Reúso no setor agrícola

Em função da relação entre escassez de água e escassez de alimentos, conforme relatório do Ifpri & Iwmi (2002), projeta-se que em 2025 a escassez de água causará perdas anuais globais de 350 milhões de toneladas da produção de alimento, ligeiramente maior que a produção de grãos, anual, completa, dos Estados Unidos.

Em países nos quais a falta de água é um fator limitante de crescimento, percebe-se a dependência externa de produtos agrícolas que requerem alta necessidade hídrica. Portanto o problema de escassez de água é também um problema de escassez de alimentos.

Caso não se altere as políticas e prioridades, em vinte anos, não haverá água suficiente para as cidades, os domicílios, o ambiente natural ou cultivo de alimentos (BERNADI, 2003). A crescente competição por água limitará severamente sua disponibilidade para a irrigação, que, por sua vez, restringirá seriamente a produção de alimentos no mundo. O declínio na produção de alimentos poderia provocar elevações absurdas de preços, que resultaria em significativo aumento da desnutrição, já que muitos povos pobres, em países em desenvolvimento, já gastam mais da metade de sua renda em alimento.

Segundo o relatório divulgado pela Organização das Nações Unidas para a Agricultura e a Alimentação (FAO), em 22 de maio de 2008, os preços dos alimentos devem continuar altos, e este aumento deve fazer com que os níveis inaceitáveis de privações sofridos por 854 milhões de pessoas que passam fome no mundo piorem ainda mais (G1, 2008). Sendo assim, o reúso se apresenta como forma de propiciar a racionalização do uso da água e proporcionar a manutenção da produção de alimentos.

A utilização de efluentes tratados para fins produtivos vem merecendo destaque dentre as estratégias de diversos países desenvolvidos e em desenvolvimento, tanto os situados em regiões semi-áridas ou não (METCALF e EDDY, 2003).

Segundo Bastos et al. (2003), nas três últimas décadas, a irrigação com esgotos sanitários tornou-se prática crescente em todo o mundo. Na Itália, o interesse pelo reúso

Na Espanha, água de reúso para irrigação é de extrema importância em muitas partes do país, devido às sérias secas e a falta de reservas de água. Em 1986, foi divulgado o regulamento que instituiu a obrigatoriedade do pedido de concessão administrativa para o uso da água, intitulado Public Hydraulic Dominion. Neste regulamento indica-se que, no caso de reúso de águas residuárias tratadas, antes de ser concedida esta permissão de uso, um relatório deve ser emitido pelas autoridades da saúde (SALGOT e PASCUAL, 1996).

A França não utiliza largamente o reúso de água, uma vez que seus recursos hídricos atendem à maioria de suas necessidades. Todavia, em 1994, o Governo Francês lançou um decreto estabelecendo as bases para o reúso de água na agricultura, tipos de irrigação e programas de monitoramento. Na França, o maior sistema de reúso para irrigação agrícola localiza-se na cidade de Clermont-Ferrand, realizando a irrigação de 600 ha de cultivo alimentício de culturas que serão processadas industrialmente reutilizando 10.000m3/dia de efluentes tratados pelo processo de lodos ativados (FABY et al., 1999).

Segundo Bahri e Brissaud (1996), a Tunísia possui 6.500 ha irrigados com água de reúso, sendo prevista uma expansão da área irrigada para 20.000 ha nos próximos anos. Nesse país, a irrigação é praticada apenas seis meses por ano e utiliza efluentes de tratamento secundário. O monitoramento dos parâmetros físico-químicos é realizado com uma periodicidade mensal; a presença de elementos traço é avaliada uma vez a cada seis meses e a incidência de ovos de helmintos a cada duas semanas, conforme decreto publicado em 1989 pelo governo federal daquele país.

Também é notável a experiência da Cidade do México, onde cerca de 45m3/s de esgotos sanitários, combinados a 10m3/s de águas pluviais, são utilizados em 80.000 ha a 60 km da região metropolitana, organizados em perímetros irrigados, abastecidos por complexo sistema de canais e reservatórios; as principais culturas irrigadas são forrageiras e cerealíferas, não sendo permitido oficialmente o cultivo de hortaliças (STRAUSSS & BLUMENTHAL, 1989, apud BASTOS et al., 2003).

Em Israel, um dos países que lideram a prática de reúso, é esperado que, no ano de 2040, 70% da demanda de água para fins agrícolas seja procedente de reúso de águas residuárias domésticas (HARUVY, 1997).

