A tecnologia SIG aplicada ao estudo da vulnerabilidade à poluição das águas subterrâneas na bacia hidrográfica das Ribeiras do Oeste

Trabalho de Projeto apresentado como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Ciência e Sistemas de Informação Geográfica

Modelação da poluição difusa em águas superficiais

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Sanitária

Processos físico-químicos de tratamento de águas residuais industriais: estado da arte e novas fronteiras

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Mestrado Integrado de Engenharia do Ambiente, perfil Engenharia Sanitária

Contribuição para o estudo do tratamento de águas residuais provenientes da indústria de extração de petróleo

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente – Perfil Engenharia Sanitária

Optimização de sistemas de tratamento de águas de escorrência de estradas

A deterioração da qualidade do meio hídrico e a afectação de ecossistemas pela influência de estradas deve-se ao transporte da poluição acumulada no pavimento pelas águas pluviais,designando-se como águas de escorrência de estradas. Entre os poluentes mais comuns e preocupantes encontram-se os metais pesados (zinco, cobre, chumbo, cádmio, crómio),hidrocarbonetos, partículas (sólidos suspensos totais), óleos e gorduras. Onde não é possível evitar a descarga das águas de escorrência e tratando-se de zonas sensíveis (como recursos hídricos que não garantam a diluição dos poluentes rodoviários, estuários, captações públicas ou privadas de água superficial e subterrânea, canais e valas de distribuição de água para rega, campos agrícolas e infraestruturas hidráulicas), devem estabelecer-se sistemas de tratamento, promovendo a diminuição da poluição para níveis aceitáveis antes da descarga. Deste modo, mostra-se pertinente a análise de sistemas de tratamento de águas de escorrência de estradas, incluindo a determinação de critérios para o efeito e a sua optimização. A presente dissertação tem por objectivo contribuir para o avanço de conhecimentos no domínio dos sistemas de tratamento de águas de escorrência de estradas, nomeadamente a avaliação em função de vários critérios, incluindo a monitorização, visando o contributo para proposta de regionalização da solução mais eficiente/sustentável para sistemas de tratamento de águas de escorrência de estradas, numa perceção holística e, com a focalização na avaliação de impactes ambientais, na proteção dos recursos hídricos e na correta gestão das atividades inerentes ao projecto, construção, exploração, manutenção e monitorização dos sistemas de tratamento. A análise de resultados incidiu essencialmente sobre as melhores estratégias de gestão (a nível nacional e internacional). Procedeu-se à comparação das condições hidrológicas e região, do caudal a tratar, do tráfego médio diário das vias rodoviárias em estudo, da eficiência de remoção dos poluentes face aos sistemas de tratamento implantados e custos associados (investimento e manutenção).

Identificação das fontes de contaminação fecal nas águas superficiais do Rio Tejo

As águas são potenciais vias de infeção, pois servem como veículos para disseminação de possíveis microrganismos patogénicos que podem levar a surtos. Por isso é importante manter os ambientes aquáticos livres de microrganismos. Para isso é necessário a constante monitorização desses ambientes. Isto é realizado através da utilização de microrganismos indicadores (FIB), que sugerem o nível de poluição fecal da água. Porém, tem sido demonstrado que os FIB possuem graves falhas na identificação de certos tipos de microrganismos, como por exemplo, os vírus, assim como na identificação da fonte de contaminação fecal. A partir disso surgiu o Microbial Source Tracking (MST), que tem como objetivo principal a identificação específica do hospedeiro ou ambiente causador da contaminação fecal. Neste estudo foram utilizadas uma combinação de diferentes métodos, sendo a maioria destas técnicas moleculares, para fornecer uma nova abordagem prática, viável e integrável a partir da utilização das amostras ambientais retiradas do Rio Tejo. Para isso foram efetuadas colheitas totalizando 73 amostras em quatro pontos diferentes no rio Tejo: VFX, MPN, ALC e Belém. Nestes pontos foram analisados quantitativamente os marcadores bacteriológicos E. coli e EF; os considerados potenciais indicadores de vírus, CS e Bacteriófagos de GB-124 e marcadores moleculares HAdV, mtDNA humano, bovino, suíno e de aves de consumo humano. Foram encontradas positividades para todos os pontos, com 99% para E. coli, 97% para EF, 99% para CS, 1% para Bacteriófagos de GB-124, 40% para HAdV, 90% para mtDNA humano, 92% mtDNA bovino, 58% mtDNA suíno, 37% mtDNA de aves de consumo humano. Estes marcadores foram também correlacionados, e devido à fraca correlação encontrada, os resultados indicam que as informações fornecidas pelos indicadores bacteriológicos e CS são diferentes das informações obtidas pelos indicadores moleculares.

