20,00 16,00 81,47 82 jun/04 25,0 7,33 250 63,0 71,00 90,00 330,41 331 EP set/04 25,0 7,60 120 41,0 66,87 92,92 370,00 370 nov/04 28,5 7,51 80 10,0 66,87 96,60 392,69 393 fev/05 28,5 7,09 30 4,0 96,00 120,00 413,56 414 jun/04 28,0 7,32 50 4,0 95,00 66,00 193,25 194 SG set/04 28,0 7,90 30 3,0 91,60 61,64 228,00 228 nov/04 30,0 8,28 55 1,5 83,36 58,88 232,27 232 fev/05 30,0 7,72 30 2,5 110,00 76,00 224,62 225 Com relação a dureza observa-se, pela tabela 1, que seus valores no ponto GR (Gramame-Mamuaba) não ultrapassaram 50 mg/l CaCO 3, em todo período analisado, sendo portanto considerada uma água mole. Já no ponto EP (Epitácio Pessoa) os valores variaram entre 90 e 120 mg/l. No ponto SG (São Gonçalo) a dureza da água apresentou valores de 56 a 76 mg/l CaCO 3.. Assim, para os reservatórios de Epitácio Pessoa e São Gonçalo a água foi classificada como sendo de dureza moderada. Segundo VON SPERLING (1995), não há evidências de que a dureza cause problemas sanitários. Verifica-se pela tabela 1 que os sólidos dissolvidos apresentaram valores mais elevados nos pontos EP e SG, apesar de terem permanecidos dentro dos limites permitidos pela Resolução nº 357/2005 do CONAMA. Os sólidos totais dissolvidos são constituídos principalmente por carbonatos, bicarbonatos, cloretos, sulfatos, fosfatos e possivelmente nitratos de cálcio, magnésio, potássio, pequenas quantidades de ferro, manganês e outras substâncias. Por estas características, a presença de alta concentração destes sólidos, mesmo dentro dos limites tolerados, indica que deverá ser realizada uma análise mais detalhada para verificação dos elementos constituintes mais críticos e/ou perigosos. Igualmente elevados, nos pontos EP e SG, foram os valores da condutividade elétrica (tabela 1). O parâmetro condutividade elétrica não determina, especificamente, quais os íons que estão presentes em determinada amostra de água, mas pode contribuir para possíveis reconhecimentos de impactos ambientais que ocorram na bacia de drenagem dos reservatórios ocasionados por lançamentos de resíduos industriais, mineração, esgotos, etc. A figura 2 apresenta a variação temporal das concentrações de chumbo nos pontos de amostragem durante o período de estudo. A maior concentração desse metal (0,08 mg/l) foi observada no ponto EP (Boqueirão) em fevereiro de 2005, estando acima do limite máximo estabelecido pela Resolução nº 357/2005 do CONAMA. As concentrações de chumbo no ponto SG apresentaram oscilações tendo, em geral, valores muito próximos do limite permitido. No ponto GR (reservatório Gramame/Mamuaba), com exceção da coleta realizada em junho de 2004, todas as demais apresentaram valores de chumbo abaixo do limite estabelecido pela legislação vigente. Por outro lado, MACHADO (2003), encontrou em amostras de água do reservatório de Gramame/Mamuaba concentrações de chumbo que variaram entre 0,002 mg/l (abaixo do limite máximo permitido), e 0,16 mg/l, concentração essa, fora dos padrões estabelecidos pela Resolução citada para classe 2. As situações em que os valores das concentrações de chumbo apresentaram- se acima do limite permitido pela legislação vigente é extremamente preocupante, uma vez que, os sistemas do tipo convencional ou completo utilizados para o tratamento das águas advindas dos mananciais analisados não conseguem remover esse tipo de poluente. Segundo PERAZA (1998) apud TOMAZELLY (2003) vários efeitos adversos à saúde são atribuídos às altas concentrações de chumbo no corpo humano, incluindo toxicidade nervosa, hematopoiética, renal, endócrina e no sistema esquelético, sendo o sistema nervoso central, o primeiro a ser afetado. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5
