UTILIZAÇÃO DE WETLAND CONSTRUÍDO NO TRATAMENTO DE ESGOTOS DOMÉSTICOS COM A MACRÓFITA EICHHORNIA SPP (AGUAPÉ)
Glaucia Eliza Gama Vieira1; Luana Morena Rodrigues Vitor Dias2; Samara Mateus de Lima3; Bianca Pietsch Cunha Bendito4.
RESUMO
Com o crescimento populacional houve a necessidade de maior produção de bens para consumo e com isso, consequências como os resíduos sólidos foram inevitáveis. Resíduos este que são dispostos muitas vezes na água. Os corpos hídricos tem verdadeira importância para os seres vivos, porém vê-se uso indiscriminado desse recurso, seu mau uso, e falta de tratamento. Este trabalho é um estudo sobre uma alternativa de tratamento secundário ou terciario de efluente doméstico, já que seu reuso planejado torna o meio menos poluído e com menor risco de doenças. Este sistema é chamado de wetlands construídas, que simulam sistemas naturais formados por leitos de Eichhornia spp (aguapé). Estas removem nutrientes por meio de um biofilme formado em bacias preenchidas com brita, seixo e areia. Os sistemas wetland são bastante eficientes na remoção de nutrientes e redução da DBO.
Palavras-chaves: wetland, tratamento de esgoto, eichhornia spp.
ABSTRACT
With population growth there was a need for increased production of goods for consumption and with it, such as solid waste consequences were inevitable. Wastes that are often arranged in water. The water bodies have real importance for living beings, but sees the indiscriminate use of this feature, misuse, and lack of treatment. This work is a study on an alternative treatment of secondary or tertiary efluente home, since his planned reuse makes the environment less polluted and less risk of disease. This system is called constructed wetlands, which simulate natural systems formed by beds of Eichhornia spp (water hyacinth). They remove nutrients through a biofilm formed in basins filled with gravel, pebble and sand. Wetland systems are very efficient at removing nutrients and reduction of BOD.
Keywords: wetland, sewage treatment, eichhornia spp.
1 INTRODUÇÃO
Embora mais de 70% do planeta Terra seja água, uma pequena porcentagem é água doce e está facilmente disponível. O uso indiscriminado da mesma e as alterações de sua qualidade devido às descargas poluidoras, vem tornando-a cada vez mais escassa (COSTA, L.L., et al, 2003).
A poluição da água se dá pela alteração de suas características estéticas, físicas ou ecológicas por quaisquer ações ou interferências, sejam elas naturais ou provocadas pelo homem.
Os efeitos resultantes da introdução de poluentes no meio aquático dependem da natureza do poluente introduzido, do caminho que esse poluente percorre no meio e do uso que se faz do corpo de água (BRAGA, 2005).
Os principais poluentes aquáticos são os poluentes orgânicos biodegradáveis, orgânicos relcacitrantes (refratários), metais, nutrientes, organismos patogênicos, sólidos em suspensão, calor e radioatividade.
O tratamento de esgoto é um dos sistemas de reuso planejado e administrado e que traz melhorias ambientais e de condições de saúde. Este reuso possibilita evitar a descarga de esgoto em corpos de água, preservar recursos subterrâneos e permitir a conservação do solo (DIAS, 2009), uma vez que esses contaminantes podem infiltrar até os lençóis freáticos e escorrer para lagos, rios, lagoas, mares causando sua deteriorização (BRANCO, 1986).Em países em desenvolvimento, como o Brasil, a saúde pública, a qualidade de vida e as condições sociais sentem reflexos dos esquemas associados ao reuso uma vez que a água reutilizada serve para uso em agricultura, haja vista ser o esgoto tratado uma fonte natural de fertilizante que garante uma boa produtividade das culturas irrigadas.
