ACIDEZ NA ÁGUA DE CHUVA DA REGIÃO SUL DE SANTA CATARINA Renata F. Martins 1, Henrique de Melo Lisboa 2, Reinaldo Haas 3 RESUMO - Este trabalho, realizado no período de fevereiro a novembro de 2005, aborda alguns aspectos referentes ao estudo da acidez nas águas de chuva em quatro municípios do Estado de Santa Catarina: Florianópolis, Criciúma, Tubarão e São Martinho. Quando o ar está desprovido de poluentes, o único ácido que influência o das chuvas é o ácido carbônico. Este ácido, dissolvido na água pura, mantém seu em torno de 5,65. Considera-se ácida, somente as águas de chuva que apresentam inferior a 5,65. O principal objetivo deste estudo foi verificar o nível de acidez das águas de chuva nas estações de coleta, principalmente nas cidades de Tubarão e Criciúma, que estão predominantemente sob influência das olarias e indústrias locais. Para verificar estas hipóteses foram analisados os padrões de vento e a abrangência do fenômeno. Os valores de registrados para as chuvas coletadas durante o período em estudo variaram entre os valores de 3,33 a 7,85, o que indica a ocorrência de chuvas ácidas na região de estudo. Porém, das quatro localidades estudadas, o significativamente mais baixo observado foi medido no município de Tubarão, demonstrando como realmente esta região está mais sujeita as emissões ácidas. ABSTRACT - This work was accomplished in the period of February to November of 2005 and it approaches some referring aspects to the study of the acidity in the rainwater in four cities in the state of Santa Catarina (Brazil): Florianópolis, Criciúma, Tubarão and São Martinho. When the air is lacking pollutants, the only acid that influences the of the rain is the carbonic acid. This acid, when dissolved in pure water, maintains its at around 5,65. Thus, acid rain is the rainwater of a that is lower than 5,65. The main objective of this study is to verify the level of acidity of the rainwater in the collection stations, mainly in the cities of Tubarão and Criciúma that are predominantly under the influence of brick factories and local industries. To verify these hypotheses the wind patterns and the scale of the phenomenon they were analyzed. The values registered for the rains collected during the period in study varied among the values of 3,33 and 7,85, which indicates the occurrence of acid rains in the study area. Even so, of the four studied places, the lowest values observed were measured in the city of Tubarão, demonstrating how this area is really more susceptible to acid emissions. Palavras-chave: chuva ácida, plumas de poluição, qualidade do ar INTRODUÇÃO A ocorrência de chuvas ácidas é um problema ambiental muito conhecido em grande parte do mundo, em particular nas regiões de maior concentração industrial. A chuva é um processo eficiente de remoção de material particulado, elementos químicos e gases poluentes presentes na atmosfera. A quantidade de substâncias depositadas e/ou transportadas pela chuva é influenciada pela emissão local, altitude em relação ao nível do mar e condições meteorológicas, como campo de vento e altura da camada de mistura (MIGLIAVACCA et al, 2005). 1 Mestranda, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, UFSC, Rodovia Baldicero Filomeno, nº. 2717, Ribeirão da Ilha, Florianópolis - SC Brasil CEP: 88064-000 Fone: (048)3337-6025, renata@ens.ufsc.br. 2 Professor Dr., Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, UFSC, Campus Universitário, Trindade, Caixa Postal 476, Florianópolis- SC- Brasil- CEP:88040-970, Fone: (048)3331-7739, hlisboa@ens.ufsc.br. 3 Professor visitante Dr., Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, UFSC, Campus Universitário, Trindade, Caixa Postal 476, Florianópolis- SC- Brasil- CEP:88040-970, Fone: (048)32332950, haas@gmail.com. IXV Congresso Brasileiro de Meteorologia