Contribuição para o estudo de odores em estações de tratamento de águas residuais urbanas

Os odores emitidos por estações de tratamento de águas residuais urbanas (ETAR) representam um problema potencial para a sua integração urbanística e ambiental. Por outro lado, os odores representam igualmente um perigo potencial para a saúde dos trabalhadores das ETAR, para a conservação das infraestruturas e para a eficiência de tratamento. Deste modo, o conhecimento sobre a sua ocorrência, contenção e tratamento é fundamental para a concepção, projecto e exploração das infraestruturas de saneamento. Com o objectivo de resumir e sistematizar a informação sobre o estado da arte relativo aos odores em ETAR, foi realizada uma revisão detalhada sobre os vários aspectos associados a este problema, nomeadamente formação e controlo de odores. De modo idêntico com o objectivo de procurar contribuir para a caracterização da situação em Portugal foram identificadas as principais ETAR existentes com desodorização, tendo sido organizados inquéritos e visitas a todas elas por forma a apurar a informação considerada mais relevante, nomeadamente no que diz respeito à tecnologia utilizada, bem como aspectos particulares de exploração e custos envolvidos. As principais conclusões do estudo efectuado incluem por um lado a importânica da concepção dos sistemas de contenção e ventilação como partes essenciais no controlo dos odores e, por outro, a baixa representatividade dos custos de investimento e de exploração do controlo de odores no total de uma ETAR. A tecnologia de tratamento mais aplicada é a absorção e oxidação química, seguida pela biofiltração e por adsorção em carvão activado e, aparentemente, a selecção das tecnologias não está relacionada nem com a dimensão da ETAR nem com o caudal de ar a tratar. Por outro lado, a monitorização dos odores e dos compostos odoríficos é poucas vezes efectuada, o que limita, de um modo muito significativo, a correcta avaliação dos processos de tratamento.

Avaliação do desempenho ambiental de sistemas de tratamento de águas residuais urbanas com descarga em zonas costeiras

