UTILIZAÇÃO DE ÁGUAS RESIDUAIS TRATADAS PARA REGA DA VINHA E SUA INFLUÊNCIA NA COMPOSIÇÃO MINERAL DO MOSTO
Ana NEVES
1,2, Sofia CATARINO
1,2*, Raul BRUNO DE SOUSA
2RESUMO
Os teores de alumínio (Al), crómio (Cr), ferro (Fe), níquel (Ni), cobre (Cu), arsénio (As), cádmio (Cd) e chumbo (Pb) foram monitorizados em mostos obtidos a partir de uvas originárias de uma vinha regada com águas residuais tratadas numa ETAR. Crómio, As e Cd apresentaram-se em teores inferiores aos limites de quantificação dos respectivos métodos de análise. As concentrações dos restantes elementos variaram nos seguintes intervalos: 1,1 a 3,7 mg/L (Al); 0,85 a 3,3 mg/L (Fe); 7 a 11 μg/L (Ni); 0,27 a 0,65 mg/L (Cu) e 6 a 8 μg/L (Pb). Os resultados obtidos sugerem que não ocorreu contaminação assinalável das uvas, uma vez que, com excepção do Al, os mostos apresentaram teores baixos destes elementos contaminantes. Os teores de Al, ligeiramente superiores aos normalmente observados em mostos, poderão estar relacionados com a qualidade da água residual tratada, a qual excedeu, para este parâmetro, o valor máximo recomendado para água de rega. Em futuros estudos sobre esta temática será fundamental avaliar o potencial efeito da acumulação nos solos, a longo prazo, de elementos contaminantes.
Palavras-Chave: Rega com águas residuais tratadas, mosto, elementos contaminantes.
1 – INTRODUÇÃO
A crescente escassez de água de qualidade obriga a que as fontes hídricas sejam utilizadas de forma eficiente e economicamente sustentável, sendo fundamental encontrar fontes
“não convencionais” deste recurso. A reutilização das águas residuais tratadas para rega dos campos agrícolas, tem sido um dos meios utilizados por alguns países para preservação de água de melhor qualidade para fins domésticos e industriais. Apesar das incertezas e preocupações sobre o impacto do uso destas águas na agricultura, a sua utilização tem sido considerada positiva devido a sua contribuição em matéria orgânica e nutrientes para solos com baixa fertilidade, e aos benefícios económicos e ambientais que proporciona (AYERS E WESTCOT, 1994; JIMENEZ-CISNEROS, 1995; TOZE, 2006). Contudo, o uso inadequado desta fonte alternativa de água poderá trazer riscos para a saúde e para o ambiente relacionados, por exemplo, com a acumulação de metais pesados no solo (TOZE, 2006).
1
Instituto Nacional de Recursos Biológicos, I.P. /INIA Dois Portos, 2565-191 Dois Portos, Portugal.
2
UIQA
**- Instituto Superior de Agronomia, Departamento de Química Agrícola e Ambiental, Universidade Técnica de Lisboa. Tapada da Ajuda, 1349-017 Lisboa, Portugal.
*Autor para correspondência: Sofia Catarino. INIA Dois Portos; Quinta de Almoínha, 2565-191 Dois Portos, Portugal. Tel.: +351261712106. Fax: +351261712426. E-mail: sofia.catarino@inrb.pt;
evn.sofia.catarino@mail.net4b.pt
** UIQA (Unidade de Investigação Química Ambiental) é financiada pela FCT (Fundação para a Ciência e
Tecnologia).
A rega das vinhas com águas residuais tratadas poderá influenciar a composição mineral das uvas e consequentemente dos mostos e vinhos, na medida em que os seus constituintes minerais maioritários provêm em grande parte da absorção radicular. Assim sendo, a monitorização de elementos contaminantes nestes mostos é de extrema importância devido à sua influência ao nível tecnológico, na qualidade organoléptica, segurança alimentar e implicações legais.
Os vinhos e mostos apresentam normalmente teores de Al inferiores a 2 mg/L (GALANI- NIKOLAKAKI et al., 2002; TAYLOR et al., 2003; CATARINO et al., 2006). CORREIA et al., (2006) encontraram teores de Al entre 0,49 e 4,95 mg/Kg, em uvas (peso fresco).
