Centro Universitário Leonardo Da Vinci

Centro Universitário Leonardo Da Vinci NEAD Núcleo de Ensino a Distância KAREN DAVI GONÇALVES NAPOLEÃO OLIVEIRA GOMIDE FILHO PAULO CRISTIANO DE MATTOS SILVEIRA RITA DE CÁSSIA L. INCHAUSPE WILTON RICARDO DE SOUZA Tratamento de esgotos pluviais mistos através da Fitorremediação

KAREN DAVI GONÇALVES NAPOLEÃO OLIVEIRA GOMIDE FILHO PAULO CRISTIANO DE MATTOS SILVEIRA RITA DE CÁSSIA L. INCHAUSPE WILTON RICARDO DE SOUZA Tratamento de esgotos pluviais mistos em sistema de drenagem na estação de bombeamento do Sistema de Proteção Contra as Cheias de Porto Alegre. Casa de bombas nº 12. Parque Marinha do Brasil Projeto apresentado para integralização das Práticas do Módulo 3 Tecnologia em Gestão Ambiental - Centro Universitário Leonardo da Vinci. Nome Monitor: Marcus Hübner i

KAREN DAVI GONÇALVES NAPOLEÃO OLIVEIRA GOMIDE FILHO PAULO CRISTIANO DE MATTOS SILVEIRA RITA DE CÁSSIA L. INCHAUSPE WILTON RICARDO DE SOUZA TRATAMENTO DE ESGOTOS PLUVIAIS MISTOS QUE CHEGAM EM UMA ESTAÇÃO DE BOMBEAMENTO DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA AS CHEIAS DE PORTO ALEGRE Projeto apresentado para integralização das Práticas do Módulo III Tecnologia em Gestão Ambiental - Centro Universitário Leonardo da Vinci. Nome Monitor: Marcus Hübner PORTO ALEGRE 2009 ii

SUMÁRIO 1. TEMA E PROBLEMA... 01 2. JUSTIFICATIVA... 01 3. OBJETIVOS... 03 4. METODOLOGIA... 04 5. CRONOGRAMA... 06 6. REFERÊNCIAS... 07 7. ANEXOS...08 ANEXO 1. ESTIMATIVA DE CUSTOS...09 ANEXO 2. ESTAÇÕES DE TRATAMENTO ATRAVÉS DAS PLANTAS...10 ANEXO 3. FITORREMEDIAÇÃO EM ETE...33 ANEXO 4. ESGOTOS E FITORREMEDIAÇÃO...45 ANEXO 5. FOTOS CASA DE BOMBAS N 12 PARQUE MARINHA DO BRASIL...51 iii

1. TEMA E PROBLEMA O tema que abordaremos neste projeto é a poluição, a degradação e a falta de cuidados com os mananciais hídricos. O meio ambiente está em constante e progressivo desequilíbrio, causado pela degradação e destruição dos ecossistemas, que não conseguem vencer a curto prazo, entre outros problemas, a poluição dos mananciais hídricos. Especificamente há o problema do lançamento dos esgotos pluviais cloacais, colhidos pela malha pluvial das cidades, diretamente nos rios, arroios, riachos ou lagos, sem nenhum tratamento ou pré-tratamento. Sabe-se que os esgotos domésticos, que são lançados na malha pluvial, são parcelas significativas dos esgotos sanitários, compondo-se basicamente de água. Os esgotos são formados basicamente por 99,9% de água e 0,1% de impurezas de características diversas. Nas características biológicas encontram-se os microorganismos responsáveis pela depuração dos despejos, e podem estar relacionados com organismos patogênicos (MADEIRA ET AL, 2008) A prática sistemática de lançamento de esgotos pluviais cloacais nos rios, arroios, riachos e lagos, contribuindo para a deterioração da qualidade dos mananciais hídricos, cujas águas, mais tarde, terão que ser tratadas para poderem ser utilizadas. Há o problema também do custo e do tempo dispensado para a remoção total do aguapé da lagoa, tarefa que é executada duas ou três vezes ao ano, por pressão da comunidade leiga do entorno, e também para que o aguapé não seja sugado pelas bombas da CB12, vindo a entupir ou causar danos aos dutos e às bombas. Esta remoção impede que a água seja tratada pelo aguapé, originando aí os problemas de mau cheiro, aspecto visual ruim, e acúmulo de poluentes que são jogados no rio. 2. JUSTIFICATIVA O tema ora abordado, é extremamente interessante, visto que é notório o desconhecimento da população em geral, dos problemas acarretados pelo despejo dos esgotos das cidades diretamente nos corpos hídricos. Não há consciência das gravíssimas conseqüências do lançamento destes esgotos, que tem, segundo Wartchow (1998, p.46)

2 [...]altas concentrações de coliformes Totais de 1,7 x 10**7 NMP/100 ml e de coliformes fecais de 1,5 x 10**7 NMP/100 ml, medidas após um evento de chuva na rede pluvial[...], que disseminam doenças transmissíveis causadas pelos microorganismos patogênicos, tais como: vírus da hepatite, poliomielite, febre tifóide, cólera, disenteria amebiana, ascaridíase, esquistossomose, leptospirose, entre outros. O presente trabalho prevê a utilização do fitotratamento com aguapé, para recuperar as águas contaminadas por poluentes orgânicos e inorgânicos da bacia de detenção da Casa de Bombas nº 12, do Dep-Pmpa. A utilização de plantas aquáticas como agente purificador [...] justifica-se pela sua intensa absorção de nutrientes e pelo seu rápido crescimento, como também por oferecer facilidade de sua retirada das lagoas[...].todas as macróficas exercem importante papel na remoção de substâncias dissolvidas, assimilando-as e incorporando-as à sua biomassa[...]o sistema radicular do aguapé funciona como um filtro mecânico e retém (adsorve) material particulado (orgânico e mineral) existentes na água, e cria um ambiente rico em atividades de fungos e bactérias, passando a ser um agente de despoluição, reduzindo a DBO, a taxa de coliformes e a turbidez das águas poluídas.[...] O aguapé é capaz de retirar quantidades consideráveis de fenóis, metais pesados e outras substâncias tais como 0,7 mg de Cd/Os (peso seco) e 0,5 mg de Ni/g de peso seco [...] (LIGIA, 2003) A fitorremediação sabe-se hoje, é um instrumento moderno da biotecnologia para o tratamento da água, podendo também tratar os solos, tratando-se de uma técnica conhecida como in situ, pois é fácil de aplicar e impacta menos o meio ambiente, podendo ser utilizada em áreas de tamanhos variados. Juntamente com o trabalho de fitorremediação, há a possibilidade de se pensar, planejar e projetar um novo paisagismo para o local, com a adição de vegetais de médio e grande porte, que ajudariam, além de melhora a parte estética, a melhorar a absorção de poluentes. Barreiras hidráulicas: algumas árvores de grande porte, particularmente aquelas com raízes profundas (Ex: Populus sp.), removem grandes quantidades de água do subsolo ou dos lençóis aquáticos subterrâneos a qual é evaporada através das folhas.[...] Os contaminantes presentes na água são metabolizados pelas enzimas vegetais, vaporizados junto com a água ou simplesmente aprisionados nos tecidos vegetais. (LIGIA, 2003)

