VARIAÇÕES DAS FRAÇÕES NITROGENADAS EM UM EMISSÁRIO DA ETE MALVAS – JUAZEIRO DO NORTE – CEARÁ

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ambiental

Autores

Martins, L.D. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CARIRI) ; Santos, Y.T.C. (INSTITUTO FEDERAL DO CEARÁ - JUAZEIRO DO NORTE) ; Santos, M.A.P. (INSTITUTO FEDERAL DO CEARÁ - JUAZEIRO DO NORTE) ; Lima, M.D.M. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS) ; Paula Filho, F.J. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CARIRI)

Resumo

Considerando o lançamento do efluente final da Estação de Tratamento de Esgoto do município de Juazeiro do Norte, somado às contribuições difusas de despejos oriundos de atividades antrópicas, o estudo objetivou avaliar as concentrações das frações de nitrito, nitrato, amônia e nitrogênio orgânico no efluente final do sistema de lagoas de estabilização despejado no Rio Salgadinho, nos períodos seco e chuvoso. Foram realizadas 24 coletas no local do emissário do efluente tratado em um ponto de um trecho do rio Salgadinho. Verificou- se que as frações nitrogenadas tiveram concentrações maiores no período seco e atenderam aos padrões estabelecidos pelas resoluções vigentes, exceto para o nitrito que teve 32% das suas amostras acima do permitido por lei principalmente no período chuvoso

Palavras chaves

FRAÇÕES NITROGENADAS; LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO; EFLUENTES FINAL

Introdução

O semiárido caracteriza-se por um marcante regime pluviométrico com extrema irregularidade de chuvas, espacial e temporal. Nesse ambiente, marcado pela escassez de água compõe um forte percalço ao desenvolvimento socioeconômico e, até mesmo, à subsistência da população (LOPES, 2016). A Sub-bacia hidrográfica do Rio Salgado tem uma área de drenagem de 12.865 km², correspondente a 8,25% do território cearense, sendo o seu principal rio o Salgado, abrangendo grande parcela da região Sul do Estado. Esta bacia é composta por 23 municípios, dentre eles os principais da região do Cariri, Barbalha Crato e Juazeiro do Norte. O Rio Salgadinho pertence a microbacia do Rio Salgado e tem sua nascente localizada no município de Crato-CE, ao sopé da Chapada do Araripe (CBHS,2017). A mudança provocada no sistema aquático por meio de ações antrópicas domésticas, industriais e/ou agrícolas interfere diretamente na trofia do sistema (MORUZZI et al. 2012). O índice de poluição do rio Salgado vem aumentando significativamente ao decorrer dos anos. Pesquisas indicam a presença de metais pesados na água, resíduos e dejetos de todo gênero e rejeitos de matadouros clandestinos no entorno de sua extensão (SABIÁ, 2008).  Além disso o rio recebe ainda o lançamento do efluente tratado por lagoas de estabilização oriundos de uma Estação de Tratamento de Esgoto localizada no município de Juazeiro do Norte, o que gera muita desconfiança por parte da população e órgãos ambientais quanto ao comprometimento que este efluente realiza no rio. De maneira geral, Von Sperling (2002), cita que as lagoas de estabilização são bastante indicadas para regiões de clima quente e países em desenvolvimento, devido aos aspectos de necessitarem de poucos ou nenhum equipamento; Terem uma operação simples. Serem favoráveis ao clima (temperatura e insolação elevadas) e haver uma disponibilidade de área em um grande número de localidade. O lançamento de efluente contendo nitrogênio e fósforo são bastante prejudiciais, principalmente me lagos e lagoas, pois são os nutrientes essenciais ao desenvolvimento de algas, ou seja, estes são dentre outras substâncias os responsáveis pela eutrofização das águas naturais. (FABRETI,2006). Dentre os vários constituintes do efluente tratado, sob constante transformação, destaca-se as reações de oxidação do nitrogênio, por meio de bactérias que transformam o nitrogênio orgânico em nitrogênio amoniacal, depois em nitritos e depois em nitratos. A liberação da amônia é a hidrólise de proteína e uréia que está na matéria orgânica. A presença de amônia, nas suas formas livre (NH3) e ionizada (NH4+) nos efluentes tratados acarreta preocupação aos corpos d’água , pois se caracterizam como tóxicas, sendo a amônia livre considerada mais tóxica podendo ser acumulada no tecidos dos peixes causando problemas como a alteração no seu metabolismo e causar efeitos letais em  rios (CERNA, 2017). A USEPA avaliou a toxicidade aguda causada a 32 espécies de peixes de água doce, revelando uma CL50 (concentração letal mediana) de 2,79 mg/L NH3 (SILVA,2013). A amônia e o nitrito são tóxicos para os peixes, mesmo em baixas concentrações, enquanto o nitrato só se torna tóxico em altas concentrações (Baldisseroto, 2002), como no caso de sistemas de recirculação de água (sistemas fechados) nos quais altos níveis de nitrato podem ser alcançados como resultado da nitrificação da amônia (Arana, 1997) apud (MARTINEZ, 2018.) O presente estudo teve como objetivo geral avaliar as concentrações das frações de nitrito, nitrato, amônia e nitrogênio orgânico no efluente final do sistema de lagoas de estabilização despejado no Rio Salgadinho, em Juazeiro do Norte, nos períodos seco e chuvoso, a partir dos seguintes objetivos específicos: Analisar as concentrações das frações nitrogenadas (nitrito, nitrato, amônia e orgânico) do efluente final, em uma escala temporal de um ano; Verificar a qualidade do efluente de acordo com a legislação vigente para padrões de lançamento de efluente; Verificar se há diferenças da qualidade do efluente no período seco e chuvoso. O estudo tem como justificativa a alteração da composição do efluente final, bem como a qualidade da água do próprio rio nos períodos de chuva e estiagem, sendo necessário o conhecimento das variações do esgoto tratado pela ETE responsável pelo lançamento, de modo que não comprometa o equilíbrio do ecossistema aquático do corpo receptor. Uma das formas de se organizar essa prática é pela verificação do atendimento aos padrões de lançamento estabelecidos pela legislação vigente, a Resolução N° 02 do Conselho Estadual do meio Ambiente do Ceará e a Resolução N° 430/2011 do Conselho Nacional de Meio Ambiente.