TEISSEDRE et al. (1998) relataram teores de Ni entre 4,2 a 94 μg/Kg, em uvas (peso fresco) e CATARINO et al. (2006) teores entre 13 e 17 μg/L, em mostos. Relativamente à presença de As em mostos e vinhos, CATARINO et al. (2006) referem teores inferiores a 8 μg/L (mostos), enquanto que TAYLOR et al. (2003) relataram teores inferiores a 20 μg/L.
A água utilizada para a rega das vinhas é considerada como sendo a principal fonte contaminação de As (UNEYAMA et al., 2007). A presença de Cd e Pb nos vinhos está fortemente associada à poluição industrial (RIBEIRO DE LIMA et al., 2004; CATARINO et al., 2008). KRISTL et al. (2002) quantificaram teores de Cd em uvas entre 0,2 e 0,4 µg/L. No entanto, teores superiores (na ordem dos 3 a 4 μg/kg em peso fresco) nas uvas foram doseados por RIBEIRO DE LIMA et al. (2004). Vários autores referem teores de Cd nos mostos inferiores a 5 μg/L (GALANI-NIKOLAKAKI et al., 2002; KRISTL et al., 2002; TAYLOR et al., 2003; CATARINO et al., 2006). São referidos na literatura teores de Pb nos bagos de uvas na ordem de 1 a 25 μg/Kg (peso fresco) (KRISTL et al., 2002;
CORREIA et al., 2006). CATARINO et al., (2006) referem teores de Pb em mostos e vinhos inferiores a 16 μg/L e 100 μg/L, respectivamente. A presença de Cr nas uvas é normalmente inferior a 100 μg/Kg (peso fresco) (CABRERA-VIQUE et al., 1997;
KRISTL et al., 2002), enquanto nos mostos e vinhos, foram relatados teores entre 0,5 a 2
μg/L (KRISTL et al., 2002) e 7 a 90 μg/L, respectivamente (CABRERA-VIQUE et al.,
1997; KRISTL et al., 2002). TOKALIOĞLU et al., (2004) observaram teores de Fe na
ordem dos 15 a 63 mg/Kg (peso seco) e teores de Cu inferiores a 6 mg/Kg (peso seco),
respectivamente. Quanto aos teores destes metais nos mostos e vinhos, alguns autores
referem teores de Fe normalmente inferiores a 5 mg/L (DOMINÉ, 2003; CATARINO et
al., 2006) e teores de Cu na ordem dos 0,3 a 20 mg/L (CATARINO et al., 2006), sendo os
vinhos detentores de teores de Fe na ordem dos 2 a 20 mg/L (CATARINO et al., 2008) e
de Cu na ordem dos 0,01 a 0,2 mg/L (GALANI-NIKOLAKAKI et al., 2002; TAYLOR et al., 2003; CATARINO et al., 2006).
Actualmente, no âmbito da organização Internacional da Vinha e do Vinho (OIV) encontram-se estabelecidos limites máximos admissíveis no vinho apenas para alguns elementos, entre os quais Cu (1 mg/L), As (0,2 mg/L), Cd (0,010 mg/L) e Pb (0,15 mg/L) (OIV, 2009).
O objectivo do presente trabalho consistiu em avaliar o efeito da rega da vinha com águas residuais tratadas numa ETAR (Estação de Tratamento de Águas Residuais), na composição mineral de mostos, monitorizando a presença de Al, Cr, Fe, Ni, Cu, As, Cd e Pb.
2 - MATERIAL E MÉTODOS
2.1 – Mostos
Os mostos foram obtidos a partir de uvas de três castas (Aragonez, Syrah e Trincadeira) provenientes de uma vinha regada, gota a gota, com águas residuais após pré-tratamento numa ETAR municipal. As uvas foram colhidas no ano de 2006 e conservadas a -20 ºC até serem analisadas. Foram ensaiadas duas modalidades de preparação de modo a avaliar a possível influência da poluição atmosférica na composição mineral dos mostos. Parte dos cachos foram sujeitos a uma lavagem (por imersão e lavagem individual de cada cacho com esguicho) com água ultrapura, sendo a restante parte não sujeita a qualquer lavagem.
