1) Prof. Titular da Universidade Paulista – Unip, r. Basílio da Cunha, 70 São Paulo SP CEP: 01544 – 000, gtagiansante@uol.com.br.

AVALIAÇÃO DE CARGAS POLUIDORAS DIFUSAS PARAPLANEJAMENTO AMBIENTAL EM BACIAS HIDROGRÁFICAS: aplicação

na Bacia do Ribeirão Piraí - SP.

Antonio Eduardo Giansante1.

RESUMO --- O uso e a ocupação do solo rural ou urbano apresentam condições variáveis quanto àPotencialidade de Geração de Cargas Poluidoras Difusas em relação aos corpos d’água receptores.As áreas homogêneas de uso do solo classificam-se numa escala que vai de pouco a até as muitoimpactantes quanto à qualidade das águas. Estas últimas são inadequadas à ocupação, em função deuma combinação características físicas dos solos, como geologia e relevo (declividade); antrópicas,feições de uso, e mesmo bióticas, como o tipo de cobertura vegetal original. Aqui se apresenta ométodo desenvolvido para a avaliação dessas cargas e a aplicação para a rede hídrica da Bacia doRibeirão Piraí, SP. Verificou-se que, apesar da crescente remoção da vegetação por culturasagrícolas e loteamentos, os impactos das cargas difusas são praticamente iguais aos originados peloslançamentos concentrados de esgotos, mesmo que tratados. A contribuição deste trabalho tambémse refere ao uso de Processamento Digital de Imagem de satélite para obter a Carta de Uso do Soloe, posteriormente, e de Sistema de Informação Geográfica que se mostraram essenciais paraalcançar o objetivo de avaliar as cargas difusas de uma bacia, dentro de uma perspectiva deplanejamento ambiental de bacia hidrográfica, que vise preservar suas águas e orientar o uso e aocupação do solo nos seus limites.

ABSTRACT --- The use of new digital technique in basin analysis, like Geographic InformationSystem – GIS, becomes possible to understand more consistent all phonemes that happens there. Inthis work, the GIS made possible to calculate and to show how many places are responsibles in thepollution of the receiving reservoir. The map of Potential Areas to Produce Pollution was obtainedand it makes possible to do actions with objective to protect and recuperate the basin, which it isresponsible to produce water to municipalities. The amount of nutrients, phosphate and nitrate, wascalculated too from prospectives scenarios are built. Only by GIS use is possible to do it.

Palavras-chave: água, bacia, poluição difusa.

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1. INTRODUÇÃO.

O uso e a ocupação rural ou urbana do solo apresentam condições variáveis quanto à

Potencialidade de Geração de Cargas Poluidoras ou Contaminantes Difusas em relação aos corpos

d’água receptores. As áreas homogêneas classificam-se numa escala que vai de pouco a até as muito

impactantes aos corpos d’água. Estas últimas são inadequadas à ocupação antrópica, em função de

uma combinação características físicas dos solos, geologia, relevo (declividade) e capacidade

suporte (geotecnia), dentre outras, e mesmo bióticas. A determinação dessa carta, isto é, sua

distribuição espacial sempre foi difícil, principalmente porque o cruzamento de cartas temáticas em

papel que a definiam tornavam a operação complexa. Além do mais, em função do uso e ocupação

do solo rapidamente ficavam ultrapassadas.

As dificuldades apontadas, mapeamento do uso do solo, cruzamento de informações variadas

de fontes também distintas, são atualmente mais facilmente resolvidas pelo emprego de

“ferramentas” de informática como o Processamento Digital de Imagem de satélite – PDI para obter

a Carta de Uso do Solo e, posteriormente, e de Sistema de Informação Geográfica – SIG que se

mostraram essenciais para alcançar o objetivo de avaliar as cargas difusas de uma bacia, dentro de

uma perspectiva de planejamento ambiental de bacia hidrográfica, que vise preservar suas águas

(GIANSANTE et alli, 1999).

A importância Bacia Hidrográfica do Ribeirão Pirai (fig. 1) origina-se na sua localização, à 80

km da Região Metropolitana de São Paulo e à Jundiaí, 25 km, portanto, em área de expansão

urbana, inclusive por causa das indústrias instaladas, e ainda por se tratar no último manancial de

porte razoável para abastecer ao menos em parte cidades como Indaiatuba, Salto, Itu e Cabreúva. O

município desta última abrange grande parte do território da bacia, mas é justamente ao longo de

uma rodovia que o corta que se situam as indústrias. Há o conflito conhecido entre demanda por

água crescente e expansão urbana, a qual vem removendo as culturas agrícolas típicas da região, por

loteamentos. No entanto, aquelas, por sua vez, removeram a cobertura vegetal primitiva, a mata

atlântica, pois era região de seu domínio.

Este artigo apresenta a metodologia que vem sendo utilizada ao longo do trabalho e os

resultados encontrados para diagnosticar a contribuição das cargas difusas oriundas das diversas

feições de uso e ocupação do solo e compará-las com as concentradas, verificando a importância

relativa de ambas. Os objetivos finais do trabalho estão em prognosticar as ocorrências na bacia

relacionadas ao uso e ocupação do solo e ao lançamento de cargas concentradas, visando recuperá-

la aonde for mais estritamente necessário num primeiro momento; evitar a remoção do pouco que

restou da cobertura vegetal ao mostrar os efeitos potenciais sobre a qualidade das águas e, enfim,

propor medidas de recuperação aonde for mais necessário. Isso só seria possível desenvolver por

1

meio de um método baseado em PDI e SIG, além de modelos simples de qualidade de água,

utilizado com a finalidade de planejamento.

