Reutilização de Águas Residuais em
Rega
Realizado por:
Susana Daniel
Lisboa, Abril 2005
Índice
página
1- Introdução 3
1.1- Rega 3
1.2- Águas Residuais (AR) 4
1.3- Reutilização de Aguas Residuais em Rega 4
2- Critérios de Qualidade 5
3- Vantagens da Reutilização de AR em Rega 6 4- Desvantagens da Reutilização de AR em Rega 6
4.1- Riscos para a Saúde Pública 7
4.2- Riscos para o Ambiente 7
5- Tratamento 8
6- Monitorização 9
7- Realidade de Portugal 10
8- Conclusão 10
Referências Bibliográficas 11
Os recursos da “irmã água, tão casta tão pura” que São Francisco de Assis louvava nos seus cânticos, não estão, sempre, e em todos os locais, disponíveis em quantitatidades suficientes.
1- Introdução 1.1- Rega
Em Portugal a agricultura é a actividade que utiliza maiores quantidades de água. Esta situação tenderá a acentuar-se no futuro, sendo evidente que com um regime de precipitações como o que prevalece em Portugal, será conveniente recorrer abundantemente à rega de diversas zonas do país. O uso de águas residuais para rega permitiria poupar pelo menos dez por cento da água consumida pela agricultura.
De acordo com as estatísticas oficiais a área irrigada em Portugal era, em 1977, da ordem de 780 000 hectares (ha). A irrigação tradicional correspondia a cerca de 700 000 ha e só cerca de 80 000 ha correspondia às grandes obras de rega feitas por iniciativa do estado. Assim, a área irrigada em Portugal era, nesta altura, a cerca de 15% da área agrícola útil que é da ordem de 5 milhões de há (Gaspar, 1979).
Segundo dados da Agência Europeia do Ambiente de 2004, de entre a superfície agrícola utilizada em Portugal, apenas 20 % corresponde a área irrigada. Mas esta percentagem de área irrigada é bastante elevada quando comparada com a de outros países Europeus, como é o caso da maior parte dos países nórdicos, em que a irrigação é apenas utilizada para aumentar a produtividade nos anos secos. A área irrigada tem vindo a aumentar, como se pode ver na figura 1.
Figura 1 - Evolução da Área Irrigada
Fonte: FAO, 2000
De acordo com o Decreto-Lei nº 74/90 de 7 de Março, “consideram- se águas destinadas a rega as águas doces superficiais ou subterrâneas, que complementem as necessidades hídricas das seguintes culturas regadas:
- culturas hortícolas que produzam alimentos para serem ingeridos crus e frutas que se desenvolvam rente ao solo e se destinem à ingestão em cru sem remoção da casca ou película;
- culturas arbustivas, cerealíferas e forrageiras.”
O Decreto-Lei n.º 236/98, de 1 de Agosto que veio revogar o Decreto- Lei n.º 74/90, menciona unicamente águas de regas, não fazendo qualquer consideração quanto às culturas regadas. Altera sim o anexo referente à qualidade das águas residuais (Quadro 1).
1.2- Águas Residuais
Por águas residuais entende-se o conjunto de substâncias líquidas, semi-líquidas e sólidas que formam:
- as águas domésticas (cozinha, limpeza, lavagem) que são ricas em sabão, facilmente putrescíveis e em quantidade proporcional ao consumo doméstico de água;
- as águas de retretes ou excrementícias (matérias fecais, urina, entre outras), que são altamente putrescíveis, muito ricas em bactérias e contendo com frequência germes patogénicos e parasitas intestinais;
- as águas industriais, que possuem composição muito variável com a natureza da indústria contendo matérias orgânicas (matadouros, talhos, fábricas de produtos alimentares, de colas, de gelataria, refinações de açúcar, destilações, entre outros), ou substâncias tóxicas (arsénio, chumbo, crómio, mercúrio, flúor, ácidos, álcalis,entre outros) e detergentes (lavandarias, têxteis);
- a água de lavagem de mercados e de ruas;
-as águas meteóricas das chuvas, neve, entre outras, colectadas pelos telhados, pátios e ruas;
- as águas de drenagem do subsolo dentro das localidades.