Os mostos foram obtidos por esmagamento manual dos bagos em sacos de plástico, sendo os mostos obtidos a partir dos cachos sujeitos a lavagem designados por AL1 e AL2 (A - Aragonez), SL1 e SL2 (S - Syrah) e, TL1 e TL2 (T - Trincadeira). Por seu lado, os mostos obtidos a partir dos cachos de uvas que não tinham sido sujeitas a lavagem foram designados por A1, A2, S1, S2, T1 e T2. Para cada casta foram preparadas duas amostras de mosto, e para cada mosto preparou-se o respectivo duplicado, obtendo-se assim 24 amostras de mosto. Os mostos obtidos foram sujeitos a digestão húmida com 5% HNO
3(v/v) à temperatura de 95ºC, como descrito por NEVES (2009). Todo o processo de
obtenção dos mostos apresenta-se esquematizado na Figura 1.
Figura 1 – Representação esquemática do processo de obtenção dos mostos
2.2 – Determinações analíticas
O doseamento de Fe foi realizado directamente no mosto, por Espectrofotometria de Absorção Atómica com Chama (FAAS), tendo sido utilizado o equipamento AAnalyser 100 Perkin Elmer, equipado com queimador de ar-acetileno e lâmpada de cátodo oco de ferro (Perkin-Elmer), segundo o método descrito pela Norma Portuguesa 2280 (NP-2280).
Alumínio, Cu, Cd e Pb foram doseados por Espectrofotometria de Absorção com Atomização Electrotérmica (ETAAS), de acordo com os métodos descritos por CATARINO (2000) e CATARINO et al. (2002; 2005). Foi utilizado um espectrofotómetro Perkin-Elmer, modelo 4110 ZL, equipado com efeito de Zeeman para correcção do ruído de fundo, autoamostrador AS-72 e lâmpadas de cátodo oco de alumínio, cobre, cádmio e chumbo (Perkin Elmer Lumina
TM). Os elementos anteriormente referidos foram analisados no Instituto Nacional de Recursos Biológicos/INIA – Dois Portos, no Laboratório de
AL1; AL1dup; AL2; AL2dup; SL1; SL1dup;
SL2; SL2dup; TL1; TL1dup; TL2; TL2dup (100 mL de mosto + 5 mL de HNO3) Uvas: Aragonez (A); Syrah (S); Trincadeira (T)
Lavagem dos cachos (água ultrapura)
Remoção dos bagos dos cachos
Pesagem em sacos (0,750 Kg) (em duplicado)
Filtração do mosto
Digestão por via húmida
Filtração das amostras
Obtenção de mosto por esmagamento dos bagos Cachos não lavados
Remoção dos bagos dos cachos
Pesagem em sacos (0,750 Kg) (em duplicado)
Obtenção de mosto por esmagamento dos bagos
Filtração do mosto
A1; A1dup; A2; A2dup; S1; S1dup; S2; S2dup;
T1; T1dup; T2; T2dup (100 mL de mosto + 5 mL de HNO3)
Análise Mineral.Os restantes elementos (Cr, Ni e As) foram igualmente determinados por ETAAS, utilizando o equipamento GF95Z (Unicam), equipado com efeito de Zeeman para correcção do ruído de fundo e lâmpadas de cátodo oco de crómio, níquel e arsénio (Unicam). As condições operatórias encontram-se descritas (NEVES, 2009). Estes elementos foram analisados no Departamento de Química Agrícola e Ambiental do Instituto Superior de Agronomia em Lisboa. Os produtos e reagentes utilizados nas determinações analíticas anteriormente referidas encontram-se descritos (Neves, 2009).
3 - RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os teores dos elementos contaminantes nos mostos, expressos em μg/L, são apresentados na Figura 2 (Al, Fe e Cu) e no Quadro 2 (Cr, Ni, As, Cd e Pb). No Quadro 3 são referidos os teores destes elementos na água de rega, os valores máximos recomendados e admissíveis estabelecidos pela Directriz da FAO (AYERS & WESTCOT, 1994) e pelo Decreto-Lei n.º 236/98 em água de rega. Alumínio, Fe e Cu foram quantificados na generalidade das amostras. Estes são também os elementos que na água residual tratada se encontravam acima dos valores máximos recomendados, embora abaixo dos valores máximos admissíveis.
Os mostos S1, S2, SL1, T1 e T2 apresentaram teores de Al ligeiramente superiores aos normalmente presentes nos mostos (inferiores a 2mg/L) (TAYLOR et al., 2003;
CATARINO et al., 2006). As amostras de mosto obtidas a partir dos cachos de uvas lavados antes do esmagamento apresentaram um menor teor de Al na sua composição (com excepção das amostras obtidas a partir das uvas da casta Aragonez). Estes resultados reforçam a ideia defendida por CORREIA et al. (2006) de que a principal fonte de contaminação das uvas, mostos e vinhos por este elemento tem origem exógena (contaminação atmosférica e uso de alguns produtos enológicos).