Figura 1 – Macroregião da Bacia Hidrográfica do Ribeirão Pirai.

2. CONCEITOS PERTINENTES.

As cargas poluidoras são divididas em duas categorias, de acordo com a forma pela qual são

originadas: concentradas ou difusas. As cargas poluidoras concentradas têm por principal

propriedade a sua localização constante, por isso também se denominam pontuais, e permanência,

logo não são ocasionais, mas perenes, embora possam apresentar variações significativas. A sua

posição geográfica é dada pelas coordenadas geográficas usuais de forma que também compõem o

banco de dados alfanumérico georreferenciado da bacia em formação quanto a este aspecto. As

cargas concentradas possuem a seguinte origem (NOVOTNY & OLEM, 1994):

- lançamento de esgotos domésticos;

- lançamento de efluentes industriais;

- chorume;

- escoamentos superficiais provenientes de indústrias ou de áreas de disposição de resíduos

sólidos;

- lançamento de drenagem urbana para cidades com população maior que 100.000 habitantes.

Portanto, a origem das cargas concentradas situa-se em plantas fabris, efluentes de estações de

tratamento de esgotos sanitários, chorume de aterro sanitários, lodos de estação de tratamento de

água e ainda outras, desde que tenham por propriedade a perenidade e uma localização física. Os

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componentes mais importantes sujeitos ao controle e monitoramento são os sólidos suspensos,

nutrientes e teor de coliforme fecal, entre outros, dependendo da atividade existente. Vale o mesmo

para as cargas de efluente industrial.

As cargas poluidoras difusas têm constituído um problema cada vez mais preocupante nas

bacias hidrográficas ocupadas por atividades agrícolas ou ainda por áreas urbanas. Essas cargas

chegam a ser cerca de duas ou até três vezes maiores que as pontuais, dependendo da atividade

econômica na bacia e do destino dos despejos (cargas concentradas) provenientes da rede pública de

esgotos, tratados ou “in natura”. Têm as seguintes origens:

- efluentes de áreas irrigadas;

- efluentes de outras culturas agrícolas ou de silvicultura;

- pastos;

- escoamento superficial de áreas urbanas não servidas por redes de esgotos sanitários;

- escoamento superficial de áreas urbanas com população inferior a 100.000 habitantes;

- escoamento superficial de áreas urbanas inferiores a 2 ha;

- desmatamentos;

- deposição atmosférica seca ou úmida.

As cargas difusas são caracterizadas pelas seguintes propriedades:

- entram nos corpos receptores de forma difusa e intermitente;

- aumentam com a extensão das áreas de origem;

- seriam provenientes do aqüífero freático, do escoamento subsuperficial ou do superficial

direto;

- difícil ou impossível monitorar nas fontes de origem;

- o seu controle se faz sobre a gestão do uso e ocupação do solo ou do respectivo escoamento

superficial das precipitações;

- a emissão está relacionada às condições geográficas (geologia, clima etc.) daí a necessidade

de uma análise integrada, baseada em SIG;

- sua grandeza é proporcional a área de emissão;

- os componentes mais importantes sujeitos ao controle e monitoramento são os sólidos

suspensos, nutrientes e substâncias sólidas.

Avaliar essas cargas difusas sempre foi muito difícil, pois isso depende do mapeamento do

uso e ocupação do solo da bacia, dada a relação intrínseca entre solo drenado e qualidade da água,

principalmente porque é necessário conhecer a área de cada tipo de uso, bem como sua distância

aos corpos d’água drenantes.

A determinação das áreas que potencialmente geram mais cargas difusas é atualmente muito

facilitada pela utilização de programas como os Sistemas de Informação Geográfica –SIG, os quais

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constituem uma ferramenta de uso praticamente indispensável nas análises ambientais. Tendo uma

base de dados georreferenciada, é possível inclusive obter outros produtos como as cartas de

Fragilidade dos Terrenos perante a erosão. Aqui foi utilizado como SIG o MAINFO.

Já o banco de informações espaciais da bacia é composto pelos seguintes temas, que também

necessitam estar georreferenciadas: relevo, geologia, pedologia e uso do solo, dentre outras. O

mapeamento do uso e ocupação do solo foi determinado por processamento de imagem de satélite,

oriunda do LANDSAT.

Os satélites norte-americanos da série LANDSAT, dos quais o mais moderno é o LANDSAT

5 com sensor TM (Thematic Mapper) oferece resolução de 30X30 metros em três bandas do

espectro de luz visível (bandas 1, 2 e 3, correspondendo respectivamente aos comprimentos de onda

das cores azul, verde e vermelho) e em outras três bandas do infravermelho refletido, i.é, banda 4,

infravermelho muito próximo; 5, infravermelho e 7 - ondas curtas; e 120X120 metros no

infravermelho emitido pela superfície terrestre (banda 6 - infravermelho termal) (Quadro 1).

Quadro 1: Características do Sensor TM/ LANDSAT.

Espectros Pixel Cobertura Espectral Aplicação do Sensor (m) (10-6m)

Banda 1 30x30 0,45 - 0,52 (azul) corpos de água

Banda 2 30x30 0,52 - 0,60 (verde) corpos de água

Banda 3 30x30 0,63 - 0,69 (verm.) uso do solo

Banda 4 30x30 0,76 - 0,90 (IV prox.) vegetação

Banda 5 30x30 1,55 - 1,75 (IV med.) topografia

Banda 6 120x120 10,40 -12,50 (IV Term.) temperatura

Banda 7 30x30 2,08 - 2,35 (IV med.) geologia

Os conceitos neste item apresentados têm a função de subsidiar a metodologia desenvolvida.