3 3. OBJETIVOS Ao aplicar este trabalho, a qualidade do esgoto lançado no lago Guaíba irá melhorar consideravelmente, assim como a área onde situa-se o lago terá uma melhora funcional e visual, os envolvidos no projeto irão somar uma experiência rica, teórica e prática, pois irão contribuir com um trabalho que irá trazer economia ao município, pois ao tratar o esgoto antes do lançamento no rio, serão lançados menos poluentes na água que posteriormente deverá ser tratada, além do que estarão livrando o município da dispendiosa tarefa de remover o aguapé de tempos em tempos, melhorando as condições do esgoto ali depositado. Figura 1. Lixo preso no gradeamento. Figura 2. Grades limpas. Fonte: Cristiano Mattos Fonte: Cristiano Mattos Figura 3. Estação de dreanagem casa de Bombas n 12. DEP-POA. Pq. Marinha do Brasil Fonte: Cristiano Mattos

4 4. METODOLOGIA 4.1 CONTEXTO E SUJEITOS ENVOLVIDOS A lagoa de detenção, objeto deste projeto, está situada dentro do parque Marinha do Brasil, na zona leste de Porto Alegre, e foi construída originariamente, para receber os esgotos pluviais cloacais que antes se acumulavam na avenida Padre Cacique, esgotos originários dos bairros no entorno. Na realidade, aquele espaço foi criado para atuar de forma seca, ou seja, seria uma bacia vazia, que deveria encher apenas em momentos de grande precipitação pluviométrica, quando o esgoto pluvial seria transferido da avenida para seu interior, proporcionando tempo para que a CB nº 12 pudesse fazer seu trabalho de bombeamento, que demanda um certo tempo, mas ao mesmo tempo a população do entorno não sofreria com os alagamentos, que já eram tradicionais na área. Ocorre que, por decisão da administração do parque, a cargo da Secretaria Municipal do Meio Ambiente, Smam, foi feito um trabalho de represar permanentemente os esgotos que por ali passavam, transformando o depósito seco inicial na lagoa hoje conhecida como lagoa de detenção da CB Nº 12. 4.2 ATIVIDADES PROPOSTAS O projeto será construído por um grupo de cinco alunos da turma GAM 3021, do curso de Gestão Ambiental, da Uniasselvi, que tem o professor Marcus Hübner como monitor. A lagoa será medida, determinando sua área, sua profundidade, sua capacidade de armazenamento em m³, o que permitirá a execução dos cálculos de custos para a execução de um gradeamento, que terá a função de impedir que o aguapé seja sugado pelas bombas da CB nº 12, quando os motores forem ligados. O grupo contará com a ajuda do engº Carlos Bernd, servidor do Dep, que se encarregará de fornecer os cálculos de custos atualizados, com preços utilizados por empresas que prestam serviços de engenharia para o município. Serão somadas ao projeto fotos do local, uma projeção do ambiente recriado após a implantação do mesmo, com a lagoa já sendo tratada pelos aguapés e com a paisagem já modificada.

5 Figura 4. Vista aérea da Casa de Bombas 12. Fonte: Google maps. Percebe-se amplo espaço ao redor da lagoa de drenagem onde pode ser possível o plantio das fitorremediadoras, podendo-se usar variados tipos entre eles o eucalipto, o aguapé, o copo-de-leite, caniço e agrião. Espaço igualmente vasto para a implantação de grades de separação do lixo volumoso existe. Sendo perfeitamente viável a aplicação deste projeto nesta estação de bombas.

6 5. CRONOGRAMA FASES ATIVIDADES A SEREM DESENVOLVIDAS NO DATA/ LOCAL DE ESTÁGIO PERÍODO C/H** Definição da equipe (5integrantes) ETAPA 1 Ago/ 09 e montagem do projeto 10 Leituras e estudo de textos ETAPA 2 set/09 Elaboração do projeto 5 ETAPA 3 set/out/09 Aplicação do projeto 20 ETAPA 4 out/nov/09 Análises e interpretações construção do memorial 20 descritivo ETAPA 5 nov/09 Entrega do Memorial Descritivo ao Monitor - socialização 5 Carga Horária Total 60

7 6. REFERÊNCIAS LIGIA, Ana. et al. FITORREMEDIAÇÃO. Campinas, 2003. 15f. III Fórum de Estudos Contábeis Curso de Tecnologia em Saneamento Ambiental, Centro Superior de Educação Tecnológica (CESET) Unicamp. Disponível em: <http://www.universoambiental.com.br/agua/imagens-arq/fito.pdf>acesso em: 01 nov. 20099. MADEIRA, Adriano. et al. Ecotécnica, Porto Alegre, p.5, dez. 2008. WARTCHOW, Dieter. A transformação de um sistema de drenagem pluvial. Núcleo de Drenagem Urbana da ASSEMAE, Porto Alegre, abr. 1998.