1-3- Reutilização de Águas Residuais em rega
A Gestão Integrada dos Recursos Hídricos pressupõe a reutilização de águas residuais, após um nível de tratamento adequado aos condicionalismos próprios do caso em questão.
O aumento da população e a melhoria do seu nível de vida provocam sucessivos aumentos do consumo de água. No entanto, e num modelo muito teórico, as disponibilidades existentes numa determinada região mantêm-se quase constantes, dependendo das precipitações, evapotranspiração e dos afluxos e cedências de recursos hídricos da bacia considerada.
Os efluentes de uma instalação de tratamento de águas residuais comunitárias podem ter várias utilizações, que condicionam o grau de tratamento a atingir. Podem ser utilizados para consumo humano, recarga de aquíferos na indústria, fins recreativos, usos municipais ou para irrigação do solo.
A reutilização de água pode ser uma reutilização directa, que é especialmente perigosa do ponto de vista sanitário, dado que não são controladas; ou controladas, em que se faz um planeamento de reutilização de águas voluntariamente.
A reutilização controlada das águas residuais pode ser utilizada como alternativa à escassez de água ou a soluções de custo muito elevado.
A reutilização das águas residuais para a agricultura, nomeadamente para irrigação pode exigir um tratamento específico com desinfecção final.
2- Critérios de Qualidade
Os critérios de qualidade a respeitar, pelas águas residuais reutilizadas em irrigação, terão necessariamente, de incidir em dois aspectos: parâmetros físico-químicos e microbiológicos
O Decreto-lei nº 236/98, no anexo XVI atende a parâmetros microbiológicos e físico-químicos como:
Parâmetro VMR VMA Observações Alumínio (mg/l) 5.0 20
Risco de improdutividade em solos com pH<5.5.
Em solos com pH>7 o risco de toxicidade é eliminado por precipitar o aluminão
Arsénio (mg/l) 0.10 10 Toxicidade variável consoante as culturas, oscilando entre 12 mg/l para a erva-do-sudão e 0.05 mg/l para o arroz
Bário (mg/l) 1.0 - -
Berílio (mg/l) 0.5 1.0 -
Boro (mg/l) 0.3 3.75 Para os solos de textura fina e em curtos períodos recomenda-se como concentração máxima 2 mg/l Cádmio (mg/l) 0.1 0.05 Tóxico para o feijoeiro, beterraba e nabo em
concentrações da ordem dos 0.1 mg/l em soluções nutritivas. Recomenda-se limites mais restritivos, dado este ião se acumular nas plantas e no solo, podendo prejudicar o ser humano
Chumbo (m/l) 5.0 20 As concentrações muito elevadas podem inibir o desenvolvimento celular das culturas
Cloretos (mg/l) 70 - Para a cultura do tabaco recomenda-se uma concentração inferior a 20 mg/l, não devendo exceder os 70 mg/l
Cobalto (mg/l) 0.05 10 Tóxico em soluções nutritivas com concentrações entre 0.1 e 1 mg/l para diversas culturas
Crómio total
(mg/l) 0.10 20 Por se desconhecer o seu efeito tóxico, recomendam-se limites mais restritivos
Estanho (mg/l) 2.0 - -
Ferro (mg/l) 5.0 - Não tóxico em solos bem arejados, mas pode contribuir para a acidificação do solo, tornando indisponível o fósforo e molibdénio.
Flúor (mg/l) 1.0 15 Inactivado em solos neutro ou alcalinos.
Lítio (mg/l) 2.5 5.8 Tolerado pela maioria das culturas em concentrações superiores a 5 mg/l; móvel no solo.
Tóxico para os citrinos a baixas concentrações (<0.0075 mg/l).
Manganés
mg/l) 0.20 10 Tóxico para um certo número desde algumas décimas até aos poucos mg/l, mas normalmente só em solos ácidos.
Molibdénio
(mg/l) 0.005 0.05 Não é tóxico em concentrações normais. Em solos ricos em molibdénio livre as forragens podem no entanto ocasionar toxicidade nos animais.