Não possuem a pretensão de esgotar todos os temas que concorrem à elaboração do trabalho, mas

sim revisar aqueles que se mostram menos comuns.

3. METODOLOGIA.

As cargas concentradas foram determinadas a partir de informação de várias fontes como:

CETESB, Sabesp e eventualmente de outros serviços municipais de água e esgoto (anexo 1).

Conhecidas, para que componham o banco de dados alfanumérico, necessariamente devem ser

georreferenciadas, i.é, caracterizá-las pela sua latitude e longitude. A magnitude da carga e sua

tipologia compõem a base alfanumérica.

As difusas estão associadas, como visto, pelo uso e ocupação do solo, obtido por

processamento digital de imagem de satélite – PDI. As manchas homogêneas de acordo com a

1

legenda de uso do solo adotada têm dimensão, área, característica espacial, localização por

coordenadas, e também de tipologia em função da atividade exercida. A informação alfanumérica,

área da mancha e tipo de uso do solo já devem estar inseridas no banco de dados da bacia.

A análise e interpretação da imagem foram efetuadas semi-automaticamente, embora seja

mais lenta e trabalhosa em relação à classificação automática. Para tanto, utilizaram-se diapositivos

obtidos de fotografias da imagem processada em duas composições principais, a saber: uma

composição em cor real, ou seja, trabalhar no espectro do visível, atribuindo cores vermelhas à

banda 3, verde à banda 2 e azul à banda 1; e uma composição em falsa cor, utilizando a banda 4, em

vermelho, a banda 3, em verde, e a banda 2, em azul. A composição em cor real é a mais indicada

para trabalhos de interpretação de áreas urbanas, enquanto a composição com infravermelho muito

próximo (banda 4) aplica-se melhor às áreas rurais, apresentando boas distinções entre diversos

tipos de vegetação (como entre mata preservada, mata alterada e vegetação rasteira ou arbustiva).

A imagem de satélite utilizada para interpretação foi uma composição Landsat 4R/ 5G/ 3B, do

ano 2.000, fornecida pela CPLA/SMA. A banda 4 (infravermelho próximo) foi carregada em

vermelho, uma vez que é a banda que melhor fornece informações quanto à vegetação e o olho

humano percebe melhor as variações em tons dessa cor do que em verde. Foram também utilizadas

fotografias aéreas verticais coloridas em formato digital, tomadas em junho de 2000 e com pixel de

0,5 m, recobrindo aproximadamente 500 m de cada lado da rodovia SP-300 (aprox. 15 km2

lineares), 100 fotografias aéreas obliquas digitais e 3 fotografias aéreas verticais coloridas (~3 km2)

tomadas em sobrevôo de observação efetuado em 01/03/2005. Nos critérios para identificação das

classes de legenda expostos a seguir, o termo “resposta espectral” refere-se sempre à imagem

Landsat. Ressalte-se que a interpretação do Uso e Ocupação do Solo refere-se ao ano de 2000.

Imagens com pixel de 0,5m contendo exemplos de cada classe de legenda são fornecidas em um

diretório específico, para melhor ilustração. Nesse diretório encontra-se também uma composição

da imagem de satélite conforme utilizada para análise (4R/5G/3B, vegetação em tons de vermelho),

com os vetores dos limites da bacia, hidrografia e estradas. Pelas suas dimensões, somente em CD

que é possível a entrega dessas informações.

Após essa fase de escritório, é indispensável aumentar a confiabilidade do mapeamento

mediante visita a campo, a qual foi efetuada em duas etapas (uma por sobrevôo e outra por terra), a

fim de conferir os padrões de uso do solo e acrescentar informações sobre áreas cujas dimensões

não são observáveis na imagem, mas que podem influir no resultado final do diagnóstico. Na

primeira etapa, foi efetuado sobrevôo de baixa altitude sobre a área escolhida, o que permitiu a

conferência dos mapas em uma escala intermediária (entre a escala do satélite e da visita ao campo

por via terrestre realizada posteriormente), além da localização das áreas mais problemáticas.

1

Na segunda etapa, foram efetuadas visitas a campo por terra, com equipamento portátil de

localização por satélite (GPS - Global Position System) marca Garmin, modelo 55, o qual fornece o

posicionamento em campo em termos de latitude, longitude e altitude com precisão que pode variar

entre 15 e 90m. Ainda nessa etapa, foram fotografados todos os padrões de uso e ocupação do solo

na área do projeto, além de vistas gerais de cada uma das bacias, de modo a documentar da melhor

forma possível os dados obtidos. As fotografias obtidas foram integradas na análise efetuada para

estabelecer os padrões de uso e ocupação do solo. A legenda utilizada é a seguinte:

- Mata primária: conceitualmente é a cobertura vegetal ou mata virgem que quase não teve

contato com o ser humano e suas atividades. Devido à pressão antrópica na região em tela, oriunda

da presença de rodovias, loteamentos, casas ou sítios isolados, antenas de transmissão ou de

telefonia, dentre outras ocorrências, embora as nascentes do ribeirão Piraí na Serra do Japi

contenham mata primária, esta infelizmente não se apresenta com as características primitivas,

mostrando-se alterada. Nas inspeções de campo e no vôo efetuado em março do corrente ano, foi

possível constatar que em várias porções a mata está impactada, porque além das pressões

antrópicas que vêm sofrendo, também aconteceram incêndios florestais que a prejudicaram. Apesar

desses problemas, ainda é a mais vasta porção da bacia que contém mata.