Material e métodos

A estação de tratamento do estudo localiza-se o município de Juazeiro do Norte e constitui- se de um sistema composto de um pré-tratamento (gradeamento, caixa de areia e calha Parshall) e por uma Estação de tratamento biológico de cinco lagoas (uma lagoa de estabilização em série, contemplando dois módulos em paralelos, formados por uma lagoa anaeróbia e uma facultativa que então encaminha o efluente tratado para uma lagoa de maturação. A lagoa de maturação, por meio de um emissário, encaminha o efluente final para o rio Salgadinho que fica aproximadamente a 400m de distância do último vertedouro do sistema, onde entra em contato com o rio, sendo neste ponto o local de coleta das amostras. Foram realizadas 25 coletas sendo nove em período chuvoso e quinze em período seco no ano de 2017, diretamente no emissário de lançamento do efluente final que fica fora das dependências da ETE, com o auxílio de um balde devidamente de 4L de volume, contemplando uma amostragem única. Para quantificação das frações nitrogenadas, todas as análises seguiram as diretrizes do Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA et al, 2012), com exceção do nitrato analisado pela técnica do Salicilato de Sódio descrita por Rodier, (1975) apud SILVA e OLIVEIRA (2001). O parâmetro de temperatura foi medido in loco com a utilização de um termômetro digital e o pH foi definido após a chegada imediata das amostras ao Laboratório. As amostras foram coletadas a uma profundidade de 30 centímetros da superfície em frascos de dois litros e conservadas por refrigeração em caixas de isopor, para que fossem mantidas as características físico químicas. Estas foram analisadas no Laboratório de Engenharia Ambiental e Sanitária nas intermediações do Instituto Federal do Ceará - Campus Juazeiro do Norte. Os padrões máximos de lançamentos foram baseados nas legislações vigentes para lançamento de efluentes tratados em corpos receptores sendo: Resolução N° 430/2011 do Conselho Nacional de Meio Ambiente para nitrogênio amoniacal (limite de 20mgN/L) e na Resolução N° 02/2017 do Conselho Estadual de Meio Ambiente do Ceará (limites de 1mgN/L para nitrito e 10mgN/L para nitrato). Foram utilizados para os testes de normalidade o Shapiro-Wilk a um nível de significância (α) de 5% para cada grupo de dados das frações nitrogenadas no período seco e chuvoso, verificando-se que os parâmetros de Nitrogênio Orgânico, Amônia e Nitrogênio Total acusaram dados com distribuições normais (p-valor = 0,5514; 0,4576 e 0,4372, respectivamente); e Nitrito e Nitrato, encontrada uma distribuição não paramétrica (p-valor = 0 e 0, respectivamente). Considerando a participação com distribuições distintas, com a intenção de se verificar estatisticamente a obediência à legislação, optou-se por realizar o Teste Wilcoxon para amostra única, para cada fração nitrogenada, considerando a hipótese nula, o atendimento ao padrão estabelecido pela COEMA nº 02/2017 e CONAMA nº 430/2011.