A maior parte desses esgotos que são lançados em corpos aquáticos não recebem tratamento. O esgoto doméstico despejado nesses corpos hídricos serve de alimento para bactérias aeróbias decompositoras, que aumentam sua quantidade conforme o aumento de matéria orgânica, e quanto maior a concentração de matéria orgânica maior o consumo de oxigênio. Porém para se fazer o reuso do esgoto, o mesmo deve atender a padrões físico-químicos e sanitários para evitar riscos como a poluição de aqüíferos subterrâneos- principalmente por nitratos e o acúmulo de contaminantes químicos no solo.
Aproximadamente 90% das doenças infecciosas são transmitidas por água contaminada, os esgotos domésticos contêm grande variedade de organismos patogênicos, os mais comuns são: bactérias, protozoários, vírus e helmintos (Metcalf & Eddy, 1991) e dentre os microorganismos responsáveis por essas doenças destacam-se vírus e bactérias do trato intestinal. Por isso o esgoto deve ser tratado pois além da possível contaminação de aqüíferos, há contaminação do homem causando um problema na saúde publica, seja ingerindo diretamente águas não tratadas ou pela agricultura de culturas contaminadas, que acumulam esses poluentes.
A proteção à saúde pública é o propósito fundamental do tratamento de resíduos e lhe segue a importância de proteção ao meio ambiente. Uma possível alternativa para a redução da poluição e que é um tipo de tratamento de esgoto é o sistema de wetlands. Estes simulam sistemas naturais formados por leitos de plantas aquáticas baseados nos alagados naturais, que são áreas que se encontram saturadas por águas superficiais ou subterrâneas, com frequência e duração suficientes para manter as condições de saturação. Os sistemas wetlands podem proporcionar a minimização dos impactos ambientais dos resíduos sólidos urbanos.
1.1 Tipos de sistema wetland
Existem dois tipos de sistemas wetlands desenvolvidos para o tratamento de água residual: sistemas a fluxo superficial e subsuperficial. O sistema de fluxo superficial consiste em valas ou canais paralelos com a superfície da água exposta à atmosfera e o fundo constituído por solo relativamente impermeável ou com uma barreira subsuperficial, vegetação emergente, e níveis de água pouco profundos. Por meio desta forma de instalar o sistema de áreas alagadas podem ser criados novos habitats para a fauna e flora. Já o fluxo subsuperficial se desenha com o objetivo de proporcionar tratamento secundário ou avançado- consistem em canais ou valas escavadas e recheados de material granular, geralmente onde o nível de água se mantém em baixa superfície da superfície de taxa. Como o nível de água está embaixo da superfície do meio granular (não exposto) há menores riscos de contaminação por agentes externos. Esta é uma vantagem deste tipo de fluxo. O fluxo subsuperficial pode ser horizontal ou vertical sendo este último descendente ou ascendente.
1.2 Tipos de vegetação utilizada no wetland
Estes sistemas de áreas alagadas costumam ter profundidades inferiores a 60 cm com plantas emergentes como taboas (Typha sp), Braquearo do brejo (Brachairia arrecta ), lírios do brejo ( Iris pseodacorus L.), juncos (Juncos sp.), espadanas (Typha sp.),aguapé (Eichhornia crassipes Schoenoplectus validus), Hidrocotyle umbellata.
A vegetação proporciona superfícies para a formação de filmes bacterianos que facilitam a filtragem e a adsorção dos constituintes da água residual, permite a transferência de oxigênio à coluna de água que controla o crescimento de algas ao limitar a penetração da luz solar. Esse filme biológico é composto por colônias de bactérias, protozoários, micrometazoários e outros microrganismos que degradam a matéria orgânica para sais inorgânicos tornando os nutrientes disponíveis para a macrófita (MARQUES, 1999).
