Processo de tratamento de esgoto doméstico para reúso na

8.5 Efeitos da água de reúso sobre o estado nutricional das plantas

8.6 Efeitos da água de reúso sobre o solo 8.7 Considerações finais

8.8 Agradecimentos Referências bibliográficas

Manassés M. da Silva1_{, Pedro R. F. de Medeiros}1

& Ênio F. de F. e Silva1

1 _{Universidade Federal Rural de Pernambuco}

Capítulo 8

Recursos hídricos em regiões semiáridas: Estudos e aplicações ISBN 978-85-64265-03-5

2012

1 5 6 Manassés M. da Silva et al.

Reúso da água proveniente de esgoto

doméstico tratado para a produção

agrícola no semiárido pernambucano

8.1 INTRODUÇÃO

As diversas formas de reúso de água, indiretas ou diretas, decorrentes de ações planejadas ou não, podem ser praticadas nas suas diversas situações. O reúso direto planejado das águas, decorrente de efluentes tratados e controlados, se caracteriza como uma importante fonte hídrica alternativa. O reúso planejado de água ocorre quando existe um sistema de tratamento de efluentes que atende aos padrões de qualidade requeridos pelo novo uso que se deseja fazer da água (Mancuso & Santos, 2003).

O uso de fontes alternativas dos recursos hídricos é de extrema importância principalmente em regiões que se caracterizam por elevada escassez e adversidades climáticas. O semiárido nordestino é uma região que concentra um baixo percentual de água disponível em qualidade e quantidade, com má distribuição e elevadas perdas atmosféricas por evaporação. Em países como Israel 70% do esgoto doméstico é reutilizado na irrigação.

No semiárido nordestino em períodos de escassez, o uso da água se limita basicamente ao consumo humano e animal; o uso na agricultura e em outras atividades vem em segundo plano. Esta situação se agrava ainda mais quando a região analisada dispõe somente de água de baixa qualidade.

As pesquisas vêm avançando no intuito de resolver problemas de uso das águas de qualidade inferior, como também buscar novas tecnologias que possibilitem a obtenção de novas fontes de abastecimento, sempre com o pr opósito da sustentabilidade tanto do homem como do meio ambiente.

É realidade que com o aumento crescente das populações, principalmente nas regiões de escassez, ocorrerá um incremento na demanda por água e alimento, assim já existem tecnologias apropriadas que possibilitem o reúso de água proveniente de redes de esgotos para a produção agrícola, restringindo e conservando assim a água de melhor qualidade para o uso humano. A grande vantagem do reúso de esgotos domésticos na irrigação de culturas agrícolas está na minimização da poluição hídrica dos mananciais, economia de água de melhor qualidade e também a diminuição dos gastos com adubação química devido à concentração de nutrientes presentes em tais águas.

1 5 7 Reúso da água proveniente de esgoto doméstico tratado para a produção agrícola...

Diferentes formas de tratamento de água provenientes de redes de esgotos podem ser utilizadas para obtenção de água usada na agricultura. Alguns métodos são bastante complexos e outros bem simples, obtendo um produto final que em muitas vezes e dependendo da fonte, são altamente férteis podendo funcionar como fonte de nutrientes, evitando assim o uso de sais fertilizantes para a adubação. Vários trabalhos têm sido realizados, onde se demonstra a viabilidade da produção agrícola fertirrigada com água residuária, sendo que os principais benefícios desta tecnologia estão diretamente ligados a aspectos ambientais de saúde pública (Cavallet et al., 2006; Silva, 2007; Rodrigues, 2008; Silva, 2009; Nichele, 2009; Deon, 2010).

Os efluentes geralmente possuem uma relação constante entre os nutrientes, sendo característica em particular de cada tipo de resíduo. Tal relação, no entanto, nem sempre é a mais adequada à produção e nutrição das plantas, podendo acarretar desbalanço de nutrientes no sistema solo-planta e efeitos negativos associados à sodificação, salinização e toxicidade de certos elementos (Deon, 2010).

Outra grande vantagem deste processo de reúso deste tipo de água, é a alocação do efluente dos esgotos, evitando a contaminação das águas superficiais e subterrâneas a partir do despejo, como também de oferecer alimento e desenvolvimento a regiões pouco desenvolvidas, localizadas em áreas bastantes críticas em relação à disponibilidade de água.