- Uso agrícola: corresponde à cultura com finalidade comercial ou ainda de subsistência. Na

bacia do Piraí, não há uma predominância de monocultura, porque se encontra em algumas áreas

cultura de laranja, fruticultura diversas como caqui, pêssego, uva, dentre outras que são tradicionais

na região de Jundiaí. Houve uma expansão para a bacia do Piraí. Há, ainda, pomares em sítios de

lazer ou de moradores fixos. Portanto, o padrão de ocorrência desta feição de legenda é disperso ao

longo da superfície da bacia, não se notando grandes extensões contínuas.

- Uso urbano: trata-se da ocupação consolidada por arruamentos, casas, comércio etc. Na

região da bacia do Piraí, as densidades de ocupação são baixas, mesmo no distrito de Jacaré do

município de Cabreúva, o de maior população. Estima-se que a densidade é inferior a 75 habitantes

por hectare, porque não há edifícios de apartamento.

Embora o método utilizado permita a obtenção de imagens atualizadas da região num curto

período, a elaboração do mapeamento correspondente não deixaria de ser um retrato analógico

estático de um determinado instante, caso não permitisse atualizações periódicas. Por essa razão,

optou-se pela criação de uma base cartográfica digital que possibilitasse efetuar eventuais alterações

de qualquer informação processada. Assim sendo, paralelamente a essas atividades foi selecionado

também o ambiente de "hardware" e "software" onde seriam inseridas essas e outras informações de

importância para o projeto (informações sobre o meio físico, tais como geologia, geomorfologia,

pedologia, tectônica, isoietas, declividade, topografia e hidrografia, além de malha viária, limites

municipais ou estaduais etc.). Como mencionado, foi utilizado o MAPINFO.

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Obtida a carta de uso e ocupação do solo (anexo 2), a mesma foi incorporado ao banco de

dados da bacia, composto por informações alfanuméricas e espaciais.

Posta a metodologia de mapeamento do uso e ocupação do solo, foram definidas as

características de qualidade amostradas: coliformes fecais, coliformes totais, fósforo total,

nitrogênio amoniacal, nitrogênio Kjeldahl total, nitrogênio nitrato, sólidos totais em suspensão,

demanda bioquímica de oxigênio e oxigênio dissolvido na água. Estas contribuiriam para a análise e

compreensão da questão de proteção e recuperação de manancial, caso da Bacia do Ribeirão Piraí.

A avaliação da concentração média anual de compostos como nutrientes, nitratos e fosfatos,

que causariam eutrofização das águas do ribeirão Piraí foi feita utilizando SIG, obtendo as áreas

homogêneas por feição adotada de uso e ocupação do solo: expansão urbana; área industrial; área

urbana consolidada de média densidade; campo antrópico / pastagem; mata; mata em regeneração;

mineração; ocupação dispersa; reflorestamento; solo exposto e uso agrícola.

Para obter, enfim, o total de cargas difusas anuais, foram adotadas, num primeiro momento,

cargas unitárias (kg/ha.ano) encontradas na literatura (quadro 2).

Quadro 2 – cargas unitárias utilizadas.

Uso urbano do soloPoluente(kg/ha.ano) Parques Expansão Urbano geral residencial Comercial industrialSólidos suspensos 3 27.000 200 a 4800 620 a 2300 50 a 830 450 a 1700Fósforo total 0,03 23 0,3 a 4,8 0,4 a 1,3 0,1 a 0,9 0,9 a 4,1Nitrogênio total 0,15* 63 0,2 a 1,8 5 a 7,3 1,9 a 1,1 1,9 a 14

Fonte: Sonzogni et alli (American Chemical Society).* Aqui adotado.

Esse total anual de produção de carga difusas, especificamente nutrientes, juntamente com a

vazão média também anual do curso d’água principal nas seções de interesse, obtém-se a

concentração média simulada dessas características d’água. Os valores obtidos podem ser

comparados com aqueles monitorados nessas mesmas seções, contribuindo para “calibrar” esse

modelo simples, com a finalidade de planejamento.

O método até aqui colocado foi empregado para determinar a massa de poluentes geradas

anualmente na bacia. Para a determinação da concentração média desses poluentes no exutório da

Bacia do Piraí, foi utilizada a vazão média específica obtida por meio de cálculo de regionalização

hidrológica. A saber: q7,10 = 2,64 l/s.km2 e qméd = 12,71 l/s.km2.

3. RESULTADOS.

O quadro 3 mostra as áreas por feição adotada de uso e ocupação do solo. A somatória destas

dá a área de drenagem da bacia do Piraí.

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Quadro 3: áreas homogêneas de uso e ocupação do solo na bacia – PDI.

CLASSIFICAÇÃO ÁREA (km2)Área em Expansão Urbana 4,50Área Industrial 1,74Área Urbana Consolidada de Média Densidade 2,12Campo Antrópico / Pastagem 85,00Mata 45,02Mata Em Regeneração 24,83Mineração 0,81Ocupação Dispersa 0,15Reflorestamento 8,73Solo Exposto 2,15Uso Agrícola 46,11Total 221,16

Percebe-se que ao se somar as legendas campo antrópico/ pastagem com uso agrícola obtém-

se um total um pouco superior a 50% da ocupação da bacia, mostrando que a atividade de

agropecuária domina na bacia, podendo gerar cargas difusas compostas por nutrientes, fosfatos e

nitratos. Ao aplicar a metodologia adotada, áreas das feições agrupadas de uso e ocupação do solo

multiplicada pela carga unitária, dando como resultado o total anual por nutriente gerado na bacia e,

em seguida, considerando a vazão média anual, obteve-se nas seções de controle as concentrações

médias previstas. Estas foram comparadas com as concentrações disponíveis na bacia, água bruta

captada pelo município de Indaiatuba.

