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PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AMBIENTAL
MESTRADO EM ENGENHARIA AMBIENTAL
MODALIDADE PROFISSIONAL
ALTERNATIVAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA PARA
COMUNIDADES RURAIS
WILLIANS SALLES CORDEIRO
CAMPOS DOS GOYTACAZES / RJ
2008
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WILLIANS SALLES CORDEIRO
ALTERNATIVAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA PARA COMUNIDADES RURAIS
CAMPOS DOS GOYTACAZES / RJ
2008
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-
Graduação em Engenharia Ambiental do Centro
Federal de Educação Tecnológica de Campos
como requisito parcial para a obtenção do título de
Mestre em Engenharia Ambiental na área de
concentração Promoção da Sustentabilidade
Regional.
Orientador: Professor Dr. Sc. Vicente de Paulo
Santos de Oliveira. (Engenharia Agrícola –
Universidade Federal de Viçosa)
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Dissertação intitulada “Alternativas de Tratamento de Água para Comunidades Rurais”,
elaborada por Willians Salles Cordeiro e apresentada publicamente perante a Banca
Examinadora, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Engenharia
Ambiental pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, na área de
concentração Promoção da Sustentabilidade Regional, do Centro Federal de Educação
Tecnológica de Campos.
Aprovada em 28 de outubro de 2008, no Centro Federal de Educação Tecnológica de Campos
(CEFET Campos).
Banca Examinadora:
Prof. Dr. Sc. Vicente de Paulo Santos de Oliveira (Engenharia Agrícola/Universidade Federal
de Viçosa) do Centro Federal de Educação Tecnológica de Campos – Orientador
Prof. Dr. Sc. Elias Fernandes de Sousa (Produção Vegetal/UENF) da Universidade Estadual
do Norte Fluminense Darcy Ribeiro
Profa. Dra. Sc. Elza Maria Senra de Oliveira (Engenharia e Ciência dos
Materiais/Universidade Estadual Norte Fluminense Darcy Ribeiro) do Centro Federal de
Educação Tecnológica de Campos
Aos meus pais e à minha família.
AGRADECIMENTOS
Ao meu orientador, Vicente de Paulo, pelo constante incentivo e apoio durante todo o
trabalho.
Aos professores do Mestrado em Engenharia Ambiental pelas experiências e conhecimentos
trocados.
À Purac Sínteses pelo apoio à minha disponibilidade durante a realização deste mestrado.
Ao Mário pela amizade e companheirismo durante a montagem das unidades de tratamento de
água.
A toda minha turma de mestrado pelos momentos de convivência e, em especial, aos meus
amigos Alessandro, Marcelo, Amaro e Ronaldo pelos momentos de apoio e incentivo durante
a realização das disciplinas.
Aos meus pais e toda minha família pelo apoio e compreensão nos momentos de dedicação ao
mestrado.
À Letícia, Marina e Sarita pela compreensão e amor dedicados durante todo este percurso.
RESUMO
O município de Campos dos Goytacazes, localizado na região Norte do estado do Rio
de Janeiro, é uma região privilegiada, como todo o país, com relação à distribuição natural de
água. Porém, pela sua vasta extensão territorial e crescimento desordenado, algumas de suas
localidades não contam com distribuição de água encanada pela rede de abastecimento, além
da ausência de tratamento de efluentes domésticos, o que estimula o uso de fossas sépticas.
Nesta dissertação, foca-se a análise da água consumida pela população de Campo Novo e
Venda Nova, em Campos dos Goytacazes - RJ. Observam-se as irregularidades sobre os
locais em que os poços foram perfurados, assim como a grande ocorrência de doenças de
veiculação hídrica entre seus habitantes. Diante desse cenário, são propostas alternativas de
tratamento de água pelo desenvolvimento de uma estação de tratamento de água,
preconizando baixo custo e viabilizando a distribuição de água de qualidade para essas
comunidades rurais.
Palavras-chave: águas superficiais e subterrâneas; saneamento básico; estação de tratamento
de água.
ABSTRACT
Campos dos Goytacazes city, located in the region North of the state of Rio de
Janeiro, is a privileged region, as all the country, with regard to the natural water distribution.
However, for its vast territorial extension and disordered growth, some of its localities do not
count on water distribution for the supplying net, beyond the lack of basic sanitation, which
stimulates the use of septic basins. In this dissertation, we focus on the analysis of the water
consumed for the population of Campo Novo and Venda Nova. We observed the irregularities
on the places where its wells had been perforated, as well as the great occurrence of
waterborne diseases propagation among its inhabitants. Ahead of this scene, we considered
alternatives of water treatment for these communities for the development of a station of
water treatment, considering low cost and making possible the water distribution of quality
for agricultural communities.
Key words: superficial and underground waters; basic sanitation; station of water treatment.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
FIGURA 1
Disponibilidade de água na natureza .......................................................................................17
FIGURA 2
Hidrografia de Campos dos Goytacazes ..................................................................................21
FIGURA 3
Localização de Campos dos Goytacazes – RJ .........................................................................22
FIGURA 4
Domicílios segundo o tipo de instalação sanitária ...................................................................29
FIGURA 5
Características das principais doenças de veiculação hídrica ..................................................33
FIGURA 6
Relação entre a cobertura por rede de distribuição de água e a mortalidade infantil em alguns
países da América ....................................................................................................................34
FIGURA 7
Principais tecnologias de tratamento de água para consumo humano ....................................45
FIGURA 8
Variação mensal da cor da água bruta do rio Paraíba do Sul para os meses de janeiro a julho
de 2008 .....................................................................................................................................53
FIGURA 9
Variação mensal da turbidez da água bruta do rio Paraíba do Sul para os meses de janeiro a
julho de 2008 ............................................................................................................................54
FIGURA 10
Variação mensal de pH na água bruta do rio Paraíba do Sul para os meses de janeiro a julho
de 2008 .....................................................................................................................................55
FIGURA 11
Representação das principais etapas do processo da ETA
sup
...................................................56
FIGURA 12
Misturador estático ...................................................................................................................57
FIGURA 13
Floculador e decantador ...........................................................................................................58
FIGURA 14
Tanques de água decantada e água fora de especificação ........................................................59
FIGURA 15
Quantidade de amostras que tiveram resultados fora do padrão para o parâmetro de
Coliformes Totais .....................................................................................................................63
FIGURA 16
Quantidade de amostras que tiveram resultados fora do padrão para o parâmetro de
Coliformes Termotolerantes ....................................................................................................63
FIGURA 17
Quantidade de amostras que tiveram resultados fora do padrão para o parâmetro Ph ............63
FIGURA 18
Quantidade de amostras que tiveram resultados fora do padrão para o parâmetro Turbidez ..64
FIGURA 19
Variação da contaminação por coliformes totais nos períodos chuvosos e secos ...................64
FIGURA 20
Variação da contaminação por coliformes termotolerantes nos períodos chuvosos e secos ...65
FIGURA 21
Percentual de ocorrência de doenças de veiculação hídrica na região de Campos dos
Goytacazes................................................................................................................................66
FIGURA 22
Representação das principais etapas do processo da ETA
sub
...................................................73
FIGURA 23
Estação de tratamento de água subterrânea ..............................................................................73
LISTA DE TABELAS
TABELA 1
Classificação das águas naturais para abastecimento público e suas linhas de tratamento
mínimo .....................................................................................................................................43
TABELA 2
Quantidade de amostras, por ano, com resultados fora dos parâmetros exigidos pela Portaria
518 do Ministério da Saúde .....................................................................................................62
TABELA 3
Resultados analíticos das amostras coletadas nos poços freáticos dos distritos de Campo Novo
e Venda Nova ...........................................................................................................................68
TABELA 4
Resultados dos questionários aplicados na população dos distritos de Campo Novo e Venda
Nova .........................................................................................................................................70
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
CCZ: Centro de Controle de Zoonozes
CONAMA: Conselho Nacional de Meio Ambiente
DBO: Demanda Bioquímica de Oxigênio
ETA: Estação de Tratamento de Água
ETA
sub
: Estação de Tratamento de Água Subterrânea
ETA
sup
: Estação de Tratamento de Água Superficial
IBGE: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
IESS: Instituto de Estudos de Saúde Suplementar
NMP: Número Máximo Permitido
OMS: Organização Mundial de Saúde
ONU: Organização das Nações Unidas
pH: Potencial Hidrogeniônico
PNSB: Pesquisa Nacional de Saneamento Básico
SUS: Sistema Único de Saúde
UNICEF: Fundo das Nações Unidas para a Infância
UPEA: Unidade de Pesquisa e Extensão Agro-Ambiental
UT: Unidade de turbidez
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................................14
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ..........................................................................................17
2.1. Água Superficial e Subterrânea .....................................................................................17
2.2. Campos dos Goytacazes – Estado do Rio de Janeiro ....................................................21
2.2.1. Água Subterrânea em Campos dos Goytacazes .....................................................24
2.3. Doenças de Veiculação Hídrica ....................................................................................29
2.4. Características da Água .................................................................................................36
2.4.1. Características Biológicas ......................................................................................36
2.4.2. Características Físicas e Organolépticas ................................................................37
2.4.3. Características Químicas ........................................................................................38
2.5. Principais Usos da Água ...............................................................................................40
2.6. Classificação das Águas ................................................................................................40
2.7. Tecnologias de Tratamento de Água ............................................................................42
2.7.1. Características da Água Bruta ................................................................................42
2.7.2. Custos de Implantação, Operação e Manutenção ..................................................44
2.7.3. Tecnologias de Tratamento ....................................................................................44
2.7.4. Tratamento em Ciclo Completo .............................................................................46
2.7.4.1. Etapas do Processo de Tratamento de Água ...................................................46
3. MATERIAL E MÉTODOS ...............................................................................................50
3.1. Água Subterrânea do Lençol Freático ...........................................................................50
3.2. Água Superficial Proveniente do Rio Paraíba do Sul ...................................................51
3.3. Custo de Instalação .......................................................................................................52
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO .......................................................................................53
4.1. Água Superficial ...........................................................................................................53
4.1.1. Etapas do Processo da Estação de Tratamento de Água Superficial .....................57
4.1.2. Controles Operacionais ..........................................................................................59
4.1.3. Custos da Estação ...................................................................................................61
4.2. Água Subterrânea ..........................................................................................................62
4.2.1. Conseqüências do Uso de Água Contaminada ......................................................65
4.2.2. Resultados das Análises .........................................................................................69
4.2.3. Resultados do Questionário ...................................................................................69
4.2.4. Etapas do Processo da Estação de Tratamento de Água Superficial .....................74
4.2.5. Controles operacionais ...........................................................................................75
4.2.6. Performance ...........................................................................................................76
4.2.7. Custos da Estação ...................................................................................................76
5. CONCLUSÕES E SUGESTÕES ......................................................................................78
6. REFERÊNCIAS .................................................................................................................80
7. ANEXOS
Anexo A .......................................................................................................................86
Anexo B .......................................................................................................................87
Anexo C .......................................................................................................................93
14
1. INTRODUÇÃO
De acordo com cenário ambiental atual, vê-se diante de muitos impasses que têm feito
do nosso planeta um lugar cada vez mais inóspito para que seus habitantes vivam com
qualidade. Entre os temas que assolam a crise do meio ambiente na contemporaneidade, a
água tem suscitado várias questões, tanto com relação a seu mau uso – desperdício – quanto
com a sua poluição. Em ambas, preocupa-se com a sua escassez, em especial, no que diz
respeito à água indicada para consumo humano.
Tais questões, no entanto, não se restringem apenas a esses fatores. O Brasil, país que
contém ricas reservas hidrográficas, ainda convive com falhas em seu sistema de saneamento
básico e, muitas pessoas, apesar de ainda contarem com essa abundância, não consomem água
tratada dentro dos padrões específicos para o uso humano.
Em geral, as áreas mais afastadas dos centros urbanos são as que menos contam com
rede de água e esgoto, mas nada impede que poços sejam abertos aleatoriamente, em qualquer
ponto, e que essa água seja utilizada das mais diversas maneiras.
Aborda-se, neste estudo, a utilização da água por duas comunidades de Campos dos
Goytacazes, região norte do estado do Rio de Janeiro: Campo Novo e Venda Nova. Para a
análise da situação desses lugares, parte-se do contexto geral da situação mundial da água na
atualidade, passa-se pela América Latina, Brasil e, enfim, chega-se às regiões específicas.
Tomando-se por base a hipótese que as áreas estudadas têm elevado número de casos
de doenças de veiculação hídrica, assim como a não preocupação da população com relação
ao local para a abertura de poços e, baseados no fato que tais regiões não contam com
saneamento básico, esta dissertação tem, portanto, como objetivo geral, a proposição de
alternativas de tratamento de água para a população de Campo Novo e Venda Nova.
Se, em centros urbanos, existem vários agentes poluidores do solo e da água (postos
de combustíveis, cemitérios, lixão), a área rural da região de Campos dos Goytacazes conta
com outros aspectos que contribuem para a contaminação de seus mananciais superficiais e
subterrâneos (monocultura, saneamento in situ, drenagem).
Nesta dissertação, aborda-se como esses agentes poluidores (entre outros, como
acidentes que comprometeram a água do principal manancial da região – o rio Paraíba do Sul)
afetam os mananciais hídricos, prejudicando a saúde do ser humano.
Em pesquisa de campo, Campo Novo e Venda Nova tornaram-se nosso objeto de
estudo pela proximidade à Unidade de Pesquisa e Extensão Agro-Ambiental (UPEA) do
15
CEFET-Campos, além dos problemas previamente apresentados. Avalia-se, então, a real
necessidade de maior atenção para a água consumida nesses locais.
Com base nos dados reunidos durante a pesquisa, construíram-se duas estações de
tratamento de água na UPEA, uma voltada para o tratamento de água superficial e, outra para
a subterrânea.
As estações são uma sugestão para o tratamento de água para a população de Campo
Novo e Venda Nova, mas também podem ser utilizadas em outras regiões com carências
semelhantes.
No capítulo 2, Revisão Bibliográfica, um panorama geral sobre água superficial e
subterrânea – disponibilidade na natureza, seus principais usos e degradação – tornam-se
bases para a contextualização das regiões em foco. Para isso, é imprescindível uma análise
minuciosa de Campos dos Goytacazes – RJ, município do qual essas comunidades fazem
parte.
Foi necessário o levantamento dos principais agentes poluidores das águas superficial
e subterrânea, assim como os problemas gerados pela falta de saneamento básico nesta cidade
e em seu entorno. A grande ocorrência de doenças de veiculação hídrica na região é um fator
a ser considerado.
Dessas acepções, podem-se ressaltar, como objetivos desta dissertação:
Avaliar a qualidade da água subterrânea das comunidades rurais Campo Novo e
Venda Nova, de Campos dos Goytacazes – RJ, no período entre os dias 15, 16 e 17 de julho
de 2008.
