QUALIDADE DA ÁGUA SUBTERRÂNEA EM ÁREA PRÓXIMA DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES (ETE) DE UMA AGROINDUSTRIA

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XIX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos

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QUALIDADE DA ÁGUA SUBTERRÂNEA EM ÁREA PRÓXIMA DA

ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES (ETE) DE UMA

AGROINDUSTRIA

Elane C. L. dos Santos1; Kelly F. S. Da Silva1; Ana Mª. Q. Lopez1

RESUMO

O propósito deste trabalho foi caracterizar, através do monitoramento de variáveis físico-químicas, as águas subterrâneas provenientes de três poços instalados estrategicamente ao longo das margens de estação de tratamento biológico de efluentes (ETE) de uma agroindústria sucroalcooleira, favorecendo avaliar uma possível contaminação do lençol freático com os mesmos. Tal empresa situa-se no litoral sul de Alagoas, no município de Coruripe.

Dessa forma, após a implantação desses poços, realizaram-se coletas quinzenais de amostras de suas águas antes do início e durante todo o processo de moagem da cana em tal agroindústria. Ao todo foram realizadas 11 coletas para cada ponto, sendo todas elas submetidas a análises laboratoriais de acordo com métodos preconizados. Algumas das amostras apresentaram valores para parâmetros específicos que não atenderam aos limites estabelecidos pela legislação vigente CONAMA 357/05, sendo discutidas as possíveis causas e sua relação com os efluentes presentes na ETE submetida ao processo de bioaumentação.

PALAVRA CHAVE: lençol freático, qualidade de águas, indústria sucroalcooleira.

ABSTRACT

(UNDERGROUND WATER QUALITY IN THE AREA NEXT A SEASON OF WASTEWATER TREATMENT (SWT) OF AN AGRIBUSINESS)

The purpose of this study was to characterize, through monitoring of physico-chemical variables, the groundwater from three wells strategically installed along the banks of the season of wastewater biological treatment (SWT) from a sugar-alcohol agroindustry, favoring evaluate a possible contamination of groundwater with them. This company is located on the southern coast of Alagoas, in the municipality of Coruripe.

Thus, after the implementation of these wells, sampling of their water was done fortnightly before and during the whole process of grinding the cane in such agribusiness. In all, 11 collections were made for each point, and all they submitted for laboratory analysis in accordance with methods recommended. Some of the samples presented values for specific parameters that not met the limits established by CONAMA 357/05 legislation, being discussed the possible causes and their relation to the effluent present in ETE subjected to the process of bioaugmentation.

KEY WORDS: groundwater, water quality, ethanol industry.

1_{Universidade Federal de Alagoas, Instituto de Química e Biotecnologia, Lab. Bioquímica e Microbiologia Ambiental; BR 104 Km 97N, Tabuleiro} do Martins, Maceió-AL, CEP 57072-900, fone/fax: (xx)55-82-32141380, e-mail: amql@qui.ufal.br

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2 1. INTRODUÇÃO

A água é um recurso natural fundamental para a manutenção da vida e para o funcionamento dos ciclos geoquímicos, sendo que sua escassez já é uma realidade em alguns países. Devido ao acentuado desenvolvimento demográfico, o qual está associado ao crescimento da produção de alimentos e produtos industriais, a demanda por esse recurso também aumentou drasticamente, assim como a geração de efluentes. O descarte desses resíduos líquidos, então, tornou-se motivo de preocupação mundial, especialmente no que diz respeito às indústrias, uma vez que as leis ambientais estão cada vez mais exigentes nesse setor.

Para Dorigon e Tassaro (2010), os esgotos urbanos e os efluentes industriais e comerciais sem algum tipo de tratamento são na sua grande maioria os responsáveis pela poluição dos corpos hídricos, visto que a atividade de lavagem automotiva utiliza grandes volumes de água e gera efluentes potencialmente poluidores.