A avaliação de desempenho ambiental (ADA) consiste numa ferramenta de apoio à decisão, fornecendo elementos de medição, comparação e análise, de forma objectiva e com exactidão. No presente trabalho apresenta-se uma proposta de abordagem à ADA de estações de tratamento de águas residuais (ETAR) urbanas com descarga em zonas costeiras, através da utilização de indicadores ambientais. Reconhecendo-se a especificidade das águas costeiras como meio receptor de águas residuais urbanas tratadas, propõe-se um conjunto vasto de indicadores de desempenho ambiental e de indicadores de condição ambiental, destinados a avaliar o desempenho das ETAR. Procede-se seguidamente à aplicação da metodologia proposta a um conjunto de 80 ETAR localizadas na faixa costeira portuguesa, cujas descargas se localizam na área de influência de águas balneares, incluindo a análise de desempenhos negativos para o indicador de qualidade do meio receptor proposto. Recorreu-se a informação obtida junto das entidades gestoras das ETAR, entre 2003 e 2005, ao longo de duas fases, uma de inquérito e outra de visitas técnicas com amostragem e caracterização das águas residuais urbanas. Procede-se previamente ao estabelecimento do enquadramento legal relevante e à identificação dos instrumentos de planeamento que conformam as políticas seguidas no sector. Analisa-se o quadro conceptual dos sistemas de gestão ambiental e de avaliação do desempenho ambiental, identificando-se as principais abordagens existentes, quer as de carácter genérico, quer as específicas dos sectores da água e do saneamento. Por último, apresenta-se um conjunto de conclusões sobre as potencialidades de utilização e desenvolvimento da metodologia proposta, bem como sobre os resultados obtidos no exercício de aplicação. A metodologia proposta fornece um bom instrumento de avaliação do desempenho ambiental das ETAR, permitindo indiciar se estas poderão constituir uma fonte de problemas para a qualidade das águas balneares, requerendo, no entanto, abordagens complementares para a sua confirmação. O desempenho ambiental das ETAR tem registado uma evolução globalmente positiva mas carece ainda de melhorias em diversos domínios. Identificam-se como principais lacunas a dificuldade na obtenção de dados e a necessidade de desenvolver novos indicadores de estado do ambiente capazes de reflectir o nível de desempenho ambiental das ETAR. Por último, sugerem-se novas linhas de investigação, em continuação do estudo agora realizado.

Descarga de águas residuais industriais nos sistemas públicos. Caso de estudo

O presente trabalho centra-se na metodologia que um regulamento de descarga industrial deverá possuir face à complexidade dos efluentes industriais afluentes aos colectores e às condições de tratamento dos sistemas de tratamento públicos subjacentes. O estudo é aplicado a uma situação concreta em que se procurou avaliar o impacte das descargas nos sistemas de tratamento públicos existentes e projectados para o concelho do Cartaxo. Para tal foi realizado um inventário junto das unidades industriais donde resultou informação de carácter geral e especifico relativo ao processo fabril que permitiram estimar ou obter dados directos da carga poluente e do caudal produzido. Complementarmente foi determinada a carga poluente e caudal produzido do sector doméstico que em conjunto com o sector industrial afluem aos sistemas de tratamento públicos. De acordo com as capacidades efectivas dos sistemas de tratamento e em função das afluências foi possível determinar, através de balanço de massas, a carga máxima de origem industrial em termos de matérias conservativas, oxidáveis e degradáveis. Determinados os valores limites de descarga industrial elaborou-se o regulamento de descarga industrial para o caso concreto do concelho do Cartaxo e estabeleceram-se as acções de implementação e monitorização do mesmo.

Contribuição para uma melhoria na gestão de águas residuais de campi universitários

Nas últimas décadas, o conceito de desenvolvimento sustentável tem sido amplamente discutido em todos os quadrantes da sociedade, tendo vindo a marcar uma presença cada vez mais constante no seu quotidiano. Por outro lado, a importância das instituições de ensino superior na promoção dos princípios da sustentabilidade é, também, uma ideia recorrente. Assim, o presente trabalho enquadra-se no âmbito do Projecto Campus Verde, de modo a contribuir para uma melhor gestão das águas residuais da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa (FCT-UNL), avaliando-se, igualmente, a possibilidade de implementação de uma ETAR, bem como as suas mais-valias e contrapartidas, por forma a proporcionar um tratamento ao efluente do campus, localizado no Monte da Caparica, Almada. Deste modo, foi efectuada uma recolha de informação junto dos órgãos da FCT, e dos Serviços Municipalizados de Água e Saneamento (SMAS) de Almada por forma a obter o cadastro da rede de drenagem do campus, o número de pessoas de cada departamento, o estado da arte do Projecto Campus Verde, que inclui apreciações sobre os vários descritores em estudo e as características de cada edifício. Verificou-se também que o efluente do campus drena para o rio Tejo, sem tratamento. Para além desta recolha de informação, foi efectuada uma campanha de amostragem ao efluente do campus que, de acordo com os resultados obtidos, permitiu concluir que se cumpriram todos os parâmetros do Regulamento de Águas e Águas Residuais do Município de Almada (RAARMA). Com estes dados, foi efectuada uma estimativa do caudal de águas residuais produzidas, bem como a sua distribuição mensal. Com base no caudal e nas cargas foi equacionada uma linha de tratamento, a área total de implantação, os seus custos e o período de retorno. Do presente estudo concluiu-se que a realização de um levantamento à rede de drenagem do campus é fundamental e que a melhoria da gestão das águas residuais do campus é um passo importante no caminho da certificação ambiental. Deve-se também levar a cabo uma campanha de sensibilização aos utentes do campus de modo a promover um bom procedimento a montante da descarga na rede de drenagem. No que respeita à ETAR sugerida, verifica-se que, para além das vantagens a nível académico, visto ir proporcionar aos alunos de Engenharia Sanitária um contacto directo com uma ETAR em funcionamento, iria também proporcionar uma imagem positiva da FCT. Por outro lado, seria responsável por grandes encargos a nível de custos.

