Avaliação da qualidade de processos e ferramentas de participação na gestão da água

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil Gestão e Sistemas Ambientais

Avaliação e Otimização do Consumo de Água no Processo e do Sistema de Tratamento de Efluentes

O elevado consumo de água associado à escassez deste recurso contribuiu para que alternativas de reutilização/reciclagem de água fossem estudadas que permitam diminuir o seu consumo e minimizar a dependência das indústrias. Monitorizar e avaliar os consumos de água, a nível industrial, é imprescindível para assegurar uma gestão sustentável dos recursos hídricos, sendo este o objetivo da presente dissertação. As alternativas encontradas na unidade industrial em estudo foram a substituição do equipamento sanitário e o aproveitamento do efluente tratado para operações de lavagem e/ou arrefecimento por contacto direto. A maioria do equipamento sanitário não é eficiente, tendo-se proposto a substituição desse sistema por um de menor consumo que permitirá uma poupança de 30 % no consumo de água, que corresponderá a 12 149,37 €/ano, sendo o retorno do investimento estimado em 3 meses. O efluente industrial na entrada da ETAR e nas diferentes etapas - tratamento primário de coagulação/floculação; tratamento secundário ou biológico em SBR; tratamento terciário de coagulação/floculação - foi caracterizado através da medição da temperatura, pH, oxigénio dissolvido e pela determinação da cor, turvação, sólidos suspensos totais (SST), azoto total, carência química de oxigénio (CQO), Carência Bioquímica de Oxigénio ao fim de 5 dias (CBO5) e razão CBO5/CQO. Esta caracterização permitiu avaliar o efluente industrial bruto que se caracteriza por um pH alcalino (8,3 ± 1,7); condutividade baixa (451 ± 200,2 μS/cm); elevada turvação (11 255 ± 8812,8 FTU); cor aparente (63 670 ± 42293,4 PtCo) e cor verdadeira (33 621 ± 19547,9 PtCo) elevadas; teores elevados de CQO (24 753 ± 11806,7 mg/L O2) SST (5 164 ± 3845,5 mg/L) e azoto total (718 mg/L) e um índice de biodegradabilidade baixo (razão CBO5/CQO de 1,4). Este estudo permitiu verificar que a eficiência global do tratamento do efluente foi 82 % na remoção da turvação, 83 % na remoção da cor aparente, 96 % na remoção da cor verdadeira, 85 % na remoção da CQO e 30 % na remoção dos SST. Quanto às eficiências de remoção associadas ao tratamento primário no que diz respeito à turvação, cor aparente, CQO e SST, apresentam valores inferiores aos referidos na literatura para o mesmo tipo de tratamento em efluentes similares. As eficiências de remoção obtidas no tratamento secundário são inferiores às do tratamento primário: turvação, cor aparente, CQO e SST, pelo que procurou-se otimizar a primeira etapa do processo de tratamento Neste estudo de otimização estudou-se a influência de cinco coagulantes – Sulfato de Alumínio, PAX XL – 10, PAX 18, cloreto de ferro e a conjugação de PAX 18 com sulfato de ferro - e seis floculantes – Superfloc A 150, Superfloc A 130, PA 1020, Ambifloc 560, Ambifloc C58 e Rifloc 54 - no tratamento físico-químico do efluente. O PAX 18 e o Ambifloc 560 UUJ foram os que apresentaram as mais elevadas eficiências de remoção (99,85 % na cor, 99,87 % na turvação, 90,12 % na CQO e 99,87 % nos SST). O custo associado a este tratamento é de 1,03 €/m3. Pela comparação com os critérios de qualidade no guia técnico ERSAR, apenas o parâmetro da CQO excede o valor, contudo o valor obtido permite diminuir os custos associados a um tratamento posterior para remoção da CQO remanescente no efluente residual tratado.