Níquel (mg/l) 0.5 2.0 Tóxico para um certo número de culturas entre 0.5 mg/l e 1 mg/l; reduzida toxicidade para pH neutro ou alcalino.
Nitratos (mg/l) 50 - Concentrações elevadas podem afectar a produção e qualidade das culturas sensíveis. No plano de fertilização de parcela convirá contabilizar o azoto veiculado pela água de rega.
Salinidade CE (ds/m)
SDT (mg/l) 1
640 -
- Depende muito da resistência das culturas à salinidade, bem como do clima, do método de rega e da textura do solo.
SAR
==Na/[(Ca+Mg)/2]1/2
8 - Depende da salinidade da água, características do solo e do tipo de cultura a ser irrigada.
Selénio (mg/l) 0.02 0.05 Tóxico para culturas em concentrações da ordem dos 0.025 mg/l. Em solos com um teor relativamente elevado em selénio absorvido as forragens podem ocasionar toxicidade nos animais.
Sólidos Suspensos
Totais (mg/l) 60 -
Concentrações elevadas poderão ocasionar colmatagem em solos e assoreamento nas redes de rega, bem como entupimento nos sistemas de rega gota-a-gota e aspersão, bem como neste último sistema a água poderá provocar depósitos sobre as folhas e frutos.
Sulfatos (mg/l) 575 - -
Vanádio (mg/l) 0.10 1.0 Tóxico para diversas culturas em concentrações relativamente baixas.
Zinco (mg/l) 2.0 10.0 Tóxico para diversas culturas numa gama ampla, toxicidade reduzida a pH>6 e solos de textura fina ou de solos orgânicos.
pH Escala de 6.5- 4.5- -
Sorensen) 8.4 9.0 Coliformes
Fecais (/100ml) 100 - -
Ovos de Parasitas
Intestinais (N/l) - 1 -
Quadro 1 – Qualidade das Águas destinadas à Rega
Além do Decreto-Lei, há ainda legislação específica, que regulamenta as características que uma água residual para reutilização em rega deve possuir.
3- Vantagens da Reutilização de Águas Residuais em Rega A reutilização das águas residuais após um nível de tratamento adequado, aos condicionalismos do caso concreto, em questão, pode constituir uma técnica adequada desde que, salvaguardados os aspectos sanitários.
A reutilização das águas residuais apresenta vantagens como:
- recuperação de água e de nutrientes, que, de outro modo, seriam eliminados, ao nível dos ecossistemas que os geraram;
- diminuição da carga de poluente descarregada nos meios receptores locais, evitando a possível ocorrência de condições de consumo bioquímico de oxigénio (ou até de anaerobiose), de prejuízos estéticos e da eutrofização de lagos e/ou reservatórios;
- preservação dos recursos hídricos subterrâneos, em especial em zonas onde o seu uso para fins agrícolas, possa provocar a depleção de oxigénio dissolvido, gerar processos de intrusão salina, ou de poluição por diversas substâncias;
- viabilização da recarga de aquíferos, após tratamento adequado, completado com a depuração corrente da infiltração/percolação no solo, desses efluentes;
- permitir uma melhor conservação do solo, pelo enriquecimento em húmus e matéria orgânica dos solos agrícolas, e pela prevenção dos processos erosivos;
- favorecer o controlo da erosão eólica e do desenvolvimento dos processos de desertificação em zonas áridas (ou desnudadas após incêndios florestais), pela criação de cinturas arborizadas, que podem funcionar, igualmente como fontes de madeira para combustíveis, em regiões onde tal prática seja habitual;
- melhorar as condições estéticas e recreativas de zonas urbanas ou urbanizadas, através da irrigação e fertilização de espaços verdes, tais como parques, jardins ou instalações desportivas.
4- Desvantagens da Reutilização de Águas Residuais em Rega Mas a utilização de águas residuais para irrigação também apresenta algumas desvantagens. Será o caso de:
- dificuldades eventuais de conciliar os volumes disponíveis com os débitos necessários às culturas existentes no local, o que poderá levar à criação de condições de armazenagem dos efluentes;
- desajustamentos eventuais entre as disponibilidades de elementos fertilizantes e as necessidades reais das culturas;
- possibilidades de colmatação do solo por sólidos em suspensão e/ou entupimento do sistema de rega;
- desenvolvimento de cheiros eventuais ou proliferação de vectores tais como mosquitos e outros insectos, ou ainda de ratos;
- riscos para a saúde pública devidos à presença de microrganismos patogénicos, eventualmente presentes no sistema;
- riscos para o ambiente, que dependendo das características do efluente podem ser mais ou menos graves.