Construir instalações-piloto para tratamento de água (superficial e subterrânea) na
Unidade de Pesquisa e Extensão Agro-Ambiental (UPEA) do CEFET-Campos para
possibilitar a escolha do tipo de tecnologia a ser utilizada para que os parâmetros operacionais
de projeto sejam definidos.
Apresentar soluções para o tratamento e fornecimento de água potável para estas
populações, baseando-se nos dados levantados sobre as regiões específicas.
Em Material e Métodos, discorre-se sobre a maneira com que a pesquisa foi realizada,
quer dizer, a aquisição dos dados, a análise do material, os parâmetros a serem seguidos no
produto final e o custo da instalação.
No capítulo 4, Resultados e Discussão, gráficos e tabelas apontam, de acordo com o
material recolhido, a direção que deve ser tomada para que a água receba o tratamento
adequado para se encaixar nos padrões almejados pelo Ministério da Saúde.
16
Todas as etapas realizadas nas duas estações de tratamento de água construídas estão
representadas graficamente, junto com comentários sobre cada fase.
17
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1. Água Superficial e Subterrânea
A preservação dos mananciais aqüíferos tem sido um tópico recorrente na atualidade.
O crescimento desordenado das cidades e das indústrias tem trazido graves conseqüências ao
meio ambiente. Embora o Brasil seja um país privilegiado no que diz respeito à distribuição
de mananciais de água, possuindo um quinto das reservas mundiais de água potável (DI
BERNARDI & DANTAS, 2005, p. 1), a má utilização e manutenção desses recursos podem
trazer prejuízos inestimáveis a todo o ecossistema.
Da água existente no planeta, 95% é salgada e 5% doce. Estes 5% dividem-se, de
acordo com Di Bernardi & Dantas (2005, p. 1), do seguinte modo:
• 99,7% encontram-se em geleiras
• 0,3% constituem as águas superficiais e subterrâneas
Gele iras
Águas superficiais e
subterrâneas
Figura 1- Disponibilidade de água na natureza
Segundo o Greenpeace (REDE CERRADO, 2008), em pesquisa intitulada “O mapa da
recuperação”, a América Latina é a região com mais áreas florestais intocadas no mundo,
Água salgada
Água doce
18
sendo que mais da metade (55%) é brasileira. Conforme o relatório do Banco Mundial –
BIRD – (REDE CERRADO, 2008), divulgado em 8 de abril de 2008, entre 2000 e 2005, o
Brasil foi o país que mais realizou desmatamentos em todo o mundo. De acordo com órgão,
seriam 31 mil quilômetros quadrados de floresta derrubada anualmente. Em segundo lugar,
está a Indonésia, desmatando 18,7 mil km² por ano. E, em terceiro, o Sudão, com 5,9 km².
Atrelado ao desmatamento, enormes concentrações populacionais ocorrem em 21
grandes centros urbanos, cuja população excede 1 milhão. No Brasil, as maiores
concentrações estão em duas áreas metropolitanas: São Paulo, 11 milhões, e Rio de Janeiro, 6
milhões (conforme contagem populacional de 2007, IBGE). A degradação dos recursos
naturais nas regiões urbanas diminui o potencial produtivo para as atuais e futuras gerações,
causa problemas de saúde e prejudica a fauna e a flora locais.
Embora 8% da água doce existente no mundo esteja em território brasileiro, 80% deste
percentual se encontra na Amazônia, região que contém apenas 5% da população brasileira
(DI BERNARDI & DANTAS, 2005, p. 1).
O aumento populacional e a industrialização intensificam a quantidade de substâncias
químicas e microorganismos que podem prejudicar a saúde do ser humano. Para evitar que a
água seja um vetor responsável pela propagação de doenças, é necessário o seu tratamento
para o consumo humano.
Conforme relatório da Organização Mundial de Saúde e do Fundo das Nações Unidas
para a Infância, agências da Organização das Nações Unidas, mais de 2,6 bilhões de pessoas –
cerca de 40% da população mundial – não têm acesso a saneamento básico e mais de 1 bilhão
ainda bebem água não-tratada (AMBIENTE BRASIL, [entre 2000 e 2007]).
Apesar de muitas pessoas usarem água de poço para suprirem suas necessidades
devido à falta de confiança no tratamento das águas fluviais ou pela carência de distribuição,
algumas regiões mais populosas que tratam águas superficiais contam com poços para
complementar a demanda. Com 100 m de profundidade em média, eles suportam
praticamente todas as exigências domésticas e de pequenas indústrias. São Paulo possui, pelo
menos, 5000 poços, a maioria com 150 mm de diâmetro e 100 m de profundidade, para esse
fim (REBOUÇAS, 1999).
Infelizmente, embora os mananciais subterrâneos sejam imprescindíveis para a saúde e
economia da América do Sul, pouca atenção é dada a esse recurso tão valioso. A poluição
desses aqüíferos pode ocorrer de variadas formas e a prevenção deveria ser amplamente
trabalhada, visto que o custo para o tratamento da água contaminada é relativamente alto.
19
Não são apenas as grandes metrópoles que fazem uso constante dessa fonte de água.
As cidades que crescem sem planejamento e com precária distribuição de água fazem com
que os habitantes busquem alternativas ao abastecimento. Isso aumenta a perfuração de poços
freáticos que acabam sendo feitos em regiões cuja água pode não estar em condições para o
consumo humano, como se pode ver no município de Campos dos Goytacazes – RJ..
Debates sobre as melhores maneiras de gerenciamento da água têm sido constantes em
vários países, e recorrer à iniciativa privada é a tendência mundial quando se trata desse
recurso cada vez mais escasso. Se, em 1980, 12 milhões de domicílios eram atendidos por
concessionárias privadas no mundo, hoje, são 600 milhões. A Inglaterra, a França e o Chile
foram os primeiros a contarem com a privatização. Os que defendem este sistema acreditam
que esta é a única forma de gerar recursos para a exploração e gestão da água (LEAL &
VICÁRIA, 2007, p. 110).
De acordo com a Revista Época (2007), em matéria sobre a ilusão brasileira de
abundância de água, 10,7% dos domicílios do Brasil não têm água encanada e 23,3% não
contam com rede de esgotos. Ainda segundo a revista, estes números acabam por evidenciar a
viabilidade da privatização no Brasil, pois o Ministério das Cidades estima que seriam
necessários R$ 178 bilhões em investimentos para que os brasileiros tenham água e esgoto até
2020.
Embora estudos da Frente Nacional pelo Saneamento Ambiental (LEAL & VICÁRIA,
2007, p. 110) revelem que a privatização dos serviços acarreta preços mais altos ao
consumidor, estima-se que cerca de trinta municípios brasileiros já contem com eles. No
entanto, muito há que se fazer para que o serviço de abastecimento se aproxime do ideal. O
governo do Amazonas licenciou para a Suez
1
o abastecimento de Manaus, porém 15% da
população não recebe água em casa e 230 mil pessoas recebem água menos de 12 horas por
dia. Mais de 90% da população não tem tratamento de esgoto e a tarifa é considerada elevada.
A água é definida como direito humano fundamental, conforme proposição da
Plataforma Global de Água, documento elaborado por uma articulação de movimentos sociais
do mundo inteiro (FÓRUM SOCIAL MUNDIAL, 2005), visando reagir à privatização dos
serviços públicos. Outro ponto estabelecido pela plataforma é que abastecimento e
saneamento devem ser serviços públicos prestados pelo Estado.
1
Os serviços públicos de saneamento básico no mundo inteiro têm sido substituídos por quatro grandes
multinacionais - com o respaldo das agências multilaterais de financiamento. São elas: Ondeo, uma filial da
Suez-Lionnaise, com 125 milhões de clientes; Veolia (ex-Vivendi), com 110 milhões de clientes; Saur, com 29
milhões de clientes. A estas três companhias francesas se soma a RWE alemã e sua filial inglesa, a Thames
Water.
20
Existem, também, no país, algumas iniciativas que cuidam da gestão da água, como o
Comitê de Bacias do Rio Paraíba do Sul. Para incentivar a criação de uma cultura de
diminuição do consumo de água, assim como da sua reutilização, empresas instaladas numa
região entre o Rio de Janeiro e São Paulo pagam para retirar água do rio e devolvê-la à rede
de esgoto. Quanto mais poluída estiver a água, maior o preço (LEAL & VICÁRIA, 2007).
Com toda a riqueza hidrográfica do Brasil e, apesar do levantamento de questões em
âmbito internacional sobre uma possível crise hídrica – tanto com relação à poluição dos
mananciais quanto ao aquecimento global –, um significativo número de pessoas vive, em
nosso país, sem acesso a água tratada e/ou mínimas condições de saneamento básico.
Em Campos dos Goytacazes, RJ, os aspectos hidrográficos são condicionados,
principalmente, pelo relevo e pelo clima. As tramas das redes hidrográficas, assim como o
regime dos rios com suas variações periódicas de nível, dependem do modelado local e da
distribuição anual de pluviosidade (PERFIL 2005).
As Unidades Hidrográficas que caracterizam o município são (PERFIL 2005),
conforme Figura 2:
• Bacia do Rio Itabapoana – ocupa uma pequena faixa drenando a porção norte de
Campos. O contribuinte mais importante do Itabapoana é o Córrego Santo Eduardo;
• Bacias contribuintes à Lagoa Feia – Abrange os corpos d’água compreendidos entre a
desembocadura do Paraíba do Sul (margem direita) e o divisor de águas onde nascem
os afluentes do rio Macaé (margem esquerda);
• Bacia do Paraíba do Sul – compreende o trecho percorrido pelo Paraíba na baixada
dos Goytacazes, indo desembocar no oceano após formar um amplo delta.
21
Figura 2- Hidrografia de Campos dos Goytacazes
Fonte: Campos dos Goytacazes – Perfil 2005
Observa-se que o município apresenta rica hidrografia tanto com relação aos recursos
superficiais quanto aos subterrâneos, no entanto, mesmo com toda abundância hídrica em seu
subsolo, assim como na maioria dos municípios brasileiros, a água potável não é distribuída a
toda a sua população.
2.2. Campos dos Goytacazes – Estado do Rio de Janeiro
O município de Campos dos Goytacazes está localizado na região norte do estado do
Rio de Janeiro (Figura 3), a aproximadamente 279 km da capital estadual, Rio de Janeiro. É a
maior cidade do estado com uma área de 4032 km
2
, possuindo uma população de 426.154
habitantes (IBGE, 2007). Nessa região há um elevado índice de uso de poços freáticos devido
à má distribuição de água pelos órgãos públicos, apesar de ser cortada pelo rio Paraíba do Sul.
22
Figura 3 – Localização de Campos dos Goytacazes - RJ
Fonte: CORIDOLA et al.
O crescimento desordenado do município, especialmente nas áreas mais afastadas do
centro urbano, locais que não contam com rede de abastecimento, juntamente com alguns
acidentes que fizeram com que a água do rio Paraíba do Sul ficasse comprometida por alguns
períodos, são as causas da abertura de tantos poços na região. A falta de informação da
população menos favorecida que prefere utilizar a água de poço à distribuída em prol de uma
pequena economia no orçamento também é um dado que merece atenção. A rede de esgoto é
igualmente precária e a utilização de fossas sanitárias é fator predominante no território
(PERFIL 2005).
A região Norte Fluminense está situada no delta do Rio Paraíba do Sul e se caracteriza
pela grande disponibilidade de recursos hídricos superficiais (SILVA, 1987). Abrangendo
uma área de 57.000 km² (ARAÚJO, [entre 2000 e 2006]) divididos entre os estados de São
Paulo, Minas Gerais e Rio de Janeiro, a bacia do Paraíba do Sul é o principal manancial de
águas do estado do Rio de Janeiro, fornecendo cerca de 80% do suprimento de água da região
metropolitana do Grande Rio e respondendo por cerca de 20% da produção de energia
elétrica.
Ao longo de seu leito, alterações significativas podem ser notadas devido a sua má
utilização em prol da agropecuária, o que tem causado erosão do solo e assoreamento do rio.
O esgoto de cidades de médio e grande porte, acrescido ao alto índice de efluentes industriais,
principalmente na região do parque industrial de Volta Redonda, tem trazido relevantes
prejuízos à fauna e à flora originais (ARAÚJO, [entre 2000 e 2006]).
Sendo o rio mais industrializado do país, uma alta carga de poluição por metais
pesados se faz presente. Esse processo de desenvolvimento econômico, por meio da pecuária
e da industrialização, vem comprometendo a qualidade ambiental do Paraíba do Sul, como
23
pode ser comprovado pela queda no nível de oxigênio em vários trechos – o normal é de 5
mg/litro, já esteve a 2 mg/litro e hoje é de 1 mg/litro (COSTA & PEDLOWSKI, [entre 2000 e
2007]).
Não obstante a essa degradação, acidentes industriais têm comprometido não só a
qualidade da água, mas tudo o que emana dela, assim como os que dependem do seu uso. No
acidente no município de Cataguazes (MG), em 27 de março de 2003, cerca de 1,4 milhões de
metros cúbicos de dejetos químicos foram despejados no rio Pomba devido à ruptura de um
reservatório. Por ser um dos maiores afluentes do rio Paraíba do Sul, essa mancha tóxica
atingiu oito municípios fluminenses, com uma população estimada em 600.000 habitantes
(COSTA & PEDLOWSKI, [entre 2000 e 2007]).
Três anos depois, o rio Paraíba do Sul recebe 400 mil metros cúbicos de lama
provenientes de um novo rompimento de barragem (RODRIGUES, 2006). Essa lama, oriunda
do tratamento da bauxita, provocou a suspensão de abastecimento e captação de água do rio
Muriaé, atingindo Laje do Muriaé, Lages, Itaperuna, Italva, Cardoso Moreira e Campos.
Mesmo com laudos que comprovavam a ineficiência de suas barreiras, a mineradora
Rio Pomba Cataguazes continuava suas atividades. Com as intensas chuvas do início de 2007,
mais um rompimento ocorreu. O vazamento de lama de bauxita em rios da região de Miraí, na
Zona da Mata mineira, e do noroeste fluminense, foi classificado como um “perigo
anunciado” pelo coordenador de Recursos Hídricos do Departamento de Engenharia da
Universidade Federal do Rio de Janeiro, Paulo Canedo (MAZENOTTI, 2007). Segundo o
professor:
É um descaso das pessoas que ali estão porque uma barragem que vai enchendo
pela chuva, claro que não enche de uma hora para outra. Se tiver o mínimo de
responsabilidade, você contorna o problema, vê que vai enchendo. O perigo é
anunciado, os alarmes são tocados. Só se deixa ocorrer o acidente porque há uma
completa falta de cuidado (MAZENOTTI, 2007).
Por essa falta de zelo, mais uma vez o abastecimento de água em Campos dos
Goytacazes foi comprometido, prejudicando um grande número de pessoas, pois as empresas
de captação de água fecham a captação durante a passagem da lama pelo rio, prejudicando o
abastecimento na região Norte Fluminense por uns dois dias.