Os leitos cultivados apresentam três funções básicas em relação ao potencial para o tratamento de águas residuais: fixar fisicamente os contaminantes na superfície do solo e a matéria orgânica; utilizar e transformar os elementos por intermédio dos microorganismos; alcançar níveis de tratamento consistentes com baixo consumo de energia e baixa manutenção. O sistema wetland remove os nutrientes, dentre os numerosos mecanismos que causam essa remoção destacam-se a decantação (efeito peneira causado pelo biofilme microbiano aderido às raízes ao substrato), o predatismo, a competição entre os outros organismos e eventuais substancias tóxicas produzidas pelas plantas e liberadas através de suas raízes (BRIX, 1994. p 71-78).
O maior benefício para as plantas é a transferência de oxigênio à zona da raiz. Os talos, raízes e rizomas permitem o transporte de oxigênio da maneira mais profunda do que chegaria naturalmente através apenas da difusão O mais importante nos terrenos úmidos de fluxo superficial é que as porções submergidas se degradam e se transformam em restos de vegetação, que servem como substrato para o crescimento do filme microbiano, responsável por grande parte do tratamento que ocorre, pois agregam população de microorganismos, que por processos biológicos, químicos e físicos tratam águas residuarias. Os vegetais estabilizam o substrato e limitam a canalização do fluxo, tomam o carbono, nutrientes e incorporam aos tecidos da planta, transferem os gases, oxigena os outros espaço dentro do substrato.
A espécie comumente utilizada é a Typhas sp (taboa) - é própria para a utilização em wetlands pois tem em sua estrutura interna a formação de tecidos que contém espaços abertos, através do qual passam oxigênio da atmosfera para as folhas e de lá para as raízes e rizomas sendo que parte do oxigênio pode sair do sistema radicular para a rizosfera criando um ambiente propício à decomposição aeróbia de matéria orgânica, o junco e a taboa são plantas vasculares, que retiram oxigênio do ar e transferem para as raízes. Tem-se, então, micro-ambientes aeróbios e anaeróbios que favorecem reações (nitrificação-desnitrificação) que muitas vezes reduzem a quantidade de nitrogênio", explica Roston, 1994.
1.3 Os microrganismos no wetland
Uma característica fundamental dos terrenos úmidos é que suas funções são principalmente reguladas pelos microorganismos e seu metabolismo. Os microorganismos incluem bactéria, leveduras, fungos e protozoários, essa biomassa microbiana consome grande parte do carbono e muitos nutrientes.
Pode eliminar-se nitrogênio nestes sistemas mediante processos de nitrificação/desnitrificação e posterior liberação de gás na atmosfera. A remoção de nitrogênio em sistemas de leitos cultivados está entre 25 e 80%.
A remoção do fósforo em terrenos úmidos não é muito eficaz devido às limitadas oportunidades de contato entre água residual e terreno. As plantas e o terreno captam parte do fósforo.
1.4 Substrato do sistema wetland
Os leitos cultivados construídos consistem no design correto de uma cubeta que contém água, substrato, e a maioria normalmente, plantas emergentes. Pequenas mudanças na hidrologia podem ter efeitos importantes em um terreno úmido e na efetividade do tratamento e por causa da área superficial da água e sua pouca profundidade, um sistema atua recíproca e fortemente com a atmosfera através da chuva e evapotranspiração. A densidade da vegetação afeta fortemente sua hidrologia.
O substrato nos terrenos úmidos construídos inclui solo, areia, rocha, e materiais orgânicos. Os restos de vegetação são muito importantes, pois suportam boa parte dos organismos viventes nos terrenos úmidos, a permeabilidade do substrato por afetar o movimento da água. Em alguns substratos saturados, a água substitui os gases atmosféricos nos poros e o metabolismo microbiano consome o oxigênio disponível.
De acordo com os parâmetros analisados no sistema de wetland, regulamentados pelo CONAMA, há os rendimentos esperados: redução da DBO, de nitrogênio, de sólidos suspensos, entrada e saída de amoníaco, remoção do fósforo, remoção de metais e a remoção de coliformes fecais.
O tratamento secundário ou terciário de esgotos com "wetlands" construídos tem promovido efluentes finais de boa qualidade, tornando possível seu lançamento em corpos d'água ou a sua reutilização para fins não considerados nobres: irrigação restrita, por exemplo.