4.1- Riscos para a Saúde Pública
Os grupos de riscos que apresentam mais problemas a nível de saúde pública, derivados da utilização de águas residuais, são:
- os consumidores dos vegetais, carne ou leite produzidos ou alimentados em campos irrigados com águas residuais;
- os trabalhadores rurais, que se ocupam das explorações
- os trabalhadores de unidades de transformação ou embalagem, dos produtos hortícolas obtidos nas culturas irrigadas com águas residuais;
- as populações das áreas circunvizinhas, em especial se se recorrer à rega por aspersão.
Os principais factores que controlam, do ponto de vista epidemiológico, a transmissão de doenças são as seguintes:
- carga excretada;
- latência, ou seja, o tempo que o agente demora a tornar-se infeccioso;
- persistência do agente;
- capacidade de multiplicação do agente - dose infecciosa (quantidade);
- resposta do indivíduo/hospedeiro;
- comportamento humano (hábitos e tradições).
4.2- Riscos para o Ambiente
Os riscos para o ambiente estão muito dependentes das características do próprio efluente, dependendo assim muito do tratamento a que este é submetido.
São dois os principais riscos ambientais. O primeiro é a contaminação ou poluição de aquíferos com organismos patogénicos (vírus, bactérias, protozoários ou outros), ou com nitratos, provenientes da mineralização de águas residuais domésticas ou similares. Estes ricos é acrescido quando, sobre o aquífero, exista uma camada porosa, que possibilite e facilite a infiltração profunda, destes poluentes. As cargas hidráulicas aplicadas aos consumos específicos (em especial azoto) das culturas regadas, irão influenciar a probabilidade do risco e a intensidade dos eventuais prejuízos.
O segundo, mas não menos importante é o risco de fitotoxidade ou de inibição de crescimento e desenvolvimento das espécies vegetais e/ou animais em contacto com o sistema, devido a substâncias veiculadas pelas águas residuais, nomeadamente metais pesados, poluentes orgânicos conservativos, iões perigosos ou geradores de riscos vários, ou pelo aumento da salinidade nas camadas insaturadas do solo. O controlo ou exclusão do sistema, de águas residuais, industriais em quantidades significativas, e o assegurar das condições de drenagem adequada, são alguns dos meios disponíveis para limitar, ou controlar, estes processos de risco acrescido.
5- Tratamento
As águas residuais, destinadas à rega, como a maior parte das águas com alguma reutilização directa, devem ser submetidas a tratamento:
preliminar, primário, secundário, muitas das vezes, ainda, a um tratamento terciário.
Todos estes tipos de tratamento estão muitos dependentes do fim que se dá à água residual. Mesmo a água residual reutilizada em
irrigação pode sofrer diferentes processos de tratamento dependendo da cultura ou solo a que esta se destina.
O tratamento preliminar caracteriza-se por gradagem (eliminação dos resíduos de maiores dimensões), desarenação (decantação para eliminar os resíduos de maiores dimensões) e remoção de óleos e gorduras (por ascensão e eliminação à superfície).
No tratamento primário efectua-se uma decantação primária, que é a decantação das partículas de menor peso e dimensão através da adição de coagulantes.
O tratamento secundário é caracterizado por processos biológicos, isto é, transformações por microrganismos.
Tendo em consideração que, as principais condicionantes para se poder realizar uma reutilização de águas residuais para rega são:
- a ausência de sólidos suspensos;
- a ausência de ovos de helmintas;
- a ausência de produtos químicos que possam deixar resíduos invejáveis nas culturas.
Existem muitos processos de tratamento como: sistemas compactos, lamas activadas, leito perculadores, vala de oxidação, lagunagem, etc. Um dos tratamentos secundários mais adequados para a água residual que se destina a reutilização em rega são as lagoas biológicas. Pois este processo de tratamento é bastante simples, podendo mesmo ser considerado um processo natural, e muito pouco dispendioso.
