Grupo de F

1
Grupo de Fósforo

• SUBGRUPO AVALIAÇÃO DE IMPACTOS AMBIENTAIS

2
EUTROFIZAÇÃO

• A eutrofização é, hoje, um fenômeno que ocorre na
  maioria dos países.
• É o enriquecimento de lagos e reservatórios com
  nutrientes para plantas, principalmente fósforo e
  nitrogênio.

3
EUTROFIZAÇÃO Fatores de influência

• Aumento de carga de nutrientes nas águas por meio
  da alteração nos mananciais (remoção de
  florestas, desenvolvimento agrícola e industrial,
  além da urbanização)
• Fatores que modulam os impactos gerados pelo
  aumento da carga de nutrientes
• estrutura da rede alimentar
• trocas entre os sedimentos e a água
• forma e profundidade da bacia
• movimentos da água dos reservatórios
• condições climáticas e hidrológicas

Fonte UNEP - IETC, 2001
4
EUTROFIZAÇÃO Conseqüências

• Uma das conseqüências do processo de eutrofização
  é a floração de algas tóxicas (cianobactérias),
  prejudicando a qualidade das águas, geração de
  energia e atividades de lazer.
• As toxinas presentes na água são provenientes das
  células das cianobactérias após sua decomposição.
  Em alguns casos, essas toxinas podem estar
  presentes na água após os tratamentos de água
  bruta, o que pode agravar seus efeitos crônicos.

5
FLORAÇÃO DE ALGASCaso Caruaru

• Em fevereiro de 1996, houve crise de hepatite
  aguda em um centro de hemodiálise em Caruaru, no
  Brasil
• 86 dos pacientes sofreram perturbações visuais e
  outros sintomas
• muitos apresentaram falhas no funcionamento do
  fígado
• 50 pacientes morreram.

6
FLORAÇÃO DE ALGASCaso Caruaru

• A evidência biológica e química suporta a
  hipótese inicial de morte por efeitos da toxina
  microcistina na água da diálise (Tundisi, 2003).
• Esta ocorrência se deve ao tratamento
  insuficiente
• No manancial
• Na água na clínica de diálise.

7
FLORAÇÃO DE ALGASCaso Caruaru
QUAL OU QUAIS FORAM OS RESPONSÁVEIS PELO
FLORESCIMENTO DE ALGAS TÓXICAS COM CONSEQUENTE
INTOXICAÇÃO DE PESSOAS EM CARUARU?
QUAL É A RELAÇÃO DO FÓSFORO DO DETERGENTE COM
ESSE FATO?
8
RELAÇÃO P-detergentes X EUTROFIZAÇÃO E SUAS
CONSEQUÊNCIAS
CORPOS DÁGUA PARA ABASTECIMENTO
ESGOTO DOMÉSTICO
P-dejetos P-detergentes
9
EUTROFIZAÇÃOFatores de influência

• Fontes Pontuais
• Esgotos domésticos
• Esgotos industriais

Corpos Dágua
Corpos Dágua

• Nutrientes
• Nitrogênio
• Fósforo

• Fontes - Não pontuais
• Escoamento superficial
• Transporte de solo
• Intemperização de rocha

10
EUTROFIZAÇÃOFator limitante

• É o fator que determina o crescimento das algas e
  plantas aquáticas.
• As disponibilidades de luz e nutrientes podem ser
  considerados fatores limitantes do
  desenvolvimento de plantas.

11
EUTROFIZAÇÃONíveis de trofia

• Oligotróficos baixas entradas de nutrientes e
  produção primária, alta transparência e uma biota
  diversa.
• Mesotrófico intermediário.
• Eutrófico grande entrada de nutrientes e
  produção primária, baixa transparência e elevada
  biomassa, com poucas espécies e uma produção de
  cianobactérias superior aos sistemas
  oligotróficos.