24
2.2.1. Água Subterrânea em Campos dos Goytacazes
No Norte Fluminense há grandes reservas de água subterrânea: são os aqüíferos
Barreiras, Quaternário Deltáico e Emborê (CAETANO, 2000). No entanto, vários são os
aspectos que contribuem para a grande sensibilidade à contaminação dessas águas. A seguir
estão as principais cargas potenciais de poluição (BARBIERI, 2004):
• Monocultura: O plantio de cana-de-açúcar ocorre em praticamente toda a região. A
adubação química do solo para o plantio e a aplicação de herbicidas em grande
quantidade, juntamente com a produção de vinhaça – líquido composto basicamente
por potássio, nitrogênio e fósforo que é devolvido à plantação por meio do processo de
fertirrigação – assim como o alto índice de nitrato, composto decorrente da poluição
industrial, são altamente prejudiciais ao meio ambiente.;
• Lixão: Próximo ao rio Paraíba do Sul (Codin, em Guarús) há uma área industrial que
abriga um lixão a céu aberto, cuja vida útil está chegando ao fim. A decomposição
desse lixo é bastante tóxica e atinge a água. Este aterro controlado pela empresa
Queiroz Galvão não possui licença ambiental de operação emitida pela Feema
(MORAES, 2007);
• Saneamento in situ: A utilização de fossas sépticas e poços é muito comum,
especialmente na grande área rural existente no município. A elevação do lençol
freático atinge essas fossas, mantendo contato direto com essa fonte poluidora;
• Drenagem: 1500 km de canais de drenagem foram construídos, na baixada campista,
desde os anos 40 para solucionar as enchentes provocadas pelo rio Paraíba do Sul. No
entanto, eles estão completamente abandonados e se tornaram depósitos de resíduos
que, em contato com a água, acabam por poluir o meio ambiente;
• Postos de combustíveis: Possíveis vazamentos de poços de combustíveis de tanques
subterrâneos, em decorrência do enferrujamento do reservatório em contato com a
água do solo, tornam-se fontes altamente poluidoras;
• Cemitérios: A região de campos possui 22 cemitérios, alguns dos quais são
centenários. Os cemitérios do Caju e Campo da Paz são de grande porte. É muito
comum o lençol freático subir e ter contato com o cadáver em decomposição. Um
25
cadáver que pesa aproximadamente 70 kg produz cerca de 30 kg de necrochorume.
Além disso, esse mesmo cadáver produz aproximadamente 2 kg de nitrogênio, que se
transforma em nitrato em contato com as substâncias do solo.
Apesar da riqueza hídrica na região de Campos dos Goytacazes, Caetano (2000), em
pesquisa de dissertação de mestrado em geociências, afirma que muitas áreas não recebem
água tratada encanada por falta de recursos financeiros suficientes que permitam à
administração local manter um complexo de captação, tratamento e distribuição de água
potável. Para o pesquisador, essa dificuldade está muito mais atrelada à cultura brasileira de
captação de água superficial do que, verdadeiramente, à falta de recursos. Esse complexo –
captação, tratamento e distribuição – de água proveniente de rio, por exemplo, pode custar até
sete vezes mais do que o mesmo complexo se utilizada água de origem subterrânea.
Muitas cidades brasileiras utilizam água subterrânea para suprir parcial ou totalmente
as suas necessidades. Campos tem um potencial bastante relevante dessas águas, no entanto, a
maior parte da água doce distribuída na cidade é captada do rio Paraíba do Sul. Segundo
engarrafadores e distribuidores de água mineral do Norte Fluminense (conforme pesquisa de
Caetano, 2000), a desconfiança em relação à qualidade de água distribuída pela Companhia de
Abastecimento local, bem como a falta de água encanada em algumas regiões e bairros, tem
elevado o consumo de água mineral desse município, inclusive entre a parcela mais carente da
população.
Como resultado de sua dissertação, Caetano (2000) propõe fontes alternativas seguras
para o abastecimento de água potável para o município de Campos dos Goytacazes com base
na quantificação do reservatório e avaliação da potencialidade de explotação dos aqüíferos
locais e análise de custo entre o abastecimento por meio de água superficial e de água
subterrânea. Sua pesquisa também aponta a compilação de dados geológicos, hidrogeológicos,
de demanda e potencialidade dos recursos hídricos do município, o que seria importante para
o fornecimento de dados básicos para subsidiar a elaboração de diretrizes para a
implementação de gestão de recursos hídricos dessa região.
O conhecimento de fontes alternativas para o abastecimento é imprescindível para que
atitudes sejam tomadas e para que todos tenham água de qualidade a baixo custo. Todavia, em
busca de soluções, poços continuam sendo perfurados aleatoriamente pela população. Essa
prática comum na periferia tomou o centro da cidade, principalmente nos momentos de
interrupção de distribuição pela Companhia de Abastecimento local, porém não há garantias
de que todos fizeram análise da qualidade da água extraída desses poços.
26
Conforme os estudos de Almeida (2006), os atendimentos hospitalares em Campos
poderiam ser diminuídos entre 60% e 80% se as pessoas tivessem acesso à informação de
qualidade. A desconstrução de conceitos arraigados na população, como sobre o modo que a
água deve ser filtrada ou fervida, seria essencial, pois esses processos resolvem parte do
problema.
Santos (2004), em preocupação com a contaminação da água subterrânea nos
aqüíferos sedimentares Barreiras, Deltáico e Emborê, na região norte fluminense, cadastrou e
mapeou as principais fontes potenciais de poluição na região. Embora o presente estudo não
seja dirigido a esses aqüíferos, acredita-se que os lençóis mais superficiais – os que
geralmente são atingidos pela perfuração de poços freáticos – tenham algum tipo de
contaminação. Santos (2004) descreve detalhadamente como tais fontes (postos de
combustíveis, saneamento in situ, fertirrigação, adubação química, agrotóxicos, drenagem e
cemitérios) contribuem para a poluição dos mananciais subterrâneos, podendo atingir os
aqüíferos sedimentares.
A abundância de água não é certeza de que ela não será escassa. Shubo (2004) acredita
que o setor de saneamento tem a função de promover a melhoria da qualidade de vida da
população utilizando os recursos naturais de maneira ambientalmente sustentável e
economicamente eficiente. Em sua pesquisa, o autor demonstra a viabilidade da aplicação de
tecnologias que visem utilizar menos água para conseguir ótimos resultados sem desperdícios.
A conseqüência seria a redução dos meios hídricos e do consumo de energia, como forma de
garantir a sustentabilidade do abastecimento da água potável humana.
A Portaria do Ministério da Saúde nº 518, de 25 de março de 2004 (BRASIL b, 2004)
estabelece os procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilância da
qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. Considerando que
toda a água destinada a esse fim deve obedecer a tal padrão, afirma-se que ela está sujeita à
vigilância de sua qualidade.
Essa Portaria define, como solução alternativa de abastecimento de água para
consumo humano, toda modalidade de abastecimento coletivo de água, incluindo fonte, poço
comunitário, distribuição por veículo transportador, instalações condominiais horizontal e
vertical distinta do abastecimento público. Já o Decreto Estadual nº 40156, de 17 de outubro
de 2006 (BRASIL a), considera, como solução alternativa de abastecimento de água, não só
modalidades de abastecimento coletivo, mas também as que não sejam comunitárias.
27
Esse Decreto complementa a Portaria nº 518 (BRASIL b, 2004) e demonstra maior
preocupação com relação ao controle da qualidade da água que é consumida. Como
especificado no Art. 1º:
Ficam estabelecidos os procedimentos a serem observados para a regularização
do uso de água subterrânea e de água superficial nas áreas dotadas de serviços de
abastecimento público, bem como, as condições para cooperação mútua entre a
Fundação Superintendência Estadual de Rios e Lagoas - SERLA e os prestadores
de serviço de abastecimento público.
Com isso, todos os usuários de água subterrânea de domínio estadual terão que fazer um
cadastro para que tenham o direito de utilizar esse manancial.
A proibição de lançamento de poluentes (em níveis nocivos ou perigosos para os seres
humanos e outras formas de vida) no meio ambiente está descrita na Resolução CONAMA
357 (BRASIL d, 2005) por considerar que “a água integra as preocupações do
desenvolvimento sustentável, baseado nos princípios da função ecológica da propriedade, da
prevenção, da precaução, do poluidor-pagador, do usuário pagador e da integração, bem como
no reconhecimento de valor intrínseco à natureza”.
Essa Resolução considera a necessidade de se criar um instrumento para avaliar a
evolução da qualidade das águas, assim como a necessidade de se reformular a classificação
existente, para melhor distribuir os usos das águas, melhor especificar as condições e padrões
de qualidade requeridos, sem prejuízo de posterior aperfeiçoamento. Resolve, portanto,
estabelecer as condições e padrões de lançamentos de efluentes e, para isso, dispõe sobre a
classificação e diretrizes ambientais para o enquadramento dos corpos de água superficiais.
O saneamento básico torna-se fundamental para a preservação dos mananciais
subterrâneos, do mesmo modo que medidas relacionadas às outras cargas potenciais de
poluição devem ser tomadas.
Com extensão em torno de 800 km, a rede de abastecimento de água de Campos dos
Goytacazes atende 66,2% da área urbana e 1,5% da área rural. Apenas 68% dos domicílios
deste município são ligados à rede de abastecimento de água, de acordo com o Censo
Demográfico 2000 do IBGE (PERFIL 2005, p. 91). Segundo o Perfil 2005 (p. 91), uma das
explicações possíveis para que muitos domicílios não sejam ligados a tal rede seria a grande
extensão territorial do município, visto que para o atendimento dos distritos mais afastados da
sua Sede seria necessário um alto investimento. Com isso, ainda é relevante o número de
domicílios que não utilizam água da rede geral de abastecimento.
A maior parte da água tratada e distribuída de Campos dos Goytacazes é proveniente
do rio Paraíba do Sul. Este manancial, porém, também recebe o esgotamento sanitário de uma
28
rede de 190 km de extensão (PERFIL 2005, p. 93). Até 2003, 100% desse material não
recebia nenhum tipo de tratamento e era diretamente escoado no rio, em canais e lagoas do
município. A partir de agosto de 2004, a primeira estação de tratamento de efluentes (ETE) de
Campos, localizada no condomínio Oswaldo Gregório – antiga comunidade da Chatuba –
entrou em operação. Esta unidade faz a coleta de esgoto de parte da margem direita do rio
Paraíba do Sul no setor Sul da cidade.
Em setembro de 2007, foi inaugurada a ETE de Guarús, com capacidade de tratar 40
litros, por segundo, totalizando 1,2 milhão de litros. Esta estação pode ser ampliada de acordo
com a necessidade e, por enquanto, trata os esgotos de 50% da população do Parque Vicente
Dias, Jardim Carioca e adjacências, com níveis de eficiência de remoção de cargas poluentes
em torno de 50%. A terceira ETE do município, a do Distrito Industrial de Guarus (Codin),
beneficia indústrias e cerca de 20 mil moradores dos bairros no entorno. Iniciou suas
atividades em junho de 2008 (PREFEITURA MUNICIPAL DE CAMPOS DOS
GOYTACAZES, 2008).
Contudo, apesar dos planos para o futuro – como a implantação de outras ETEs – as
localidades mais afastadas continuam desligadas da rede de distribuição de água tratada e
esgoto (PREFEITURA MUNICIPAL DE CAMPOS DOS GOYTACAZES, 2008).
O número dos domicílios em Campos dos Goytacazes ligados à rede geral de
escoamento sanitário ainda está longe do ideal. Pelos dados de 2000 (PERFIL 2005, p. 94),
dos 112.037 domicílios campistas, apenas 38.812 contam com este serviço. Isso corresponde
a apenas 35% dos domicílios, enquanto 57% utilizam fossas, segundo a Figura 4.
29
Figura 4 – Domicílios segundo o tipo de instalação sanitária
Município de Campos dos Goytacazes - 2000
Fonte: Perfil 2005
2.3. Doenças de Veiculação Hídrica
Os registros sobre a necessidade da implantação de medidas que objetivavam a
melhoria da qualidade da água remontam a 2000 a.C, quando, na antiga Grécia, Hipócrates –
considerado o pai da medicina – já se preocupava com a saúde da população ressaltando a
importância da definição correta dos mananciais de abastecimento, entre os séculos III e IV
a.C. (DANIEL, 2001).
No final do século 19 e início do século 20, a qualidade da água passou a ser uma
questão de interesse para a saúde pública. Antes, eram a aspectos estéticos e sensoriais como
cor, gosto e odor que a qualidade se associava. Na Grécia antiga, técnicas como filtração,
exposição ao sol e fervura eram utilizadas para melhorar a qualidade da água e, pela aparência
turva que a água podia apresentar, os gregos acreditavam na existência de relações causais
entre água e enfermidades (FREITAS & FREITAS, 2005).
Foi, no entanto, em meados do século 19 que os estudos da relação entre água
contaminada e doenças tiveram avanço significativo. Em 1855, o epidemiologista John Snow
provou que um surto de cólera em Londres estava associado a poços de abastecimento público
contaminados por esgoto e, em 1880, Louis Paster demonstrou como organismos
30
microscópicos poderiam transmitir doenças por meio da água. Neste mesmo período ainda foi
descoberto que a turbidez da água não estava somente relacionada a aspectos estéticos, mas
que poderia conter organismos patogênicos e material fecal (FREITAS & FREITAS, 2005).
Atualmente, uma das maiores causas de poluição de mananciais em bacias
hidrográficas brasileiras é o esgoto sanitário (IBGE, 2000). Segundo as estimativas da
produção média de esgoto por habitante, da Pesquisa Nacional de Saneamento Básico
(PNSB), o volume de esgoto tratado é muito baixo em relação ao produzido pelos municípios
situados na grande maioria dessas bacias. A pesquisa mostra que menos de 50% do esgoto
coletado recebe tratamento.
A mineração, os resíduos agrotóxicos e os despejos industriais também são agentes
poluidores que se destacam na bacia amazônica, nas sub-bacias dos rios Tocantins e Araguaia
(assim como em parte das bacias costeiras do Nordeste oriental) e nas bacias costeiras do Sul
e sudeste, respectivamente. Entretanto, nas bacias do Sudeste, o esgoto sanitário continua
sendo a principal fonte poluidora (IBGE, 200).
As doenças de veiculação hídrica, que respondem pelo maior número de internações
do Sistema Único de Saúde (TRIGUEIRO, 2003), estão intrinsecamente ligadas à falta de
saneamento e ao precário tratamento da água para o consumo humano. A hepatite A, a febre
tifóide e a maioria das diarréias são enfermidades conseqüentes do consumo de água
contaminada. As enchentes e o sistema de coleta e destino do lixo também são responsáveis
pela transmissão de doenças – o mau armazenamento do lixo propicia a proliferação de ratos
e, com as enchentes e o contato do homem com águas contaminadas pela urina do roedor, a
leptospirose é facilmente propagada.