7 ANEXOS 8

9 ANEXO 1. Tratamento de esgotos pluviais mistos que chegam na estação de bombeamento nº 12 do Sistema de Proteção Contra as Cheias de Porto Alegre. Estimativa de custos para o gradeamento Serviço Quantidades X R$ Total aproximado ( R$ ) 01 Demolição de concreto armado 2,40 m³ X 145,25 348,60 02 Escavação mecânica 13,50 m³ X 15,35 207,22 03 Transporte com carga e descarga até 2 km 13,50 m³ X 5,00 67,50 04 Transporte por km excedente 135,00 m³ X 1,03 139,05 05 Brita 1,40 m³ X 54,60 76,44 06 Radier de concreto armado com formas 1,40 m³ X 635,00 889,00 07 Concreto armado com formas 6 m³ X 935,00 5610,00 08 Grade 12 m X 300,00 3600,00 Total 10937,81 Carlos Adolfo Bernd Engº Civil Crea nº Novembro/2009

10 ANEXO 2 Estações de Tratamento Através de Plantas Rita de Cássia Lourenço de Inchauspe Professor Marcus Hubner Centro Universitário Leonardo da Vinci-UNIASSELVI Gestão Ambiental(GAM 3021)-modulo III 10/11/2009 A Carta Européia de Água de 1968 diz: «Alterar a qualidade da água é prejudicar a vida do Homem e dos outros seres vivos que dependem dela» e «Quando a água, depois de utilizada, volta ao meio natural, não deve comprometer as utilizações ulteriores que dela se farão, quer públicas quer privadas». Limpar águas residuais com plantas Em 1974 Reinhold Kickuth concebeu as primeiras estações de tratamento através de plantas que conseguiram dar bons resultados. O professor catedrático da faculdade de agronomia da Universidade de Göttingen e especialista em solos, fez experiências com o caniço (Phragmites autralis). Esta gramínea das margens dos rios e lagoas tem duas vantagens muito importantes para ser usada como planta principal nas estações de tratamento de águas poluídas: crescimento rápido (em especial as raízes e rizomas) e sistema eficaz do transporte de oxigênio da parte das folhas até as raízes. Hoje em dia sabe-se que a colaboração entre as plantas e a mistura dos solos cria um tipo de reator onde a carga biológica e a carga química de águas utilizadas é tratada até à mineralização das componentes poluentes. A tecnologia das ETAP faz uma verdadeira reciclagem de todas as águas usadas em casa. Assim aproveita-se a água dos efluentes das estações com plantas para fins de rega. Quando a água volta ao meio natural não compromete as utilizações ulteriores - a Carta Européia da Água está cumprida.

11 FIGURA 1(Phragmites autralis)- CANIÇO Uma fossa séptica é bastante eficaz na decantação e mineralização, mas não pode reduzir a carga de nutrientes dos líquidos como nitratos e fosfatos. Em consequência não é permitido libertar as águas tratadas pela fossa no meio ambiente sem qualquer tratamento adicional. Nos últimos anos tornou-se evidente que os chamados órgãos complementares de uma fossa séptica, p.e. um poço roto ou uma trincheira, são úteis na infiltração no solo, mas não garantem a proteção do meio ambiente (nível freático das linhas de água) contra a contaminação com nutrientes provenientes de águas residuais domésticas. Há apenas duas soluções: captar todos os líquidos pré-tratados pela fossa e trans portá-los para uma ETAR ou implantar um sistema de tratamento através de plantas (ETAP) a jusante da fossa séptica. Ambas as soluções têm custos. No primeiro caso são os custos de transporte que, em muitos casos, são mensais. No caso da instalação de uma ETAP, são os custos de investimento para a sua instalação. Mas também existem benefícios, porque uma ETAP recicla em média cerca de 50% da água usada. Isto pode significar para o caso de aproveitamento da água reciclada da água para rega, uma redução de custos. A carga dos nutrientes, fosfatos e nitratos, é retirada na ETAP. Uma parte é mineralizada através da atividade de bactérias e fungos, outra parte é incorporada nas plantas. Assim chegamos aos rendimentos de 95% (fosfatos) e 80-90% (nitratos), ou

12 seja, na saída uma ETAP temos água suficientemente depurada, sendo é possível libertá-la no meio ambiente. As vantagens do sistema ETAP Perfeita integração paisagística na natureza através de um caniçal construído Solução local: não há necessidade de uma ligação à rede pública Custos baixos de manutenção: não há necessidade de usar energia para manter a ETAP em funcionamento - manutenção mínima Rendimentos ótimos devido à auto-regulação do eco-tecnologia instalada Depuração eficaz: rendimento sempre conforme legislação Longevidade: para águas residuais domésticos mais do que 50 anos. O engenheiro civil Luciano Zanella desenvolveu um sistema de tratamento de esgoto doméstico que associa a beleza das plantas com o bom desempenho na purificação de efluentes de produtos naturais. O sistema utiliza espécies ornamentais fixadas em pedra ou bambu e que são colocados sobre uma camada de terra. No recipiente, a água passa pelos espaços entre as pedras (ou anéis de bambu), que, com a ajuda das raízes das plantas, fazem a filtração. Tratamento complementar de esgoto Segundo Zanella, o dispositivo é indicado para o tratamento complementar ao esgoto doméstico, após esse ter passado por uma primeira etapa de purificação para remoção dos resíduos mais pesados. Em testes realizados na Faculdade de Engenharia Agrícola da Unicamp, o engenheiro utilizou seis tanques de dois mil litros cada. Os tanques receberam amostras de esgoto que já tinham passado por um primeiro tratamento na faculdade, sendo que em três recipientes foram adicionadas pedras brita nº 1 até a borda e, nos outros três, anéis de bambu.

13 Eficiência do sistema "A eficiência média de remoção de sólidos em suspensão foi de cerca de 60% para os tanques com brita e de 33% para os tanques com bambu. Os valores médios de matéria orgânica foram de 22 miligramas por litro (mg/l), com 60% de eficiência de remoção, para os tanques de pedra brita, e de 36 mg/l, com 33% de eficiência de remoção, para os construídos com leito de bambu", disse Zanella à Agência FAPESP. O esgoto que saía da estação apresentava valor médio de matéria orgânica de 54 mg/l. Os resultados médios obtidos para outro parâmetro de qualidade da água demandam química de oxigênio (DQO), que mede indiretamente a carga de matéria orgânica contida na amostra, foram de 63,9% para os dispositivos com brita e plantas mistas e 55,8% sem o uso de plantas. No caso dos anéis de bambu, os índices foram de 29,7% e 20,4%, respectivamente. Padrão estético FIGURA 2-CYPERUS PAPYRUS-PAPIRO

14 Segundo o pesquisador, o sistema mantém o padrão estético dos jardins, diminuindo os níveis de rejeição da população para os dispositivos de tratamento de efluentes. Podem ser utilizadas diversas espécies de plantas, entre as quais copo-deleite (Zantedeschia aethiopica), papiro (Cyperus papyrus) e biri (Canna edulis), que colaboram com o tratamento do esgoto ao mesmo tempo em que absorvem nutriente como fósforo e nitrogênio para crescer com qualidade. FIGURA 3-ZANTEDESCHIA AETHIOPICA-COPO- DE -LEITE FIGURA 4-CANNA EDULIS - BIRI A planta cresce em cima do esgoto, que serve como uma espécie de adubo natural para as espécies. O sistema lembra o processo de hidroponia acrescido da ação de microrganismos. Outra vantagem é que ele não necessita de nenhum tipo de produto químico ou eletricidade, disse Zanella.

