ÁREA: Ambiental
TÍTULO: Emissão de óxido nitroso por estações de tratamento de esgoto: Estudo de caso.
AUTORES: COELHO, A.C. (UFF) ; DE MELLO, W.Z. (UFF) ; KLIGERMAN, D.C. (FIOCRUZ)
RESUMO: O objetivo principal deste trabalho é estimar a emissão de N2O em uma estação de tratamento de esgoto(ETE) de lodo ativado com aeração prolongada e em suas diferentes unidades e comparar os resultados com o recomendado pelo IPCC. As medidas de emissão de N2O são efetuadas com a técnica da Câmara Estática, onde se retira amostras de ar do interior da câmara que fica na superfície do esgoto, de tempo em tempo. Posteriormente, o ar contido nas seringas são analisados em uma CG-DCE para quantificação de N2O. Até o momeno obtivemos um valor maior que o recomendado para o fator de emissão (FE) em ETEs, e espera-se que este valor se torne ainda maior, visto que unidades com grande potencial de emissão de N2O ainda não foram monitoradas, como os leitos de secagem e o digestor de lodo.
PALAVRAS CHAVES: óxido nitroso, fluxos.
INTRODUÇÃO: O óxido nitroso (N2O) é o segundo composto de nitrogênio mais abundante na atmosfera terrestre. Exerce importante papel no controle do ozônio (O3) estratosférico bem como na temperatura da superfície do planeta. Na troposfera absorve a radiação infravermelha emitida pela superfície da Terra, gerando cerca de 300 vezes mais calor que o dióxido de carbono (CO2). Origina-se de fontes naturais e antrópicas por processos biológicos de nitrificação e desnitrificação. As atividades agrícolas representam a principal fonte antrópica de N2O, entretanto, pouco se conhece sobre a contribuição dos processos de tratamento de esgotos na geração e emissão de N2O para a atmosfera. Por isso, vem sendo desenvolvidos estudos em estações de tratamento de esgoto para o melhor entendimento dos processos de produção e emissão de N2O nesses sistemas, sendo este, um trabalho de grande importância, visto que é o único realizado no Brasil. A estação de tratamento esgoto (ETE) que é o caso de estudo deste trabalho tem como processo de tratamento o de lodo ativado com aeração prolongada, e se encontra localizada em uma instituição de pesquisa. O guia do IPCC para inventário de emissões de gases do efeito estufa de processos de tratamento de esgoto recomenda como fator de emissão (FE) para estimativa de emissão de N2O de ETEs o valor 1,6 x 10-6 g N2O Lesgoto-1, valor obtido em um único estudo realizado por Czepiel et al. (1995) no estado de New Hampshire nos EUA no ano de 1995 , desde então nenhum outro trabalho foi realizado nessa temática. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é estimar a Taxa de Emissão (gN2Odia-1)e o Fator de Emissão (gN2OLesgoto-1)em uma estação de tratamento de esgoto (ETE) de lodo ativado com aeração prolongada, comparando com o valor recomendado pelo IPCC.
MATERIAL E MÉTODOS: Para estimativa da Taxa de Emissão de N2O na interface ar-lodo na ETE são utilizadas as seguintes técnicas:
Câmara Estática:
O fluxo ar-água ocorre por desequilíbrio das concentrações dos gases entre a atmosfera e a água. O desequilíbrio pode acontecer por mudanças em alguns parâmetros físico-químicos da água, como temperatura e turbulência, bem como por processos biológicos e químicos de produção e consumo que vão afetar a sua abundância na água.Para estimativa dos fluxos de N2O na interface ar-água utiliza-se a técnica da câmara estática. Esta câmara é feita de PVC e acoplada a uma placa de isopor para a flutuação. Para cada medida de fluxo são retiradas com uma seringa 4 amostras de ar do interior da câmara após instalada em intervalos de tempo de 10 min. As amostras de ar são analisadas em cromatografia à gás com detector de captura de elétrons. o fluxo é calculado através da equação:F = h dC/dt|t=0, onde h representa a altura da câmara, dC/dt|t=0 a variação da concentração de N2O no interior da câmara em função do tempo. Para transformar o fluxo em taxa de emissão multiplica-se o fluxo (F) pela área (A): TE = F x A.
Funil Emborcado:
Para a estimativa da taxa de emissão utilizamos a vazão de ar injetado (Q) no lodo e a diferença entre as concentrações de N2O medidas nas bolhas que afloram na superfície do lodo e a atmosférica, como é expresso na equação:TE = Q x {[N2O]bolha – [N2O]ar}.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A tabela 1 mostra os valores de taxa de emissão obtidos na estação de tratamento de esgoto estudada nas suas diferentes unidades (Figura 1), como tanque de aeração, decantador secundário, e durante o percurso do esgoto desde a sua entrada à saída do desarenador, e da saída dos decantadores até o corpo receptor.
Com os resultados expostos na Tabela 1 temos um total da Taxa de Emissão de N2O nesta ETE de 4,16 g N2O dia-1. Transformando a unidade em g N2O Lesgoto-1, que é o Fator de Emissão( FE), conseguimos o valor de 5,4 x 10-6 g N2O Lesgoto-1. Segundo o guia do IPCC o valor recomendado como Fator de Emissão (FE) para estimativa de emissão de N2O de ETEs é 1,6 x 10-6 g N2O Lesgoto-1, portanto, o nosso valor se encontra superior ao obtido po Czepiel et. al. (1995), e esperamos que este valor aumente, visto que, unidades com grande potencial de emissão de N2O ainda não foram monitoradas, como os leitos de secagem e o digestor de lodo.
CONCLUSÕES: As emissões de N2O ocorrem tanto diretamente das ETE quanto dos corpos d’água (rios, estuários e mares) aos quais seus efluentes são lançados. Por isso, estão sendo periodicamente determinadas concentrações de N2O também no efluente da ETE em estudo. Conclui-se que as ETEs contribuem significativamente para o aumento da concentração de N2O na atmosfera, servindo como alerta à mais estudos referentes a emissões de gases estufa em ETEs. Pretende-se também, no futuro, estender este estudo para outros processos de tratamento de esgotos, e se obter fatores de emissão para os diferentes processos.
AGRADECIMENTOS: Ao CNPq (477073/2007-7) pelo financiamento à pesquisa.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: Czepiel, P., Crill, P., Harriss, R. (1995). Nitrous oxide emissions from muicipal wastewater treatment. Environmental Science and Technology, 29(9), 2352-2356 p.
IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), 2006 IPCC Guidelines for National Greenhous e Gas Inventories, Volume 5, Waste, Eggleston, S., Buendia, L., Miwa, K., Ngara, T., Tonabe, K. (Eds.), Japão.