12
METODOLOGIA DE AVALIAÇÃOÍndices de estado trófico
Fósforo total (PPB)
13
METODOLOGIA DE AVALIAÇÃOÍndice Probabilístico
14
METODOLOGIA DE AVALIAÇÃOÍndice Morfoedáfico
15
METODOLOGIA DE AVALIAÇÃO Índice Morfoedáfico
16
METODOLOGIA DE AVALIAÇÃOLago Washington e
Minnetonka
Nei due laghi venne effettuato lo stesso
intervento per il controllo delleutrofizzazione
(diversione fuori bacino di tutti i carichi
puntiformi). Nel Lago Washington lintervento
consentì di raggiungere condizioni di
oligotrofia. Nel Lago Minnetonka il risultato fu
insoddisfacente. Questo sarebbe stato prevedibile
utilizzando lIndice Morfoedafico.
17
FLORAÇÃO DE ALGAS

• Em lagos oligotróficos e mesotróficos, a
  concentração de fósforo geralmente é o fator
  limitante.
• Em casos de lagos eutróficos e hipereutróficos,
  outros fatores podem ser os controladores.
• No Brasil, o nitrogênio é o fator limitante em
  regiões marinhas.

18
A QUESTÃO DA BIODISPONIBILIDADE

• A fração da concentração total de um composto
  químico em um ambiente aquático que está
  potencialmente disponível para a ação biológica,
  como por exemplo, incorporação por um organismo
  aquático, é chamada de fração biodisponível
  (Spacie et al., 1995).
• Plantas aquáticas e algas assimilam o fósforo
  principalmente na forma de ortofosfato, ou seja,
  esta é a forma biodisponível do fósforo (Klapper,
  1991).

19
A QUESTÃO DA BIODISPONIBILIDADE

• A concentração do ortofosfato tem sido
  determinada e relacionada com o crescimento do
  fitoplâncton porque esta fração do fósforo total
  está diretamente disponível para ser absorvida.
• Como a cinética de conversão entre as formas de
  disposição de fósforo são muito rápidas, a
  biodisponibilidade independe da forma de aporte
  da carga.

20
A QUESTÃO DA BIODISPONIBILIDADE

• A biodisponibilidade do ortofosfato (produto da
  hidrólise do fósforo) é reduzida por alguns
  fatores (Klapper, 1991).
• Formação de complexos insolúveis com alguns
  cátions como ferro, cálcio, magnésio etc.
• Adsorção em argilas (trocadores iônicos naturais)
• Colóides
• Outros materiais particulados, como carbonatos e
  hidróxidos

21
A QUESTÃO DA BIODISPONIBILIDADE
Fontes Pontuais
Fontes não pontuais
Parte é metabolizada pela biota
Parte se agrega ao material particulado
SEDIMENTOS
22
FONTES DE FÓSFOROSituação A apenas o esgoto
como fonte

• 1 - Dejetos humanos
• - variando de 1,2 g a 2,8 g de fósforo/hab/dia
• -resultando entre 216 t e 504 t de fósforo/dia
  - (população brasileira 180 milhões)
• 2 - Sabões e detergentes comerciais
• 64 t de fósforo/dia
• Esgoto de 280 t a 568 t de fósforo/dia no Brasil

23
FONTES DE FÓSFOROSituação B considerando todas
as fontes

• Adubos, fertilizantes e background Malavolta
  (2002)
• Excreção animal / estercos IBGE (2000b) e Costa
  (1986)
• Lixo urbano Costa (1986) e USDA (1985)
• Detergente em pó ABIQUIM (2003)
• Esgotos domésticos / dejetos humanos (IBGE 2000)

24
CONTRIBUIÇÃO DE FÓSFOROMédia Brasil -
considerando todas as fontes
Utilizando valor mais conservativo de 1,2 g
P/dia/hab
Á contribuição do efluente industrial está
referida como 0 porque não foram obtidos dados
precisos para se estimar sua participação.
Fonte Abipla, IBGE, IPT, Anda e CENA/USP
25
CONSUMO DE FÓSFORO
Ração animal Indústria alimentícia Indústria
farmacêutica
STPP
Fertilizantes
26
MERCADO DE STPP