Segundo Lubelloa (2004), a produção de mudas de plantas ornamentais é uma das práticas da agricultura com a demanda de água mais elevada por área, o que tem gerado grandes pressões junto aos produtores para evitar usar a água de alta qualidade para a irrigação das mesmas. O referido autor ressalta que a prática do reúso na produção de plantas ornamentais é bastante interessante, pois se trata de uma atividade que agrega valor ao produto e envolve margens econômicas mais elevadas. Outro aspecto interessante é o fato da produção de plantas ornamentais exigir uma quantidade mais elevada de nutrientes, o que permite uma reciclagem maior dos mesmos, em especial do nitrogênio. Todavia ele ressalta a importância de se monitorar os efeitos do efluente sobre o desenvolvimento das plantas, pois alguns compostos presentes no esgoto utilizado podem ser tóxicos para algumas culturas.

Fitzpatrick et al., (1986) avaliaram o crescimento de 20 espécies de plantas ornamentais irrigadas com esgoto tratado. Os resultados mostraram que 4 das 20 espécies testadas tinham aumentado significativamente o crescimento, quando irrigadas com esgoto tratado, e para as outras 16 espécies, que a fonte de irrigação não apresentava nenhum tipo de influência sobre o crescimento. Todavia, uma pesquisa realizada por Parnell (1998), em St Petersburgo (Flórida), avaliou o impacto de usar esgoto tratado na produção de 10 plantas ornamentais. Os resultados mostraram que o crescimento das plantas é fortemente afetado pelo método da irrigação e pela concentração de cloretos na água de irrigação. Resultados semelhantes foram obtidos por Gori et al., (2000) na avaliação de três espécies diferentes de plantas ornamentais.

As necessidades mundiais de irrigação representam, aproximadamente, 70% da demanda total de água, seguidas pelo uso industrial (20 %) e uma fração menor para o uso doméstico (10 %) (LIBÂNIO, 2005). No Brasil, a agricultura consome, atualmente, cerca de 61% da água doce total (CHRISTOFIDIS, 2001), com previsão de atingir 70% na próxima década, tendo em vista o elevado crescimento do agro-negócio. A Tabela 2.5 apresenta os principais exemplos de utilização de esgotos sanitários na agricultura. Observa-se que a irrigação com esgotos sanitários é praticada tanto em países industrializados quanto nos chamados países em desenvolvimento. Dentre desse contexto o reúso planejado de águas para

Segundo Leon & Moscoso (1996) e Shuval et al., (1997) apud Bastos et al., (2003) Peru e Chile apresentam os principais exemplos de reúso na América Latina. Em 1996, o Programa Nacional de Reúso de Águas Residuárias do Peru registrou que cerca de 4.300 ha estavam sendo irrigados, e aproximadamente 70% eram utilizados para o cultivo de hortaliças, em sua grande maioria com águas residuárias brutas. Já no Chile, em 1986, todo o esgoto de Santiago era usado para irrigação em áreas vizinhas à cidade sendo as hortaliças a principal cultura irrigada.

No Brasil, a prática de reúso de esgotos tratados para irrigação constitui-se em um procedimento não institucionalizado e tem se desenvolvido sem planejamento ou controle. Na maioria das vezes, é inconsciente por parte do usuário, que utiliza águas altamente poluídas de córregos e rios adjacentes, para irrigação de hortaliças e outros vegetais, ignorando que esteja exercendo uma prática danosa à saúde pública dos consumidores e provocando impactos ambientais negativos. Assim, apesar de já existir atividade de reúso de água com fins agrícolas em certas regiões do Brasil, a qual é exercida de maneira informal e sem as salvaguardas ambientais e de saúde pública adequadas, torna-se necessário institucionalizar, regulamentar e promover o setor por meio da criação de estruturas de gestão, preparação de legislação, disseminação de informação e do desenvolvimento de tecnologias compatíveis com as condições técnicas, culturais e sócio-econômicas brasileiras.

No âmbito nacional, já existem várias experiências que merecem destaque com a prática do reúso planejado. O Estado de São Paulo, por meio da atuação da Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (Sabesp) e centros de pesquisa da Universidade de São Paulo (USP), possuem experiências específicas de reúso de efluentes tratados na agricultura irrigada em cultivos de milho e girassol, hidroponia com flores e irrigação de pastagens para produção de feno (BERNARDI, 2003).

A região do Seridó, no Rio Grande do Norte, utiliza efluentes de sistemas de tratamento primário na irrigação de capineiras nas vizinhanças da área urbana, com maior destaque às sedes municipais de Santa Cruz, Campo Redondo, Caicó, Currais Novos, Goianinha, Eduardo Gomes e Parelhas (GUIDOLIN, 2000).