Mas, apesar das vantagens, existem algumas desvantagens, como por exemplo, elevadas concentrações de elementos que podem ser tóxicos as plantas, como é o caso do Cloro (Cl), Fósforo (P), Potássio (K) e Nitrogênio (N); que podem ser facilmente corrigidas a partir de algumas práticas de cultivo, como o uso adequado e coordenado da cultura a se utilizar, uso de solo com baixo poder de adsorção, época de plantio adequada, uso de matéria orgânica.

Algumas técnicas têm auxiliado no desenvolvimento e uso deste tipo de água na agricultura, como por exemplo, a irrigação por gotejamento pela vantagem de aplicar água em pequenas quantidades evitando possíveis contaminações, e a técnica dos extratores de cápsula porosa com o propósito de monitorar a solução do solo a partir de medições de condutividade elétrica ou até mesmo íons específicos.

Apesar da técnica do reúso da água proveniente de esgoto doméstico tratado para a produção agrícola no semiárido pernambucano estar em pleno desenvolvimento, a importância já se torna bastante promissora no aspecto do desenvolvimento regional, expondo novas formas de cultivo e conservação dos recursos hídricos perante os agricultores, bem como incentivando a sustentabilidade da região sertão de moxotó com a integração entre a população local.

Com o objetivo de contribuir cientificamente da técnica do aproveitamento de efluente oriundo de esgoto urbano tratado utilizado em irrigação, apresenta-se a seguir experiências de cultivo de mamona e de girassol, sob condições de campo, na região semiárida do Estado de Pernambuco, onde serão abordados os efeitos no crescimento vegetativo, produtividade e estado nutricional das plantas, como também sobre a fertilidade do solo.

1 5 8 Manassés M. da Silva et al. 8.2 ESCASSEZ DE ÁGUA NO SEMIÁRIDO

A Região Nordeste, que abriga 27% da população, concentra apenas 3,3% do recurso hídrico nacional disponíveis (Paz et al., 2000). Precisamente na região semiárida, as chuvas são mais escassas (entre 400 e 800 mm ano-1_{) e irregulares} (Rebouças, 2004), influenciando assim, nos regimes temporários dos rios das bacias hidrográficas, que secam praticamente durante todo o ano.

A escassez de água no semiárido brasileiro prejudica o desenvolvimento das atividades produtivas, tendo como conseqüência, prejuízos econômicos e sociais (Santos, 2009). Tal fato dificulta a fixação do homem na região, em função da redução na qualidade de vida; em virtude da diminuição na produção de alimentos e na geração de recursos financeiros.

A escassez de chuva durante longos períodos do ano do Nordeste Brasileiro resulta numa dificuldade bastante conhecida dos agricultores no momento de efetuar o plantio de qualquer cultura (Santana et al., 2006).

Segundo o Ministério da Integração Nacional (Brasil, 2007), aproximadamente 500 mil propriedades rurais na região semiárida não dispõem de oferta adequada de água, aumentando sobremaneira sua vulnerabilidade às secas, cujo impacto se traduz, gravemente, na baixaestima das comunidades atingidas. Para tanto, no Nordeste são imprescindíveis a captação, a conservação e o uso eficiente de água (Soares, 2007), o que passa necessariamente pelo conhecimento da hidrogeologia regional.

Ainda que a solução aos problemas de escassez de água no Nordeste seja uma meta há muito tempo almejada, inclusive constituindo a força motriz da primeira fase da história da irrigação no Brasil (Bernardo, 1992), quando se priorizou a açudagem, ainda se verificam, atualmente, os impactos das estiagens sobre a população local, seja como reflexos econômicos substanciosos na agricultura ou como prejuízos sociais os quais se estendem, como consequência, às demais regiões do Brasil.

Na região do semiárido, para que a agricultura, familiar ou não, supere a residualidade do caráter de subsistência e assuma o de atividade econômica, é necessário modernizar o processo produtivo, sobretudo com a adoção de técnicas de irrigação e reúso de resíduos e educar os agricultores nos princípios da sustentabilidade financeira-ambiental (Soares, 2007). Portanto, a pesquisa deve antecipar problemas, seja mediante o monitoramento da performance das técnicas em campo ou mediante o acompanhamento da receptividade dos agricultores.