Em alguns países da Comunidade Européia, além dos Estados Unidos e Japão, há cerca de duas décadas já existe legislação específica requerendo o sistema de tratamento e recirculação de efluentes (Leitão, 1999 apud Morelli, 2005). No Brasil, essa atividade ainda não é nacionalmente regulamentada por lei, ocasionando impactos aos meios hídricos, como o comprometimento de forma direta de sua disponibilidade.

Por outro lado, a indústria sucroalcooleira é uma das principais a colaborar com o dinamismo da economia brasileira nos últimos 40 anos, utilizando grandes volumes de água nos seus inúmeros processos de produção e no cultivo da cana. Por isso gera grande quantidade de águas poluídas, sejam provenientes dos condensadores, da lavagem de cana e das máquinas, ou até mesmo do processamento do sumo da cana, gerando vinhaça. Se eliminados diretamente nos corpos d’ água, podem contaminá-lo, e, da mesma forma, se dispostos em lagoas sem o devido revestimento e próximas ao lençol freático, também podem percolar e comprometer o mesmo. Da mesma forma, para serem reutilizadas em diferentes fins também requerem tratamento.

Portanto, tratamento adequado deve ser proposto, bem como um sistema de monitoramento tem o papel fundamental de acusar algum tipo de influência de uma determinada fonte de poluição na qualidade da água subterrânea. Daí a necessidade de instalar-se poços de monitoramento, os quais devem ser distribuídos estrategicamente e construídos de forma racional ao longo da área de disposição dos efluentes. A isso aliam-se métodos eficientes de coleta, acondicionamento e análises de amostras que permitam resultados precisos sobre a possível influência do efluente na qualidade da água subterrânea.

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3 2. OBJETIVOS

O objetivo desse trabalho foi investigar uma possível contaminação das águas subterrâneas, através da disposição do efluente gerado na agroindústria, verificando o funcionamento do método de monitoramento aplicado e da qualidade da água subterrânea atual, por meio de determinações de variáveis físico-químicas.

2.1 Estudo de Caso

O presente trabalho foi realizado na Estação de Tratamento Biológico de Efluentes (ETE) da S/A. Usina Coruripe Açúcar e Álcool, situada no litoral sul de Alagoas, município de Coruripe. Os resultados apresentados estão relacionados aos efluentes gerados na moagem de cana da safra de 2010/2011, correspondente aos períodos seco e chuvoso. Os efluentes gerados pela agroindústria (lavagem de cana, cinzas e gases) são dispostos em 7 lagoas em série (codificadas de A a G), sem revestimento, próximas ao lençol freático, numa área de aproximadamente 70 hectares. Nas lagoas facultativas, esses efluentes combinados recebem um consórcio microbiano cujo metabolismo/co-metabolismo favorece a adequação dos parâmetros físico-químicos dos efluentes às determinações da legislação, sendo que os microrganismos implementados foram originalmente isolados dos próprios efluentes e aumentados até uma carga de aproximadamente 109 células.mL-1. No entanto, como até essa safra não existia um monitoramento da área quanto uma possível contaminação do lençol freático ou percolação para o rio às margens da mesma, o presente estudo foi elaborado.

3. METODOLOGIA

Os poços de monitoramento foram construídos de forma artesanal, a trado, sem especificações técnicas construtivas. O revestimento utilizado foi de PVC azul, com diâmetros de 100 mm, com uma profundidade máxima de 8,00 m, e um nível estático mínimo de 1,00 m e máximo de 2,00 m. A profundidade foi estabelecida conforme o momento em que se detectou água na perfuração do solo. Esses poços receberam, ainda, estrutura de alvenaria (Figura 1) e foram locados de acordo com a topografia da área, a proximidade dos corpos d’ água existentes e a disposição das lagoas de tratamento de efluentes (ETE), como mostra a Figura 2. Receberam, então, a seguinte codificação:

PMX= Poço de monitoramento próximo à extremidade inicial da lagoa de decantação “A” da ETE (lateral esquerda à margem do Rio Coruripe);

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“G” da ETE;

PMZ= Poço de monitoramento após o término da lagoa facultativa “G” da ETE, entre um canal ao longo da mesma e o Rio Coruripe.