Segundo BERNER e BERNER, 1996, o natural (5,65) das águas de chuva é levemente ácido devido à dissociação do ácido carbônico (H 2 CO 3 ), formado pelo equilíbrio entre o dióxido de carbono (CO 2 ) e a água (H 2 O), encontrados em abundância na atmosfera. A chuva que apresenta um menor que 5,65, é considerada chuva ácida, tendo em vista a presença de quantidades traço de ácidos fortes naturais. No Litoral de Santa Catarina, a queima de carvão, está entre as principais fontes industriais que tem provocado alterações da qualidade do ar atmosférico. Estudos sobre os efeitos da poluição atmosférica sobre a qualidade das águas de chuva na região sul de SC tem sido realizados, com resultados preocupantes. Atribui-se que a emissão de enxofre seria a principal causadora das chuvas ácidas a região (DE MELO LISBOA e SANT`ANNA,1990; DE MELO LISBOA et al., 1992). Neste contexto, a proposta deste estudo foi caracterizar a precipitação atmosférica em quatro pontos de amostragem na região sul de Santa Catarina, através de parâmetros físico-químicos como, condutividade, nitratos, cloretos, sulfatos e alguns metais. MATERIAIS E MÉTODOS Amostragem da água de chuva O período de amostragens foi de fevereiro a novembro de 2005, em quatro pontos fixos localizados nas cidades de Florianópolis, Tubarão, Criciúma e São Martinho. As amostras de água de chuva foram coletadas através de um Coletor Volumétrico de Chuva de fibra em forma de funil, conectado a uma mangueira ligada a um frasco coletor de vidro com capacidade para 5 L. Os coletores foram projetados pelo Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental UFSC e instalados 1,5m acima da superfície do solo. As áreas adjacentes aos pontos de coleta eram abertas, ou seja, sem obstáculos que pudessem mudar significativamente a direção do vento. A freqüência de amostragem ao longo do trabalho foi por evento chuvoso, com as amostras sendo separadas em várias alíquotas, de acordo com as técnicas analíticas aplicadas. O procedimento de limpeza dos coletores volumétricos e dos frascos coletores das amostras de precipitação foram realizadas com água Tipo I (Ultra-pura) através de várias lavagens (3 ou 4 vezes). Análise química Medidas de das amostras de água de chuva foram efetuadas através do método potenciométrico utilizando-se um metro Lutron-206 (precisão de 0,02 unidades de ), calibrado com soluções tampão de 7,00 e 4,00. As medidas de foram realizadas após a coleta com intervalos de cinco minutos, durante um período de vinte minutos. Após os primeiros 20 minutos de chuva mediu-se o de uma amostra representativa deste intervalo de tempo. 2
RESULTADOS E DISCUSSÃO Nos eventos de chuva coletados observou-se medidas de inferiores a 5,65 indicando características de chuvas ácidas na região em estudo. Porém, das quatro estações estudadas, os valores de mais ácidos foram encontrados em Tubarão, Criciúma e Florianópolis (Figuras 1, 2 e 3). As medidas de de todas as parcelas de chuva variaram entre os intervalos de 3,33 a 7,85. Buscando investigar estes resultados, buscou-se inferir a intensidade da chuva e a evolução do, em função dos padrões de vento. Segundo os observadores das estações, os valores de mais ácidos encontrados nas amostras de água de chuva, ocorreram durante as chuvas mais intensas, refletindo uma limpeza mais eficiente da atmosfera com gotas maiores de chuva. A predominância do vento Nordeste no município de Tubarão é um fator muito importante, se considerada a localização, também a Nordeste desta cidade, do Complexo Termelétrico Jorge Lacerda, uma vez que pode contribuir com o transporte de poluentes para o município. Além da contaminação do ar, agravada por fatores como a altura da chaminé, elevadas concentrações de enxofre no carvão mineral e falta de filtros para gases de enxofre, o Complexo Termelétrico, pode estar contribuindo para a acidificação de rios e lagoas da região, através do fenômeno das chamadas chuvas ácidas (ECOCONSULT, 1998). Na Fig. 1 são apresentadas as medidas de da cidade de Tubarão. Foram observados valores de abaixo de 3,50. O significativamente mais baixo observado nas estações em estudo foi medido em Tubarão, demonstrando como realmente esta localidade está provavelmente mais sujeita à emissões ácidas. 7,50 7,00 6,50 6,00 5,50 5,00 4,50 4,00 3,50 20 min 3,00 5-mar 19-mar 2-abr 16-abr 30-abr 14-mai 28-mai 11-jun 25-jun 9-jul 23-jul 6-ago 20-ago 3-set 17-set 1-out 15-out 29-out 12-nov Figura 1. Variação das medidas de das parcelas de chuva coletadas de Tubarão. 3