15 Tratamento de esgoto de baixo custo Os esgotos sanitários são constituídos por 99,9% de água, todavia, as impurezas que completam sua constituição impedem seu uso com sucedâneo da água natural, sendo a matéria orgânica em decomposição a principal responsável por suas características indesejáveis (McGhee 1991,Von Sperling 1996, Fernandes 1997). Imhoff &Imhoff (2002) informam que a concentração das substâncias existentes nos esgotos depende da quantidade diária de água consumida por habitante, dos hábitos alimentares e da existência ou não de contribuições industriais ou de águas pluviais, além de outros fatores. Segundo McGhee (1991), é possível tratar o esgoto a qualquer grau que se deseje para torná-lo água pura utilizável para qualquer fim. A utilização de plantas no tratamento d esgoto representa uma tecnologia emergente, eficiente, estética e de baixo custo energéticos, que está se revelando como uma boa alternativa aos sistemas convencionais (Vicznevski & Marchesini 2002, Presznhuk et al.2003, Almeida et al. 2005). Dentre as plantas utilizadas, destaca-se a taboa (Typha angustifolial.), planta aquática muito freqüente em brejos e alagados, em todo o Brasil (Mansor 1998, Lima1998, Valentim 1999). FIGURA 5-TYPHA ANGUSTIFOLIAL- TABOA

16 Por ser considerado de baixo custo, o sistema é considerado ideal para pequenas propriedades. A água gerada pode ser utilizada para a irrigação de plantações e as plantas podem servir como uma fonte de renda extra pela exploração comercial das flores e fibras vegetais. "Em uma população rural, por exemplo, seria possível plantar espécies ornamentais para venda. As fibras do caule do papiro, uma das plantas que melhor se adaptaram ao sistema, também podem ser usadas para artesanato na confecção de produtos como papel ou luminárias". Wetlands: Uma alternativa para disposição de efluentes pluviais O termo wetlands (do inglês) ou áreas alagáveis é utilizado para caracterizar vários ecossistemas naturais que ficam parcial ou totalmente inundados durante o ano.estes sistemas têm importantes funções dentro dos ecossistemas onde estão inseridos, entre as quais se destacam: a) a capacidade de regularização dos fluxos de água, amortecendo os picos de enchentes; b) a capacidade de modificar e controlar a qualidade das águas; c) sua importância na função de reprodução e alimentação da fauna aquática, incluindo os peixes; d) a proteção à biodiversidade como área de refúgio da fauna terrestre; e) o controle da erosão, evitando o assoreamento dos rios. As características e as propriedades desses ecossistemas variam grandemente dependendo da geologia, da geomorfologia e dos solos da área considerada, bem como das condições climáticas. As características ecológicas desses ecossistemas refletem ainda, a história da evolução biológica que acabaram por caracterizar a flora e a fauna associadas. Apesar da potencialidade dos ecossistemas alagados naturais em controlar o fluxo de nutrientes e poluentes, esforços conservacionistas inibiram o uso destas áreas para propósitos aplicados. Estes e outros fatores orientaram o rápido desenvolvimento de estudos em áreas alagadas construídas (HAMMER, 1989). As wetlands construídas (ou artificiais) compreendem diversas estratégias para a simulação de ecossistemas naturais, utilizando os princípios básicos de modificação

17 da qualidade da água das áreas alagadas naturais (WOLVERTON, 1989; SALATI, 1998). Do ponto de vista prático, wetlands construídas oferecem melhores oportunidades para o tratamento de águas poluídas do que áreas alagadas naturais, pois podem ser idealizadas para maximizar sua eficiência quanto à diminuição de DBO, DQO e processos de remoção de nutrientes, e máximo controle sobre o sistema hidráulico e a vegetação da área alagada (VERHOEVEN &MEULEMAN, 1999). As wetlands construídas são tipo de sistemas artificiais manejáveis, que tem despertado acentuado interesse mundial nestas últimas décadas. Estes sistemas têm sido matéria de muitas discussões, as quais apresentam um ponto positivo: o desenvolvimento de pesquisas e experimentos conduzindo para um maior conhecimento e experiências nessa linha de pesquisa (HARBEL, 1997). Há muitos registros na literatura de estudos e experiências de utilização de wetlands naturais ou construídas na remoção de nutrientes e contaminantes de esgoto urbanos e industriais. Os resultados desses trabalhos são bastante variáveis em função, basicamente, dos tipos de espécies químicas presentes nesses efluentes, da carga dos mesmos à área alagável e do tipo wetlands construídas utilizada. O primeiro projeto de sistemas de wetlands realizado no Brasil foi feito por SALATI et al. (1984), com a construção de um lago artificial nas proximidades de um córrego altamente poluído (Rio Piracicamirim). Várias técnicas de wetlands construídas foram desenvolvidas nestes últimos anos, as quais as quais são utilizadas de acordo as características do efluente a ser tratado, da eficiência final desejada na remoção de nutrientes, contaminantes e outros poluentes, do interesse da utilização da biomassa produzida e do interesse paisagístico. Um resumo dos sistemas de wetlands construídas utilizando macrófitas foi feito por BRIX (1993). Em princípio esses sistemas podem ser classificados como: Sistemas de wetlands com plantas flutuantes: As macrófitas flutuantes formam um grande grupo de plantas abrangendo diversas espécies, e normalmente são utilizadas em projetos com canais relativamente rasos. Esses canais podem conter apenas uma espécie de planta ou uma combinação de espécies. A espécie mais estudada é a Eichornia crassipes da família das pontederiáceas, pelas suas características de robustez associada a uma grande