• 5
• Indústria de Papel
• Indústria Cerâmica
• Indústria Têxtil
• Tratamento de Metais
• Tratamento de Água
• Outras Aplicações

95 Detergentes em Pó
Fonte Copebrás / 2001
27
MERCADO DE DETERGENTES EM PÓ
ESTIMATIVA PARA O BRASIL
28
CONSUMO DE DETERGENTESComparativo Brasil
PAÍS Consumo (Kg/ano)
Brasil 3,5
Finlândia 3,8
Suécia 4,5
Noruega 4,9
Dinamarca 6,5
Holanda 7,5
Grécia 10,2
França 11,8
Portugal 12,2
Espanha 12,4
Itália 12,9
Fonte CSTEE 2003 Nielsen 2001
29
FONTES DE FÓSFORO NOS RIOS E MANANCIAIS

• Com exceção de circunstâncias específicas, a
  fonte pontual majoritária de descarga de fósforo
  é proveniente de esgotos domésticos (Vanloon e
  Duffy, 2001).
• Se os esgotos domésticos permanecerem sem
  tratamento, o fósforo continuará sendo descartado
  nos corpos dágua receptivos, sendo a maior
  contribuição para a eutrofização.

30
SANEAMENTO NO BRASILÍndices de Coleta e
Tratamento

• Dos 52,2 dos municípios que têm esgotamento
  sanitário
• 32 têm serviço de coleta
• 20,2 coletam e tratam o esgoto.

14,5 milhões m3 de esgoto são coletados
diariamente, sendo que 5,1 milhões m3 são
tratados. (IBGE, 2000a)
31
SANEAMENTO NO BRASILÍndices por Região
Grandes Regiões Proporção de municípios, por condição de esgotamento sanitário () Proporção de municípios, por condição de esgotamento sanitário () Proporção de municípios, por condição de esgotamento sanitário ()
Grandes Regiões Sem coleta Só coletam Coletam e tratam
Brasil 47,8 32,0 20,2
Norte 92,9 3,5 3,6
Nordeste 57,1 29,6 13,3
Sudeste 7,1 59,8 33,1
Sul 61,1 17,2 21,7
Centro-Oeste 82,1 5,6 12,3
Fonte IBGE, 2000a
32
SANEAMENTO NO BRASIL Exemplo no Município de São
Paulo

• 92 da população (9,1 milhões de pessoas) é
  servida com coleta de esgotos
• 67 dos esgotos coletados são tratados, gerando
  benefícios para 6,1 milhões de habitantes.

Fonte SABESP 2004
33
SANEAMENTO NO BRASIL Exemplo na Região
Metropolitana de São Paulo

• Hoje
• 80 da população é servida com coleta de esgotos
• 62 dos esgotos coletados são tratados.
• Em 2005
• 84 da população com coleta de esgotos
• 65 dos esgotos coletados serão tratados.

Fonte SABESP 2004
34
SANEAMENTO NO BRASIL Exemplo Lago Paranoá -
Brasília

• Fato
• Lago Paranoá (Brasília) em estado hipereutrófico,
  na década de 80
• Medidas
• Implementação de sistema de coleta e tratamento
  terciário de esgoto, que possibilita a retirada
  de fósforo
• Resultados
• Melhora significativa na qualidade das águas
• Utilização do Lago Paranoá para o lazer
• Redução de 75 de fósforo através do tratamento
  terciário

35
RECICLAGEM DE FÓSFOROAlternativas

• O tratamento do esgoto produz um resíduo sólido
  denominado lodo. A disposição final deste lodo é
  uma etapa fundamental para a operação eficiente
  de uma estação de tratamento de esgoto. As
  alternativas para disposição do lodo são
• Digestão anaeróbia
• Destinação final em aterros sanitários exclusivos
• Disposição de superfície
• Disposição oceânica
• Lagoas de armazenagem
• Incineração
• Reciclagem agrícola.