Os coliformes, bactérias que são eliminadas nas fezes (presentes no intestino humano
e de animais de sangue quente), presentes nas águas dos rios comprovam a existência de
matérias fecais ou esgoto. Águas ricas em matéria orgânica e efluentes industriais são
ambientes propícios à multiplicação desses seres, que se reproduzem facilmente em climas
tropicais. Sua presença na água tratada também pode indicar falhas no tratamento, uma
possível contaminação após o tratamento ou ainda a presença de nutrientes em excesso nos
reservatórios ou nas redes de distribuição, por exemplo.
Micróbios causadores de doenças são carregados por fezes de pessoas doentes. Desse
modo, se a água recebe essas fezes, provavelmente será contaminada, podendo transmitir
micróbios patogênicos a quem entrar em contato com ela.
Conforme relatório da Organização Mundial de Saúde e do Fundo das Nações Unidas
para a Infância, agências da Organização das Nações Unidas, mais de 2,6 bilhões de pessoas –
31
cerca de 40% da população mundial – não têm acesso a saneamento básico e mais de 1 bilhão
ainda bebem água não tratada (AMBIENTE BRASIL, [entre 2000 e 2007]).
As doenças relacionadas à água são divididas em quatro grupos, de acordo com o seu
modo de transmissão: 1- o agente patogênico é ingerido junto com a água; 2- a transmissão
ocorre durante as atividades de higiene pessoal; 3- pelo contato com a água contaminada; 4-
algumas doenças têm parte do seu ciclo de desenvolvimento em meio aquático
(CAIRNCROSS & FEACHEM, 1990).
Várias são as doenças relacionadas à água. Entre as principais, de acordo com a revista
Ambiente Brasil [entre 2000 e 2007], estão:
Por ingestão de água contaminada:
• Cólera;
• Disenteria amebiana;
• Disenteria bacilar;
• Febre tifóide e paratifóide;
• Gastroenterite;
• Giardíase;
• Hepatite infecciosa;
• Leptospirose;
• Paralisia infantil;
• Salmonelose.
Por contato com água contaminada:
• Escabiose (doença parasitária cutânea conhecida como Sarna);
• Tracoma (mais freqüente nas zonas rurais);
• Verminoses, tendo a água como um estágio do ciclo;
• Esquistossomose.
Por meio de insetos que se desenvolvem na água:
• Dengue;
• Febre Amarela;
• Filariose;
• Malária;
Cólera, febre tifóide e paratifóide são as doenças mais freqüentemente ocasionadas
por águas contaminadas e contaminam o organismo via cutâneo–mucosa como é o caso de via
oral.
Fonte: Ambiente Brasil
Devem-se considerar, sobre a infecção de uma doença de veiculação hídrica, as
diversas características apresentadas “quando cotejada à contaminação por agentes químicos,
dificultando o estabelecimento de concentrações mínimas de patogênicos” (DANIEL, 2001).
32
Fatores como a virulência do patogênico, a dose infectante e a resistência imunológica do
indivíduo são responsáveis por variações entre as infecções.
Os riscos de infecções podem ser agravados quando os agentes patogênicos têm a
capacidade de se reproduzirem em alimentos e bebidas. Daniel (2001) salienta a dificuldade
de se determinar o número de microorganismos viáveis capazes de produzir algum tipo de
infecção em contextos como esses. Contudo, para que as doenças de veiculação hídrica
prevaleçam, são significativos para a sobrevivência dos microorganismos no ambiente: a
temperatura da água e a presença de partículas suspensas e coloidais. Na Figura 5, estão as
principais doenças de veiculação hídrica e os respectivos agentes etiológicos, sintomas usuais
e fontes de contaminação:
33
Doença Agente etiológico Sintomas Fontes de
contaminação
Febres tifóide e
paratifóide
Salmonella typhi
Salmonella paratyphi A e B
Febre elevada,
diarréia
Fezes humanas
Disenteria bacilar Shigella dysenteriae Diarréia Fezes humanas
Disenteria
amebiana
Entamoeba histolytica Diarréia, abscessos
no fígado e
intestino delgado
Fezes humanas
Cólera Vibrio cholerae Diarréia e
desidratação
Fezes humanas
e águas
costeiras
Giardíase Giardia lamblia Diarréia, náusea,
indigestão,
flatulência
Fezes humanas
e de animais
Hepatite A e B Vírus da hepatite A e B Febre, icterícia Fezes humanas
Poliomielite* Vírus da poliomielite Paralisia Fezes humanas
Criptosporidiose Cryptosporidium parvum,
Cryptosporidium muris
Diarréia, anorexia,
dor intestinal,
náusea, indigestão,
flatulência
Fezes humanas
e de animais
Gastroenterite Escherichia coli,
Campylobacter jejuni, Yersinia
enterocolitica, Aeromonas
Hydrophila, Rotavírus e outros
vírus entéricos
Diarréia Fezes humanas
* Enfermidade erradicada no Brasil.
Figura 5 – Características das principais doenças de veiculação hídrica
Fonte: Neves (1988), Von Sperling (1995), Cohn et al. (1999), apud Daniel (2001).
De acordo com a Figura 5, a diarréia é um sintoma predominante entre essas doenças,
o que nos permite inferir que problemas de infra-estrutura sanitária nas comunidades em que
tais casos são preponderantes são o motivo principal dessas disseminações. Por esse fato,
34
constatou-se que, em países em desenvolvimento, essas moléstias foram as maiores causas de
morbidade entre as décadas de 80 e 90 (DANIEL, 2001).
A fragilidade dos sistemas públicos de saneamento é refletida na carência da rede
coletora de esgotos, assim como na qualidade da água distribuída à população que conta com
esses serviços. A conseqüência dessas falhas é a manutenção do índice de mortalidade infantil
do Brasil entre os mais elevados do continente, conforme a Figura 6, elaborada com base nos
dados de Daniel (2001).
0
20
40
60
80
100
Brasil Chile México Canadá Eua Argentina Uruguai Cuba
Pop. com rede (%) Pop. com fácil acesso à água (%)
Mortalidade infantil (por mil nascidos)
Figura 6 - Relação entre a cobertura por redes de distribuição de água e a mortalidade
infantil em alguns países da América
Além da mortalidade infantil ocasionada pela falta de saneamento básico e
distribuição de água potável à população, nas regiões mais carentes do Brasil ainda ocorrem
nascimentos e mortes sem que registros sejam feitos. Campanhas de vacinação, de incentivo
ao aleitamento materno e à produção de soro caseiro – cuja eficiência está vinculada à
qualidade de água de consumo – e programas de educação sanitária têm contribuído
significativamente para a redução dos índices de mortalidade infantil no País desde a década
de 80 (DANIEL, 2001).
A contaminação das águas pode ocorrer por várias vertentes. Uma delas, relacionada à
agricultura nas diversas regiões do país, é a poluição difusa, cujo controle é mais difícil. A
poluição pontual se origina de resíduos sólidos e do lançamento de despejos industriais e
35
urbanos; enquanto a poluição linear ocorre ao longo de estradas e vias férreas (DANIEL,
2001).
Dessas acepções, ressalta-se que pela proteção dos mananciais, assim como pela
eficiência das unidades de tratamento de água, a disseminação das doenças de veiculação
hídrica pode ser controlada. A proteção dos mananciais superficiais tem início na
identificação dos limites territoriais das bacias hidrográficas das quais eles fazem parte, sendo
também imprescindível o controle das atividades antrópicas que, porventura, podem causar
algum dano às águas naturais. Um dos problemas mais freqüentes, quanto à delimitação da
área de proteção do manancial, são os excedentes da bacia hidrográfica para outros
municípios, às vezes, até para outros estados (DANIEL, 2001).
O lançamento de esgoto sanitário em lagos, reservatórios ou cursos de água,
especialmente se próximo às áreas de captação para o tratamento, constitui um grande
agravante para a proliferação das doenças de veiculação hídrica. Mesmo se tratado, esse
material pode acarretar problemas, pois as tecnologias de tratamento de esgoto em nível
secundário não são eficientes o bastante para que os coliformes sejam inativados (DANIEL,
2001).
Se, em contato com a água, a concentração de microorganismos tende a se elevar, a
Resolução Conama 357/2005 é voltada para a concentração máxima de coliformes fecais em
águas de classes 2 e 3 destinadas ao abastecimento da população depois de serem tratadas
convencionalmente. O limite da concentração desses microorganismos é de 1.000 e 4.000 org/
100 ml, respectivamente (DANIEL, 2001).
Apesar de existirem limites para o lançamento de esgoto em cursos d’água, as estações
de tratamento brasileiras afluem com águas naturais com concentrações de coliformes
superiores às recomendadas pela Portaria do Ministério da Saúde nº 1469/2000 (BRASIL c,
2000). Pelo constante monitoramento das características das águas naturais, há maior
possibilidade de controle da poluição dos mananciais, principalmente em países em
desenvolvimento, além da implementação de padrões de potabilidade de água para consumo
humano com maior eficiência.
Os mananciais subterrâneos, por suas diferentes características quando comparados
aos superficiais, precisam de distintos cuidados na captação de suas águas. Estas estão mais
propensas à contaminação pela grande possibilidade de migração de poluentes químicos
derivados da agricultura, dos aterros sanitários e do lançamento de águas residuárias
(DANIEL, 2001).
36
Os cuidados com a captação se iniciam na proteção da borda do poço por meio do
revestimento das paredes de alvenaria ou concreto, a fim de bloquearem a passagem das águas
pluviais para o seu interior e evitarem o desmoronamento das paredes. O uso de uma tampa de
concreto e bombas manuais ou elétricas é necessário para que a qualidade da água seja
assegurada. Junto com as precauções relativas à borda do poço, deve-se restringir a área que o
circunda de algumas atividades antrópicas que podem ocasionar a contaminação
microbiológica dessas águas (DANIEL, 2001).
2.4. Características da Água
A água apresenta diferentes características físicas, químicas e biológicas, devido às
diversas formas de contaminações a que a mesma está exposta, sejam naturais ou antrópicas.
De modo geral, praticamente não existe água pura na natureza. As substâncias que se
apresentam podem estar em maior ou menor quantidade, dependendo da sua procedência e
dos usos a que se destina. Alguns compostos químicos são, inclusive, indispensáveis à água
ideal ao consumo humano pela grande importância fisiológica. Por outro lado, para sua
utilização em atividades como a irrigação, a preservação da fauna e da flora – entre muitas
outras – é imprescindível que a determinados constituintes estejam presentes na água. No
entanto, quando as impurezas presentes na água alcançam valores elevados, podem ser
prejudiciais ao homem e ao meio ambiente (DI BERNARDO & DANTAS, 2005).
As características da água podem ser agrupadas em três categorias: físicas, químicas e
biológicas
2.4.1. Características Biológicas
As características biológicas das águas são determinadas por meio de exames
bacteriológicos e hidrobiológicos. O hidrobiológico visa identificar e quantificar as espécies
de microorganismos presente na água (plânctons). Em destaque, temos algas, protozoários,
rotíferos, crustáceos, vermes e larvas de insetos (DI BERNARDO & DANTAS, 2005).
37
Normalmente, utilizamos os coliformes como indicadores de poluição recente de fezes
e, eventualmente, de contaminação. Mas, a relação entre coliforme e organismos patogênicos
pode não existir. Na verdade, quanto maior a quantidade de coliformes encontrada na água,
maior a probabilidade da existência de organismos patogênicos (DI BERNARDO &
DANTAS, 2005).
Algumas algas podem causar problemas operacionais nas estações de tratamento de
água. Quando em excesso, podem passar pelo filtro causando odor na água tratada, além de
possibilitar a formação de organoclorados (DI BERNARDO & DANTAS, 2005). Pela
possibilidade de liberar toxinas na água, extremamente perigosas ao ser humano, alguns
gêneros das cianofíceas podem causar sério perigo aos sistemas de abastecimento de água se
as estações não estiverem preparadas para inativá-las e/ou removê-las.
2.4.2. Características Físicas e Organolépticas
Estas características não são muito relevantes do ponto de vista sanitário, mas podem
ser determinantes na escolha do tipo de tratamento e na operação da estação. As principais
são: cor, turbidez, sabor e odor, temperatura e condutividade elétrica (DI BERNARDO &
DANTAS, 2005).
Turbidez – Condição física evidenciada pela presença de partículas em suspensão e
em estado coloidal, que podem apresentar ampla faixa de tamanhos. A turbidez pode ser
causada principalmente por areia, argila e microorganismos em geral. Logo, podemos
observar que este aspecto tem forte relação com a contaminação biológica da água, ou seja,
quanto maior a turbidez, maior a probabilidade de encontrarmos microorganismos na água.
Cor Verdadeira e Cor Aparente – Em águas naturais, a cor é proveniente da
decomposição da matéria orgânica originada de plantas e animais (substâncias húmicas).
Estas substâncias podem formar os trihalometanos (THM) quando a desinfecção é feita por
cloro livre. A cor verdadeira é a que sofre interferência de partículas suspensas na água,
enquanto a cor aparente é medida sem a remoção de partículas suspensas.
38
Sabor e Odor – Por se tratar de uma sensação subjetiva, é de difícil quantificação.
Geralmente, são substâncias excretadas por algumas espécies de algas e/ou substâncias
desenvolvidas – gases, fenóis, clorofenóis – ou lançadas nos cursos d’água.
Temperatura – É importante o conhecimento da variação de temperatura na água a
ser tratada, pois ela influencia as reações de hidrólise do coagulante, a eficiência da
desinfecção, a solubilidade dos gases, a sensação de sabor e odor e, em especial, o
desempenho das unidades de mistura rápida, floculação, decantação e filtração.
Condutividade elétrica – Depende da quantidade de sais dissolvidos na água. A
determinação da condutividade elétrica permite estimar, de modo rápido, a quantidade de
sólidos totais dissolvidos (STD) presentes na água. Para valores altos de STD, aumenta a
solubilidade dos precipitados de alumínio e de ferro, o que influi a cinética da coagulação.
Também é afetada a formação e precipitação de carbonato de cálcio, favorecendo a corrosão.
2.4.3 – Características Químicas
As características químicas da água são de grande importância do ponto de vista
sanitário, pois alguns contaminantes podem inviabilizar determinadas tecnologias de
tratamento e exigir tratamentos mais específicos. Como exemplo, o metal pode ou não ser
removido da estação, dependendo do estado em que se encontra: o cromo de valência 6 é mais
difícil de ser removido que o de valência 3 (DI BERNARDO & DANTAS, 2005).
Potencial Hidrogeniônico - pH – É essencial nas etapas de coagulação, filtração,
desinfecção e controle de corrosão. Nos sistemas de abastecimento, águas com valores baixos
de pH tendem a ser mais corrosivas ou agressivas a certos metais e paredes de concreto,
enquanto águas com valor elevado de pH tendem a formar incrustações.