A partir das concentrações médias de Oxigênio Consumido e admitindo uma relação

DBO:N:P igual 100:5:1, conforme a literatura específica, obteve-se as concentrações médias de

nitrogênio e fósforo total na seção da captação de Indaiatuba, praticamente no exutório da bacia do

ribeirão Piraí. Esse método tem a vantagem de utilizar para a análise uma série histórica a qual,

mesmo que não seja contínua, guarde uma peridiocidade regular, pois constituída por várias

campanhas. Obtiveram-se as concentrações médias colocadas no quadro 4.

Quadro 4: concentrações médias da água bruta da captação de Indaiatuba.

Ano DBO (mg/l) N. total (mg/l) P. Total (mg/l)

média/04 3,024 0,151 0,030

média/03 3,210 0,160 0,032

média/02 2,468 0,123 0,025

média/01 2,461 0,123 0,025

média/00 2,133 0,107 0,021

Média Geral 2,659 0,133 0,027

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Essas são as concentrações médias para matéria orgânica biodegradável – DBO, nitrato e

fosfato, onde a primeira foi obtida a partir do OC medido na bacia e as outras a partir da

proporcionalidade 100 DBO: 5Ntotal: 1Ptotal. A origem da concentração dessas características está

nas cargas difusas e concentradas originadas na bacia do ribeirão Piraí, como exposto, porque a

captação de Indaiatuba é praticamente no exutório da bacia.

Tendo em vista o total obtido de carga gerada na bacia, se faz necessário determinar a carga

concentrada para que daí se obtenha a difusa e se estime as difusas unitárias. A maior ocupação

urbana existente na bacia é o distrito de Jacaré, município de Cabreúva, além das indústrias

presentes. O distrito é servido por rede coletora de esgotos e há a estação de tratamento de esgotos

sanitários – ETE operada pela Sabesp. A ETE tem o seguinte processo: lagoa anaeróbia seguida de

facultativa. Não há desinfecção e nem tratamento terciário.

O quadro 5 mostra o resultado do monitoramento efetuado pela operadora na própria ETE e

também no corpo receptor, o ribeirão Piraí. Os pontos monitorados são: 1 - Afluente anaeróbia,

corresponde ao esgoto bruto. 2 - Efluente facultativa, é o esgoto tratado. 3 - Rio Piraí, antes do

lançamento. 4 - Rio Piraí, após o lançamento. O lançamento de esgoto tratado (ponto 4) no ribeirão

Piraí está à jusante da área urbana de Jacaré, logo também o ponto 3, de forma que este reflete em

termos de qualidade o que acontece nessa área urbana, enquanto que aquele, a contribuição também

do esgoto tratado. Para este estudo, os pontos de maior importância são os de número 2, 3 e 4, pois

mostram como está o próprio esgoto tratado e o corpo receptor antes do lançamento da ETE, após

este. No quadro 20 é colocada uma média dos valores das amostragens por ponto monitorado.

Quadro 5: concentrações médias dos pontos de amostragem da ETE Jacaré.

Características médias Unidade Pontos de Amostragem

mg/l 1 2 3 4

pH U.C. 6,55 6,92 7,10 6,35

D.B.O. (5 dias 20 °C) O-. 818,60 141,20 6,67 22,64

D.Q.O. C-.H-.OH 1795,27 355,00 23,75 52,43

Nitrogênio Amoniacal N 40,01 30,49 0,44 1,93

Oxigênio Dissolvido - 0,80 6,69 4,53

Coli Fecal NMP/100ml 3,45E+06 4,55E+05 2,32E+05

Fonte: monitoramento da ETE Jacaré, Cabreúva, operada pela Sabesp.

Observando o quadro 5 em particular, nota-se que:

1

1. Coliformes fecais: quando foi medido, a maior parte das campanhas de monitoramento do

corpo receptor mostrou que o número mais provável destes é menor a jusante do lançamento da

ETE que a montante ou de mesma ordem de grandeza. Salvo erros sistemáticos de coleta e de

análise, pouco prováveis, a origem dessa carga deve estar em lançamentos clandestinos de esgotos

sanitários na rede de drenagem urbana ou mesmo de animais de sangue quente, incluindo criação

destes a montante do ponto 3 da Sabesp que monitora o ribeirão Piraí a montante do lançamento da

ETE. Na amostra simples da sub-bacia 2, correspondendo ao uso do solo mata primária, foi a que,

paradoxalmente, mostrou a maior presença de coliformes fecais. Portanto, há origem não controlada

de coliformes fecais na bacia, incluindo sua porção que, em princípio, deveria estar mais

preservada, a região das nascentes.

2. DBO: em algumas amostras, a DBO a jusante do lançamento da ETE Jacaré foi maior que a

de montante, indicando a contribuição do tratamento como carga concentrada, porém o resultado é

não conclusivo, pois em outras houve diminuição ou mesmo indiferença. O comportamento da

DQO foi semelhante ao da DBO, como era de esperar. Em média (quadro 20), há um pequeno

acréscimo nos valores da DBO e DQO, mostrando a contribuição da ETE, porém as concentrações

no ponto 3, a montante do lançamento da ETE indicam que já há uma contribuição importante de

origem desconhecida.