VARIAÇÃO NA QUALIDADE ÓPTICA DA ÁGUA DO SISTEMA RIO-RESERVATÓRIO DA USINA HIDRELÉTRICA DE TUCURUÍ/PA

Entre os anos de 1983 e 1986 foram coletadas informações sobre o comportamento áa penetração na água da radiação solar noe períodos anterior e posterior a formação do reservatório da usina hidrelétrica de Tucuruí, no Pará. Tais medidas foram obtidas em locais pré-fixados à montante da barragem, abrangendo as épocas chuvosa e seca. Para cada série de dados foram calculadas a irradiância, o coeficiente de atenuação Κ e a profundidade da zona eufótica. Erros associados aos cálculos também foram analisados. Através das análises efetuadas verificou-se que a atenuação da radiação solar pela água foi maior no período chuvoso, ocorrendo a situação inversa durante a estiagem. Constatado o comportamento sazonal de K, este foi relacionado com a enorme quantidade de sedimentos em suspensão transportado anualmente pelo sistema Araguaia-Tocantins. Notou-se que no período pós-enchimento do reservatório, houve uma nítida alteração nos valores de K, com diminuição dos valores máximos. Evidenciou-se que, com a diminuição da velocidade do curso d'água, o apote no lago de material suspenso começou a se depositar, iniciando o fenômeno da segmentação.

Influência da fermentação na qualidade da farinha de mandioca do grupo d'água

A etapa de fermentação na produção da farinha de mandioca do grupo d'água é responsável pelo desenvolvimento de características químicas e sensoriais peculiares no produto. O objetivo deste estudo foi verificar a influência da etapa de fermentação das raízes de mandioca nos principais parâmetros físico-químicos da farinha, seguido de avaliação sensorial da preferência do consumidor. As análises realizadas foram determinação do teor de umidade, cinzas, proteínas, amido e acidez total titulável. O teste sensorial utilizado foi o de ordenação-preferência dos produtos. De acordo com os resultados obtidos, a etapa de fermentação, responsável pelo aumento da acidez total titulável da farinha de mandioca do grupo d'água, foi o único parâmetro que excedeu o valor limite permitido pela legislação brasileira vigente. Com base no resultado da análise sensorial, houve maior preferência dos consumidores pela farinha de mandioca com maior teor de acidez total (3,44 cmol NaOH kg-1), que corresponde à raiz fermentada por 96 horas.

Alterações na qualidade física de um latossolo amarelo sob pastagem

Indicadores de qualidade física do solo representam uma importante ferramenta no estudo das alterações que ocorrem no solo em função de ações de uso e manejo. Objetivou-se com este estudo utilizar o intervalo hídrico ótimo (IHO) e o índice-S (declividade da curva de retenção de água no solo no ponto de inflexão) para quantificar as alterações físicas do solo promovidas pelo sistema de pastagem, tendo como referência um solo sob mata. O estudo foi realizado em um Latossolo Amarelo distroférrico típico sob mata nativa e pastagem, onde foram coletadas amostras deformadas e indeformadas nas profundidades de 0-5 e 25-30 cm, utilizadas para determinação do carbono orgânico do solo e análises físicas. Os valores de índice-S, com exceção do solo sob mata (0-5 cm), estiveram abaixo do limite sugerido para separar solos com boa e pobre qualidade estrutural. O IHO foi fortemente reduzido no solo sob pastagem, chegando a atingir valor zero. O principal fator limitante para a disponibilidade de água foi a resistência à penetração, que exceto em mata (0-5 cm), atuou como limite inferior do IHO em todas as áreas e profundidades avaliadas. Os indicadores de qualidade física do solo, IHO e índice-S, apresentaram conformidade quanto à avaliação da qualidade física dos solos estudados e indicaram as alterações físicas promovidas no solo sob sistema de pastagem.

O controle da água de irrigação através do teor relativo de água e do índice refratométrico em tomateiro

O presente trabalho teve por finalidade, verificar a importância das informações obtidas pelo estudo do Teor Relativo de Água dos tecidos das folhas e do Índice Refratométrico do suco celular para o controle da água de irrigação na cultura do tomateiro. Foi instalado um ensaio de verão e outro de inverno, constando cada um de tres tratamentos e sete repetições. A irrigação foi executada pelo método de sulcos de infiltração e as umidades do solo determinadas gravimetricamente. Os respectivos potenciais da água do solo foram calculados com o auxílio da placa de pressão e membrana de pressão. Os tratamentos se referiram a três níveis de potencial da água do solo a .7, 3.0 e 15.0 atm. Os dados obtidos foram utilizados para correlacionar o TRA e o IR com o potencial da água do solo. A análise e resultados obtidos para as condições estudadas, permitiram as conclusões principais: a) a manutenção do potencial da água do solo a níveis elevados proporcionou melhores produções. b) os resultados do TRA correlacionados com os respectivos potenciais da água do solo, proporcionaram um dado útil para o controle da água de irrigação. c) os resultados do IR correlacionados com os respectivos potenciais da água do solo, não ofereceram estimativas consistentes da água de irrigação.