Resultado e discussão

De acordo com a estatística descritiva, foi constatado que a média e a mediana de cada parâmetro encontram-se com valores próximos, o que aumenta a confiabilidade do uso dessa medida. Avaliando o parâmetro nitrito obteve-se que seus valores foram maiores no período seco tendo como máximo 6,3 mgN/L e mínimo de 0,06 mgN/L, atingindo no período chuvoso concentrações de 2 mg/L e 0,13 mg/L para máximo e mínimo respectivamente. A resolução COEMA 02/2017 estabelece em seu artigo XXVII os valores de enquadramento de 1mgN/L para o parâmetro nitrito. De acordo com a figura 1 – a), pode-se observar que 32% dos resultados tiveram concentrações de nitrito fora do recomendado. Com a mesma proposta, foi realizado o teste de Wilcoxon de amostra única para avaliar estatisticamente a obediência do efluente a esse padrão, e se esses 32% de desobediências são significativos. O resultado revelou que a maioria das amostras se encontram antes da hipótese alternativa, na qual demonstra que os valores não ultrapassam a concentração de 1 mgN/L, apresentando um p-valor igual a 0,92, conferindo assim uma qualidade do efluente acerca desse parâmetro, sem que haja perigo ao corpo aquático receptor. Evidentemente, que as concentrações extremas observadas (a exemplo 6,3mgN/L), indicam um momento de intensa nitrificação, que ser converterá a nitrato, em circunstância da presença de amônia no meio, bem como oxigênio dissolvido. Avaliando o parâmetro nitrato obteve-se máximo de 5,7 mg/L de NO3- no período seco e mínimo não detectável em ambos os períodos, o que normalmente ocorre na tecnologia de lagoas de estabilização. Considerando o valor máximo de 10 mg/L de NO3- para nitrato, citada no mesmo artigo XXVII da resolução consultada, todas as coletas respeitaram o limite estabelecido, se distanciando bastante do mesmo. Mara e Person, 1986 apud Hoeppner, 2007, ressaltam que as concentrações de nitrato e nitrito em sistemas de lagoas de estabilização de tratamento são mínimas por conta da baixa presença de bactérias nitrificantes e por consequência baixa de nitrificação. Crites et al apud Assunção 2009, sugere que a concentração da Demanda Bioquímica de Oxigênio seja inferior a 20 mg/L para que ocorra uma nitrificação significantes, pois assim as Nitrossomonas conseguem superar a atividade das bactérias heterotróficas. Em relação ao nitrogênio amoniacal (Figura 1 – b)), a concentração média correspondente ao período seco no mês de agosto aumentou em 20% em comparação ao chuvoso. Provavelmente em virtude da elevada evaporação que acabou por concentrar esse elemento no efluente. Considerando o valor limite de 20mgN/L pela Resolução N°430/2011- CONAMA, nenhuma coleta desobedeceu ao padrão, tendo como um pico máximo de 17,4 mgN/L. Por fim, os valores obtidos de nitrogênio orgânico tiveram máximo de 15,4 mg/L no período seco, provavelmente por conta da produção fitoplanctônica mais evidente por contada maior evaporação e concentração da biomassa algal. Os maiores resultados referentes aos quatro parâmetros foram detectados no período seco que é uma expectativa natural. Isso ocorre pela diminuição da qualidade do efluente por conta da do baixo volume de água e assim maior concentração de matéria orgânica. Para verificar a diferença entre a qualidade do efluente nos períodos seco e chuvoso foram utilizados como referência o Teste Wilcoxon-Mann-Whitney para grupos ou amostras Independentes e Teste T para grupos Independentes, divididos para os parâmetros listados na tabela 1. Apesar da escolha imprecisa do teste, em ambos apresentados na figura 2, o p-valor, em todos os casos avaliou que as médias dos períodos analisados não são diferentes, levando a crer que qualidade do efluente não se diverge nos períodos seco e chuvoso não interferindo no desenvolvimento do curso d’água.

Figura 1 - a) - Concentrações de Nitrito, Nitrato e Nitrogênio Total 1 - b) - Concentrações de Amônia Total e Nitrogênio Orgânico Fonte: Autor, 2018


Tabela 1 - a)- Teste Wilcoxon-Mann-Whitney (Grupos ou amostras Independentes) Tabela 1 – b)- Teste T para grupos Independentes

Conclusões

Conclui-se que de acordo a Resolução COEMA 02/2017 e CONAMA 430/2011, as concentrações de nitrato, nitrogênio amoniacal e nitrogênio orgânico estão em conformidade para o efluente tratado. As concentrações de nitrito se comportaram fora do permitido em 32% das coletas realizadas principalmente no período seco, porém não confere prejuízo imediato para a biota aquática, mas tendencia riscos futuros de eutrofização pois é um elemento transitório dos processos oxidativos do nitrogênio. Constatou-se ainda que as maiores concentrações das frações nitrogenadas ocorreram no período seco pela possível concentração dos elementos nas lagoas, embora estatisticamente essa diferença não tenha sido decretada.

Agradecimentos

Os autores agradecem a Fundação Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico - FUNCAP através dos recursos do projeto Nº :BP3-0139-00276.01.00/18.

Referências

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