Figura 1. Aspecto de poço de monitoramento instalado próximo à extremidade inicial da lagoa de decantação “A” da ETE (lateral esquerda à margem do Rio Coruripe).

Figura 2. Poços de monitoramento (PMX, PMY e PMZ) de águas do lençol freático no entorno da estação de tratamento de efluentes (ETE) de agroindústria sucroalcooleira alagoana.

A amostragem de água subterrânea foi realizada com "amostrador descartável" (bailer). Para cada amostra colhida, determinou-se as variáveis descritas na Tabela 1.

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5 Tabela 1. Parâmetros para caracterização físico-química das águas estudadas (poços de monitoramento e ETE de agroindústria sucroalcooleira) e respectivos métodos analíticos.

PARÂMETROS/UNIDADE METÓDOS ANÁLITICOS

pH pHmetro.

Condutividade elétrica mS/m Condutivimetro.

Turbidez (UNT) Turbidímetro

Dureza total mg.L-1 APHA (1995).

O.D. mg.L-1 Oxímetro

Alcalinidade mg.L-1 APHA (1995). Sólidos Totais dissolvidos APHA (1995).

Nitrito mg.L-1 APHA (1995). Nitrato mg.L-1 Macedo (2002). DQO mg.L-1 APHA (1995). Cloretos mg.L-1 Macedo (2002). Fe 3+ mg.L-1 Macedo (2002). Fe 2+ mg.L-1 Macedo (2002). Temperatura °C Termômetro

Fosfato Total mg.L-1 APHA (1995).

Amônia mg.L-1 APHA (1995).

Acidez mg.L-1 Macedo (2002).

Da mesma forma, realizou-se quinzenalmente coleta direta de efluentes das lagoas de tratamento “A” (decantação) e “G” (facultativa), como também coletou-se amostras do córrego localizado entre o poço de monitoramento Z (PMZ) e do Rio Coruripe, assim como de águas do referido rio. Posteriormente as amostras foram submetidas aos mesmos ensaios laboratoriais. O propósito foi comparar os resultados obtidos diretamente dos efluentes e das águas superficiais com aqueles das águas colhidas nos poços de monitoramento, visando obter um diagnostico preciso sobre possíveis pontos de contaminação, tomando-se também por base a qualidade de águas de classe III (destinadas ao abastecimento doméstico, após tratamento convencional; ou a irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras; ou, ainda, a dessedentação de animais), conforme classificação do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA 357/2005).

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

A Tabela 2 apresenta os resultados (médias, mediana e desvio padrão) das variáveis analisadas durante o período de estudo das águas dos poços implantados. Os valores de pH e CE, e

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a concentração de OD e DQO das águas das lagoas de tratamento “A” (decantação) e “G” (facultativa), pertencentes à ETE, ao longo da safra 2010/2011, e fundamentais para diagnosticar possíveis pontos de contaminação da água subterrânea próxima à ETE, estão ilustrados nas Figuras 3-10.

Tabela 2. Média, mediana e desvio padrão dos parâmetros físico-químicos avaliados quinzenalmente, em águas de poços de monitoramento instalados às margens da estação de tratamento de efluentes (ETE) de agroindústria sucro-alcooleira alagoana, durante a safra de 2010/2011, visando detecção de possível contaminação de lençol freático.