18 capacidade de crescimento vegetativo. Esta planta recebe diferentes nomes populares. Brasil, sendo conhecido como aguapé, baroneza, mururé, pavoá, rainha do lago, uapé e uapê. Estes sistemas são utilizados para diferentes finalidades. Palavra de origem tupi, aguapé é o nome dado a diversas plantas aquáticas flutuantes, com floração azul semelhante à das orquídeas e formato redondo e chato, destacando-se, entre elas, a Eichhornia crassipes, conhecida vulgarmente como "rainha dos lagos". O aguapé vem sendo apresentado como a solução para os problemas de poluição da água, uma vez que suas raízes absorvem metais pesados, além de certos elementos orgânicos, não removíveis pelo tratamento convencional. Além disso, é capaz de reduzir os coliformes em 77% e diminuir os maus odores da água poluída. O aguapé, ele propicia em suas raízes a proliferação de toda uma comunidade viva, constituída de bactérias aeróbias, algas, protozoários ou pequenos crustáceos e larvas de insetos ou moluscos, que fazem trabalho equivalente ao do lodo ativado das estações secundárias convencionais. Ele vai além, ele faz também o serviço das estações terciárias que, em geral, não são implantadas devido a seu alto custo. Além de absorver diretamente parte da matéria orgânica solúvel, o aguapé absorve os sais minerais resultantes da decomposição da matéria orgânica pela microvida que ele abriga. Aqueles que consideram o aguapé como uma praga queixam-se de sua rápida proliferação. Mal sabem eles que em águas puras ele não tem vez, não consegue crescer, fica parado. Nos rios de águas claras e nos rios de águas negras do Amazonas o aguapé não prolifera como o faz nos rios da Flórida, Mississipi, Louisiana ou em nossos rios poluídos. No Amazonas ele só cresce com força nos rios barrentos, como o Solimões. Conheço banhados bem equilibrados onde ele mal sobrevive; noutros, bem poluídos, ele cobre tudo. Em minhas lagoas de purificação de esgotos, no verão, ele consegue crescer até oito por cento ao dia. Não há planta mais eficiente que o aguapé em aproveitamento de energia solar e nutrientes. Mas é nisso que está sua grande utilidade. Sua taxa de crescimento é indicação biológica do grau de poluição. Ele é um termômetro de poluição, ao mesmo tempo em que constitui magnífico instrumento para purificação de águas.

19 Se a proliferação do aguapé constitui problema, a solução não está na simples eliminação ou não introdução, está no manejo. O aguapé comum, a Eichhornia crassipes, é apenas uma entre dúzias de plantas extremamente interessantes. Aqui no Sul, em nosso clima subtropical, a Eichhornia não cresce no inverno, quando as temperaturas baixam de 20 graus. Para trabalho intensivo em lagoa de purificação pode-se usar outras espécies, nativas da região, como algumas Heterântheras, Hidrocótiles ou Enhydras, ou mesmo Pistias e Salvínias. Para efeitos especiais, pode-se introduzir plantas menores, como Lemnas, Spirodela e mesmo Wolffias. Estas últimas são indicadores biológicos mais precisos que a Eichhornia. A presença ou ausência destas plantas aquáticas minúsculas em certas partes das lagoas me dizem mais sobre a qualidade da água do que muita análise. Os melhores resultados se obtêm com consorciações, não com monoculturas de plantas aquáticas. Em Pelotas, numa fábrica de óleo de soja, há quatro anos funciona um esquema de purificação do efluente em um pequeno banhado natural. Havia e continua havendo mais de 50 espécies de plantas aquáticas. Pouco a pouco, a comunidade vai se estratificando dentro do lago, ficando cada espécie naquela parte do lago em que a qualidade da água mais corresponde às suas exigências. O aspecto mais gratificante neste tipo de trabalho é ver como aumenta a fauna aquática: sapos, rãs, pererecas, cobras, peixes, aves e mamíferos. Iniciamos outro esquema, também em Pelotas, há pouco tempo: desta vez, trata-se de purificar os efluentes cloacais de todo um bairro, ainda em banhado natural. É claro que uma purificação eficiente só se consegue em lagoas ou banhados bem dimensionados e manejados. Mas isso não quer dizer que seja desprezível o efeito benéfico do aguapé que prolifera livremente em rios e lagos poluídos. Também nesses casos o aguapé pode ser manejado para não chegar a ser "praga". O excesso deve ser colhido sistematicamente, para manter constante a área coberta. Também se pode mantê-lo afastado de pontos sensíveis, como turbinas, bastando fazer barreiras flutuantes. Nunca se deve deixar que prolifere a ponto de cobrir completamente um corpo d'água. Quando ele se aperta demais, parte da massa vegetal afunda e temos o efeito que mencionamos anteriormente.

20 (O aguapé pode ser aplicado, simplesmente, como cobertura orgânica morta mulching), em pomares, vinhedos, hortas, jardins e praças. Aliás, em São Paulo, por que não usar o "desfrute" do aguapé da Billings para recultivar algumas das grandes e feias chagas de terraplenagem especialmente ao longo das estradas, ou nos terrenos dos BNHs que hoje, não sei por qual perversão mental de seus planejadores e arquitetos, só se levantam depois que maquinária pesada tiver transformado a terra em paisagem lunar. A biomassa colhida permite também fazer um excelente composto, um dos melhores. O material se decompõe rapidamente, devido a seu alto conteúdo de água, e forma medas bem arejadas, que não precisam ser revolvidas até amadurecerem, O composto resultante é rico também em macro e micronutrientes. Em floricultura descobri que aguapé seco e compactado, especialmente quando se trata das variedades gigantes da Salvínia, é excelente substrato para orquídeas. Muito melhor que o xaxim - e o crime que hoje se comete com o xaxim é gritante. Mas muitas das espécies aquáticas, entre elas a Eichhornia, a Heteranthera, a Enhydra, são boa forragem. O caboclo na Amazônia, que vive em casas flutuantes nas margens dos rios, costuma colher Eichornia para seus porcos. Muares também aceitam muito bem esta planta. A vaca gosta muito da Enhydra, mas só aceita a Eichhornia se for seca, picada e introduzida na ração. Mas o búfalo gosta do aguapé. O porco também gosta da Heteranthera. Na China faz-se um bom papel de Eichhornia. Sua celulose está livre de lignina. Uma fábrica de celulose de aguapé não teria o problema da poluição com a lixívia negra. Ao separar a celulose, sobra proteína, mais de 20% da massa seca. As fábricas de celulose deveriam investigar esta planta. Enquanto que numa monocultura de eucalipto, em condições propícias, a produção de biomassa dificilmente alcança 30 toneladas / hectare/ ano, a Eichhornia, em clima tropical e em água bem poluída, pode facilmente produzir entre 150 a 300 to/ha/ano, em base de matéria seca, com mais uma vantagem: a primeira colheita no eucalipto se faz aos sete ou oito anos, na Eichhornia podemos começar a colher em dois ou três meses. A celulose seria subproduto da purificação de águas cloacais ou efluentes industriais,