8.3 PROCESSOS DE TRATAMENTO DE ESGOTO DOMÉSTICO PARA REÚSO NA AGRICULTURA

Usualmente, consideram-se os seguintes níveis para o tratamento de esgotos: tratamento preliminar: destina-se a remoção de sólidos grosseiros em suspensão. São utilizados apenas mecanismos físicos (gradeamento e sedimentação por gravidade) como método de tratamento; tratamento primário: destina-se a remoção

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dos sólidos sedimentáveis e de pequena parte da matéria orgânica, utilizando-se de mecanismos físicos como método de tratamento; tratamento secundário: são geralmente constituído por reatores biológicos, remove grande parte da matéria orgânica, podendo remover parcela dos nutrientes como nitrogênio e fósforo. Os reatores biológicos empregados para essa etapa do tratamento reproduzem os fenômenos naturais da estabilização da matéria orgânica que ocorreriam no corpo receptor e tratamento terciário: são geralmente constituídos de unidade de tratamento físico-químico e tem como finalidade a remoção complementar da matéria orgânica, dos nutrientes, de poluentes específicos e a desinfecção dos esgotos tratados. O tratamento terciário é bastante raro no Brasil (Sperling, 2005).

Para fins de produção agrícola, é recomendável que o tratamento do efluente seja feito até o nível secundário, neste nível apesar de haver uma significativa redução da carga orgânica, existirá ainda uma elevada concentração de macro e micronutrientes essenciais para o desenvolvimento das culturas agrícolas.

As principais tecnologias para tratamento secundário desenvolvidas foram: reatores anaeróbios de fluxo ascendente por meio do lodo (UASB); decanto- digestores seguidos de filtros anaeróbios; lagoas de estabilização inovadoras; formas de disposição controlada no solo; entre outras (Campos, 1999).

O reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), assemelha-se com o filtro anaeróbio ascendente, tendo este inclusive servido como modelo inicial do desenvolvimento que se seguiu. A diferença é que o UASB não possui qualquer material de enchimento para servir de suporte para a biomassa. A imobilização dos microrganismos ocorre por meio de auto-adesão, formando flocos ou grânulos densos suspensos, que se dispõem em camadas de lodo a partir do fundo do reator. O reator UASB representa um grande avanço na aplicação da tecnologia anaeróbia para o tratamento direto de águas residuárias, sejam de natureza simples ou complexa, de baixa ou de alta concentração, solúveis ou com material particulado (Kato et al., 1999). Sousa et al. (2000) em pesquisa com tratamento de água residuária por meio de reator UASB, detectaram eficiência de remoção de DQO, N-total e P, respectivamente de 76, 31 e 50%.

Os decanto-digestores (DG) associados a filtros digestores (FD) constituem uma configuração de tratamento de esgotos bastante interessante, devido principalmente a facilidade de partida, operação e manutenção, não perdendo a eficiência a curto prazo (Andrade Neto et al., 2000). Atualmente, é comum a associação com filtros anaeróbios, constituindo o popular sistema Tanque Séptico - Filtro Anaeróbio.

Os filtros anaeróbios são reatores que dispõem de uma camada de material suporte, em cuja superfície ocorre a fixação de microrganismos e o desenvolvimento de biofilmes. O fluxo hidráulico ascendente, horizontal ou descendente, ocorre nos interstícios do leito formado pelo material suporte, onde também proliferam microrganismos que podem se agregar na forma de grânulos e flocos. O principal objetivo dos filtros anaeróbios de lodo ativo sobre a fase líquida é propiciar um maior tempo de retenção celular, para obter um contato longo entre a biomassa ativa e o

1 6 0 Manassés M. da Silva et al. esgoto a ser tratado. Exploram a imobilização e retenção de bactérias, na forma de biofilme, flocos ou grânulos (Andrade Neto et al., 2000).

Em relação ao pós-tratamento de sistema anaeróbios de tratamento de esgoto doméstico Sousa et al. (2005) observaram que utilizando a lagoa de polimento foi possível produzir um efluente compatível com as recomendações da Organização Mundial de Saúde para irrigação irrestrita. Os parâmetros observados foram DQO, pH, sólidos e suas frações, macronutrientes, ovos de helmintos e indicadores de contaminação fecal. Ainda segundo os autores a quantidade de macro e micronutrientes contida no efluente é suficiente para maioria das culturas cultivadas na região semiárida do Nordeste Brasileiro.

Atenção especial deve ser dada ao uso de fossas sépticas biodigestoras, pois representam uma alternativa para produção de adubo orgânico proveniente dos resíduos sanitários (processo de biodigestão anaeróbia), oferecendo um produto de excelente qualidade, a custo praticamente zero com tecnologia acessível para pequenos produtores (Pereira et al., 2011).

8.4 EFEITOS DA ÁGUA DE REÚSO SOBRE O DESENVOLVIMENTO