Reutilização das águas residuais urbanas tratadas

As crescentes preocupações relativamente à escassez de água levam à necessidade de uma urgente reflexão sobre as aplicações actuais da água para consumo humano. Há que encontrar fontes de água alternativas para aplicações não potáveis. Nesta dissertação apresenta-se uma revisão bibliográfica sobre a reutilização de água no Mundo e sobre a viabilidade de um projecto de reutilização de água residual urbana tratada (ARUT). São revistas as linhas de orientação para o uso de águas residuais na rega em Portugal e das tecnologias de desinfecção que se aplicam a este efluente e tipo de uso. São referidos os aspectos a considerar na segurança da distribuição e gestão do armazenamento da água residual urbana tratada. É apresentado um caso de estudo sobre a viabilidade de rega do Parque da Paz, em Almada, com águas residuais urbanas tratadas provenientes da ETAR da Mutela.

Estudo da eficiência da ETAR da zona industrial da AutoEuropa por análise biológica

No tratamento de águas residuais por lamas activadas, existem diferentes populações de protozoários e metazoários que se podem desenvolver durante o processo. A sua presença é fundamental para o bom desempenho da ETAR. Além de reduzirem a turvação do efluente final, estimulam o crescimento bacteriano, promovem a floculação e algumas espécies reduzem a poluição. É possível estabelecer uma estreita relação entre a predominância de determinadas espécies ou grupos de espécies, com parâmetros operacionais da ETAR, tais como os índices bióticos. Este procedimento requer a identificação e enumeração das diferentes espécies. No entanto, existem outros métodos, que apresentam relações entre a abundância de uma dada espécie ou grupo e os parâmetros da estação. O presente trabalho tem como objectivos: avaliar o funcionamento do sistema de tratamento de lamas activadas através da observação microscópica de protozoários e metazoários, identificação e contagem das espécies relevantes; estabelecer relações entre os organismos que contribuem para o processo de depuração de águas residuais e as condições de operação, como parâmetros físicoquímicos ou o desempenho da ETAR; e produzir uma ferramenta de apoio à gestão da ETAR, baseada em princípios biológicos. Pretende-se, ainda, contribuir e incentivar para a adopção de metodologias semelhantes em outros sistemas de lamas activadas em funcionamento no nosso País. Em termos metodológicos, a colheita de amostras foi realizada semanalmente na ETAR da ZIA durante dois meses e meio. Os parâmetros operacionais e físico-químicos foram obtidos junto da ETAR. A análise biológica foi efectuada por microscopia óptica. Avaliou-se qualitativa e quantitativamente a microfauna presente no tanque de arejamento, no poço de mistura de lamas e no clarificado de ambos os decantadores, a fim de se verificar as possíveis correlações desses parâmetros com a eficiência do sistema. Aplicou-se os resultados biológicos obtidos, em quatro modelos propostos para a avaliação do processo de tratamento, baseada em análises biológicas. Em termos qualitativos e na maior parte das observações, a lama apresentou boa qualidade. A ETAR da ZIA foi colonizada por tecamebas, principalmente Arcella sp. e Euglypha alveolata, em todo, o estudo e em todos os pontos analisados. No tanque de arejamento foram sempre observados ciliados nadadores livres. A densidade total de organismos no tanque de arejamento variou de 2982 e 7330 organismos/mL, com valor médio de 5995 organismos/mL. Relativamente, aos parâmetros estudados, os objectivos de remoção para o CBO5, CQO, SST e SSV foram alcançados.