As lagoas constituem uma das técnicas mais simples e económicas de tratamento biológico de águas residuais comunitárias ou industriais de pequenos aglomerados populacionais.
O processo de tratamento por lagoas ou lagunagem, é um processo essencialmente idêntico ao processo de lamas activadas com arejamento estendido convencional (com um tempo de residência das bactérias no reactor de cerca de dez dias). As principais diferenças deste são: a utilização de um reservatório pouco profundo e de fundo térreo e a água residual ser retida tempo suficiente de modo a que o processo natural, (ou em alguns casos o oxigénio é fornecido por arejamento artificial), actue até atingir o grau necessário de tratamento. Normalmente, este último tipo de sistema, encontra-se associado um tanque de decantação e a um sistema de reciclagem de lamas.
Nas lagoas todos os sólidos são mantidos em suspensão. Os efeitos da temperatura são mais pronunciados que nas lamas activadas.
Pode ainda ocorrer nitrificação contínua ou sazonal, dependendo do dimensionamento e temperatura (geralmente a temperaturas elevadas e a baixas cargas de água residual são conseguidos elevados graus de nitrificação).
Podem-se considerar vários tipos de lagoas de estabilização:
- lagoas aeróbias (profundidade de 1 metro), lagoas onde se dá a degradação biológica aeróbia da matéria orgânica, sendo o oxigénio totalmente fornecido pela actividade fotossintética das algas e por transferência gasosa com a atmosfera;
- lagoas anaeróbias (profundidade de 3 metros), a carga orgânica aplicada é considerável e a acção microbiana consome todo o oxigénio dissolvido, criando situações de anaerobiose em todo o volume líquido. A degradação da matéria orgânica leva à formação de anidrido sulfuroso, metano, hidrogénio, amoníaco e anidrido carbónico. A grande vantagem destas lagoas está na possibilidade de aplicação de grandes cargas orgânicas sobre uma superfície relativamente pequena graças a uma elevada profundidade. Mas possui como desvantagem a criação de maus cheiros, (que podem ser eliminados se estiverem presentes bactérias fotossintéticas sulfurosas);
- lagoas facultativas, lagoas onde existe uma estratificação térmica e tanto zonas aeróbias (à superfície) como anaeróbias (em profundidade);
- lagoas de maturação, lagoas em que o efluente já se encontra pobre em matéria orgânica. Os microrganismos encontram-se na fase de crescimento endógeno, e a amónia é convertida a nitratos, utilizando o oxigénio obtido por arejamento superficial ou através de algas;
- lagoas fotossintéticas de alta carga, lagoas que se destinam, além do tratamento de águas residuais, à produção de biomassa rica em proteínas através de uma cultura de microalgas.
As lagoas facultativas são as mais utilizadas. A água residual é transportada para o reactor sendo descarregada perto do fundo.
Mas usualmente, o que acontece na prática é existir um sistema complexo de lagoas, em que a sequência mais comum é:
- lagoa anaeróbia, em que se dá a primeira compensação em relação à Carência Bioquímica de Oxigénio (CBO);
- lagoa facultativa, em que continua a compensação de CBO;
- lagoa de maturação, na qual se verifica um polimento e afinação de microrganismos patogénicos.
É ainda, necessário, em determinados casos, efectuar outros tipos de tratamento destinado a atingir um maior grau de tratamento relativamente aos tratamentos anteriores.
No caso das águas residuais para reutilização em agricultura deve-se ainda proceder, por vezes, dependendo do tipo de cultura/campo, à filtração, à desinfecção da água (com cloro) antes desta sair da ETAR (Estação de Tratamento de Águas Residuais), e ainda à remoção de fósforo e azoto (desnitrificação biológica) para evitar condições de eutrofização e contaminação dos solos com nitratos/nitritos.