21 como os de laticínios, frigoríficos e alguns outros. Esta purificação por si só já justifica o custo das lagoas. Há os que propõem utilizar o aguapé para retirar metais pesados de águas poluídas. Constituintes químicos: minerais da planta (1% do peso verde da planta): 28,7% de potássio, 21% de cloro, 12% de cal, 7% de anidrido fosfórico, 1,8% de soda, 1,28% de nitrogênio e 0,59% de magnésio. Pela sua grande capacidade de absorção de nutrientes, pode ser usada na despoluição de esgotos. Suas folhas são rígidas e brilhantes, com cutícula espessa e repelente à água e ficam reunidas em rosetas. A base das folhas geralmente parece uma pequena bóia. As rosetas multiplicam-se por meio de estolões. Suas raízes são numerosas, com coifas bem desenvolvidas. Flores belíssimas apresentam o fenômeno tristilia, bastante raro em plantas. Neste fenômeno verificam-se basicamente três tipos de plantas, cada uma com um tipo de flor. Estas flores têm seus estames e estiletes em três alturas diferentes. Quando as abelhas visitam estas flores, tocam em partes diferentes da planta, ora sujando-se de pólen ou conduzindo esse pólen para outra planta e recebendo outro. Dá-se a polinização cruzada. A importância do aguapé em lagos de jardim, onde servem para a desova dos peixes de água fria (kinguios e carpas) e de refúgio para os alevinos. A planta evita a luz direta do sol sobre a lâmina, impedindo que a água fique extremamente esverdeada, já que absorve a luz na superfície. Prolifera muito: em ambientes propícios pode aumentar a biomassa na taxa de 5% ao dia. Tem um poder de germinação enorme. Se for retirada completamente de um lago, para que as suas sementes germinem basta a presença de luz atravessando a lâmina d água até o fundo. As altas cargas orgânicas provenientes dos esgotos domésticos aumentam o que os sanitaristas chamam DBO, ou seja, a demanda biológica de oxigênio. Trata-se do consumo de oxigênio requerido pelas bactérias que fazem a decomposição da matéria orgânica. Um DBO elevado acaba matando todos os organismos que precisam de oxigênio, desde o protozoário até o peixe. No estágio final de uma elevada poluição orgânica sobram apenas bactérias anaeróbias, bactérias que vivem

22 em condições de ausência de oxigênio. Estas bactérias produzem substâncias tóxicas e gases mal-cheirosos. Nos estágios secundários das estações de tratamento de esgotos, quando concebidas em esquema tecnocrático, o efluente costuma ser violentamente agitado, ou se faz injeção de ar para que surja o "lodo ativado" que está constituído de bactérias aeróbias, bactérias que só proliferam na presença de oxigênio, de algas e de protozoários. Estas instalações são extremamente caras e as potentes máquinas de agitação ou injeção de ar têm enorme consumo de energia. Ora, o aguapé faz gratuitamente este trabalho. É apenas lógico que alguns o considerem subversivo, assim como para outros são subversivas as bactérias que, num solo vivo, fixam gratuitamente o nitrogênio no ar. A tecnocracia prefere fixar este nitrogênio com imensos gastos de energia, em suas gigantescas usinas de síntese do amoníaco, para vendê-lo a preço de ouro ao agricultor, em vez de ensinar-lhe como manejar ecologicamente o solo e fazer as bactérias trabalharem para ele. Voltando ao aguapé, ele propicia em suas raízes a proliferação de toda uma comunidade viva, constituída de bactérias aeróbias, algas, protozoários ou pequenos crustáceos e larvas de insetos ou moluscos, que fazem trabalho equivalente ao do lodo ativado das estações secundárias convencionais. Ele vai além, ele faz também o serviço das estações terciárias que, em geral, não são implantadas devido a seu alto custo. Além de absorver diretamente parte da matéria orgânica solúvel, o aguapé absorve os sais minerais resultantes da decomposição da matéria orgânica pela microvida que ele abriga. Aqueles que consideram o aguapé como uma praga queixam-se de sua rápida proliferação. Mal sabem eles que em águas puras ele não tem vez, não consegue crescer, fica parado. Nos rios de águas claras e nos rios de águas negras do Amazonas o aguapé não prolifera como o faz nos rios da Flórida, Mississipi, Louisiana ou em nossos rios poluídos. No Amazonas ele só cresce com força nos rios barrentos, como o Solimões. Conheço banhados bem equilibrados onde ele mal sobrevive; noutros, bem poluídos, ele cobre tudo. Em minhas lagoas de purificação de esgotos, no verão, ele consegue crescer até oito por cento ao dia. Não há planta mais eficiente que o aguapé em aproveitamento de energia solar e nutrientes. Mas é nisso que está sua grande utilidade. Sua taxa de crescimento é indicação biológica do