3. Nitrogênio amoniacal: quando foi medido, é possível concluir que uma das fontes de aporte

de nitrogênio da bacia é o efluente tratado, como esperado. De maneira semelhante deve ocorrer

com o fósforo, desde que se respeite a relação DBO:N:P colocada neste relatório. A remoção desses

compostos exigiria a colocação de unidade adicional na ETE com a finalidade específica. Portanto,

a ETE Jacaré é uma fonte de nitrogênio e fósforo, porém não deve ser a única, porque o

monitoramento do ponto 3, a montante do lançamento da ETE, indica também que já há

concentração de nitrogênio acima do usual. Essa observação está de acordo com as medições de

coliforme fecal, mostrando que há lançamentos não controlados ao longo da rede hídrica da sua

bacia.

Pelo exposto, a principal origem das cargas poluidoras da bacia do Piraí está na área urbana

de Jacaré, distrito de Cabreúva. Para verificar qual é o problema que mais atinge a qualidade das

águas, retoma-se a seguir o perfil sanitário para o ribeirão Piraí, apresentado no quadro 21 de acordo

o com a CETESB – setor de laboratório de Campinas.

No entanto, a partir dos lançamentos de despejos cadastrados (anexo 1) e verificando o perfil

sanitário fornecido pela Cetesb (quadro 6), o ribeirão Piraí, classe 2 (Decreto SP 10.755/77), está

desenquadrado nos aspectos sanitários, excesso de coliformes fecais, concentração acima do limite

de Demanda Bioquímica de Oxigênio - DBO e em alguns pontos, inferior ao limite o oxigênio

dissolvido - OD. Isso mostra que o lançamento de esgotos sanitários tratados ou “in natura” é,

1

ainda, o principal problema das águas do ribeirão, dentro do que indicam as campanhas de

amostragem realizadas até agora, muito mais importante atualmente que uma ameaça futura de

eutrofização causada por grande aporte significativo de nutrientes.

Quadro 6: perfil sanitário do ribeirão Piraí.

PARÂMETROS Coliformes termotolerantes - NMP/100 mLIDENTIFICAÇÃODOS LOCAIS DATA DA

AMOSTRAGEM04/fev 12/abr 15/jun 09/ago 18/out

00SP05233IRIS02100 Rib. Piraí, captaçãode Cabreúva.

7,9E+03 1,3E+03 1,6E+03 3,3E+01 1,4E+03

00SP05233IRIS02200 Rib.Piraí, ponte Rod.Mal. Rondon (CrownCork).

7,9E+04 7,9E+04 7,9E+04 1,7E+01 2,4E+03

00SP05233IRIS02250 Rib. Piraí, estrada deterra antes da BIC.

2,2E+04 1,7E+04 4,9E+04 3,5E+05 2,2E+05

00SP05233IRIS02400 Rib. Piraí, estradasentido Faz.Santana.

7,9E+03 3,3E+02 6,3E+04 3,3E+04 3,3E+03

00SP05233IRIS02600 Rib. Piraí,Rod.Mal.Rondon km91.

1,1E+03 7,9E+02 3,3E+02 4,9E+02 7,9E+03

00SP05353IRIS02900 Rib. Piraí, captaçãode Salto e Indaiatuba.

2,3E+02 7,9E+02 4,9E+02 1,2E+01 3,5E+03

Fonte: Cetesb, 2.004.

Mais uma vez, a origem sanitária é comprovada pela presença de coliformes fecais, porém o

desenquadramento já acontece no primeiro ponto de amostragem, captação de Jacaré, sendo a

origem mais provável o lançamento de esgotos efetuado pela ocupação urbana no distrito na várzea

logo a montante. Mesmo existindo rede coletora de esgotos, é possível que domicílios não estejam

ligados a esta ou que façam ligações clandestinas na infra-estrutura de drenagem, carreando ao

ribeirão Piraí os despejos “in natura”, sendo esta a origem mais provável das cargas poluidoras.

As concentrações acima dos limites da classe 2 para nitrogênio amoniacal e fósforo total

também mostram a degradação provocada nas águas do ribeirão Piraí pelo lançamento de esgotos

sanitários “in natura” e pelo efluente tratado na ETE Jacaré.

Em síntese, pelo perfil sanitário fornecido pela CETESB, é possível concluir que o principal

impacto nas águas do ribeirão Piraí decorre do lançamento não controlado de esgotos sanitários no

distrito de Jacaré, origem mais provável dos despejos, seja por falta de rede coletora, seja por

lançamento clandestino em águas pluviais dano que tem se propagado a jusante do município de

Cabreúva no ribeirão Piraí, onde estão as captações de Salto e Indaiatuba, além de estar prevista a

de Itu. Portanto, o problema ainda está mais no controle das cargas pontuais do que nas difusas,

embora estas também sejam merecedoras de atenção. É sempre melhor uma ação preventiva do que

corretiva, de forma que embora ainda não seja a carga difusa a principal causa de degradação das

águas do Piraí, deve-se preparar para enfrentar essa ameaça potencial.

1

Os resultados das amostras analisadas, água bruta captada por Indaiatuba, perfil Sanitário da

CETESB e monitoramento da ETE Jacaré, confirmam que o principal problema quanto à qualidade

das águas do ribeirão Piraí não está no controle sanitário, pois o número mais provável de

coliformes fecais, a DBO e o OD a jusante da área urbana de Jacaré não obedecem correntemente

os limites estabelecidos pela classe do ribeirão Piraí, 2. Portanto, a ameaça de eutrofização por

excesso de nutrientes, se ocorrer, será em longo prazo e principalmente se houver reservatório.