Alcalinidade e Acidez – É um parâmetro importante na coagulação química, uma vez
que os principais coagulantes (sulfato de alumínio e cloreto férrico) são doadores de prótons.
A alcalinidade e a acidez de soluções aquosas baseiam-se, geralmente, no sistema do ácido
carbônico. Em função do pH temos:
39
pH = 12,3 a 9,4: alcalinidade decorrente de hidróxicos e carbonatos
pH = 9,4 a 8,3: alcalinidade decorrente de carbonatos e bicarbonatos
pH = 8,3 a 4,4: alcalinidade decorrente somente de bicarbonatos
A acidez da água depende do valor do pH, pois é decorrente do CO
2
e estará presente
somente para valores abaixo de 8,3 e superiores a 4,4.
Dureza – É geralmente definida como a soma dos cátions polivalentes presentes na
água e expressa em termos de uma quantidade equivalente de carbonato de cálcio (CaCO
3
).
Os principais íons metálicos que conferem dureza são o cálcio e o magnésio. Esta
característica é uma das grandes responsáveis pelas incrustações dos sistemas que utilizam
água quente.
Cloretos e Sulfatos – Além dos bicarbonatos, sais dissolvidos como cloretos e
sulfatos e outros em menor quantidade caracterizam os sólidos totais dissolvidos. Do ponto de
vista sanitário, em concentrações elevadas, são prejudiciais para pessoas portadoras de
moléstia cardíaca e renal.
Ferro e Manganês – O ferro solúvel está associado a bicarbonatos e cloretos. A
presença de ferro não costuma causar problemas ao ser humano, porém, quando oxidado, traz
sérios inconvenientes, com formação de precipitado, provocando manchas em sanitários e
roupas e favorecendo o crescimento da bactéria Chrenotrix. Sua ocorrência é maior em águas
subterrâneas, pois nas superficiais sofre a oxidação pelo oxigênio.
Nitratos e Nitritos – Os nitratos são uma das maiores fontes de íons naturais da água.
Quando de origem orgânica, os compostos de nitrogênio podem indicar contaminação recente.
Oxigênio Dissolvido – Em razão de sua baixa solubilidade, sua concentração máxima,
na água, é inferior a 9,1 mg/l a 20ºC.
Compostos Orgânicos – Os constituintes orgânicos na água podem ter 03 origens:
naturais, antrópicas e reações que ocorrem nas estações. A utilização de carvão ativado é ideal
para que esses contaminantes sejam retirados da água.
40
2.5. Principais Usos da Água
Dentre a multiplicidade de usos da água, há os que necessitam da sua retirada das
coleções hídricas, assim como da sua utilização no próprio ambiente aquático. O
conhecimento da relação entre a destinação e a qualidade da água é essencial, pois, de acordo
com a nobreza do seu uso, os critérios para a exigência da qualidade variam.
Os principais usos da água são (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE EDUCAÇÃO
AGRÍCOLA SUPERIOR, 1998): 1- abastecimento doméstico; 2- abastecimento industrial; 3-
irrigação; 4- geração de energia elétrica; 5- recreação; 6- harmonia paisagística; 7- navegação;
8- aqüicultura; 9- dessedentação de animais; 10- preservação da biota aquática; 11- diluição
de despejos; 12- controle de cheias; 13- melhorias climáticas.
2.6. Classificação das Águas
Apesar da grande evolução das tecnologias de tratamento de água, os custos e os
riscos envolvidos no tratamento de águas muito contaminadas podem ser extremamente
elevados. O desconhecimento da água bruta é uma das causas de falhas em projetos de
estações.
O Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA) baixou a Resolução 357, de
março de 2005, classificando as águas doces, salobras e salinas do Brasil. Com essa
resolução, torna-se possível o conhecimento das características da água destinada ao
abastecimento público, fator fundamental para a seleção apropriada das tecnologias de
tratamento, para que a água esteja dentro dos padrões exigidos pela Portaria 518 (Padrão de
Potabilidade em vigência no Brasil).
As águas doces (objeto do nosso estudo) são classificadas, portanto, da seguinte
maneira (BRASIL d, 2005):
41
I - classe especial: águas destinadas:
a) ao abastecimento para consumo humano, com desinfecção;
b) à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas; e,
c) à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral.
II - classe 1: águas que podem ser destinadas:
a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento simplificado;
b) à proteção das comunidades aquáticas;
c) à recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e mergulho, conforme
Resolução CONAMA no 274, de 2000;
d) à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes
ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película; e
e) à proteção das comunidades aquáticas em Terras Indígenas.
III - classe 2: águas que podem ser destinadas:
a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional;
b) à proteção das comunidades aquáticas;
c) à recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e mergulho, conforme
Resolução CONAMA no 274, de 2000;
d) à irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de parques, jardins, campos de esporte e
lazer, com os quais o público possa vir a ter contato direto; e
e) à aqüicultura e à atividade de pesca.
IV - classe 3: águas que podem ser destinadas:
a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional ou avançado;
b) à irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras;
c) à pesca amadora;
42
d) à recreação de contato secundário; e
e) à dessedentação de animais.
V - classe 4: águas que podem ser destinadas:
a) à navegação; e
b) à harmonia paisagística.
2.7. Tecnologias de Tratamento de Água
2.7.1. Características da Água Bruta
A potabilização das águas naturais para fins de abastecimento público tem como
função principal tornar adequada a água bruta que chega à estação ao padrão de potabilidade
estabelecido pela Portaria do Ministério da Saúde nº 518. O tratamento de água consiste na
remoção de partículas suspensas e coloidais, matéria orgânica, microorganismos e outras
substâncias possivelmente prejudiciais à saúde humana, aos menores custos de
implementação, operação e manutenção, gerando o menor impacto ambiental ao entorno.
Com a mesma intenção do CONAMA, a Associação Brasileira de Normas Técnicas
(ABNT, 1990) elaborou uma classificação das águas naturais para abastecimento público,
recomendando delas uma linha de tratamento mínimo. Conforme Tabela 1 (DI BERNARDO
& DANTAS, 2005) a seguir:
43
Tabela 1 – Classificação das águas naturais para abastecimento público e suas linhas de
tratamento mínimo
Parâmetro/
Tipo de Água
A B C D
Descrição
Subterrâneas ou
superficiais,
bacias
protegidas
atendendo ao
padrão de
potabilidade
quanto aos
demais
parâmetros
Subterrâneas ou
superficiais,
bacias não
protegidas
atendendo ao
padrão de
potabilidade
após o
tratamento sem
coagulação
Superficiais,
bacias não
protegidas,
exigindo
coagulação para
o atendimento
do padrão de
potabilidade
Superficiais,
bacias não
protegidas,
sujeitas a fonte
de poluição,
exigindo
processos
especiais de
tratamento
DBO5 média
(mg/l)
<1,5 1,5 – 2,5 2,5 – 4,0 > 4,0
DBO5 máxima
em qualquer
amostra (mg/l)
1 – 3 3 – 4 4 – 6 > 6
Coliformes
Totais média
mensal em
qualquer mês
(NMP/100 ml)
50 – 100 100 – 5000 5000 – 20000 > 20000
Coliformes
Totais máxima
(NMP/100 ml)
> 100 em menos
de 5% das
amostras
> 5000 em
menos de 20%
das amostras
> 20000 em
menos de 5%
das amostras
X
Cloretos < 50 50 – 250 250 – 600 > 600
pH 5 – 9 5 – 9 5 – 9 3,8 – 10,3
Fluoretos < 1,5 1,5 – 3,0 >3,0 X
Fonte: Di Bernardo & Dantas, 2005
44
• Tratamento tipo A: desinfecção e correção de pH.
• Tratamento tipo B: desinfecção, correção de pH e sedimentação simples desde que o
efluente se enquadre no padrão de potabilidade ou filtração – precedida ou não de
decantação – para as águas afluentes à estação com Turbidez inferior a 40 uT e cor
aparente a 20 uC.
• Tratamento tipo C: coagulação, seguida ou não de decantação, filtração rápida,
desinfecção e correção de pH.
• Tratamento tipo D: tratamento mínimo tipo C e complementar apropriado a cada caso.
Logo, seguindo as orientações da ABNT e do CONAMA, para os casos em estudo,
enquadramos as águas nos Tratamentos tipo B (subterrânea) e C (superficiais).
2.7.2. Custos de Implantação, Operação e Manutenção
Os custos de implantação constituem-se na conjunção de obras civis e dos custos do
terreno, do meio filtratante e dos equipamentos, obviamente relacionados à magnitude da
vazão afluente, à localização geográfica da estação em relação aos centros mais
desenvolvidos. Estes custos variam de US$ 4 a 6 mil por L/s (estação de concreto) e US$ 2 a
3 mil por L/s (estações pré-fabricadas).
Os custos de operação e manutenção compõem-se de: energia elétrica, pessoal,
manutenção dos equipamentos e produtos químicos. Estima-se que os custos da produção de
água tratada no país variem entre R$ 0,10 a 0,30 por m³.
2.7.3. Tecnologias de Tratamento
Na potabilização das águas naturais, as tecnologias de tratamento apresentam,
basicamente, três fases nas quais os processos e operações unitárias inserem-se: clarificação,
filtração e desinfecção. Na verdade, as etapas de potabilização funcionam como sucessivas
45
barreiras à passagem de partículas, suspensas e dissolvidas, e microorganismos para a água
tratada.
As tecnologias de tratamento de água podem ser resumidas em dois grupos: sem
coagulação química e com coagulação química. Dependendo da qualidade da água bruta,
ambas podem ou não ser precedidas de pré-tratamento. Na Figura 7 (DI BERNARDO &
DANTAS, 2005) são apresentadas, na forma de diagrama de blocos, as principais alternativas
de tratamento com e sem coagulação química, com e sem pré-tratamento. A água
quimicamente coagulada pode seguir vários caminhos até chegar aos filtros, uma vez que a
qualidade da água bruta deve ser o fator decisivo na escolha da tecnologia de tratamento.
Fonte: Di Bernardo & Dantas, 2005
Água Bruta
Pré-tratamento Coagulação Coagulação CoagulaçãoCoagulação
Pré-tratamento
Filtração
Ascendente
Floculação Floculação Coagulação
Filtração
Ascendente
Filtração
Rápida
Filtração
Descendente
Filtração
Descendente
Flotação
Filtração
Descendente
Floculação
Decantação
Filtração
Descendente
Desinfecção,
fluoração,
correção de
pH
Desinfecção,
fluoração,
correção de
pH
Desinfecção,
fluoração,
correção de
pH
Desinfecção,
fluoração,
correção de
pH
Desinfecção,
fluoração,
correção de
pH
Desinfecção,
fluoração,
correção de
pH
Filtração em
múltiplas
etapas (FIME)
Dupla
Filtração
Filtração
Direta
Ascendente
Filtração
Direta
Descendente
Floto-filtração
Tratamento
em ciclo
completo
Figura 7 – Principais Tecnologias de tratamento de água para consumo humano
46
2.7.4. Tratamento em Ciclo Completo
Também denominado tratamento convencional, a água bruta é coagulada com um sal
de alumínio ou ferro. Ocorre a formação de precipitados do metal do coagulante, onde as
impurezas ficam aprisionadas. Esta etapa ocorre na unidade de mistura rápida, a qual pode ser
hidráulica ou mecanizada. Em seguida, a água coagulada é submetida à agitação lenta durante
um período de tempo até que os flocos alcancem tamanho e massa específica suficientes para
que sejam removidos por sedimentação nos decantadores ou por flotação nos flotadores (DI
BERNARDO & DANTAS, 2005).
A floculação pode ser realizada em unidades mecanizadas ou hidráulicas. Dependerá
da necessidade de alteração da velocidade da agitação de acordo com a qualidade da água (DI
BERNARDO & DANTAS, 2005).
Os decantadores podem ser convencionais ou de alta taxa; os convencionais são
grandes tanques, de escoamento horizontal ou vertical, enquanto nos de alta taxa são
empregados módulos de plástico ou placas planas paralelas. A água clarificada produzida nos
decantadores ou flotadores, é finalmente filtrada em unidades de escoamento descendente,
contendo materiais granulares com granulometria apropriada, geralmente areia e antracito.
Após a filtração a água é clorada e armazenada no tanque de distribuição (DI BERNARDO &
DANTAS, 2005).
2.7.4.1. Etapas do Processo de Tratamento de Água
O processo de tratamento de água, segundo Di Bernardo & Dantas (2005), consiste
em:
• Coagulação
É um processo de neutralização das cargas, geralmente negativas, das partículas
coloidais suspensas na água, pela adição de um químico coagulante, eliminando a repulsão
entre elas, favorecendo o contato de uma com as outras, que se unem formando flocos de
47
tamanho suficientemente grande para decantar. Pontos que devem ser observados na etapa de
coagulação: a) Excesso de coagulante pode causar redispersão; b) existe um pH ótimo de
coagulação; c) Quanto maior a turbidez da água bruta, mais fácil é a coagulação; d) a agitação
é muito importante no processo, pois aumenta a probabilidade de colisão dos coágulos; e) a
cor é proveniente da deterioração da matéria orgânica e para eliminá-la, utilizamos uma
redução no pH, para tornar estas substâncias insolúveis e a adição de cloro.
• Floculação
É a operação na qual ocorrem aglomerações das partículas coloidais da água, a
coaguladas ou desestabilizadas pela ação de neutralização das suas cargas por um coagulante
de cargas contrárias. Estas aglomerações são feitas por um mecanismo de ligação das
partículas, numa rede tri-dimensional proporcionando melhor remoção dos sólidos suspensos.
Os fatores que influenciam na floculação são: a) energia aplicada (intensidade); b) energia
aplicada (tempo); c) probabilidade de colisão; d) série de velocidades; e) adição de
floculantes; f) diluição de floculantes; g) temperatura; h) características de fluxo.
• Decantação (sedimentação)
A sedimentação é provida de três etapas distintas de passagem dos flocos para que
ocorra a decantação. Esta etapa é usada para separação do floco formado da água tratada. As
etapas são: a) zona de entrada (baixa a velocidade para decantação dos flocos); b) zona de
saída (por onde sai a água tratada); c) zona de lama (onde se retiram os flocos decantados).
• Filtração
Filtração é o quarto e último passo do processo de clarificação da água. A filtração
remove os traços finais de matéria suspensa na água que foi quimicamente condicionada quer
pelos processos de clarificação, quer pelos processos de precipitação da dureza. Os filtros
utilizados podem ser pressurizados ou por gravidade.
48
• Remoção de Ferro e Manganês
A água que passa por camadas ferruginosas, na falta de oxigênio suficiente, dissolve
sais de ferro sob forma de sais ferrosos. Quando por exemplo, retirada de um poço, essa água
apresenta o inconveniente de manchar a roupa, as pias e de corroer as tubulações. O processo
utilizado para a remoção do ferro depende da forma como as impurezas de ferro se
apresentam. Para águas limpas que prescindem de tratamento químico, como as águas de
(poços, fontes, galerias de infiltração), contendo bicarbonato ferroso dissolvido (na ausência
de oxigênio), utiliza-se a simples aeração (DI BERNARDO & DANTAS, 2005).