Qualidade do solo avaliada pelo "Soil Quality Kit Test" em dois experimentos de longa duração no Rio Grande do Sul

A avaliação da qualidade do solo (QS) é importante estratégia no planejamento agrícola, possibilitando a identificação e o aprimoramento de sistemas de manejo com características de alta produtividade e de preservação ambiental. O presente estudo foi realizado em dois experimentos de longa duração (10 e 15 anos) conduzidos no Sul do Brasil e teve por objetivo avaliar o efeito de sistemas de manejo na QS, utilizando um kit de análise expedita de qualidade de solo (KQS), desenvolvido pelo Instituto de Qualidade do Solo-USDA-ARS. A eficiência desse kit foi avaliada pela comparação com os métodos tradicionais utilizados na ciência do solo. Nas duas áreas experimentais investigou-se um total de 12 tratamentos, os quais englobaram sistemas de preparo com diferentes intensidades de revolvimento do solo (preparo convencional, preparo reduzido e plantio direto) e sistemas de culturas com ampla faixa de adição de resíduos vegetais ao solo, além da aplicação de doses anuais de N-uréia, variando de 0 a 144 kg ha-1. Em cada base experimental uma área sob campo natural foi avaliada, servindo como referência da condição do solo na ausência de interferência antrópica. Como indicadores de QS, foram avaliados infiltração de água, respiração do solo, densidade do solo, teor de nitrato+nitrito (N-NO3- + N-NO2-), estabilidade de agregados em água e pH. De maneira geral, os coeficientes de correlação entre os métodos do KQS e os métodos tradicionais foram elevados, sendo o mais alto para o indicador pH (r = 0,98) e o menor para o indicador infiltração de água no solo (r = 0,42). Os tratamentos selecionados foram teoricamente ordenados em ordem crescente de QS, a qual foi reproduzida de forma eficiente pelo índice de estoque de carbono (IEC), calculado pela razão entre o estoque de C orgânico do solo, na camada de 0-5 cm, de cada tratamento e o estoque de C orgânico no solo sob campo natural. Os indicadores estabilidade de agregados, N-NO3- + N-NO2- e respiração do solo foram os mais eficientes em discriminar a QS. O KQS foi eficiente em avaliar a QS dos tratamentos nas duas áreas experimentais. Os níveis mais elevados de QS foram alcançados nos tratamentos com plantio direto e consórcio de gramíneas e leguminosas tropicais, devido à cobertura do solo e às elevadas adições de C e N via resíduos culturais.

Densidade do solo e infiltração de água como indicadores da qualidade física de um Latossolo Vermelho distrófico em recuperação

A necessidade cada vez maior de alimentos, espaço e condições para sobrevivência faz com que as interferências antrópicas no ambiente sejam cada vez maiores. Solos intensivamente cultivados e de forma inadequada são degradados, assim como a construção de obras civis no meio rural sem atender à legislação pertinente tudo isso tem ocasionado problemas ao meio. Várias técnicas têm sido utilizadas para recuperar esses solos, sendo a principal delas a adição de MO. Contudo, informações sobre tempo para recuperação do solo, influência dos tipos de material orgânico e indicadores das alterações ainda são escassas. Este trabalho objetivou avaliar a recuperação das propriedades de um Latossolo Vermelho distrófico, de onde foi retirado material usado na terraplanagem e nas fundações da usina hidrelétrica de Ilha Solteira-SP, utilizando-se como indicadores de qualidade física a densidade do solo e a taxa de infiltração de água. A pesquisa foi feita em uma área onde se retirou uma camada de solo de 8,60 m. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com cinco repetições e cinco tratamentos: testemunha (solo exposto sem técnicas de recuperação); espécie arbórea gonçalo-alves (Astronium fraxinifolium Schott); gonçalo-alves + feijão-de-porco (Canavalia ensiformis); gonçalo-alves + nabo forrageiro (Raphanus sativus); e gonçalo-alves + gramínea (Brachiaria decumbens) + lodo de esgoto (60 Mg ha-1). A densidade do solo foi avaliada antes e 356 dias após a implantação dos tratamentos, e a infiltração de água no solo foi determinada 188 dias depois da instalação dos tratamentos. Concluiu-se que ocorrem melhorias na qualidade do solo quando efetuado o seu preparo e a adição de lodo de esgoto e adubos verdes. A densidade do solo e a infiltração de água do solo são bons indicadores na avaliação dessas melhorias. As diferentes fontes de MO adicionadas ao solo e a ação do preparo deste interagem de maneira semelhante na recuperação da sua qualidade, porém a combinação lodo de esgoto mais braquiária proporciona maior altura de planta da espécie gonçalo-alves.