O Estado do Ceará já realiza a irrigação de culturas alimentícias com efluentes tratados. Entretanto o reúso neste estado vem sendo praticado de forma não planejada. Uma pesquisa em nível de mestrado identificou a existência de 17,3 hectares irrigados informalmente com efluentes de ETEs, sendo cultivados maracujá, coco, alface, coentro e cebolinha. Outros 3 hectares de forrageiras visando à alimentação animal também são irrigados com efluentes domésticos tratados (MOTA et al., 2000). Um marco do reúso no Estado co Ceará foi a criação, em 2004, do Centro de Pesquisa Sobre Tratamento e Reúso de Águas Residuárias implantado no município de Aquiraz – CE, por meio da parceria entre a Companhia de Água e Esgotos do Ceará (Cagece) e a Universidade Federal do Ceará (UFC), por intermédio do Departamento de Hidráulica e Ambiental (DEHA), onde foram realizadas experiências bem sucedidas nos cultivos de melancia, mamão, mamona, feijão, helicônia, girassol e capim Tanzânia.

Segundo Paganini (2003), durante as duas últimas décadas, o uso de esgotos para irrigação de culturas aumentou significativamente, em razão dos seguintes fatores: dificuldade crescente de identificar fontes alternativas de água para irrigação; custo elevado de fertilizantes; a segurança de que os riscos de saúde pública e impactos sobre o solo são mínimos, se as precauções adequadas são efetivamente tomadas; os custos elevados dos sistemas de tratamentos necessários para descarga de efluentes em corpos receptores; aceitação sócio-cultural da prática do reúso agrícola; o reconhecimento, pelos órgãos gestores de recursos hídricos, do valor intrínseco da prática.

Um dos grandes diferenciais na prática do reúso para fins agrícolas é a substituição parcial de fertilizantes químicos, haja vista que a quantidade de água e nutrientes contida nos esgotos é bastante considerável. Segundo Ayers e Westcot (1991), as águas residuárias tratadas fornecem aproximadamente 2/3 dos nutrientes que as plantas necessitam. Dentre os benefícios gerados, destacam-se a diminuição do impacto ambiental, em função da redução da contaminação dos cursos d água por fertilizantes químicos e nutrientes presentes nos efluentes e pelo lançamento de efluente e também o aumento na produção de alimentos, tanto do ponto de vista qualitativo quanto quantitativo. Ressalta-se também que serve como uma forma de

Tabela 2.3 - Principais exemplos de utilização de esgotos sanitários na agricultura.

País Área irrigada (ha) Referência

Argentina 37.000 Mara & Cairncross, 1989 Austrália 10.000 Mara & Cairncross, 1989

Alemanha 28.000 Leon, 1996

África do Sul 1.800 Mara & Cairncross, 1989

Arábia Saudita 4.400 Leon, 1996

Bahrain 800 Leon, 1996

Chile 16.000 Leon, 1996

China 1.330.000 Leon, 1996

Estados Unidos 14.000 Mara & Cairncross, 1989

India 73.000 Leon, 1996

Hungria 14 Varilon et al., 1983

Japão 200 Maeda et al., 1996

Israel 10.000 Leon, 1996

Kuwait 12.000 Leon, 1996

França 2.000 Faby, Brissaud e Bontoux, 1999

México 250.000 Hespanhol, 1999

Peru 4.300 Mara & Cairncross, 1989

Sudão 2.800 Leon, 1996

Tunísia 7.300 Bahri e Brissaud, 1996

Há comprovação prática de que os efluentes tratados, quando utilizados com critérios, são adequados para a irrigação de diversas culturas, promovendo o aumento significativo da produtividade agrícola por unidade de área. Além disso, propicia a conservação do solo, por meio da acumulação de "húmus", que aumenta a resistência à erosão e permite o controle da desertificação. Quanto aos riscos para a saúde pública, podem ser perfeitamente controlados ou eliminados, por intermédio de técnicas adequadas de tratamento de esgotos e métodos adequados de irrigação.

Estudos efetuados em diversos países demonstraram que a produtividade agrícola aumenta significativamente em sistemas de irrigação com esgotos adequadamente administrados. A Tabela 2.6 demonstra os resultados experimentais efetuados em Nagpur, Índia, pelo Instituto Nacional de Pesquisas de Engenharia Ambiental (NEERI), que investigou os efeitos da irrigação com esgotos, sobre as culturas produzidas (SALES, 2005).

O aumento de produtividade não é, entretanto, o único benefício, uma vez que se torna possível ampliar a área irrigada e, quando as condições climáticas permitem, efetuar colheitas múltiplas praticamente ao longo de todo o ano.