A existência de ferro dissolvido (forma férrica), pressupõe baixo teor de oxigênio,
baixas concentrações de oxigênio são suficientes para precipitar os íons ferrosos. Os
compostos de manganês não se precipitam tão facilmente em presença de oxigênio. É
necessário que o pH da água seja elevado a 9,5 a 10 para que o mesmo precipite. (DI
BERNARDO & DANTAS, 2005).
Na região de Campos, a maioria das águas subterrâneas apresenta contaminação de
ferro e manganês.
• Tecnologias para remoção de ferro e manganês
A oxidação e filtração são, geralmente, etapas para remoção do ferro presente nas
águas naturais. A utilização de oxidantes (cloro livre, ozônio e outros) auxilia na remoção dos
metais. Para remoção de manganês é necessário um pH superior a 8,0 quando é utilizado o
cloro livre. Com o ozônio há indícios de que, com pH na faixa de 6,5 a 7,5, é possível formar
o precipitado MnO2, sem afetar a coagulação com sulfato de alumínio ou cloreto férrico (DI
BERNARDO & DANTAS, 2005).
Geralmente, os processos utilizados para remoção de ferro são: oxidação pelo ar, cloro
ou ozônio seguida por filtração; precipitação química seguida para filtração ou, ainda, troca
iônica.
49
• Aeração e filtração
Este é o processo mais simples e mais indicado para o tratamento de águas alcalinas
(pH de 7,0 a 8,3) que contém ferro, mas não manganês. Com a aeração, ocorre a precipitação
do bicarbonato ferroso como hidróxido férrico, sendo eliminado na etapa de filtração. Reação
(DI BERNARDO & DANTAS, 2005):
4Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O . 4 Fe(OH)3 + 8CO2
A aeração pode ser realizada por aeradores tipo cascata ou bandeja. Os filtros podem
ser abertos ou fechados.
• Aeração, sedimentação e filtração
Sempre que a concentração de ferro exceder 10mg/l, este deve ser o método escolhido,
pois o excesso de formação do hidróxido férrico poderá colmatar o filtro e exigir um grande
número de contra lavagens (DI BERNARDO & DANTAS, 2005).
• Aeração, alcalinização e filtração
Em águas de pH baixo, a precipitação do ferro é lenta e a do manganês não ocorre.
Para resolver este problema, faz-se uma elevação do pH. A partir deste ponto, é seguido o
procedimento dos processos anteriores (DI BERNARDO & DANTAS, 2005).
• Zeólitos naturais como meio filtrante
Para a remoção de ferro e manganês, pode-se também utilizar um meio filtrante
contendo zeólitos naturais e sintéticos ativados, desta forma, a remoção seria por oxidação e
adsorção (DI BERNARDO & DANTAS, 2005).
Existem outros processos que, por seu custo, não serão abordados neste trabalho.
50
3. MATERIAL E MÉTODOS
Para a realização deste trabalho, dividiu-se o levantamento dos dados sobre a
qualidade da água de Campos dos Goytacazes em dois pontos principais: água superficial
(Rio Paraíba do Sul) e água subterrânea do lençol freático.
3.1. Água Subterrânea do Lençol Freático
Baseou-se nas informações do Centro de Controle de Zoonoses (CCZ), que possui um
banco de dados com análises de alguns poços freáticos abertos pela população de Campos dos
Goytacazes, e em coletas de amostras e análise de água de poços utilizados pela população
dos distritos de Campo Novo e Venda Nova, localidades próximas à Unidade de Pesquisa e
Extensão Agro-Ambiental (UPEA).
O banco de dados do CCZ contém análises realizadas nos últimos 05 anos (são
aproximadamente 2000 amostras) e possibilitaram o registro da qualidade da água do lençol
freático da região de Campos dos Goytacazes.
Estas análises avaliam basicamente quatro aspectos:
i) pH (potencial hidrogeniônico);
ii) Turbidez (UT);
iii) Coliformes Totais;
iv) Coliformes Termotolerantes.
Na região de Campo Novo e Venda Nova, realizamos a pesquisa com um questionário
sócio-ambiental (38 pesquisados) e coleta de 15 amostras de água de poços freáticos
residenciais representativos, utilizados pela população do local.
Esta pesquisa foi desenvolvida com o auxílio de duas bolsistas de iniciação científica.
A pesquisa foi realizada nos dias 15, 16 e 17/07/2008. Com o auxílio do GPS, marcamos a
localização das casas entrevistadas, assim cada resultado possui suas coordenadas. A escolha
das casas foi realizada de forma a obtermos uma correta representatividade da região
estudada.
51
Nestas análises foram verificados os seguintes aspectos: cor, turbidez, pH, dureza,
ferro, manganês, coliforme total e coliforme termotolerante.
Com o objetivo de apresentar uma alternativa viável de tratamento de água para
comunidades que não dispõe deste serviço, foi desenvolvida uma estação para tratar a água de
um poço freático (ETA
sub
) na UPEA.
Para dimensionamento desta estação de tratamento de água, foi necessário verificar a
qualidade da água a ser tratada. Logo, utilizamos os dados de 03 amostras coletadas no poço
freático da UPEA, local do tratamento.
Observamos que os critérios críticos apresentados nestas análises foram: coliformes,
ferro e manganês. Com este conhecimento, desenvolvemos a estação que foi construída,
objetivando atender a Portaria do Ministério da Saúde nº 518, de 25 de março de 2004 (água
potável).
3.2. Água Superficial Proveniente do Rio Paraíba do Sul
Para a presente avaliação e desenvolvimento da estação de tratamento de água
superficial, tomaram-se, como base, os resultados analíticos da água bruta do rio Paraíba do
Sul, cedidos pela concessionária Águas do Paraíba, responsável pelo tratamento e distribuição
de água potável para a população do município de Campos dos Goytacazes.
Os dados da água bruta são referentes ao período de janeiro a julho de 2008. Dessa
forma, avaliou-se a variação dos parâmetros de cor, turbidez e pH em meses chuvosos e
secos.
Com o mesmo propósito de apresentar uma alternativa viável de tratamento de água
superficial para pequenas comunidades, construiu-se uma estação (ETA
sup
) para tratar a água
do rio Paraíba do Sul.
Os parâmetros coliformes, turbidez e cor, foram considerados para o desenvolvimento
desta estação e, também, objetivando atender os parâmetros da Portaria do Ministério da
Saúde nº 518, de 25 de março de 2004 (água potável), além das Resoluções CONAMA.
52
3.3. Custo de Instalação
Além dos fatores físicos, químicos e biológicos (atender à Portaria MS 518),
planejaram-se estações com baixo custo de instalação, operação e manutenção. Estes
resultados, então, são propostas para tratamento de água para comunidades de baixa renda,
como por exemplo, os distritos de Campo Novo e Venda Nova, em Campos dos Goytacazes.
As duas unidades piloto propostas foram desenvolvidas e implantadas na UPEA
(Unidade de Pesquisa e Extensão Agro-Ambiental do Cefet Campos).
53
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Tomando-se, por base, as águas superficiais e subterrâneas, os resultados obtidos
foram:
4.1. Água Superficial
Os resultados analíticos, cedidos pela concessionária Águas do Paraíba, foram
analisados, e, verificando a média mensal dos parâmetros de cor, turbidez e pH, podem-se
fazer as seguintes avaliações:
As Figuras 8 e 9, respectivamente, mostram a variação mensal média de cor e turbidez
na água do rio Paraíba do Sul para os meses de janeiro a julho de 2008.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho
Cor
r
Figura 8 – Variação mensal da cor da água bruta do rio Paraíba do Sul para os meses de
janeiro a julho de 2008
54
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho
Turbidez
z
Figura 9 – Variação mensal da turbidez da água bruta do rio Paraíba do Sul para os
meses de janeiro a julho de 2008
Observando-se as Figuras 8 e 9, apresenta-se, nitidamente, a variação de cor e turbidez
ocorrida entre os meses do período analisado. Os meses de janeiro a abril, período das chuvas,
apresentam maiores valores de cor e turbidez, causado principalmente pela grande carga de
sedimentos e matéria orgânica recebida pelo rio. Este fato, possivelmente, ocorre pela falta da
mata ciliar, percebida por toda a margem do rio Paraíba do Sul.
Por meio dessa avaliação, preocupou-se com a retirada do material sólido contido
nessa água nesse período de maior pico, quando do dimensionamento da ETA
sup
.
O outro fator analisado foi o potencial hidrogeniônico (pH). Neste caso, os resultados
mostraram pouca variação durante todos os meses, indicando que este não seria um problema
para a estação a ser montada, conforme se pode ver na Figura 10.
55
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho
p
H
Figura 10 – Variação mensal de pH na água bruta do rio Paraíba do Sul para os meses
de janeiro a julho de 2008
Esses resultados mostraram que a maior preocupação no tratamento desta água deveria
ser com os sólidos suspensos, cor e qualidade microbiológica, visto que esse rio recebe uma
grande quantidade de esgoto in natura durante todo seu percurso, inclusive em Campos dos
Goytacazes, considerando-se que a captação da UPEA está a jusante da cidade.
Desse modo, decidiu-se pela montagem de uma estação convencional com adição de
coagulante e bactericida, mistura rápida, floculação (mistura lenta), decantação e filtração
rápida (areia e carvão).
A estação (ETA
sup
) foi, portanto, desenvolvida em consideração aos seguintes
parâmetros:
• Dados de origem:
Fonte – água superficial do rio Paraíba do Sul
Turbidez máxima de entrada – 200 UT
Vazão de alimentação – 2,0m³/h
Coagulante – Policloreto de Alumínio
Bactericida – hipoclorito de sódio
56
• Dados de saída:
Qualidade Final – Atender aos parâmetros da Portaria do Ministério da Saúde nº 518, de 25 de
março de 2004 (Anexo A).
A Figura 11 representa as principais etapas da ETA
sup
. Os itens enumerados são:
1 – Entrada de água bruta
2 – Dosagem de Hipoclorito de sódio
3 – Dosagem de policloreto de alumínio
4 – Floculador
5 – Decantador
6 – Acúmulo de lodo
7 – Tanque de água fora de especificação
8 – Tanque de água decantada
9 – Filtro de areia
10 – Filtro de carvão
11 – Tanque de água tratada
12 – Descarte de lodo e água fora de especificação
Figura 11 – Representação das principais etapas do processo da ETA
sup
57
4.1.1. Etapas do Processo da Estação de Tratamento de Água Superficial
As etapas compreendidas no sistema são descritas e comentadas sucintamente:
• Mistura Rápida
A mistura rápida é composta por tubo de policloreto de vinila (PVC) – 2” x 40cm –,
recheado com anéis de PVC – ½” x 2cm –, com o objetivo de promover uma mistura rápida
dos químicos dosados.
Figura 12 – Misturador estático
• Mistura Lenta – Floculação
A mistura lenta ou floculação é composta por:
Agitador com motor de 2cv e inversor de freqüência.
Tanque de floculação com as seguintes dimensões: 1,0 x 0,5 x 1,5m (largura x
profundidade x altura). Total de 750 litros.
58
• Decantador de Alta Taxa
O decantador de alta taxa é composto por tanque de decantação de fluxo ascendente
com as seguintes dimensões: 1,0 x 1,0 x 1,5 (largura x profundidade x altura). Total de 1500
litros e com área superficial de 1,0 m². Utilizou-se uma taxa de decantação de 2,0 m³/m²/h.
Esta ainda é uma taxa conservadora, considerando que o sistema possui módulos tubulares
aumentando sua eficiência de decantação. Caso seja necessário aumentar a vazão, ainda
podem-se utilizar auxiliares de floculação. São polímeros que aumentam o floco e aumentam
a eficiência da decantação, ou seja, o sistema possui folga operacional.
Figura 13 – Floculador e Decantador
• Tanque de Água Fora de Especificação
Uma caixa d’água de 500 litros para receber toda água fora de especificação. Esta água
será produzida no início do processo, descontrole do processo e em qualquer outro momento
que o operador verificar problemas na qualidade da água de saída.
59
• Tanque de Água Decantada
Uma caixa d’água de 500 litros para receber a água após decantação. Esta água possui
um sistema de bóia que comanda a bomba que alimenta os filtros, tornando esta etapa do
processo automático.
Figura 14 – Tanques de água decantada e água de fora de especificação
(respectivamente)
• Filtração Rápida
Dois filtros, um contendo areia e outro carvão, fazem o polimento final da água
tratada, enviando a água para a cisterna de armazenamento de água potável.
4.1.2. Controles Operacionais
Para produzir-se água dentro dos parâmetros exigidos pelo Ministério da Saúde e
termos uma estação com baixo custo, é necessário fazer o acompanhamento dos seguintes
parâmetros operacionais:
60
• Potencial Hidrogeniônico - pH
Por meio de testes verificamos que, para esta água, os melhores valores de pH
encontrado foram entre 6,8 e 7,2. Estes valores podem variar de acordo com o período do ano.
Logo, o operador deve estar atendo a esta possível mudança.
• Residual de Cloro Livre
O operador deve verificar, sempre no final do tratamento, o residual de cloro livre
presente na água. A Portaria 518 do MS preconiza que o residual de cloro livre deve ser de
0,5 a 1,0 mg/l. Para manter este residual, pode ser necessário alterar a dosagem, visto que o
cloro consumido será proporcional à quantidade de matéria a ser oxidada, o que está
diretamente relacionado à qualidade da água bruta. Pelas Figuras 8 e 9, sobre cor e turbidez,
observa-se que a qualidade dessa água varia muito entre períodos de chuva e estiagem.
• Pressão nos Filtros
Os sólidos que ainda passam pelo sistema de decantação, são retirados pelos filtros de
areia e carvão. Logo, a pressão no interior dos filtros aumentará com o tempo. É necessário
que o operador acompanhe esta pressão através dos manômetros presentes nos filtros. Sempre
que chegarem à faixa vermelha, precisam ser contra-lavados.
Outro motivo para contra-lavar o filtro, é quando a turbidez na saída do mesmo estiver
acima de 0,5 UT.
• Performance
Após a instalação da ETA, acompanhou-se sua performance e comprovou-se sua
eficiência quanto aos parâmetros estabelecidos pela Portaria 518 do Ministério da Saúde
(Turbidez - < 0,5 UT; Coliformes total e termotolerantes – isento).
61
Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), o consumo de água per capta deve
ser, em média, 100 litros por dia. Considerando: vazão da estação - 2 m³/h; tempo de operação
- 18h; número de pessoas por família – 5 pessoas. A estação desenvolvida na UPEA tem
capacidade de produzir água para 360 pessoas ou 72 famílias.