2 OBJETIVOS
Este trabalho tem como objetivo fazer um estudo, utilizando outros trabalhos, sobre tratamento de esgoto a partir do sistema wetland, como construí-lo, caracteriza-lo e avaliar o desempenho desses sistemas construídos para a remoções de matéria orgânica e nutrientes (nitrogênio e fósforo) e a redução da DBO.
3 MATERIAIS E MÉTODOS
Basicamente, esses sistemas são constituídos de canais preenchi¬dos por meio poroso com alta condutividade hidráulica (usualmente cascalho, areia grossa ou brita), o qual dá suporte ao crescimento de macrófitas e de biofilme, além do fundamental papel de atuar como filtro para alguns poluentes (Dias, 2009). Existem muitos tipos de "Wetlands", os naturais (charcos, brejos, várzeas e pântanos) e os construídos, que podem ser classificadas de acor¬do com o fluxo, superficial (FS) e subsuperficial (FSS).
Aspectos importantes a se analisar considerando a construção de terrenos úmidos são: a impermeabilização da capa subsuperficial do terreno (capa de argila ou capa bentônica), seleção e colocação do meio granular para o caso do fluxo subsuperficial, estabelecimento da vegetação (densidade apropriada) e as estruturas de entrada e saída de efluente.
O esgoto in natura que a ser coletado no sistema de tratamento de esgotos, terá os seguintes parâmetros analisados: turbidez, sólidos totais (ST), sólidos totais fixos (STF), sólidos suspensos totais (SST), sólidos suspensos fixos (SSF), nitrogênio amoniacal (NH3), nitrito(NO-2), nitrato (NO-3), fosfato (PO4-3), demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e coliformes determinados conforme "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater" (APHA, 2005). A instalação dos tanques do sistema wetland, as análises e monitoramentos podem ser feitos em empresas de Saneamento.
4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
APHA, American Public Health Association, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 21 st, Centennial Edition, Washington, 2005.
BRANCO, S. M. Hidrobiologia Aplicada à Engenharia Ambiental. 3. ed. São Paulo:CETESB/ASCETESB, 1986.
BRASIL, M.L.Plantio e desempenho fenológico da taboa utilizada no tratamento de esgoto doméstico sistema alagado construído. Eng. sanit. ambient. p.266-27
BRASIL. Resolução CONAMA nº357, de 17 de março de 2005. Disponível em: http://www.mma.gov.br/port/conama/res/res05/res35705.pdf. Acesso em: 13 de junho de 2009.
BRIX, H. Functions of macrophytes in constructed wetlands. Water Sci. Tech., Vol.29, n°4, 1994. p. 71-78.
CAMPOS, J. R. Tratamento de Esgotos Sanitários por Processo Anaeróbio e Disposição Controlada no Solo. Rio de Janeiro: ABES/PROSAB, 1999. p. 409 - 435.
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CIÊNCIAS DA TERRA. ISSN 1519-5228. Volume 3 - Número 1 - 1o Semestre 2003
COSTA, L.L., et al. Eficiência de Wetlands construídos com dez dias de detenção hidráulica na remoção de colífagos e bacteriófagos. REVISTA DE BIOLOGIA E
DIAS, 2005-Tratamento de esgotos sanitários em sistemas reatores UASB/wetlands construídas de fluxo horizontal:eficiência e estabilidade de remoção de matéria orgânica, sólidos, nutrientes e coliformes. p.422 Eng Sanit Ambient. v.14 n.3. jul/set 2009. 421-430
MARQUES, D. da M. Terras Úmidas Construídas de Fluxo Subsuperficial.
ROSTON, D. M. Uso de várzeas artificiais para tratamento de efluente de tanque séptico. Anais:XXIII Congresso Brasileiro de Engenharia, Agrícola, Campinas ? SP, n.o 94-7-210, julho/1994.
Autor: Samara Mateus De Lima
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