Tabela 2.4 - Aumento da produtividade agrícola (t/ha/ano) possibilitada pela irrigação com esgotos domésticos Irrigação efetuada com Trigo 8 anos (a) Feijão 5 anos(a) Arroz 7 anos(a) Batata 4 anos(a) Algodão 3 anos(a) Esgoto bruto 3.34 0.9 2.97 23.11 2.56 Efluente primário 3.45 0.87 2.94 20.78 2.3 Efluente de lagoa de estabilização 3.45 0.78 2.98 22.31 2.41 Água + NPK 2.7 0.72 2.03 17.16 1.7

(a)- Número de anos para cálculo da produtividade média Fonte: Shende (1985) apud Hespanhol (2003).

Pesquisadores da UFC avaliaram em escala real a produtividade da mamona (ricInus communis l.) irrigada com esgoto doméstico tratado. O trabalho foi realizado junto ao Centro de Pesquisa sobre Tratamento e Reúso junto à ETE de Aquiraz e avaliou os aspectos produtivos da cultura da mamona irrigada com esgoto sanitário tratado, comparando-se com a produtividade obtida pela utilização de água de poço, em diferentes tratamentos testados. A cultura foi irrigada pelo uso de um sistema de microaspersão, onde constavam de quatro repetições com quatro tratamentos aplicados: T1: água do poço mais adubação recomendada; T2: efluente mais adubação recomendada; T3: efluente e T4: efluente mais a metade da adubação recomendada. Avaliaram-se os dados referentes aos componentes de produção como: quantidade de racemo, quantidade de frutos, tamanho do racemo e produtividade total. Verificou-se que as unidades irrigadas com efluente superaram as irrigadas com água bruta em quase todas variáveis analisadas. Particularmente com relação à produtividade, obteve-se a maior produção nos tratamentos com adubação completa (T2) e com a metade da adubação (T4), alcançando uma produtividade de 1986 kg/ha e 1412 kg/ha, respectivamente (SOUZA, 2006).

Outro fator importante a ser considerado na prática do reúso agrícola refere-se ao elevado conteúdo de nutrientes nas águas residuárias domésticas (nitrogênio, fósforo e potássio), que podem ser usados em substituição aos fertilizantes químicos, aumentando a produção das culturas irrigadas, com retorno econômico, pois as águas residuárias tratadas fornecem aproximadamente 2/3 dos nutrientes que as plantas necessitam (AYERS e WESTCOT, 1991). As concentrações de nutrientes são bastante variadas e influenciadas pelo sistema de tratamento empregado. Pesquisas demonstram que é comum o aumento de teores de N-disponível, principalmente na forma N-NO3- em solos que foram irrigados com esgoto tratado. Bond (1998) ressalta que o monitoramento dos teores de N-NO3- na solução do solo é crucial para a sustentabilidade do sistema solo-planta-efluente-ambiente. O excesso de N- NO3- no solo pode causar a contaminação das águas subterrâneas e superficiais, haja vista que o N-NO3- apresenta alta mobilidade. Segundo a Portaria Nº 518/2004, do Ministério da Saúde, o consumo de águas com teores de nitrato acima do limite de 10 mg/L em N pode causar metahemoglobinemia.

Segundo Marques et al., (2003), aumentos nos teores de P em solos irrigados com esgotos tratados têm sido registrados, principalmente na camada superficial. Todavia, vale ressaltar que, em geral, a quantidade de P adicionado ao solo pela irrigação com efluentes não tem sido excessiva, muitas vezes apresentando-se em concentrações insuficientes, o que demandaria adubação química complementar.

Já as concentrações de micronutrientes com Al, B, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb e Zn são, em geral baixas. Se por um lado minimiza potenciais problemas de toxicidade, por outro revela problemas no balanceamento de nutrientes para a fertirrigação (MOTA et al., 2007).

Segundo Aquino et al., (2007) alguns aspectos devem ser destacados e que se relacionam com os impactos que o reúso de águas pode ter sobre o próprio solo e a planta, bem como sobre a saúde pública. No que diz respeito à saúde pública, deve ser examinada a presença de organismos patogênicos (bactérias, protozoários, helmintos, vírus, etc) na água de irrigação. Em relação ao solo, considera-se que os sais, os metais pesados e os microrganismos patogênicos podem ser retidos pelo solo; ser absorvidos pelas raízes das plantas (no caso de sais e metais pesados); ser lixiviados para o lençol freático.