O teor de Fe presente nos mostos variou entre 0,8 a 3,4 mg/L. Estes teores são semelhantes aos encontrados por PUIG-DEU et al. (1994) e por CATARINO et al. (2006) em mostos.
Apesar do teor de Fe encontrado na água de irrigação das vinhas (17 mg/L) ser muito
superior ao valor máximo recomendado pelo Decreto-Lei e pela Directriz da FAO (5
mg/L), a sua concentração nos mostos é relativamente baixa e dentro dos valores referidos
na bibliografia (< 5 mg/L) (DOMINÉ, 2003; CATARINO et al., 2006). Tal como se
verificou para o Al, as amostras provenientes dos cachos de uvas lavados (com excepção
da casta Aragonez) apresentaram teores de Fe ligeiramente inferiores aos das modalidades
sem lavagem, provavelmente porque se eliminou uma das fontes de contaminação dos
mostos e vinhos por este elemento (as partículas de terra e poeiras que acompanham a uva).
Figura 2 – Teores de Al, Fe e Cu nos mostos (μg/L)
Os mostos apresentaram teores de Cu na ordem dos 266 a 652 μg/L, dentro da gama de valores encontrados por outros investigadores (PUIG-DEU et al., 1994; CATARINO et al., 2006), e distantes do limite máximo admissível em vinhos (1 mg/L) estabelecido pela OIV (2009). É de salientar que os mostos apresentaram teores muito baixos de Cr, Ni, As, Cd e Pb, na maioria das amostras abaixo do limite de quantificação do método. Aliás, os teores destes elementos na água de rega eram bastante inferiores aos respectivos valores máximos recomendados, revelando uma reduzida industrialização na zona de origem das águas residuais utilizadas.
Quadro 1 – Teores de Cr, Ni, As, Cd e Pb nos mostos (μg/L)
Mosto Cr Ni As Cd Pb A1 -* -* -* -* -*
A2 NQ 10,6 ± 3,5 NQ ND NQ
AL1 -* -* -* -* -*
AL2 NQ 6,9 ± 1,5 NQ ND 8,1 ± 2,7
S1 NQ NQ NQ ND ND S2 NQ NQ NQ ND NQ SL1 NQ NQ NQ ND NQ SL2 -* -* -* -* -*
T1 NQ NQ NQ ND NQ
T2 NQ NQ NQ ND 5,6 ± 0,2
TL1 NQ 8,8 ± 3,3 NQ ND ND
TL2 NQ NQ NQ ND NQ NQ – Não quantificado (inferior a 1 μg/L, 3,5 μg/L, 10 μg/L; 0,18 μg/L, 3,6 μg/L para Cr, Ni, As, Cd e Pb respectivamente)
ND – Não detectado (inferior a 0,05 μg/L e 2,2 μg/L para Cd e Pb, respectivamente)
Os valores de concentração apresentados correspondem a média de 2 ensaios independentes (média ± desvio padrão)
* Média das concentrações não apresentadas em virtude de um dos ensaios ter sido acidentalmente inutilizado 0
1000 2000 3000 4000 5000 6000
A1 A2 AL1 AL2 S1 S2 SL1 SL2 T1 T2 TL1 TL2
Concentração (μg/L)
Amostras de mosto
Al Fe Cu
Quadro 2 – Teores de elementos contaminantes na água residual, valores máximos recomendáveis (VMR) e admissíveis (VMA) em água de rega
Elemento contaminante Concentração na água
(mg/L)1 VMR (mg/L)2 VMA (mg/L)3
Al 10 5,0 20 As <0,03 0,10 10 Cd <0,02 0,01 0,05 Pb <0,5 5,0 20 Cu 0,56 0,20 5,0 Cr 0,02 0,10 20 Fe 17 5,0 - Ni <0,05 0,5a / 0,20b 2,0
1Determinações analíticas realizadas em laboratório externo
2VMR estabelecidos pelo Decreto-Lei n.º 236/98 relativamente a qualidade das águas destinadas à rega e pela Directriz da FAO
a VMR estabelecido pelo Decreto-Lei n.º 236/98
b VMR estabelecido pela Directriz da FAO
3 VMA estabelecidos pelo Decreto-Lei n.º 236/98