O trabalho atual não visou à destinação do lodo gerado na estação. Atualmente, a água
que contém este material está sendo usada para a irrigação das plantações da UPEA.
4.1.3. Custos da Estação
Um dos balizadores do projeto foi o custo da estação, pois se verificou, durante a
construção da UPEA, o alto custo de uma estação. Logo, decidiu-se propor soluções para o
abastecimento de água para pequenas comunidades que representassem um baixo custo no
investimento de instalação e operação, possibilitando assim a resolução do problema de
abastecimento de água nessas comunidades.
Foram levantadas várias propostas de orçamento para estações de tratamento de água,
em empresas já conhecidas no mercado. O menor valor apresentado foi de quarenta e dois mil
reais (R$ 42.000,00) e Vazão – 2 m³/h.
Esse valor não inclui as bombas do filtro e contra-lavagem, a montagem do
equipamento e a sua partida. Para tais, considerando-se o tempo de montagem, o número de
pessoas, o custo da diária e do deslocamento, avaliam-se esses custos em R$ 11.000,00 (onze
mil reais). Portanto, o valor final dessa estação seria de R$ 53.000,00 (cinqüenta e três mil
reais), um custo específico de R$ 26.500,00/m³ (vinte e seis mil e quinhentos reais por metro
cúbico) de capacidade de tratamento.
A estação desenvolvida na UPEA teve um custo de R$ 20.000,00 (vinte mil reais)
incluindo todos os equipamentos, a montagem e a partida. Também estão inclusos o
percentual de técnico responsável pelo projeto. Considerando-se um percentual de 30% (trinta
por cento) para este profissional, o custo total seria de R$ 26.000,00 (vinte e seis mil reais).
Desse modo, o custo específico seria de R$ 13.000,00/m³ (treze mil reais por metro cúbico) de
capacidade de tratamento.
O resultado obtido (tanto com relação à qualidade da água, quanto ao investimento na
ETA) é de valorosa importância para municípios que possuem um grande número de
62
pequenas comunidades sem água tratada, como é o caso de Campos dos Goytacazes, São
Francisco do Itabapuana e outros.
4.2. Água Subterrânea
O Centro de Controle de Zoonoses (CCZ), no período de 2002 a 2006, realizou coleta
e análises de água de poços no município de Campos dos Goytacazes. O objetivo dessa ação
foi monitorar a qualidade da água a fim de realizar orientações técnicas (folders e cartilhas)
acerca do tratamento da água para consumo humano, bem como da prevenção da transmissão
de doenças pela via hídrica.
Os dados analíticos cedidos pelo CCZ apresentaram uma situação muito crítica,
conforme verificamos pela tabela abaixo:
Ano Número
de
amostras
pH Turbidez Col. Totais Col. Termot.
2002
453 139 131 276 188
2003
576 156 207 433 238
2004
310 80 87 167 87
2005
289 81 94 152 90
2006
236 97 69 143 71
Tabela 2 – Quantidade de amostras, por ano, com resultados fora dos parâmetros
exigidos pela Portaria 518 do Ministério da Saúde
As Figuras 15 a 18 apresentam a quantidade de amostras com os resultados fora dos
padrões estabelecidos pela Portaria 518 do Ministério da Saúde para contaminação com
coliformes totais, coliformes termotolerantes, pH e turbidez.
63
Coliformes Totais
0
20
40
60
80
100
2002 2003 2004 2005 2006
Ano
% Fora dos Padrões
Figura 15 – Quantidade de amostras que tiveram resultados fora do padrão para o
parâmetro de Coliformes Totais
Coliformes Termotolerantes
0
20
40
60
80
100
2002 2003 2004 2005 2006
Ano
% Fora dos Padrões
Figura 16 – Quantidade de amostras que tiveram resultados fora do padrão para o
parâmetro de Coliformes Termotolerantes
pH
0
20
40
60
80
100
2002 2003 2004 2005 2006
% Fora do Padrões
Figura 17 – Quantidade de amostras que tiveram resultados fora do padrão para o
parâmetro pH
64
Turbidez
0
20
40
60
80
100
2002 2003 2004 2005 2006
Ano
% Fora dos Padrões
Figura 18 – Quantidade de amostras que tiveram resultados fora do padrão para o
parâmetro Turbidez
Observou-se a grande contaminação presente na água subterrânea utilizada pela
população de Campos, como comprovado pela Figura 15 em que o número de amostras fora
dos padrões em 2003 chegou a quase 80%. Na Figura 16, o percentual de amostras fora do
padrão atingiu 40% em 2002 e 2003.
A sazonalidade é outro fato considerável, pois, no período chuvoso, a contaminação
por coliformes fica mais acentuada (Figuras 19 e 20).
Coliformes Totais
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
2002 2003 2004 2005 2006
% Fora do Padrão
Estação Chuvosa Estação Seca
Figura 19 – Variação da contaminação por coliformes totais nos períodos chuvosos e
secos
65
Coliformes Termotolerantes
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
2002 2003 2004 2005 2006
% Fora do Padrão
Estação Chuvosa Estação Seca
Figura 20 – Variação da contaminação por coliformes termotolerantes nos períodos
chuvosos e secos
Nestas figuras, destaca-se que a estação chuvosa é referente ao período entre outubro e
março e, a seca, entre abril e setembro.
Essa contaminação acaba por ser mais grave em áreas rurais, onde não há tratamento
de água e de esgoto sanitário. O esgoto das casas é lançado em fossas sem uma construção
tecnicamente correta, acarretando na contaminação do lençol freático, que é utilizado, sem
qualquer tratamento, como fonte de água dessa população.
4.2.1. Conseqüências do Uso de Água Contaminada
Segundo Maria Neira (O GLOBO, 2008), diretora do setor de Saúde Pública e
Desenvolvimento da OMS, no prefácio do documento Safer Water for Better Health ("Água
Segura para uma Saúde Melhor", em tradução livre), "um décimo do fardo global gerado por
doenças pode ser evitado ao alcançarmos melhoramentos na forma como gerenciamos a
água".
Ainda segundo o relatório, "já foi provado que soluções sustentáveis e com boa
relação de custo podem diminuir este fardo" e que “88% dos casos de diarréia no mundo todo
podem ser atribuídos à água não potável, ao saneamento inadequado ou à higiene
insuficiente.” Esse número representa 1,5 milhões de mortes a cada ano, na maioria, crianças.
Como diarréia, podemos entender: cólera, tifóide e disenteria. O relatório também afirma que
66
dos casos de desnutrição, 50% estão relacionados com os sucessivos casos de diarréia pelos
quais estas populações passam.
Conforme outro relatório publicado em 2008, pela OMS, o World Health Statistics
2008 (IESS, 2008), a falta de saneamento básico para a população rural do Brasil é ainda pior.
Apenas 37% da população brasileira que vive em áreas rurais têm acesso a saneamento
básico. De acordo com o estudo, 58% dos habitantes de regiões rurais têm acesso a fontes de
água potável. Já nas áreas urbanas, 84% têm acesso a saneamento básico e, 97%, a água
potável.
Economicamente, de acordo com esses estudos da OMS, um investimento adicional de
US$ 11,3 bilhões por ano em saneamento resultaria num benefício de aproximadamente US$
84 bilhões anualmente, em termos de redução de investimentos na área de saúde. Tal
economia seria justificada pelo fato que pessoas com acesso a água limpa e saneamento
adoecem com menos freqüência e, além de custarem menos ao sistema de saúde, têm vida
mais produtiva.
Dados fornecidos pela Diretora de Epemiologia da Secretaria Municipal de Saúde de
Campos, Dra. Elizabeth Tudesco Costa Tinoco, revelam a ocorrência de doenças de
veiculação hídrica notificadas na região de Campos dos Goytacazes no ano de 2007 (Anexo
B).
0,0
0,3
46,4
53,2
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
Leptospirose Hepatite A Diarréia Diarréia < 5
anos
%
%
Figura 21 – Percentual de ocorrência de doenças de veiculação hídrica na região de
Campos dos Goytacazes no ano de 2007.
67
De acordo com esses dados, a região de Campos dos Goytacazes apresenta um
altíssimo índice nos casos de diarréia. Segundo a Dra. Elizabeth, em conversa por telefone,
esses números devem ser, no mínimo, 100% maiores, visto que, a maioria das pessoas não
notificam a doença.
Com o objetivo de trazer esses estudos da OMS para nossa realidade, foi realizada
uma pesquisa na região de Campo Novo e Venda Nova, distritos de Campos dos Goytacazes.
A investigação foi realizada em duas etapas. Na primeira, fez-se um levantamento
sócio-ambiental por meio de um questionário aplicado a alguns residentes em casas que foram
visitadas em tais comunidades. Na segunda, avaliou-se a qualidade da água utilizada por essa
população. Para isso, foram recolhidas 14 (quatorze) amostras dos poços freáticos utilizados
por, representando, desse modo, a água consumida por essas comunidades. Os resultados
estão elencados na Tabela 3.
68
Amostra Identificação Cor Turb pH Dureza Ferro Mn
Colo.
Total
Col.
Fecal Localidade
1 T 01 1040 134 6,56 73 15,8 0,043 12,1 0
Campo
Novo
2 T 02 213 26,1 6,83 201 4,7 0,224 165 2
Campo
Novo
3 T 04 33 2,02 6,7 236 0,16 0,224 0 0
Campo
Novo
4 T 05 21 1,54 6,9 222 0,03 0,062 4,1 0
Campo
Novo
5 T 07 56 5,12 6,95 214 0,71 0,161 3,1 0
Campo
Novo
6 W 01 123 5,32 7,06 296 0,5 0,074 26,5 0
Campo
Novo
7 W 02 88 16,9 5,3 16 2,36 0,088 73,3 0
Campo
Novo
8 W 05 152 17,2 6,8 187 3,07 0,123 9,7 0
Campo
Novo
9 W 06 29 1,81 6,5 135 0,26 0,036 172 0
Campo
Novo
10 T 09 50 1,13 6,85 247 0,1 0,12 44,8 1
Campo
Novo
11 T 16 123 9,03 6,98 283 1,79 0,249
Venda
Nova
12 T 18 447 62,3 6,97 390 6,45 0,602 7,4 0
Venda
Nova
13 T 19 16 9,35 7,56 257 0,03 0,05 10,9 0
Venda
Nova
14 T 21 346 56,3 7,41 334 0,96 0,293 44,8 1
Venda
Nova
Limites 518 <15 <5 6 a 9,5 <500 <0,3 <0,1 isenta isenta
%fora 1 0,43 0 0 0,64 0,57 0,92 0,23
Tabela 3 – Resultados analíticos das amostras coletadas nos poços freáticos dos distritos de Campo Novo e Venda Nova
69
4.2.2. Resultados das Análises
Das 14 amostras coletadas e analisadas, os resultados (foi utilizado, como parâmetro, a
Portaria 518 do MS) obtidos foram:
- 100% reprovada por cor
- 43% reprovada por turbidez
- Não houve reprovação por pH e dureza
- 64% reprovada por ferro
- 57% reprovada por manganês
- 92% reprovada por coliformes totais
- 23% reprovadas por coliformes fecais
4.2.3. Resultados do Questionário
A seguir, o resumo dos resultados obtidos pela análise da água coletada no campo de
pesquisa (no Anexo C, o questionário utilizado na pesquisa).
70
Coordenadas
Freqüência
Distância Água Número Renda
Identificação
S W
Limpeza
Fossa/Poço
Consumida Moradores
Familiar
(S.M.)
Assistência Doenças
W 01 21º 46' 01.2" 041º 11' 14.3" 2 5m Filtrada 5 1 Bolsa Escola Problemas de pele
W 02 21º 46' 03.9" 041º 11' 08.9" 2 Sem tratamento 6 1 Bolsa Família
W 03 21º 46' 05.4" 041º 11' 16.9" 5 13m Mineral 4 mais de 2 Bolsa Família
W 04 21º 46' 10.3" 041º 11' 13.0" 1 Sem tratamento 4 meio Vale Alimentação
W 05 21º 46' 09.9" 041º 11' 11.1" 5 6 Sem tratamento 4 1 Vale Alimentação Problemas de pele
W 06 21º 46' 14.3" 041º 11' 15.9" 4 15 Mineral 2 2 Diarréia
T 01 21º 45' 26.3" 041º 11' 46.8" 2 10 Clorada 4 2 Vale Alimentação
T 02 21º 45' 25.8" 041º 11' 34.2" 3 11 Mineral 4 2
T 03 21º 45' 29.6" 041º 11' 27.3"
Não tem
cd 7 Mineral 10 2 Vale Alimentação Diarréia
T 04 21º 45' 43.9" 041º 11' 22.9" 4 19 Mineral 2 mais de 2 Verminose
T 05 21º 45' 54.7" 041º 11' 21.0" 3 12 Mineral 5 mais de 2
T 06 21º 45' 57.3" 041º 11' 19.1" 2 4 Mineral 3 mais de 2 Vale Alimentação Problemas de pele
T 07 21º 45' 56.1" 041º 11' 14.7" 3 10
Filtrada e
Fervida 4 1 Bolsa Família
T 08 21º 46' 00.5" 041º 11' 10.4" 3 5 Mineral 3 1
T 09 21º 45' 59.8" 041º 11' 09.7"
Não tem
cd
6 Sem tratamento 3 1 Vale Alimentação Diarréia/Problemas de Pele
T 10 21º 46' 09.1" 041º 11' 10.6" 2 7 Sem tratamento 2 1 Diarréia
T 11 21º 46' 10.6" 041º 11' 12.2" 2 8 Mineral 5 2
T 12 21º 46' 13.0" 041º 11' 10.8"
Não tem
cd 2 Sem tratamento 6 meio
Bolsa Família/ Vale
Alimentação Verminose/Diarréia/Probl. de Pele
T 13 21º 46' 13.8" 041º 11' 22.5" 3 20 Mineral 3 mais de 2
T 14 21º 47' 04.3" 041º 11' 15.1"
Não tem
cd 6 Mineral 5 1 *
T 15 21º 46' 42.9" 041º 11' 15.6" 4 10 Mineral 2 1 Bolsa Família Verminose/Diarréia
T 16 21º 46' 45.5" 041º 11' 13.7" 1 3 Mineral 9 meio Bolsa Família
T 17 21º 44' 52.4" 041º 11' 14.0" 1 30 Mineral 4 2
T 18 21º 47' 19.0" 041º 11' 11.4" 1 7 Caminhão Pipa 2 mais de 2
T19 21º 47' 24,7" 041º 11' 05,1" 4 18 Poço / filtrada 3 mais de 2 não Não
T20 21º 47' 22,1" 041º 11' 13,3" 2 10 Mineral 2 mais de 2 não Não
T21 21º 47' 23,1" 041º 11' 13,5" 4 Caminhão Pipa 2 1 não Diarréia
T22 1 10 Mineral 14 2
Bolsa Família/ Vale
Alimentação Diarréia
T23 21º 47' 20,5 041º 11' 00,5" 2 10 Mineral 3 1
Bolsa Família/ Vale
Alimentação Não
71
Continuação
T24 21º 47' 21,0" 041º 11' 06,9" 3 6 Poço 10 1 não Não
T25 21º 47' 29,3" 041º 10' 54,8" 2 5 Mineral 4 1 não doença de pele
T26 21º 47' 48,0" 041º 10' 50,2" 3 10 Poço 5 1
Bolsa Família/ Vale
Alimentação Verminose/Diarréia
T-27 21º 47' 47,9" 041º 10' 50,3" 3 30 Mineral 3 2 não Verminose/Diarréia
T-28 21º 47' 31,3" 041º 11' 17,1" 2 12 Mineral 5 1 não Verminose
T-29 21º 47' 21,9" 041º 11' 25,4" 3 20 Mineral 2 1 Vale alimentação Não
T-30 21º 47' 20,2" 041º 11' 17,8" 3 6 Mineral 2 2 não Não
T-31 21º 47' 16,8" 041º 11' 32,9" 3 20 Mineral 7 1 Vale Alimentação Verminose/Diarréia
T-32 21º 47' 22,4" 041º 11' 38,7" 1 3 Poço 6 1 não Não
Freqüência limpeza: 1 - uma vez semana
2 - 15 dias
3 - mensal
4 - semestral
5 - nunca
Tabela 4 – Resultados dos questionários aplicados na população dos distritos de Campo Novo e Venda Nova.