23 grau de poluição. Ele é um termômetro de poluição, ao mesmo tempo em que constitui magnífico instrumento para purificação de águas. Por meio de suas raízes, absorve também os nitratos e fosfatos sempre presentes em águas eutrofizadas, competindo diretamente com as algas pela absorção destes nutrientes. Possui propriedades filtrantes. Erga um aguapé e note a grande quantidade de detritos em suspensão que ele literalmente segura em suas raízes. Absorve metais pesados presentes na água, principalmente ferro, cálcio, manganês e magnésio. Na aqüicultura intensiva, as rações empregadas apresentam elevados teores de nutrientes e apenas uma fração do alimento disponível é digerida pelos organismos. Esse alimento não consumido é convertido em sólidos orgânicos em suspensão, dióxido de carbono, amônia, fosfato e em outros compostos, que associados às excretas e às fezes, proporcionam um considerável aporte de matéria orgânica e inorgânica aos ecossistemas aquáticos. Apesar do efluente de aqüicultura apresentar grande volume com baixos teores de nutrientes, quando comparado com os efluentes de origem doméstica, o seu lançamento direto e contínuo nos ambientes límnicos pode resultar em uma bioacumulação crônica e eutrofização, com conseqüências ecológicas negativas sobre o ambiente aquático. Para minimizar tais impactos existe a necessidade do tratamento dos efluentes produzidos por essas atividades, visando atender às exigências das novas legislações, às pressões de órgãos ambientais e da própria sociedade. Outro uso notável do aguapé consiste na fabricação de tijolos do tipo adobe, amplamente utilizados em construção civil. Apesar de ser um dos mais antigos materiais manufaturados, esse modelo ainda se mostra atual e perfeitamente viável como material de construção totalmente ecológico. A utilização do aguapé pode ser inserida em programas de manejo integrado de lagos eutrofizados ou em vias de eutrofização, como alternativa de retirada e encapsulamento de nutrientes e metais indesejados em um ecossistema e alternativa

24 para a construção de habitações de interesse social (com baixo custo), cujo déficit é preocupante no Brasil. Outra opção seria a utilização dessa planta para a produção de biogás, a partir do suco extraído das folhas. Por outro lado, quando seco, o aguapé apresenta o mesmo poder calorífico da lenha comum, podendo servir como seu substituto. FIGURA 6-Eichornia crassipes- Aguapé Está em funcionamento, no 25º Grupo de Artilharia de Campanha, na cidade de Bagé, Rio Grande do Sul, um projeto que objetiva o tratamento dos efluentes originados dentro da Unidade. Idealizado e criado nos anos de 1997 e 1998 pelo então 2º Tenente Orlando Marques da Silva, a estação recolhe todo o esgoto proveniente das instalações do quartel e realiza o seu tratamento antes que seja devolvido ao arroio da cidade. Até a construção da estação, todos os detritos resultantes das atividades diárias do 25º GAC eram lançados diretamente ao Arroio Bagé. Sem nenhum tratamento, esse esgoto contribuía consideravelmente para a sua poluição e para a disseminação de doenças. Observando o que acontecia e motivado pela sua luta para preservar o meio ambiente, o idealizador do projeto iniciou uma pesquisa consultando diversas fontes experientes na área, como os idealizadores do projeto Pró- Guaíba, em Porto Alegre, e técnicos no assunto da Universidade de Brasília. Essa busca, aliada ao seu conhecimento acadêmico como biólogo e ao apoio

25 prestado pelo comandante do Grupo, fez com que conseguisse, dentro de pouco tempo, concretizar o projeto para a obra. Assim, em fevereiro de 1998, finalizou a estação, iniciando os trabalhos atinentes ao tratamento dos efluentes e, desde então, já colhendo resultados positivos do esforço empregado. O maior sucesso da estação não está somente no fato de tratar o esgoto, mas sim na aliança desse tratamento com a simplicidade, o baixo custo e a naturalidade com que se realiza o processo. Primeiramente, para a sua construção, foi utilizada apenas mão-de-obra do quartel. Da mesma forma, os materiais usados foram remanufaturados de um antigo pavilhão incendiado, utilizando poucos recursos financeiros. Para a manutenção da estação é empregado pessoal interno e sua execução não necessita de qualquer gasto em dinheiro. Finalmente, diferente de outros tipos de tratamento de efluentes, nesse processo não são usados produtos químicos, sendo a despoluição feita apenas por agentes biológicos naturais e pela movimentação da água. Por causa de todas essas vantagens, esse tipo de estação de tratamento pode ser empregada em qualquer instalação, necessitando apenas de um acompanhamento técnico especializado e manutenções periódicas de limpeza. O processo para despoluição da água se dá de maneira bem simples. Todo o esgoto do quartel é direcionado para um primeiro tanque de estabilização de detritos, que tem forma circular com 4 metros de profundidade e 4,5m de diâmetro. Nele começa o processo, onde os resíduos primeiramente são lançados. Bactérias anaeróbicas passam então a agir, desoxigenando a matéria orgânica e fragmentando-a, facilitando a assimilação pelo meio ambiente. Ali, ocorre a formação do manto sedimentado, caracterizando a mineralização daqueles componentes, onde materiais orgânicos transformam-se em inorgânicos. A passagem para o próximo estágio se dá através do sistema de aeração e desodorização. O líquido passa por um filtro biológico (rampa de aeração), constituído de brita, que retém as partículas sólidas restantes do esgoto antes que cheguem ao tanque seguinte. Dessa forma, apenas o líquido continua no processo. Após ser filtrado, o esgoto desemboca em uma calha que o conduz até um conjunto de três tanques. Ali, a água pode ser armazenada, para casos de limpeza e manutenção da estação. Eles permitem uma folga a fim de evitar o envio do esgoto direto ao arroio quando dessas situações. No próximo passo, existe um caixa de brita, onde o processo continua. Ali é feita mais uma filtragem e, por esgotamento, a passagem é feita para o próximo tanque, No próximo passo, existe um caixa de brita, onde o processo continua. Ali é feita mais uma filtragem e, por esgotamento, a

26 passagem é feita para o próximo tanque, Após esse tanque, há outro exatamente igual, para que o mesmo processo de oxigenação possa ser feito duplamente, angariando um maior sucesso na purificação da água. Com a finalização de todos os processos internos da estação, a água, chega a 60% de pureza, com ph igual a 6,8 e 70% de oxigenação, níveis esses que podem ser melhorados de acordo com os cuidados e importância dados à estação. Além disso, o material decantado, ou seja, o resíduo sólido resultante das reações biológicas pode posteriormente ser utilizado como adubo. SOLUÇÃO AMBIENTAL Por todas as vantagens que traz, tanto na sua criação e manutenção quanto nos benefícios à natureza, esse tipo de estação biológica pode ser encarado como uma das soluções para a poluição que tanto se pratica hoje ao meio ambiente. Mostra-se como uma alternativa de baixo custo, sustentável e natural, que só traz bons resultados e permite a proteção da tão desgastada natureza. a) Sistemas de tratamento terciário para remoção de nutrientes nos quais, especialmente o fósforo e o nitrogênio que são incorporados à biomassa das plantas; b) Sistemas integrando o tratamento secundário e terciário. Neste caso, além da remoção dos nutrientes existe também redução da DBO e da DQO. Os sistemas de purificação de água utilizando aguapé estão suficientemente desenvolvidos para serem utilizados em regiões tropicais e sub-tropicais. Os critérios para projetos têm sido publicados por REDD et al. (1988); WEBER & TCHOBANOGLOUS (1986). Sistemas de wetlands com plantas emergentes: Estes sistemas de purificação hídrica utilizam plantas que se desenvolvem tendo o sistema radicular preso ao sedimento e o caule e as folhas parcialmente submersas. A profunda penetração do sistema radicular permite a exploração de um grande volume de sedimentos, dependendo da espécie considerada. As espécies típicas de macrófitas aquáticas emergentes são conhecidas de forma genérica pelo nome de juncos, são plantas herbáceas de diversas famílias. As espécies de plantas