Homogeneidade da qualidade física do solo nas entrelinhas de um pomar de laranjeira com sistemas de manejo da vegetação permanente

A qualidade física do solo é fundamental para a sustentabilidade da produção citrícola. O objetivo deste estudo foi avaliar a homogeneidade da qualidade física do solo nas entrelinhas de um pomar de laranjeira com sistemas de manejo da vegetação permanente. O estudo foi realizado em um experimento com sistemas de manejo de solo nas entrelinhas de um pomar de laranjeira 'Pêra' sobre limoeiro 'Cravo', implantado em 1993 em um Argissolo Vermelho distrófico latossólico, em Alto Paraná, região noroeste do Estado do Paraná. O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso com três repetições. Os tratamentos de sistemas de vegetação permanente das entrelinhas foram: gramínea "mato-grosso" ou "batatais" (Paspalum notatum), leguminosa amendoim forrageiro (Arachis pintoi) e o sistema de manejo tradicional com dessecação das plantas espontâneas com herbicida. Em maio de 2003, coletaram-se 216 amostras de solo indeformadas no meio da camada de 0-15 cm de profundidade e em duas posições de amostragem, no rodado e entrerrodado do trator. As amostras de solo foram usadas para determinar o teor de água em diferentes potenciais matriciais, a densidade do solo, a porosidade total e a resistência do solo à penetração. Também foram calculados a distribuição do tamanho de poros, a capacidade de aeração do solo e o índice S. A inclusão da capacidade de aeração do solo e do índice S associado à distribuição do tamanho de poros permitiu melhor entendimento das alterações físicas resultantes do manejo do solo com vegetações permanentes nas entrelinhas do pomar de laranjeira. O aumento do volume de poros drenados sob a vegetação leguminosa reduz o teor de água do solo, confirmado pela maior capacidade de aeração e pelo índice S no rodado e entrerrodado. A qualidade física do solo na entrelinha do pomar de laranjeira mantida com gramínea é mais homogênea do que daquele com vegetações espontânea ou leguminosa.

Perdas de solo e água e qualidade do escoamento superficial associadas à erosão entre sulcos em área cultivada sob semeadura direta e submetida às adubações mineral e orgânica

Dos métodos de preparo conservacionista do solo, o de semeadura direta é o mais eficaz na redução da perda de solo por erosão hídrica pluvial; entretanto, apresenta comportamento variável no que diz respeito à redução da perda de água. Considerando esses aspectos, realizou-se o presente trabalho com o objetivo de avaliar as perdas de solo e água, a demanda química de oxigênio, a condutividade elétrica e o pH da enxurrada, associados à erosão entre sulcos, sob chuva simulada, em área cultivada sob semeadura direta e submetida às adubações mineral e orgânica. O estudo foi desenvolvido em campo, em outubro de 2003, no município de Marechal Cândido Rondon, na região oeste do Estado do Paraná, sobre um Latossolo Vermelho eutroférrico de textura muito argilosa e declividade de 0,045 m m-1. Utilizando microparcelas (1,0 x 1,0 m) e simulador de chuva de braços rotativos e com o solo previamente umedecido, aplicaram-se as seguintes intensidades de chuva: 70,0, 60,0 e 120,0 mm h-1, cada uma delas com duração de 20 min e espaçadas uma da outra de 30 min. Os tratamentos estudados foram: (a) adubação mineral, constituída de NPK; (b) adubação orgânica, constituída de dejeto líquido de suíno _ DLS; e (c) sem adubação ou testemunha - T. As maiores perdas de solo e água no experimento foram observadas no tratamento DLS, independentemente das chuvas simuladas (exceto a perda de solo na última chuva, que foi a mais elevada), com os tratamentos NPK e T tendo apresentado resultados semelhantes. Os valores mais elevados de demanda química de oxigênio, condutividade elétrica e pH da enxurrada também foram observados no tratamento DLS, enquanto os mais baixos ocorreram no tratamento T (exceto a demanda química de oxigênio no tratamento NPK, que também foi baixa), independentemente das chuvas simuladas.