72
Pelos resultados da Tabela 4, observou-se que:
- 29% das casas visitadas têm sua caixa d’água limpa apenas de 6 em 6 meses, ou
nunca;
- Apenas 10,5% dos poços verificados possuem uma distância superior a 20m da fossa
utilizada pela mesma casa (distância recomendada). Não podemos esquecer que as casas
vizinhas também possuem fossa em seu quintal, logo, o poço de uma casa pode estar próximo
à fossa da casa vizinha (a pesquisa não considerou esse dado);
- Apenas 15,8%, das residências visitadas fazem algum tipo de tratamento na água do
poço antes de utilizá-la (filtração e a cloração);
- As residências possuem uma média de 4,4 moradores;
- 47,1% das residências possuem algum tipo de ajuda financeira do governo, tais
como, Bolsa família, Vale alimentação e outros;
- 44,7% das famílias pesquisadas disseram que tiveram, no último ano, algum tipo de
doença relacionada a qualidade da água. Pelos dados fornecidos pela Diretora de Epemiologia
da Secretaria Municipal de Saúde de Campos, foram notificados apenas 16 caso de diarréia
nesta região, o que comprova sua afirmação de que os dados oficiais não representam a real
gravidade de fato, pois a maioria da população não notifica tais doenças.
Vale ressaltar que as duas comunidades não tinham assistência médica no período da
pesquisa. Em Venda Nova havia uma ambulância que transportava os doentes para Campos
dos Goytacazes.
Pelos resultados obtidos, verificou-se que a situação nessas comunidades é
extremamente crítica e decidiu-se desenvolver uma estação que pudesse tratar sua água
subterrânea, eliminando os principais problemas: cor, turbidez, ferro, manganês, coliforme
total e termotolerante.
Optou-se, portanto, por uma estação com cloração, oxidação e filtração. Veja o
esquema abaixo:
73
Figura 22 – Representação das Principais Etapas do Processo da ETA
sub
Etapas:
1 – Bombeio de água do poço freático
2 e 3 – Dosagem de químicos
4 – Tanque de oxidação
5 – Tanque pulmão para a filtração
6 – Filtro de areia
7 – Filtro de carvão
8 – Filtro de Zeólito
A estação foi desenvolvida de forma que cada filtro tenha sua performance avaliada
separadamente e que testes com novos meios filtrantes possam ser realizados.
Figura 23 – Estação de tratamento de água subterrânea
74
4.2.4. Etapas do Processo da Estação de Tratamento de Água Superficial
As etapas compreendidas no sistema são descritas e comentadas sucintamente:
• Tanque de Oxidação
Composto por um tanque de 500 litros que recebe a água contendo hipoclorito de
sódio e pH em 8,0 (controlado com a adição de soda cáustica). Este tanque possui uma bomba
que faz a recirculação da água nele mesmo, com o objetivo de incorporar mais oxigênio,
aumentando, assim, a eficiência da oxidação.
• Tanque Pulmão para a Filtração
Composto por um tanque de 500 litros, cujo nível é controlado por uma chave bóia
que liga e desliga a bomba que alimenta os filtros, tornando o sistema automático.
• Filtro com Areia
O objetivo desse filtro é reter o ferro que foi oxidado pelo sistema e floculou,
preservando, assim, o tempo de campanha dos filtros posteriores.
• Filtro com Carvão
O objetivo desse filtro é retirar parte do ferro e das substâncias que provocam odor na
água.
75
• Filtro com Zeólito
O objetivo desse filtro é retirar o restante do ferro que ainda está presente na água.
Esse mineral possui grande afinidade pelo ferro.
4.2.5. Controles Operacionais
Para produzir água dentro dos parâmetros exigidos pelo Ministério da Saúde e ter-se
uma estação com baixo custo, é necessário fazer o acompanhamento dos seguintes parâmetros
operacionais:
• Potencial Hidrogeniônico - pH
Por meio de testes, verificou-se que, para essa água, os melhores valores de pH
encontrados foram entre 8,0 a 8,5.
• Residual de Cloro Livre
O operador deve verificar, sempre no final do tratamento, o residual de cloro livre
presente na água. A Portaria 518 do MS preconiza que o residual de cloro livre deve ser de
0,5 a 1,0 mg/l. Para se manter este residual, pode ser necessário alterar a dosagem, visto que o
cloro consumido será proporcional à quantidade de ferro e matéria a ser oxidada, o que está
diretamente relacionado à qualidade da água bruta.
• Pressão nos Filtros
O material oxidado e floculado ficará retido nos diversos filtros. Então, a pressão no
interior dos filtros aumentará com o tempo. É necessário que o operador acompanhe essa
76
pressão por meio dos manômetros presentes nos filtros. Sempre que o diferencial de um filtro
for a pressão de 0,5 kgf/cm², entre a entrada e a saída, o mesmo necessita ser contra-lavado.
• Concentração de Ferro
A concentração de ferro deve ser acompanhada na saída do filtro com zeólito. Sempre
que chegar a 0,3 mg/l, o filtro deverá ser contra-lavado.
4.2.6. Performance
Após a instalação da estação, acompanhou-se sua performance e comprovou-se sua
eficiência quanto aos parâmetros estabelecidos pela Portaria 518 do Ministério da Saúde.
Turbidez – 0,3 UT
Coliformes total e termotolerantes – isenta
Teor de Ferro – 0,1 mg/l
Teor de manganês – 0,1 mg/l
Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), o consumo de água per capta deve
ser, em média, 100 litros por dia. Considerando: vazão da estação - 1 m³/h; tempo de operação
- 18h; número de pessoas por família – 5 pessoas. A estação desenvolvida na UPEA tem
capacidade de produzir água para 180 pessoas ou 36 famílias.
4.2.7. Custos da Estação
A estação desenvolvida na UPEA teve custo de R$ 10.000,00 (dez mil reais),
incluindo todos os equipamentos, a montagem e a partida. Está incluso nesse valor o
percentual para o técnico responsável pelo projeto. Considerando um percentual de 30%
(trinta por cento) para o técnico, teríamos um custo total de R$ 13.000,00 (treze mil reais).
77
Portanto, um custo específico de R$ 13.000,00/m³ (treze mil reais por metro cúbico) de
capacidade de tratamento.
Esse resultado é fundamental para municípios que possuem um grande número de
pequenas comunidades sem água tratada, como acontece em Campos dos Goytacazes, São
Francisco do Itabapuana, entre outros.
78
5. CONCLUSÕES E SUGESTÕES
O município de Campos dos Goytacazes, localizado na região Norte do estado do Rio
de Janeiro, possui vasta extensão territorial, sendo, portanto, como todo o país, privilegiado
com relação à distribuição natural de água.
Assim como ocorre na maior parte da América Latina (e do mundo), os recursos
hídricos, tanto superficiais quanto os subterrâneos, não têm a atenção e o cuidado que
merecem. As preocupações com a escassez da água devido a sua má utilização têm
proporcionado a realização de uma gama de pesquisas que visam suscitar soluções para a
população e, em conseqüência, para o meio ambiente.
Nesse sentido, esta dissertação objetivou não só analisar a água de Campo Novo e
Venda Nova, regiões carentes de abastecimento público de água, mas também, pelas
experiências realizadas, deixar sugestões de como outras localidades afastadas dos centros
urbanos podem ter o problema do abastecimento de água resolvido.
Após uma visão geral da situação da água na atualidade nos contextos mundial e
nacional, restringiu-se o olhar ao município em questão e, mais especificamente, às
localidades acima mencionadas, compondo-se a Revisão Bibliográfica. Nesse capítulo,
também ressaltam-se os problemas causados pelo uso da água contaminada, assim como as
principais doenças de veiculação hídrica.
Com base na pesquisa de campo por meio da coleta de informações sobre as
comunidades, com a análise da água de alguns poços por elas utilizados, além do referencial
consultado, chegou-se a importantes considerações.
A rede de abastecimento de Campos dos Goytacazes não distribui água encanada a
Campo Novo e Venda Nova por causa da distância dessas localidades da região central do
município. O crescimento desordenado também é um fator a ser considerado. Como o
município possui uma área de 4032 km², as regiões mais afastadas deveriam contar com redes
de tratamento de água alternativas à rede principal.
A falta de esgotamento sanitário é um dos motivos da contaminação do lençol freático,
visto que na maioria das casas são utilizadas fossas sépticas. A maioria da população que
utiliza água de poço não se preocupa com a sua qualidade e a sua perfuração é realizada sem o
conhecimento dos lugares mais ou menos adequados.
Em conseqüência do consumo de água contaminada, a população sofre com doenças
de veiculação hídrica, em sua maioria, a diarréia.
79
Realizou-se a descrição e considerações sobre vários tipos de tratamento das águas
naturais para abastecimento público e as suas principais etapas a fim da obtenção de água
dentro dos padrões preconizados pela Portaria nº 518 do MS.
Dessas acepções, para a escolha da tecnologia ideal para a montagem da estação de
tratamento na UPEA, utilizaram-se, como referência, dados do Centro de Controle de
Zoonozes sobre análises de alguns poços abertos pela população de Campos dos Goytacazes,
além das análises que realizadas com amostras de água dos poços perfurados pelos habitantes
de Campo Novo e Venda Nova. Em Material e Métodos, discorre-se sobre como a pesquisa
de campo foi realizada.
Em Resultados e Discussão, explicam-se os motivos da opção pela montagem de uma
estação convencional – com adição de coagulante e bactericida, mistura rápida, floculação
(mistura lenta), decantação e filtração (areia e carvão). Representaram-se as estações
desenvolvidas na UPEA por meio de figuras e registraram-se os parâmetros a serem seguidos.
Os custos para a implantação das estações estão abaixo do mercado, visto que as
tecnologias empregadas são conhecidas e podem ser desenvolvidas na própria região. Os
valores obtidos foram de, no mínimo, 50% menor que os orçamentos levantados.
Os resultados obtidos foram satisfatórios e estão dentro dos parâmetros estabelecidos
pela Portaria nº 518 do MS, portanto as alternativas de tratamento de água propostas neste
trabalho se mostram viáveis para serem implantadas em comunidades rurais.
A partir desta pesquisa e por meio das estações desenvolvidas, vários outros trabalhos
podem ser realizados, como:
- Analisar os resíduos gerados por cada estação e como estes devem ser trabalhados;
- Mapear a qualidade da água da região rural do Norte Fluminense;
- Avaliar a eficiência dos diferentes floculantes utilizados no tratamento de água;
- Avaliar a eficiência de cada meio filtrante e seus limites de tratamento.
Observa-se, portanto, que o tema “tratamento de água”, apesar de bastante discutido,
ainda apresenta muito espaço e grande necessidade de desenvolvimento em nossa região, pois
é fundamental para a qualidade de vida da população.
80
6. REFERÊNCIAS
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não cresce há 16 anos. Disponível em:
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Estado de Ciência, Tecnologia e Inovação do Rio de Janeiro. 2006. Disponível em:
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Jornal da Unicamp. [2004]. Disponível em:
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<http://www.sindestado.com.br/legislacoes/decreto40156.htm>. Acesso em: 03 out. 2007.
81
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2007.
BRASIL c. Portaria do Ministério da Saúde nº 1.469/2000, de 29 de dezembro de 2000.
Disponível em: <http://portal.saude.gov.br/portal/arquivos/pdf/portaria_1469.pdf>. Acesso
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Disponível em: <http://www.campos.rj.gov.br/Perfil-2005/index.htm>. Acesso em 15 jun
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1987. Dissertação (Mestrado em Geociências) – Instituto de Geociências, Universidade
Federal Fluminense, Niterói (RJ).
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2004. Dissertação (Mestrado em Ciências de Saúde Pública) – Fundação Oswaldo Cruz, RJ.
TRIGUEIRO, A. O desafio de levar água para todos. 2003. Disponível em:
<http://www.recicloteca.org.br/agua/ana-tirgkelman.htm>. Acesso em: 07 maio 2007.
85
ANEXOS
86
87
88
89
90
91
92
93
Questionário Sócio-Ambiental
Nome: __________________________________
Endereço: ________________________________ Identificação: ____
Coordenadas: _______________________S _______________________________W
1 – A residência possui água fornecida pelo município?
( ) sim ( ) não
Qual fonte? ___________________________________
2 – Características da água utilizada:
( ) cor
( ) cheiro
( ) límpida
( )_________________
3 – Com que freqüência é feita a limpeza da caixa d’água?
( ) 01 vez por ano
( ) 02 vezes por ano
( ) nunca
( ) outros _______________
4 – A residência possui tratamento para o esgoto sanitário?
( ) sim ( ) não
Qual? _______________
Quantos metros entre a fossa e a fonte dágua? _______
5 – A água consumida é:
( ) clorada ( ) fervida ( ) sem tratamento ( ) outros ____________________
94
6 – Quantas pessoas vivem na casa?
______ pessoas
7 – Qual a renda da família?
( ) meio salário mínimo ( ) 01 SM ( ) 02 SM ( ) mais 02 SM
8 – Recebe alguma assistência do governo?
( ) sim ( ) não
Qual?_____________________
9 – Quais doenças já foram contraídas pelos membros da família? Quantos membros e qual a
freqüência?
( ) verminose ___membros ___vezes no ano
( ) diarréia ___membros ___vezes no ano
( ) dengue ___membros ___vezes no ano
( ) problemas de pele ___membros ___vezes no ano
( ) leptospirose ___membros ___vezes no ano
( ) outros _________________
10 – A localidade possui atendimento médico?
( ) sim ( ) não
Qual:________________________________
Observações:
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
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