27 mais utilizadas em projetos têm sido a Phragmites australis, a Typha latifolia e a Scirpus lacustris. Podem ser reconhecidos três esquemas básicos para a utilização desta técnica de plantas aquáticas emergentes com a finalidade de purificação de águas: a) Sistemas com fluxo superficial; b) Sistemas com fluxo sub-superficial horizontal; c) Sistemas com emergentes com fluxo vertical. FIGURA 7-Scirpus lacustris FIGURA 8-Typha latifolia Sistemas de wetlands com macrófitas fixas submersas: As macrófitas aquáticas submersas ficam totalmente submersas e quando são expostas ao sol, geralmente seus tecidos fotossinteticamente ativos são destruídos. As espécies mais produtivas crescem, especialmente ou quase que exclusivamente, em água oligotróficas. As espécies mais encontradas são a Isoetes Lacustris, Lobelia Dortmanna e a Egéria sp. As espécies mais produtivas como a Elodea Canadensis proliferam em águas eutróficas. O principal uso potencial destas macrófitas submersas é o polimento de águas de esgoto após o tratamento secundário. Com o aumento de oxigênio na água pelo processo fotossintético durante o período diurno,

28 altas taxas de oxigenação são obtidas, o que forma condições para a mineralização da matéria orgânica. FIGURA 9-Elodea Canadensis Sistemas de wetlands com solos filtrantes (sistema DHS): As wetlands com solos filtrantes são sistemas constituídos por camadas superpostas de brita, pedrisco e solo cultivado com arroz. As dimensões dos módulos de solos filtrantes, bem como a espessura da camada do solo, variam de acordo com o efluente a ser tratado e da eficiência que se deseja atingir. Pela experiência obtida pode- se filtrar até 100-300 l/s/há (INSTITUTO DE ECOLOGIA APLICADA, 1990). A ação depuradora dos solos filtrantes se dá através de sua ação como filtro mecânico, filtro físico-químico e filtro biológico. a) Ação de filtragem mecânica: depende fundamentalmente da estrutura granulométrica do solo e da sua composição; b) Ação de filtragem físico-química: retenção de cátions e ânions. Esta ação está intimamente ligada à capacidade de troca catiônica do solo; c) Ação biológica: exercida através de diversos mecanismos: c.1) ação de microorganismos do solo que decompõem a matéria orgânica, ativam os processos biogeoquímicos e atuam sobre microorganismos que existem nas águas poluídas; c.2) Ação de plantas que crescem nos solos e retiram nutrientes ao mesmo tempo em que mantêm a permeabilidade do solo através de seu sistema radicular. Os sistemas de solos filtrantes funcionam, dependendo do efluente a ser tratado, com fluxo descendente ou ascendente.o sistema de solo filtrante com fluxo ascendente é normalmente utilizado no tratamento secundário e terciário de esgoto urbano. As vantagens do

29 funcionamento com fluxo ascendente são: diminui os custos do tratamento primário convencional associando-se esta tecnologia à fossas sépticas ou simplesmente caixas de decantação; evita o contato direto com o efluente a ser tratado, eliminando desta forma problemas de mau odores e proliferação de insetos. Sistemas de wetlands combinados A utilização de um determinado tipo de wetlands, ou de uma combinação formando sistemas de wetlands, conforme mencionado anteriormente, depende do problema a ser resolvido, da qualidade do efluente a ser tratado, da eficiência final desejada na remoção de poluentes e contaminantes, da área disponível, do interesse da utilização da biomassa produzida e do interesse paisagístico. Tendo em vista que cada técnica de wetlands tem maior eficiência para purificação de alguns parâmetros, alguns sistemas de purificação hídrica têm sido projetados utilizando uma combinação de técnicas (BRIX, 1993; SALATI, 1987). Algumas estações de tratamento de água projetadas e construídas no Brasil demonstraram alta eficiência com a utilização destes sistemas combinados. MANFRINATO (1989), em um projeto para purificação das águas do rio Piracicaba, utilizou um sistema composto de um canal de plantas aquáticas flutuantes seguidas por solos filtrantes (Sistema DHS - Despoluição Hídrica com Solos), conseguindo eficiências de 70% para DBO; 99% para coliformes totais e fecais; 70% para DQO; 90% para cor e 95% para turbidez. Sistemas de wetlands construídos no Brasil Os projetos desenvolvidos têm diferentes desenhos dependendo da sua finalidade. Existem hoje no Brasil, implantadas várias estações de tratamento de efluente líquido utilizando sistemas de wetlands construídas que foram projetadas pelo Instituto de Ecologia Aplicada (Piracicaba/SP). CONCLUSÃO A fitorremediação é uma técnica geralmente usada in-situ (sem escavação), que usa energia solar, limita as perturbações ao meio ambiente e tem um custo muito reduzido quando comparado às outras formas de remediação. Pode ser usada no tratamento de grandes áreas contaminadas em que outras técnicas seriam economicamente inviáveis. Pode decorrer na produção de madeira, forrageiras ou de outros produtos vegetais que agregam algum valor econômico. Geralmente também ocorre a melhoria visual da paisagem, o que facilita a aceitação da técnica pelas populações. Agrega-se a esta vantagem, o fato de que cultivos vegetais de longa duração podem criar valiosos nichos ecológicos, o que é particularmente importante em áreas industriais urbanas. A fitorremediação também apresenta a vantagem de poder remediar vários contaminantes simultaneamente, incluindo sais, metais, pesticidas, e hidrocarbonetos de petróleo.

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