Qualidade de água proveniente de telhados verdes

De acordo com Von Sperling (1995), no uso da água não potável, deve-se primeiramente atentar a parâmetros físicos, químicos e microbiológicos. Os parâmetros físicos principais são cor, temperatura, sabor, odor e turbidez. Parâmetros químicos com maior relevância são pH, alcalinidade, acidez, dureza, ferro e manganês, cloretos, nitrogênio, fósforo, oxigênio dissolvido, matéria orgânica e micropoluentes inorgânicos e orgânicos. Dentre os parâmetros microbiológicos de maior importância, destacam-se o grupo coliformes, uma vez que podem ser um indicativo de presença de contaminação por fezes. Os parâmetros informados não são normativos, tendo a origem da água como principal indicativo para se estabelecer os parâmetros.

A cobertura verde pode influenciar na qualidade da água de precipitação após a percolação pelos elementos constituintes do telhado. A mudança na qualidade pode viabilizar ou inviabilizar a utilização da água dentro da edificação (EMILSSON et al., 2007; BUFFAM et al., 2016,).

O telhado vegetado, dependendo do tipo de substrato e vegetação selecionada para sua composição, pode impactar de maneira positiva alguns parâmetros de qualidade de água, visto que pode atuar na retenção de partículas, nutrientes e metais (VIJAYARAGHAVAN, 2016).

Como a vegetação da cobertura verde necessita de nutrientes para o desenvolvimento, o substrato normalmente apresenta concentrações maiores de nitrogênio, fósforo e potássio. Dessa forma, o aumento da concentração desses elementos pode estar relacionado ao uso ou à quantidade de fertilizantes já presente no solo (GREGOIRE e CLAUSEN, 2011).

A presença de nitrogênio em suas mais diversas formas na água pode estar relacionada muitas vezes às deposições seca e úmida em conjunto. A deposição úmida é caracterizada pelo arraste de partículas presentes na atmosfera através do contato com o recurso precipitado, já a deposição seca se caracteriza pelo contato e pela permanência de partículas sobre a superfície de contato (MATSUMOTO et al., 2019).

Dessa forma, no evento da precipitação, as gotas podem ter contato com elementos presentes na atmosfera e sofrer alteração na concentração desse elemento (MARTINS et al., 2019). Após a água entrar em contato com a superfície em que

houve a deposição de partículas da atmosfera, ela pode sofrer outra alteração da concentração (ANDRONACHE, 2016).

A intensidade pluviométrica também pode ser um fator influente em parâmetros analisados, conforme relatado por Teemusk e Mander (2007). Nesse trabalho, foram analisadas a qualidade da água em amostras provenientes de telhados verdes extensivos, lajes de concreto (não vegetados) e na água bruta de chuva coletada sem a interferência de nenhuma edificação. Em relatório do departamento nacional de infraestrutura de transporte, são apresentadas as formas de determinar a intensidade de chuva; e nele estão presentes as faixas de intensidade das chuvas relatadas na Tabela 4:

Tabela 4. Classificação de chuvas pela intensidade

Classificação Intensidade (mm h-1)

Chuva fraca Inferior a 2,5

Chuva moderada Igual ou maior que 2,5 e inferior a 10 Chuva forte Igual ou superior a 10, mas inferior a 50 Chuva violenta * Superior a 50

* geralmente sob a forma de aguaceiros Fonte: Autoria própria.

No trabalho de Teemusk e Mander (2007), verificou-se que há influência da curva de intensidade, duração e frequência (IDF) sobre a qualidade de água escoada, e, para parâmetros como pH, DQO, nitrogênio total e nitrito, observa-se um aumento nas chuvas moderadas devido ao contato mais prolongado com os elementos da superfície. Já o fósforo apresentou menores valores em chuvas moderadas devido ao arraste na percolação da infraestrutura verde.

Teemusk e Mander (2007) observaram redução da acidez das amostras quando percoladas pelos telhados verdes, e essa influência é mais visível em chuvas com intensidade moderada. Foi detectado aumento das concentrações de fósforo nas amostras provenientes tanto dos telhados verdes quanto da cobertura convencional quando comparadas às amostras de água de chuva bruta. Foi possível ainda detectar que eventos de chuva com intensidades moderadas proporcionam as menores

concentrações de fósforo em todas as coberturas, enquanto as chuvas de elevada intensidade proporcionam maior liberação e, consequentemente, maiores concentrações de fósforo nas amostras avaliadas.