36
RECICLAGEM DE FÓSFOROEstudos Tendências

• A reciclagem agrícola tem se destacado
  mundialmente do ponto de vista técnico,
  econômico e ambiental por viabilizar a
  reciclagem de nutrientes, promover melhorias
  físicas, especialmente na estruturação do solo e
  por apresentar uma solução definitiva para a
  disposição do lodo (Andreoli, et al. 1994).

37
RECICLAGEM DE FÓSFOROEstudos Tendências

• A reciclagem agrícola é a mais indicada sob os
  aspectos sanitário, ambiental, agronômico, social
  e econômico. O uso agrícola do lodo de esgoto
  como adubo orgânico é considerado hoje como a
  alternativa mais promissora de disposição final
  deste resíduo, devido a sua sustentabilidade
  (Rocha, 1998)

38
RECICLAGEM DE FÓSFORO

• O efeito da reciclagem agrícola pode ser
  potencializado, aliando-se utilização agrícola e
  recuperação de áreas degradadas. Devido às suas
  propriedades físico-químicas, o lodo de esgoto
  pode ser utilizado em áreas degradadas a fim de
  recuperar as características necessárias para o
  desenvolvimento da vegetação.
• Nos EUA, a aplicação do lodo de esgoto em áreas
  degradadas chega a atingir dosagens de até 495
  t/ha (EPA, 1995).

39
RECICLAGEM DE FÓSFORORegião Metropolitana de
Curitiba

• Pegorini et al. (2003) avaliaram os potenciais
  impactos ambientais da implementação da
  reciclagem agrícola do lodo de esgoto em escala
  real na Região Metropolitana de Curitiba. As
  conclusões desse trabalho foram
• O processo de higienização, através da caleação,
  aumenta sua capacidade de correção do solo e
  adiciona ao resíduo grande quantidade de Ca e Mg,
  melhorando seu valor agronômico

40
RECICLAGEM DE FÓSFORO Região Metropolitana de
Curitiba

1. O nível de controle sanitário do lodo
   disponibilizado aos agricultores é compatível com
   o uso agrícola, segundo as principais legislações
   mundiais sobre o tema com critérios rigorosos de
   segurança adotados pela IN IAP
2. Os teores de metais pesados de todos os lotes de
   lodo reciclados na RMC foram significativamente
   inferiores aos limites normativos.

41
RECICLAGEM DE FÓSFORO

• Ponto sensível
• Segundo esse dado, temos a impressão de que esta
  é uma reserva abundante, mas muitos desses
  materiais não são acessíveis e/ou são de baixa
  qualidade.

40 bilhões de toneladas reserva de rocha
fosfática
250 anos de demanda para uso
250 anos de demanda para uso
42
RECICLAGEM DE FÓSFORO

• Além disso, a utilização desse mineral tem sido
  em uma taxa crescente.
• Mais de 80 do mineral explorado é utilizado para
  fabricação de fertilizantes.
• Como existe a crescente necessidade de
  intensificação de campos de agricultura, e uma
  grande demanda para aumento da produtividade, há
  necessidade de maior aplicação de fertilizantes
  para repor os nutrientes removidos do solo pelas
  plantas.

43
RECICLAGEM DE FÓSFORO

• A maioria das estações de tratamento de esgoto na
  Europa e América do Norte trata o efluente para
  remover o fósforo antes do descarte. Isso tem
  sido feito tipicamente por precipitação com sais
  de ferro ou alumínio.
• Estações de tratamento de esgoto são fontes
  potenciais de fósforo para reúso.