O desenvolvimento da região de Criciúma teve início na exploração do carvão. É importante salientar que os seis principais estágios da atividade de mineração (exploração, desenvolvimento, extração, concentração do minério, processamento, refinamento e desativação após o fechamento da mina) causaram diversos impactos ambientais na região. Entre eles destaca-se a poluição do ar com reflexos diretos na saúde humana e qualidade do ambiente (NUNES et al. 1990; SCHEIBE, 2002). Valores de na faixa de 4,16 a 5,85, foram observados na Figura 2 denotando uma influência de poluição regional na cidade de Criciúma. 6,00 5,80 5,60 5,40 5,20 5,00 4,80 4,60 4,40 4,20 4,00 25-mar 8-abr 22-abr 6-mai 20-mai 3-jun 17-jun 20 min 1-jul 15-jul 29-jul 12-ago 26-ago 9-set 23-set 7-out 21-out 4-nov 18-nov Figura 2. Variação das medidas de das parcelas de chuva coletadas de Criciúma. 4,85 4,75 4,65 4,55 4,45 4,35 4,25 20 min 25-mar 8-abr 22-abr 6-mai 20-mai 3-jun 17-jun 1-jul 15-jul 29-jul 12-ago 26-ago 9-set 23-set 7-out Figura 3. Variação das medidas de das parcelas de chuva coletadas de Florianópolis. 4
Florianópolis é um município onde não existem grandes fontes de poluição industrial, ou frota de veículos que justifique os baixos valores de encontrados nas águas de chuva, porém o padrão de vento predominante é o Nordeste, o que evidência um transporte de emissões ácidas de outras regiões (Figura 3). Na estação localizada no município de São Martinho, o médio encontrado foi relativamente alto, quando comparado às demais estações (Figura 4). Isto pode ocorrer nesta área, devido a possível existência de um importante componente alcalino que é transportado para a atmosfera derivado de poeiras e cinzas (carbonatos, óxidos e silicatos) capazes de neutralizar a acidez da água de chuva, apresentando valores de 7,85 (Figura 4). Escolheu-se esta região para servir como referência, devido ser uma região rural, não impactada por atividades industriais e cercada por matas e cachoeiras. 8,50 8,00 7,50 7,00 6,50 6,00 5,50 5,00 4,50 4,00 3,50 20 min 20-fev 6-mar 20-mar 3-abr 17-abr 1-mai 15-mai 29-mai 12-jun 26-jun 10-jul 24-jul 7-ago 21-ago 4-set 18-set 2-out 16-out 30-out Figura 4. Variação das medidas de das parcelas de chuva coletadas de São Martinnho. CONCLUSÕES A análise dos resultados das precipitações permitiu identificar eventos de chuva ácida para a região Sul de Santa Catarina. Os valores de registrados para as chuvas coletadas durante o período em estudo variaram entre os intervalos de 3,3 a 7,85. Os significativamente mais baixos observados nas estações em estudo foram medidos no município de Tubarão, demonstrando como realmente esta região está mais sujeita a emissões ácidas. A direção de vento é um fator importante, 5
pois pode explicar as influências sobre os valores de, podendo transportar plumas de poluição de outras regiões do país, intensificando a poluição de origem local. Estas associações entre a poluição regional com a local, contribuem muito na carga de poluição, sendo depois descarregado pelo fenômeno da chuva, no qual a atmosfera é limpa. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem a FAPESC, Fundação de Apoio à Pesquisa Científica e Tecnológica do Estado de Santa Catarina, pelo suporte financeiro. Agradecemos, em especial, aos observadores voluntários pelas suas contribuições neste estudo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BERNER, E.K. e BERNER,R.A., Global Environment: water, air and geochemical cycles. Prentice Hall, New Jersey, 62-130. DE MELO LISBOA, H. e SANT'ANNA, F. - Análise da qualidade das águas de chuva de Tubarão - SC. VI Congresso Brasileiro de Meteorologia, Salvador, BA, 1990. DE MELO LISBOA, H., COSTA, R.H.R. e WALTORTT - "Análise da qualidade das águas de chuva no campus universitário da UFSC no período de maio de 1991 a janeiro de 1992", in anais do VII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Vol.1, São Paulo, de 28.09 a 02.10.1992. ECOCONSULT, Saneamiento Integral de la región hidrográfica Sul Catarinense RH- 9. Primeira fase. Diagnóstico ambiental. Primeira Parte - Introdución. Madrid (Espana): Ingenieria del Médio Ambiente S. A., 1998. MIGLIAVACCA, D. M., TEIXEIRA, E. C. e MACHADO, A. C.M.; Composição química da precipitação atmosférica no Sul do Brasil, Química Nova, Vol. 38, nº. 3, 371-379, 2005. NUNES, A. V.; MULLER, E.; SANTOS, M. A. M. dos. Diagnóstico do carvão mineral catarinense. Florianópolis: Imprensa Oficial do Estado de Santa Catarina. Secretaria do Estado da Ciência e Tecnologia, das Minas e Energia, 1990. 77p. il. SCHEIBE, L. F. O carvão em Santa Catarina: Mineração e conseqüências ambientais. In: TEIXEIRA, E.C. & PIRES, M.J.R. (Coord). Meio ambiente e carvão - impactos da exploração e utilização. Porto Alegre: Cadernos de Planejamento e Gestão Ambiental. FINEP/CAPES/PADCT/GTM/PUCRS/UFSC/FEPAM, 2002. p: 45-68. 6