VARIÁVEL POÇO MÉDIA MEDIANA

DESVIO

PADRÃO VARIÁVEL POÇO MÉDIA MEDIANA

DESVIO PADRÃO TURBIDEZ (UNT) PMX 46,19 45,3 23,26 Fe 3+ mg.L-1 PMX 17,31 16,19 7,16 PMY 34,69 22,43 40,55 PMY 16,19 15,64 10,57 PMZ 293,45 287 92,78 PMZ 7,16 45,52 14,90 pH PMX 7,04 7,1 0,45 Fe 2+ mg.L-1 PMX 19,91 20,6 11,93 PMY 7,00 7,1 0,37 PMY 16,05 16,45 6,28 PMZ 6,71 6,8 0,23 PMZ 43,06 40,76 12,81 TEMP.°C PMX 30,91 31 0,70 NITRATO mg.L-1 PMX 43,28 13,55 58,78 PMY 29,45 29 1,63 PMY 10,34 7,51 7,16 PMZ 30,09 30 1,04 PMZ 93,04 61,43 9,21 C.E. mS/m PMX 573,09 268 577,18 NITRITO mg.L-1 PMX 1,65 0,06 3,46 PMY 229,09 102 245,39 PMY 1,63 0,04 3,51 PMZ 354 138 392,52 PMZ 12,29 0,46 26,26 S.T.D mg.L-1 PMX 430,82 201 432,33 AMÔNIA mg.L-1 PMX 6,67 4,13 4,78 PMY 171,86 76,5 184,12 PMY 11,34 10,45 4,54 PMZ 265,55 76,5 294,47 PMZ 22,52 20,53 10,51 ACIDEZ mg.L-1 PMX 46,13 39,21 24,67 FOSFATO mg/L PMX 4,34 3,54 2,11 PMY 17,01 16,27 7,13 PMY 1,81 1,87 0,81 PMZ 40,40 38,1 15,21 PMZ 2,62 2,72 0,77 DUREZA mg.L-1 PMX 413,09 425,00 173,07 O.D. mg.L-1 PMX 3,98 4,5 1,77 PMY 148,82 133 100,56 PMY 3,52 2,85 2,29 PMZ 330,81 202 451,62 PMZ 3,68 4,2 1,68 ALCALINI-DADE mg.L-1 PMX 800,91 678 543,60 D.Q.O mg.L-1 PMX 263,29 243,29 PMY 131,09 140 63,56 PMY 248,31 259,80 PMZ 266,55 270 99,37 PMZ 252,02 218,00 CLORETOS mg.L-1 PMX 34,98 16,39 51,09 TEMP. °C PMX 30,81 31 0,75 PMY 19,87 18,59 11,83 PMY 29,18 29 1,60 PMZ 30,33 30,09 11,39 PMZ 30,09 30 0,83

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XIX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 7 01/06/1009/09/1023/09/1007/10/1021/10/1004/11/1018/11/1002/12/1016/12/1031/01/1111/02/11 --6,0 6,2 6,4 6,6 6,8 7,0 7,2 7,4 7,6 7,8 8,0 8,2 pH DIAS PMX PMY PMZ

Figura 3. Variação do pH das águas dos diferentes poços de monitoramento (PMX, PMYe PMZ) implantados ao longo da ETE de agroindústria sucroalcooleira alagoana, na safra 2010/11.

09/0 9/10 23/0 9/10 07/1 0/10 21/1 0/10 04/1 1/10 18/1 1/10 02/1 2/10 16/1 2/10 29/1 2/10 13/0 1/11 31/0 1/11 10/0 2/11 4,0 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0 5,2 5,4 5,6 5,8 6,0 6,2 6,4 6,6 6,8 7,0 7,2 pH DIAS A G

Figura 4. Variação do pH das águas das lagoas “A” e “G” da ETE de agroindústria sucroalcooleira alagoana, na safra 2010/11.

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XIX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 8 01/0 6/10 09/0 9/10 23/0 9/10 07/1 0/10 21/1 0/10 04/1 1/10 18/1 1/10 02/1 2/10 16/1 2/10 31/0 1/11 11/0 2/11 --0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 C OND U TIV ID A D E E LÉTRICA µS /mL DIAS PMX PMY PMZ

Figura 5. Variação da condutividade elétrica das águas dos diferentes poços de monitoramento (PMX, PMYe PMZ) implantados ao longo da ETE de agroindústria sucroalcooleira alagoana, na safra 2010/11. 09/0 9/10 23/0 9/10 07/1 0/10 21/1 0/10 04/1 1/10 18/1 1/10 02/1 2/10 16/1 2/10 29/1 2/10 13/0 1/11 31/0 1/11 10/0 2/11 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 C OND U TIV ID A D E (µS /mL) DIAS A G

Figura 6. Variação da condutividade elétrica das águas das lagoas “A” e “G” da ETE de agroindústria sucroalcooleira alagoana, na safra 2010/11.