As análises de qualidade da ETE Jacaré operada pela Sabesp também mostram que a

montante do seu lançamento já há contribuição de esgotos que pode ser mesmo de origem animal.

Da mesma forma, a amostra simples coletada na saída da porção classificada como mata em estágio

primário na bacia indica que no ponto já há contribuição de despejos com coliformes fecais. Esse

caráter próprio desta variável de qualidade de água demonstra que é arriscado, para dizer o mínimo,

tratá-la como uma contribuição por unidade de área, como carga difusa, logo, porque fatores

mínimos e incontroláveis alteram significativamente o resultado. Basta a contribuição de um animal

de sangue quente ou de uma criação deste pouco antes da coleta para alterar os resultados.

De qualquer forma, nota-se que, como nas demais bacias, a origem das cargas poluidoras para

as águas do ribeirão Piraí divide-se em duas: difusa e concentrada. A primeira é de controle mais

difícil, mas aparentemente não tem sido o principal fator de desenquadramento das suas águas,

como demonstram o perfil sanitário, o monitoramento da ETE Jacaré e a qualidade de água bruta

captada por Indaiatuba. A carga concentrada, pelos elementos disponíveis e aqui todos colocados,

tem sido a principal causa do desenquadramento das águas, porém a origem é desconhecida, como

se demonstrou, mas sua localização mais provável, como aponta o perfil sanitário da CETESB e o

monitoramento da ETE Jacaré operada pela Sabesp estaria na área urbana do distrito de Jacaré.

A ETE Jacaré seria uma fonte importante de carga concentrada, mas os resultados fornecidos

pela Sabesp no monitoramento da mesma apontam que há outras origens das cargas poluidoras que

requerem esforço além dos limites deste trabalho para encontrá-las e que o impacto do lançamento

de esgoto tratado nas águas do ribeirão Jacaré é pequeno para jusante. Quanto aos nutrientes, a

ETE, pode ser uma fonte importante, mas estes ainda causam poucos impactos nas águas, porque o

corpo receptor não é um reservatório, não correndo risco de eutrofização.

Embora tenha sido feita uma análise das séries históricas de dados de qualidade disponíveis,

água bruta de Indaiatuba, perfil sanitário CETESB, 2.004 e monitoramento da ETE Jacaré, visando

obter as cargas difusas unitárias na Bacia do Piraí, também denominadas coeficiente de exportação,

pelo exposto, em função dos dados existentes não é possível separar a contribuição da carga difusa

da concentrada neste estudo.

Portanto, para a simulação da qualidade da água na Bacia do Ribeirão Piraí, serão utilizadas

as cargas difusas unitárias provenientes da literatura internacional (quadro 2). A série histórica de

1

dados de qualidade da água bruta captada por Indaiatuba, particularmente as concentrações médias

obtidas serão utilizadas para verificar os resultados da aplicação do modelo matemático

conservativo de cargas poluidoras difusas na bacia. O resultado está no quadro 7.

Quadro 7: simulação utilizando modelo matemático e as cargas unitárias provenientes da

literatura para a seção de captação de Indaiatuba.

Origem DBO (mg/l) N. total (mg/l) P. total (mg/l)

Simulação matemática 1,466 0,073 0,015

Água bruta captada por Indaiatuba 2,659 0,133 0,027

Ao utilizar a série histórica de dados de qualidade de água bruta captada por Indaiatuba e

compará-la com os resultados da simulação matemática para a Bacia do Piraí, verifica-se que as

concentrações do total de DBO, nitrogênio e fósforo obtidas por simulação correspondem

sistematicamente a cerca de 50% do total. Isso mostra que 50% da carga gerada na bacia é de

origem difusa e 50% concentrada.

Tendo em vista todos os resultados obtidos, verifica-se para a Bacia do Ribeirão Piraí que

cerca de 50% da carga é de origem concentrada e 50% difusa, sendo que a origem mais provável da

primeira está na área urbana do distrito de Jacaré, município de Cabreúva. Os lançamentos

potenciais dessa carga estariam na rede de drenagem urbana, problemas e extravazões na rede

coletora de esgotos e domicílios não-atendidos, dentre outros. O controle dessas cargas é mais

simples, bastando que se faça uma campanha em cooperação entre Sabesp, Vigilância Sanitária e

PM Cabreúva visando, por exemplo, remover as ligações clandestinas de esgotos sanitários na rede

de água pluvial. Também importante seria atender os domicílios fora da rede coletora de esgotos ou,

na inviabilidade técnica, implantar tanques sépticos construídos dentro da norma brasileira.

Recomenda-se um cadastramento dos pontos de lançamento de águas pluviais no distrito de Jacaré a

ser efetuado pela PM Cabreúva.

Embora as cargas concentradas correspondam a 50%, são mais fáceis de identificação e

controle, como visto, mas o mesmo não se dá com as difusas que pelo seu caráter, são mais difíceis

de identificação quanto à origem e quantificação. Para estas, desde já é necessário um programa de

controle, porque tendem a crescer na bacia, seja pela urbanização crescente, mesmo que seja

totalmente atendida por rede e tratamento de esgotos, seja pelo uso agrícola de seus sítios, muitos

que dependem diretamente de fertilização do seu solo. Nesse caso, as características de qualidade a

considerar no controle seriam os nutrientes, nitratos e fosfatos, principalmente se for construído o

reservatório de regularização de vazões no ribeirão Piraí.