Diagnóstico e avaliação da gestão de lixiviados produzidos em aterros sanitários de resíduos urbanos

Na última década, a gestão de resíduos sólidos urbanos (RSU) sofreu uma marcante evolução de carácter político e legislativo, com destaque para a reorganização institucional e para as medidas estratégicas adoptadas. A produção de lixiviados é uma consequência inevitável da deposição de resíduos sólidos urbanos em aterros sanitários. A contenção, recolha e tratamento adequado do lixiviado deverá ser uma prática comum e obrigatória de prevenção e controlo da poluição/contaminação das massas de água (superficiais e subterrâneas) e solo subjacentes ao aterro sanitário. O sistema de tratamento de lixiviados a implantar é fortemente dependente da qualidade do lixiviado, que por sua vez é influenciado por diversos factores, incluindo a composição da massa de resíduos depositada, a precipitação, e o tipo de gestão e operação em aterro, entre outros. O Instituto Regulador de Águas e Resíduos, no âmbito da sua missão como entidade reguladora de resíduos, encomendou à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa o estudo: “Gestão de Lixiviados Produzidos em Aterros Sanitários de Resíduos Sólidos Urbanos”, em 2007. A presente dissertação tem como objectivo apresentar o diagnóstico actual da situação nacional em matéria de gestão e tratamento de lixiviados produzidos em aterros sanitários de resíduos sólidos urbanos, tendo como caso de estudo o universo dos sistemas intermunicipais. Este trabalho é um contributo importante o estudo supracitado, que se encontra actualmente em curso, nomeadamente com a proposta de indicadores de desempenho que se desenvolveram no âmbito desta dissertação e que se aplicarão posteriormente a todos os Sistemas. Para atingir estes objectivos recorreu-se a dois instrumentos de análise, um indirecto através de da realização de questionários aos sistemas intermunicipais, e outro, por observação directa através da realização de visitas a todos estes sistemas. Os resultados e as conclusões obtidas permitiram identificar o número e o tipo tratamento de lixiviados existentes nos sistemas intermunicipais, as características do lixiviado produzido, as eficiências de tratamento, os destinos do efluente tratado, de lamas e concentrados resultantes, bem como identificar as principais dificuldades dos Sistemas. Ainda com base na informação recolhida foi possível desenvolver um conjunto de indicadores (ambientais, de contexto, de recursos humanos, operacionais, económico-financeiros, de qualidade do serviço e de opinião) que serão aplicados aos restantes Sistemas de gestão de resíduos nacionais.

Contribuição para o estudo de compostos desreguladores endócrinos (EDC) em estações de tratamento de águas residuais