Figura 2: Variação temporal da concentração de chumbo total nos pontos de amostragem 0,09 0,08 0,07 Chumbo Total (mg/l) 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 jun/04 jul/04 ago/04 set/04 out/04 nov/04 dez/04 jan/05 fev/05 Período GR EP SG Lim. Máx. CONAMA A figura 3 apresenta a variação temporal das concentrações de cromo total nos pontos de amostragem durante o período de estudo. Tanto a maior concentração (0,0135 mg/l) observada em setembro de 2004 como a menor (0,005 mg/l) em novembro de 2004 foram verificadas no ponto EP (reservatório Epitácio Pessoa). No entanto, as concentrações de cromo total em todos os pontos estiveram sempre dentro do limite estabelecido pela Resolução nº 357/2005 do CONAMA. Segundo SILVA (2002) os efeitos agudos à exposição ao cromo incluem a corrosão do trato gastrointestinal e necrose dos rins, enquanto que a exposição crônica via inalação de compostos de Cr (VI), pode resultar em úlceras na pele, orifícios no septo nasal, dermatites e aumento da sensibilidade da pele. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6
Figura 3: Variação temporal da concentração de cromo total nos pontos de amostragem 0,06 0,05 0,04 Cromo Total (mg/l) 0,03 0,02 0,01 0 set/04 out/04 nov/04 dez/04 jan/05 fev/05 Período GR EP SG Lim. Máx. CONAMA CONCLUSÕES Este trabalho apresentou resultado da avaliação preliminar da qualidade da água de três reservatórios no Estado da Paraíba utilizados como manancial de captação para abastecimento público. As análises de água efetuadas nos três reservatórios (pontos GR, EP e SG), demonstraram que, em geral, os parâmetros físico-químicos, em especial a cor e a turbidez foram bastante influenciados pelo fator sazonal das precipitações pluviométricas. As concentrações de cromo total em todos os pontos analisados permaneceram sempre dentro do limite estabelecido pela resolução nº 357/2005 do CONAMA. Porém, os valores de chumbo, apresentaram, ao longo do período estudado, variações de valores que excederam os limites da Resolução supra citada, em especial no reservatório Epitácio Pessoa. Isso demonstra portanto que, tanto no período seco como no período chuvoso podem ocorrer concentrações de chumbo fora dos limites permitidos, pondo em risco a saúde da população. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CNPq pelo suporte financeiro concedido através de bolsas de pesquisa, ao Laboratório de Recursos Hídricos e Engenharia Ambiental LARHENA/UFPB e ao Laboratório de Saneamento/UFPB, pelo apoio irrestrito no desenvolvimento da pesquisa. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 7
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. APHA AWWA. Standart Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20. ed. USA. 1998. 2. BRASIL. Resolução n.º 357 de 17 de março de 2005. Brasília, DF: CONAMA, 2005. 3. JACKSON, J. Metais Pesados e Outras Substâncias Tóxicas Inorgânicas. In: MATSUI, S., et al. Diretrizes para o gerenciamento de Lagos. Gerenciamento de Substâncias Tóxicas em Lagos e Reservatórios. São Carlos: ILEC/IIE, 2002. v. 4, 216p. p. 71-88. 4. JORGENSEN, S. E. Modelagem Ecotoxicológica de Lagos. In: MATSUI, S., et al. Diretrizes para o gerenciamento de Lagos. Gerenciamento de Substâncias Tóxicas em Lagos e Reservatórios. São Carlos: ILEC/IIE, 2002. v. 4, 216p. p. 49 70. 5. HERRICKS, E. Princípios Gerais de Toxicologia. In: MATSUI, S., et al. Diretrizes para o gerenciamento de Lagos. Gerenciamento de Substâncias Tóxicas em Lagos e Reservatórios. São Carlos: ILEC/IIE, 2002. v. 4, 216p. p. 9 29. 6. IETEC. Planejamento e gerenciamento de lagos e reservatórios: uma abordagem integrada ao problema da eutrofização. Série Publicações Técnicas. São Carlos SP. 2001. 7. MACHADO, T. T. V. Investigação da Presença de Chumbo (Plumbum) na Bacia do Rio Gramame e suas Possíveis Implicações na Saúde Pública da Região. 2003. Dissertação (Mestrado). Universidade Federal da Paraíba. João Pessoa. 8. SILVA, M. R. C. Estudos de sedimentos da bacia hidrográfica do Mogi-Guaçu, com ênfase na determinação de metais. Dissertação (Mestrado). Instituto de Química de São Carlos, da Universidade de São Paulo, 2002. 9. TOMAZELLI, A C. Estudo comparativo das concentrações de cádmio, chumbo e mercúrio em seis bacias hidrográficas do Estado de São Paulo. Tese (Doutourado). Programa de Pós-Graduação de Biologia Comparada USP. Ribeirão Preto SP, 2003. 10. VON SPERLING, M. Introdução à Qualidade das Águas e ao Tratamento de Esgotos. Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte MG, 1995. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 8