6- Monotorização
Representando as águas residuais com reutilização na agricultura, um grave risco, tanto para a saúde pública como para o ambiente, há uma enorme necessidade de definição de esquemas de controlo de qualidade. Estes esquemas têm como principal objectivo verificar se substâncias que possam vir a originar problemas não estão presentes, e se todas as características da água reutilizada obedecem às normas impostas por legislação.
A motorização de um sistema de reutilização de águas residuais implica programas a três diferentes níveis: recolha, tratamento e utilização destas.
No caso de águas residuais reutilizadas em agricultura deve-se:
- recorrer a meios específicos para verificar se há infiltrações no solo, no caso de se utilizar a lagunagem como processo de tratamento;
- efectuar análises periódicas, para verificar se esta obedece às normas legisladas, tendo em consideração diferentes indicadores biológicos, bacteriológicos, pesquisa de vírus, parâmetros químicos: tóxicos orgânicos e tóxicos inorgânicos;
- efectuar acções de sensibilização a trabalhadores de ETAR´s de modo a preveni-los dos riscos para a saúde a que estão sujeitos quando não tomam as devidas precauções.
7- Realidade de Portugal
Está em fase de conclusão e aguarda agora a promulgação por parte do Instituto Português de Qualidade uma norma sobre o uso de águas residuais para rega com recomendações sobre o tratamento dos esgotos e o tipo de culturas mais adequadas.
A Eng.ª Helena Marecos do Monte (coordenadora do grupo de trabalho que está a elaborar uma norma portuguesa sobre esta matéria) assegura que a utilização de águas residuais é uma prática segura, do ponto de vista da saúde pública e da qualidade ambiental, e nalguns casos pode até trazer vantagens. Salienta também que, em Portugal, esta prática já se faz de forma clandestina e empiricamente por alguns agricultores que chegam a furar as redes de esgotos, mas não se realiza de forma sistemática.
A especialista argumenta que as águas residuais tratadas poderiam cobrir pelo menos 10 % das necessidades da agricultura (actividade responsável por cerca de 70 a 80 por cento do consumo total de água), mesmo sem armazenamento.
8 - Conclusão
A reutilização de águas residuais na agricultura é uma alternativa a ter em consideração, apesar das desvantagens que daí possam advir.
A reutilização de águas residuais em rega, possui inúmeras vantagens, tanto ambientais como económicas, que sobressaem às desvantagens. As desvantagens apresentadas não se verificam, ou verificam-se com valores muito diminutos, se se apresentarem as medidas preventivas correctas.
A correcta planificação e funcionamento da ETAR diminuem os perigos para a saúde pública e para o ambiente.
A monitorização é uma etapa fundamental no bom funcionamento da relação água-tratamento-solo-cultura.
Tratar os efluentes urbanos em ETAR’s e despejá-los directamente nos rios ou no mar é um desperdício, já que poderiam ser utilizados para regar terrenos agrícolas, jardins ou espaços desportivos, como campos de golfe. Também é um desperdício usar água potável, para rega, tratada ao nível do consumo humano.
O ideal seria construir redes de distribuição dos efluentes até aos campos agrícolas, apenas viável para terrenos próximos das
ETAR´s. As águas residuais poderiam também ser armazenadas temporariamente em reservatórios junto às estações de tratamento.
No futuro, a reutilização de água vai ser cada vez mais necessária.
Referências Bibliográficas
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Volume II. 12 a 14 de Abril. Lisboa.
Cunha, Veiga da Cunha et al. 1980. A Gestão da Água - Princípios Fundamentais e sua Aplicação em Portugal. Fundação Calouste Gulbenkian. Lisboa.
Decreto-Lei nº 74/90 de 7 de Março. Diário da República - I Série, nº 55.
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Ferreira, F. A. Gonçalves. 1990. Moderna Saúde Pública. 6º Edição. Fundação Calouste Gulbenkian. Lisboa.
Oliveira, J. F. dos Santos. 1995. A Lagunagem em Portugal - Conceitos Gerais e Aplicações Práticas. Edição Universitária Lusófona. Lisboa.
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European Environment Agency (EEA). 1999. Sustainable water use in Europe: Part 1:Sectoral use of water. European Environment Agency. Copenhagen.
Páginas da Internet Consultadas:
- http://www.fao.org - http://www.agroportal.pt