Desde os anos 90 que se suspeita que um vasto leque de compostos, que estão presentes no ambiente aquático é susceptível de causar disrupção endócrina, podendo provocar efeitos adversos na nível do sistema reprodutor de vários organismos, de entre os quais os surfactantes não-iónicos alquifenois polietoxilatos(APEO), estrogénios, compostos organoclorados, entre outros. Estes, têm sido amplamente utilizados nos últimos 50 anos numa vasta diversidade de aplicações domésticas e comerciais. Durante o tratamento de águas residuais urbanas e industriais, os APEO são degradados sucessivamente até formas menos biodegradáveis, como por exemplo o NP (nonilfenol) e o OP (octilfenol), acabando por ser descarregados no ambiente aquático. A informação disponível, relativamente ao efeito das elevadas descargas nos meios receptores e da sua potencial toxicidade é ainda muito limitada, nomeadamente em sistemas aquáticos. Por outro lado, a informação sobre remoção de EDC em estações de tratamento de águas residuais (ETAR) é igualmente muito escassa, circunstância que impede a realização de estimativas de balanços materiais, indispensáveis à previsão dos correspondentes impactes nos meios hídricos, pelo que, este estudo teve como principal objectivo, a avaliação do potencial estrogénico de um efluente de uma ETAR com tratamento terciário. O presente estudo foi realizado na ETAR de Chelas, em Lisboa (Portugal). O efluente da ETAR é caracterizado por não ser só, efluente doméstico mas também ser constituído por quantidades significativas de efluente industrial. A escolha desta ETAR para realizar este estudo recaiu também na sua linha de tratamento, isto é, a ETAR possui tratamento terciário com remoção de azoto e desinfecção final do efluente através de U.V. De forma a detectar e quantificar o potencial estrogénico de uma água seleccionaramse compostos específicos, isto é alguns EDC “alvo”, nomeadamente: (i) nonilfenol e octilfenol (NP e OP); (ii) bisfenol A (BPA) e (iii) 17 β-estradiol (E2). Foram utilizadas três técnicas diferentes para identificar e quantificar os EDC seleccionados ELISA, LC-MS-MS e HPLC. As técnicas foram igualmente comparadas. Em todos os casos, isto é, independentemente da técnica analítica usada ficou demonstrado que os EDC seleccionados estavam presentes no efluente da ETAR,variando as suas concentrações de composto para composto e também ao longo da linha de tratamento da ETAR, e que ainda são descarregadas, no Estuário do Tejo,níveis de concentrações que poderão causar efeitos fisiológicos na vida animal. Contudo, devido ao elevado nível de diluição existente no Estuário do Tejo (caudais muito grandes) os efeitos nos organismos poderão não ser relevantes e,ou imediatos. Os níveis mais elevados de APE (NP e OP) foram detectados no afluente à ETAR e os menores no efluente da ETAR. O valor mais elevado de E2 foi registado após a decantação primária. A variação de E2 ao longo da linha de tratamento foi pouco significativa, facto este que poderá estar relacionado também com a “cross-reactivity”, bem como a própria actividade microbiológica existente numa água residual. Os maiores valores para o BPA foram obtidos nas lamas primárias (acima dos limites de detecção), tendo sido registada uma redução significativa deste composto ao longo da linha de tratamento, o que poderá indicar que a ETAR de Chelas remove eficientemente este composto.

Fontes de fósforo total e o estado trófico de albufeiras em Portugal continental

O estudo realizado incidiu sobre 260 albufeiras, identificadas em diferentes fontes de informação e localizadas em Portugal continental. De entre as massas de água identificadas procedeu-se à classificação do estado trófico de 92 albufeiras, todas para as quais se dispõe de dados de qualidade da água para o efeito. Destas, de acordo com o critério de classificação adoptado em Portugal, 60 foram classificadas como eutróficas, em resultado principalmente das concentrações de fósforo total. Após a delimitação das bacias drenantes de 194 albufeiras, foram implementadas metodologias de quantificação de fósforo total afluente a essas massas de água. Com recurso a um modelo de balanço de massas foram simuladas as concentrações de fósforo total em 80 albufeiras, tendo sido considerados adequados os resultados obtidos em 42 albufeiras. Com base nos resultados obtidos concluiu-se que as metodologias de quantificação de fósforo total de origem urbana e de origem difusa são adequadas ao desenvolvimento de estudos de planeamento e de identificação das principais fontes de fósforo total, em águas doces superficiais.