No que diz respeito a DBO e DQO, Teemusk e Mander (2007) relatam que há pouca alteração de concentração entre as estruturas analisadas, sendo que em intensidade moderada a alteração é ainda menor. As coberturas vegetadas apresentaram maior concentração de nitrogênio total que as demais estruturas em todas as intensidades pluviométricas analisadas.

Substâncias solúveis, como NO2 em água, podem estar presentes e

precipitar em coberturas vegetadas devido à evapotranspiração em curtos períodos de tempo e, devido a este efeito, nessa faixa de tempo, a concentração de poluição de telhados com vegetação será reduzida. No entanto, uma frequência constante de chuvas pode acarretar a liberação de parte dessas substancias retidas (BERNDTSSON et al., 2006).

O pH tende a apresentar valores menos ácidos em coberturas vegetadas do que em coberturas convencionais em razão principalmente do substrato utilizado, já que os solos mais utilizados normalmente apresentam aspectos alcalinos, que, após o contato com o recurso, aumentam a alcalinidade e modificam seu valor (BLISS et al., 2009; BUDEL, 2014; VIJAYARAGHAVAN et al., 2012; DE CUYPER et al., 2004). Em estudo de Berndtsson, Emilsson e Bengtsson (2006), observa-se uma relação do pH com a concentração de metais pesados, como Cu, sendo que em pH alcalino, isso pode acarretar o aumento da concentração, pois pode influenciar na adsorção e liberação ou retenção de metais pesados após a percolação da água precipitada.

Apesar do solo ser considerado o principal influenciador na alcalinidade da água percolada, Beecham e Razzaghmanesh (2015) relatam que a vegetação pode apresentar, em determinados casos, maior influência sobre o aumento da alcalinidade, e o solo com aspectos menos alcalinos pode apresentar redução para esse parâmetro.

A cor verdadeira, os sólidos totais dissolvidos e sólidos totais fixos e voláteis têm maior probabilidade de apresentar aumento de concentração em telhados vegetados em razão principalmente do solo, que normalmente apresenta, além da presença de matéria orgânica que propicia o crescimento da vegetação, granulometria pequena, como silte e argila, e pode liberar partículas e íons solúveis em água não

retidos pelas mantas geotêxteis, além de ocasionar o aumento da concentração desses parâmetros (MACAVOY et al., 2016; MENDEZ et al., 2011; DE CUYPER, DINNE E VAN DE VEL, 2004; USEPA, 2009b).

Os telhados verdes podem causar nas águas pluviais tanto o aumento quanto a redução de cor aparente, turbidez e sólidos suspensos fixos e voláteis quando comparados aos de águas pluviais provenientes de infraestruturas convencionais. O solo novamente é um grande influente para estes parâmetros, mas, diferentemente da matéria dissolvida, a concentração de sólidos suspensos pode variar de acordo com a granulometria da manta filtrante, que retém partículas de maior diâmetro (MACAVOY et al., 2016 BLISS et al., 2009; MENDEZ et al., 2011).

Dessa forma, as concentrações de material dissolvido e suspenso tendem a ser mais elevadas nas fases iniciais de funcionamento dos telhados verdes, sofrendo redução com o passar do tempo, chegando ao ponto de estabilização, já que esses materiais presentes inicialmente nos constituintes dos telhados verdes sofrem lavagem pela precipitação (MACAVOY et al., 2016).

No estudo realizado por Oliveira et al. (2000), no âmbito de irrigação, o uso de recurso com elevada presença de sólidos pode acarretar a alteração da permeabilidade do solo, ou seja, mudança na capacidade de infiltração do solo, já que pode resultar na vedação de macroporos e na formação de crostas na superfície.