1

Um cenário possível seria o controle e a queda da geração de cargas concentradas, mas

aumento das difusas, de modo que é necessário adotar políticas que visem controlá-las,

principalmente o uso e ocupação do solo.

Conforme os níveis de eutrofização, para que um corpo d’água seja classificado como

eutrófico, a concentração de fósforo total deve situar-se entre 0,035-0,100 mg/l em períodos

contínuos, o que ocorre com probabilidade muito maior nos reservatórios. Para cursos d’água

perenes e com escoamento livre como os rios, a ocorrência de eutrofização é bem menos provável,

porque há redução da concentração no tempo pelas próprias condições de escoamento que

provocam a renovação constante das águas. Nos reservatórios a taxa de renovação é muito menor.

Para que a concentração de fósforo total se mantivesse elevada num período longo, deveria

estar presente uma fonte contínua e de porte de fósforo, o que não é o caso da Bacia do Piraí,

inclusive por causa da sua formação geológica. Nas simulações efetuadas utilizando as cargas

difusas e nas campanhas de amostragem das sub-bacias, as concentrações encontradas estão muito

abaixo desses limites, indicando que o problema dos corpos d’água seria outro, já que a

eutrofização é um estado que ocorreria em prazo muito longo, indefinido, principalmente se for

construído um reservatório de regularização.

Uma medida importante de gestão da bacia seria avançar no controle do lançamento das

cargas concentradas, embora já se devam envidar esforços no sentido de controlar o uso e ocupação

do solo, i.é, a geração de cargas difusas, lembrando que particularmente para o Piraí proteger as

áreas por onde há a recarga do aqüífero freático que o pereniza é básico para a sua existência.

5. CONCLUSÕES.

Pelo exposto, o método apresentado para obter o total de nutrientes que afluem ao corpo

receptor principal da bacia é bastante promissor, tendo em vista os resultados até aqui alcançados,

que serão melhores consistidos a partir da obtenção de mais dados de concentração de nutrientes.

Com isso, se pretende avaliar qual seria o risco de eutrofização em médio ou longo prazo, a partir

de cenários prospectivos de uso e ocupação do solo.

No entanto, para bacias submetidas à expansão urbana e com o nível ainda inadequado de

coleta, afastamento e tratamento de esgotos sanitários, o aspecto sanitário mesmo da qualidade da

água, i.é, a possibilidade de transmissão de doenças de veiculação hídrica ainda é a maior ameaça à

qualidade dos corpos d’água. Além do mais, a presença de compostos de nitrogênio em várias

formas, amônia, p.ex., e de fósforo nos esgotos sanitários constitui numa provável grande

contribuição pontual que pode levar a eutrofização das águas. O efeito das cargas difusas, nessas

condições, é secundário.

1

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

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COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL. Legislação federal,controle da poluição ambiental. Série Legislação, São Paulo, 1991.

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1) Prof. Titular da Universidade Paulista – Unip, r. Basílio da Cunha, 70 São Paulo SP CEP: 01544 – 000, gtagiansante@uol.com.br.

Anexo 1: usuários dos recursos hídricos.

Município Usuário NomeCursoAguaDistânciaFoz km

CoordenadaUTM N km

CoordenadaUTM L KM

Vazão(m³/h)

CABREÚVA ABAST.PÚBLICO RIBEIRÃO PIRAÍ 7.425,99 289,51 270CABREÚVA LANC. ESGOTO RIBEIRÃO PIRAÍ 7427,75 287,7 72SALTO CANA VERDE,RIB DA/AGUA BRANCA,RIB DA 2,49 7432,25 275,20 216,00SALTO PIRAI,RIB/GUAXINDUBA/CACHOEIRA,COR(DA) 1,10 7434,15 270,92 400,00CABREUVA PIRAI,RIB/GUAXINDUBA/CACHOEIRA,COR(DA) 28,54 7427,75 287,70 250,56CABREUVA INDUSTRIAL BOM FIM,COR DO 1,75 7426,97 286,71 61,75CABREUVA INDUSTRIAL BOM FIM,COR DO 1,80 7426,93 286,74 40,00CABREUVA INDUSTRIAL PIRAI,RIB/GUAXINDUBA/CACHOEIRA,COR(DA) 28,80 7427,52 287,52 35,00CABREUVA INDUSTRIAL PIRAI,RIB/GUAXINDUBA/CACHOEIRA,COR(DA) 28,80 7427,51 287,52 10,00CABREUVA IRRIGANTE PE DO MORRO,COR 3,80 7421,11 291,12 45,00CABREUVA IRRIGANTE PIRAI,RIB/GUAXINDUBA/CACHOEIRA,COR(DA) 30,60 7426,45 288,87 30,00CABREUVA IRRIGANTE SNA1 CAI,COR DO 1,10 7424,18 282,60 40,00CABREUVA IRRIGANTE SNA1 PIRAI,RIB 1,25 7428,18 288,47 30,00CABREUVA US.COMUNIT SNA1 PIRAI,RIB 3,80 7427,00 290,20 11,16CABREUVA US.RURAL SNA1 BOM FIM,COR DO 0,40 7422,81 288,63 4,00CABREUVA US.RURAL SNA1 BOM FIM,COR DO 0,50 7422,67 288,79 0,20CABREUVA US.RURAL SNA1 PIRAI,RIB 2,05 7428,40 289,40 1,60CABREUVA US.RURAL SNA1 PIRAI,RIB 2,05 7428,40 289,40 1,60

Fonte: DAEE, 2005.

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Anexo 2: resultado do PDI da Bacia do Ribeirão Piraí.