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XIX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 9 01/06/1009/09/1023/09/1007/10/1021/10/1004/11/1018/11/1002/12/1016/12/1031/01/1111/02/11 --0 1 2 3 4 5 6 7

O

D mg/L

DIAS PMX PMY PMZ

Figura 7. Variação da concentração de Oxigênio Dissolvido das águas dos diferentes poços de monitoramento (PMX, PMY e PMZ) implantados ao longo da ETE de agroindústria sucroalcooleira alagoana, na safra 2010/11. 09/09/1023/09/1007/10/1021/10/1004/11/1018/11/1002/12/1016/12/1029/12/1013/01/1131/01/1110/02/11 0 1 2 3 4 5 OD (m g/L ) DIAS A G

Figura 8. Variação da concentração de Oxigênio Dissolvido das águas das lagoas “A” e “G” da ETE de agroindústria sucroalcooleira alagoana, na safra 2010/11.

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XIX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 10 01/06/1009/09/1023/09/1007/10/1021/10/1004/11/1018/11/1002/12/1016/12/1031/01/1111/02/11 --0 75 150 225 300 375 450 525 600 675 750 DQO (m g /L ) DIAS PMX PMY PMZ

Figura 9. Variação da demanda química de oxigênio (DQO) das águas dos diferentes poços de monitoramento (PMX, PMYe PMZ) implantados ao longo da ETE de agroindústria sucroalcooleira alagoana, na safra 2010/11.

09/09/10 23/09/10 07/10/10 21/10/10 04/11/10 18/11/10 02/12/10 16/12/10 29/12/10 13/01/11 31/01/11 10/02/11 0 75 150 225 300 375 450 525 600 675 750 825 900 975 1050 1125 1200 1275 1350 D Q O (mg/L ) DIAS A G

Figura 10. Variação da demanda química de oxigênio (DQO) das águas das lagoas “A” e “G” da ETE de agroindústria sucroalcooleira alagoana, na safra 2010/11.

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XIX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 11 PMX PMY PMZ LAGO A A LAGO A G RIO 0 75 150 225 300 375 450 525 600 675 750 825 900 975 1050 DQ O (mg/L ) PONTOS DE COLETA

Figura 11. Média (± desvio padrão) da demanda química de oxigênio (DQO) das águas dos diferentes poços de monitoramento (PMX, PMYe PMZ) implantados ao longo da ETE de agroindústria sucroalcooleira alagoana, bem como do Rio Coruripe e das Lagoas A (decantação) e G (facultativa) na safra 2010/11.

Segundo Santos (2000), o pH de águas subterrânea varia entre 5,5 e 8,5, sendo que em casos especiais o mesmo pode oscilar entre 3 e 11. Nas águas dos poços amostrados durante o período estudado, o pH variou entre 6,0 e 8,5. Já nas amostras provenientes das lagoas de tratamento “A” e “G”esse parâmetro variou entre 4,0 e 7,0 e para as amostras de água superficial do córrego o pH variou entre 5,0 e 7,0 e entre 7,0 e 8,5 para o Rio. Portanto, com relação a esse parâmetro constata-se que não houve interferência das águas das lagoas naquelas do lençol freático (Figuras 3 e 4), e de acordo com a legislação do CONAMA 357/05, esse pH encontra-se dentro do recomendado para águas de classe III (pH entre 6 e 9).

Por sua vez, a CE está relacionada com a presença de íons dissolvidos na água, como cálcio, magnésio, potássio, sódio, carbonatos, carbonetos, sulfatos e cloretos, e o limite recomendado para águas de classe III pela legislação CONAMA 357/05 é < 750 µS/mL. Verificou-se que esta variou de 47 a 1380 µS/mL nas águas dos poços amostrados, embora os índices mais altos tenham ocorrido nas amostras dos pontos próximo ao Rio Coruripe e antes da moagem, quando o descarte de efluentes da indústria era mínimo e oriundo apenas da lavagem de máquinas (Figuras 5 e 6). Já nas amostras das lagoas de tratamento “A” e “G”esse parâmetro oscilou de 200 a 1250 µS/mL, sendo os