Os parâmetros Demanda Química de Oxigênio (DQO) e Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) normalmente apresentam resultados similares em coberturas verdes, menores que telhados betuminosos e maiores que chuva bruta. A presença de DBO pode ser relacionada à presença de compostos orgânicos provenientes de decomposição de remanescentes das vegetações. DQO pode sofrer alterações principalmente devido à poeira depositada na superfície e lavada nos eventos de chuva, além dos próprios componentes da água (TEEMUSK e MANDER, 2007).

Existem parâmetros que podem tanto sofrer alteração quanto manter resultados similares entre a água proveniente dos telhados verdes, coberturas convencionais e direto da atmosfera, como é o caso de E. coli (TEIXEIRA, 2013). A possibilidade de aumento e redução pode estar relacionada a fatores externos a estrutura como fezes de animais (BUDEL, 2014).

Elementos potencialmente tóxicos como Ca, Cu, Cr, Cd, Ni, Zn, Pb e Al podem sofrer aporte ou retenção nas coberturas vegetadas, podendo apresentar

concentrações superiores ou inferiores àquelas encontradas em águas provenientes de infraestruturas convencionais e também em comparação com a qualidade da água de chuva bruta (VIJAYARAGHAVAN et al., 2012; MENDEZ et al., 2011).

A retenção de metais pesados pode estar relacionada à simples estabilização do telhado após diversos ciclos de chuvas e evaporação e à formação de quelatos com matéria orgânica (GREGOIRE e CLAUSEN, 2011).

Outros elementos, principalmente a presença de Fe, tendem a apresentar maior concentração em telhados vegetados; nesses casos, as principais fontes de influência são os próprios constituintes da estrutura (VIJAYARAGHAVAN et al., 2012).

Os principais fatores de influência na qualidade da água proveniente dos telhados verdes são: substrato (características de lixiviação e adsorção); espécie vegetal (características de fitorremediação); intensidade pluviométrica; fontes de poluição local; tipo de telhado verde (intensivo ou extensivo); práticas de fertilização e manutenção; idade do telhado verde; propriedades físicas e químicas de poluentes; e tipo de drenagem (VIJAYARAGHAVAN, 2016; HASHEMI, MAHMUD e ASHRAF, 2015).

A Tabela 5 apresenta um resumo de trabalhos que estudam telhados verdes, os quais indicaram alguma alteração da qualidade da água drenada pelas coberturas verdes.

Tabela 5. Estudos que indicaram alteração da qualidade da água drenada pelas coberturas verdes.

(continua)

Parâmetro Redução Aumento

Beecham e

Razzaghmanes (2015)

pH, nitrito, nitrato sódio; turbidez; condutividade elétrica; nitrato; potássio

Bergndtsoon et al. (2006)

Zn; Cd; Cu pH

Bliss et al. (2009) turbidez, nitrogênio total pH Budel (2014) cor aparente, nitrogênio total,

turbidez, DQO

pH, coliformes

termotolerantes De Cuyper et al.

(2004)

coliformes termotolerantes pH, cor verdadeira, condutividade elétrica

Tabela 5. Estudos que indicaram alteração da qualidade da água drenada pelas coberturas verdes

(conclusão)

Parâmetro Redução Aumento

Gregoire e Clausen (2011)

Zn, Pb, Cr, Ca pH, fósforo

Lima (2013) Fe, turbidez, pH, cor verdadeira e aparente

Lopes (2012) turbidez; cor verdadeira; oxigênio dissolvido; DQO; DBO; pH Fósforo; Nitrato; pH Macavoy et al. (2016) - pH, cor verdadeira e aparente Mendez et al. (2011) turbidez; coliformes

termotolerantes

pH; Zn; Pb;

Teemusk e Mander (2007);

DQO, DBO, fósforo e nitrogênio.

pH

Teixeira (2013) coliformes, cor aparente pH, turbidez, cor verdadeira Todorov et al. (2018) NO3-; Cl- fósforo total; nitrogênio total;

fosfato,

Vacari (2015) - pH, condutividade elétrica

Vijayaraghavan et al. (2012);

- pH, Cu, Fe

USEPA (2009b) - cor verdadeira, cor aparente,

condutividade elétrica Wang et al. (2017) nitrato, Zn, Pb, Cr, Mn, Cu,

turbidez

pH, fósforo total, Nitrogênio total

4. MATERIAIS E MÉTODOS