44
RECICLAGEM DE FÓSFOROExemplos

• Holanda
• Tem estações de tratamento que recuperam fósforo
  na forma de sal de cálcio
• Uma empresa química mostrou que o fósforo na
  forma de sal de cálcio pode ser reciclado em STPP.

Recuperar fosfato de esgoto traz benefícios,
inclusive pelo fato de também extrair impurezas
como metais pesados, deixando um lodo que pode
ser utilizado como fertilizante na agricultura.
45
DIRETRIZES PARA O GERENCIAMENTO DA EUTROFIZAÇÃO

• Uma forma eficaz de enfrentar o problema da
  eutrofização é a implementação de programas de
  gerenciamento integrado, atacar uma única fonte
  não resolveria o problema da eutrofização.

46
DIRETRIZES PARA O GERENCIAMENTO DA EUTROFIZAÇÃO

• Tundisi (2003) relaciona alguns tópicos que devem
  ser seguidos para monitorar e gerenciar o
  problema da eutrofização. O monitoramento deve
  enfocar os seguintes aspectos
• Identificar a procedência da eutrofização e das
  fontes difusas e pontuais (Chapman, 1992)
• Realizar balanços de massa (entradas e saídas) de
  nutrientes para lagos, represas ou rios
  (Vollenweider Kerekes, 1981)

47
DIRETRIZES PARA O GERENCIAMENTO DA EUTROFIZAÇÃO

• Identificar o estado trófico do ecossistema
  aquático em função de N, P e clorofila a
  (oligotrófico a eutrófico)
• Criar cenários que possibilitem a avaliação e a
  progressão do estado trófico em função de futuros
  impactos (Vollenweider, 1987)

48
DIRETRIZES PARA O GERENCIAMENTO DA EUTROFIZAÇÃO

• Detalhar ações de gerenciamento e tratamento,
  incluindo custos (Thanh Biswas, 1990)
• Identificar possíveis organismos indicadores de
  eutrofização, além das cianobactérias
• Ampliar a informação sobre eutrofização para o
  grande público e autoridades (UNEP/IETC, 2001).

49
DIRETRIZES PARA O GERENCIAMENTO DA EUTROFIZAÇÃO

• O monitoramento das condições químicas, físicas e
  biológicas da água deve ser em paralelo ao
  monitoramento hidrológico.
• O monitoramento biológico deve contemplar
• classificação das algas
• flutuações das espécies no espaço e no tempo
• identificação das épocas favoráveis aos
  florescimentos de algas
• concentração de toxinas na água.

50
DIRETRIZES PARA O GERENCIAMENTO DA EUTROFIZAÇÃO

• As quatro seguintes estratégias, com diferentes
  prazos e propósitos, podem ser utilizadas para
  gerenciar a eutrofização
• das águas servidas, de modo a atingir um padrão
  aceitável para um uso específico
• manipulação das condições dentro do lago, ou
  reservatório, no sentido de melhorar os sintomas
  do problema
• controle das cargas nas fontes, como a remoção de
  fosfato e detergentes
• ações dentro dos mananciais e/ou dos corpos
  hídricos nas fontes que geram as causas dos
  problemas

51
DIRETRIZES PARA O GERENCIAMENTO DA EUTROFIZAÇÃO

• No Cap. 6 são discutidas as abordagens para as
  duas primeiras estratégias. A implementação do
  terceiro tipo (controle nos detergentes) envolve
  aspectos econômicos e culturais considerados nos
  Capítulos 5 e 2 respectivamente.

52
ANÁLISE / AVALIAÇÃO

• Segundo Lee Lee (1995), existe um erro na
  tentativa de relacionar diretamente uma redução
  de concentração de fósforo com melhoria na
  qualidade de água (em relação a eutrofização).
• É muito importante não confundir mudanças na
  concentração de compostos químicos com mudanças
  na qualidade da água.
• Em muitas situações, pode haver grandes mudanças
  na concentração de composto químico, sem que haja
  nenhuma melhoria na qualidade da água.