Entre os contaminantes que podem degradar a qualidade das águas residuárias, tornando-as, em alguns casos, inviáveis para o reúso agrícola, estão os sais, os nutrientes e traços de elementos químicos, os quais estão relacionados com os principais problemas no solo, como salinidade, permeabilidade, toxicidade de íons específicos (sódio, cloreto, boro, dentre outros), excesso de nutrientes, bicarbonatos e faixa de pH (AYERS e WESTCOT, 1991; EPA, 1996; MAGALHÃES et al., 2002).

Com relação aos metais pesados, a importância de suas determinações se deve à potencialidade de acumulação ao longo do perfil vertical do solo, podendo causar fitotoxicidade às plantas, bem como ao risco de que os elementos venham a introduzir-se na cadeia alimentar humana, seja através do consumo de culturas ou de animais com elevados níveis de metais pesados, seja pelo uso de aquifero contaminados (PAGANINI et al., 2004).

Em tese, todo íon absorvido em excesso pode exercer efeitos tóxicos, usualmente pelo acúmulo nas folhas com a transpiração das plantas. Assim como para a salinidade, as diversas culturas apresentam tolerância variada à toxicidade por íons específicos ou a toxicidade combinada por diferentes íons. Dentre os íons mais tóxicos, destacam-se os cloretos, o sódio e o bromo os quais, ao serem absorvidos com a água, podem se acumular nas folhas, causando danos como queimaduras ou necroses. Na irrigação por aspersão, o sódio e os cloretos também podem ser absorvidos diretamente pelas folhas. As concentrações de sódio podem ser preocupantes, em termos de potenciais problemas de toxicidade e impactos de longo prazo no solo (GONÇALVES et al., 2003).

Os elevados teores de sódio nos solos podem provocar a degradação dos mesmos, por meio da alcalinização e salinização. Os solos afetados por sais podem ser classificados como: (i) salinos (apresentam altas concentrações de sais solúveis); (ii) sódicos (com altas concentrações de sais e de sódio trocável); e (iii) salino-sódicos (apresentam altas concentrações de sais e de sódio trocável) (MEURER, 2000). Segundo Brady e Weil (1999) a condutividade elétrica (CE), o percentual de sódio trocável (PST), a razão de adsorção de sódio (RAS), juntamente com o pH, são os parâmetros utilizados para caracterizar solos salinos e sódicos. Na Tabela 2.7 e na Figura 2.1 são apresentados valores de condutividade elétrica e razão de adsorção de sódio e respectivos problemas de salinização e sodificação do solo em efluentes utilizados em experimentos do PROSAB 4, em irrigação (DOS SANTOS et al., 2006).

Os pesquisadores observaram que os problemas potenciais de salinização e sodificação do solo variaram de “nenhum” a “ligeiro a moderado”, com exceção do efluente de lagoa facultativa tratando esgoto sanitário com elevados teores de sódio e condutividade elétrica oriundos da água de origem.

Portanto o uso de esgoto bruto e efluentes tratados na irrigação devem ser planejados para controlar os efeitos da salinidade, superfertilização, riscos sanitários, entre outros. A qualidade e quantidade do efluente tratado, o tipo de solo, a cultura escolhida, a técnica de irrigação e a orientação do produtor são fatores determinantes para se alcançar bons resultados.

Figura 2.1 - Diagrama ilustrando a classificação dos solos salinos, sódicos e salino-sódicos, em relação ao pH, com ,0dutividade elétrica, razão de adsorção de sódio (RAS) e percentual

de sódio trocável (PST).

Fonte: Adaptada de Brady e Weil, 1999 apud Dos Santos et al., 2006.

Segundo Aquino et al., (2007), o uso não planejado dos efluentes na irrigação pode afetar as propriedades químicas, físicas e biológicas do solo da seguinte maneira:

ƒ Química: Capacidade de Troca de Cátions (CTC), Capacidade de Troca de Ânions (CTA), pH, Condutividade Elétrica (CE), e concentrações de sais do

Outro fator importante a ser avaliado são os métodos básicos de irrigação para a aplicação de esgotos tratados às culturas irrigadas. A escolha de um método dependerá da qualidade do efluente, do solo e das culturas a serem irrigadas.

Segundo Bezerra et al., (2007) o método de irrigação é a forma como a água é aplicada no solo. Basicamente existem duas formas: não pressurizada (método por superfície); e pressurizada (métodos por aspersão e localizado). Cada método apresenta um tipo de sistema que possui a forma como a água é distribuída. A razão pela qual há tipos de sistemas de irrigação é devido à grande variação de solo, clima, culturas, disponibilidade de energia e condições socioeconômicas para as quais o sistema de irrigação deve ser adaptado.