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valores mais elevados nas amostras da lagoa “A”, que não passou pela bioaumentação e onde o tempo de residência do efluente não passou de 24 horas e nas amostras da água do córrego e do Rio Coruripe esse parâmetro apresentou-se entre 50 a 200 µS/mL para ambos. De acordo com Moraes et al. (2007), as oscilações de CE observadas em lagoas de tratamento podem ser atribuídas as diluições com as águas provenientes das precipitações pluviométricas, as diferenças construtivas dos poços que possibilitam maiores ou menores carregamentos de sedimentos para o interior destes, e as pressões antrópicas exercidas no perímetro de proteção dos poços, como variações de cargas de íons das água que percolam ao longo do período de estudo.

Com relação a concentração de OD, é um parâmetro de fundamental importância para avaliar as condições naturais da água e detectar impactos ambientais como a eutrofização e poluição orgânica. Esta variou entre 1,0 e 6,9 mg.L-1, nos pontos amostrados (Figura 7), sendo que o mínimo preconizado para águas de classe III pela legislação CONAMA 357/05 é de 4 mg.L-1. Para as amostras das lagoas de tratamento “A” e “G” analisadas no mesmo período, a concentração de OD variou entre 0,3 e 2,0 mg.L-1 permanecendo inferior ao limite mínimo preconizado pela legislação para águas de classe III, apesar de mostrar-se crescente após o tratamento do consórcio microbiano (Figura 8), quanto as águas oriundas do córrego analisado observou-se uma variação entre 1,5 a 3,0 mg.L-1, já para as águas do Rio Coruripe os valores apresentaram-se em torno de 1,5 a 7,0 mg.L-1 .

Já no tocante a DQO, a concentração ideal para águas de classe III segundo a legislação CONAMA 357/05 é que esta seja ≤150,0 mg.L-1, e as amostras dos poços apresentaram DQO variando entre 50 e 650,0 mg.L-1 (Figura 9). Já os efluentes das lagoas “A” e “G”, apresentaram DQO oscilando de 50 a 1300 mg.L-1 (Figura 10), embora a tendência tenha sido esse índice diminuir ao longo da safra após o tratamento microbiano nas lagoas facultativas (amostras da lagoa “G” apresentaram menores taxas de DQO), com relação as amostras do córrego esse parâmetro oscilou entre 50 e 800 mg.L-1, sendo que nos dias que o mesmo apresentou-se mais elevado foi observado a ocorrência de chuvas, com isso aumentando o carregamento de matéria orgânica e a diminuição do oxigênio dissolvido presente na água. A Figura 11 ilustra a média da DQO obtida nas amostras dos poços de monitoramento, Lagoas “A” e “G” e do Rio Coruripe observadas ao longo de toda a safra.

Segundo Von Sperling (2005), a DQO corresponde a quantidade de oxigênio requerida para estabilizar quimicamente a matéria-orgânica carbonácea utilizando fortes agentes oxidantes, sendo um dos parâmetros de maior importância na caracterização do grau de poluição de um corpo d’água por matéria-orgânica.

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13 5. CONCLUSÕES

De acordo com as variáveis avaliadas ao longo do trabalho, foi possível detectar nas águas dos poços de monitoramento riscos e vulnerabilidade de contaminação do lençol freático, pois foram obtidos resultados de parâmetros físico-químicos alterados com relação aos limites permitidos pela legislação brasileira vigente para águas de classe III.

6. AGRADECIMENTOS

À S.A. Usina Coruripe S/A Açúcar e Álcool

7. BIBLIOGRAFIA

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MACEDO, J. A. B. (2001). Águas & Águas - Métodos Laboratoriais de Análises Físico-Químicas & Microbiológicas. 1 ed. Juiz de Fora - MG.

MORAES et al. (2007). Avaliação das potencialidades hidrogeológicas e riscos de poluição hídrica no 2º distrito do município de rio branco – AC. in I Simpósio de Recursos Hídricos do Norte e Centro-Oeste. Cuiabá- Mato Grosso,

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