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VI Simpósio Ítalo Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

IV-012 – AVALIAÇÃO DA QUALIDADE FÍSICO-QUÍMICA DAS ÁGUAS DOS RIOS BATATEIRAS E GRANJEIRO, NA REGIÃO DA CARIRI, MUNICÍPIO DO

CRATO/CE Ana Maria Dantas Sampaio (1) Tecnóloga em Saneamento Ambiental pelo Instituto Centro de Ensino Tecnológico - CENTEC (2001). Claire Anne Viana de Sousa Graduada em Geologia pela Universidade Federal do Ceará (1988). Msc. em Desenvolvimento e Meio Ambiente pela Universidade Federal do Ceará (2000). Professora do Instituto Centro de Ensino Tecnológico - CENTEC. Coordenadora do PEQ/FAT na Unidade do Cariri. Marcelo Mendes Pedroza Graduado em Química Industrial pela Universidade Federal da Paraíba (1997). Msc. em Engenharia Civil pela Universidade Federal da Paraíba (2000). Professor do Instituto Centro de Ensino Tecnológico - CENTEC. Coordenador do Laboratório de Águas e Efluentes do CENTEC (Unidade do Cariri). Endereço (1): Rua Bárbara de Alencar, 926 A, Bairro Centro, CEP: 63100-000, Crato – Ceará. Fone: (0**88) 571 5930/ (088) 9962 2154/ Fax: (0**88) 571 4407, e – mail: [email protected] RESUMO Os Rios Batateiras e Granjeiro, estudados nessa pesquisa, estão localizados na cidade do Crato, região sul do estado do Ceará, Nordeste do Brasil. As amostragens das águas dos Rios foram feitas em quinze pontos, demarcados ao longo das extensões desses rios. O período de amostragem foi iniciado em 10 de setembro e finalizado em 19 de outubro de 2001. As coletas foram realizadas no intervalo de 08:00 às 14:00 h, em intervalos de 8 dias. Para a concretização dos objetivos dessa pesquisa foram levados a efeitos às análises das seguintes variáveis analíticas: Temperatura da água, Potencial hidrogênionico (pH), Oxigênio dissolvido, Alcalinidade, Dureza, Cloretos, Ortofosfato solúvel, Nitrogênio amoniacal e Sólidos totais. A massa líquida do rio Batateiras apresentou condições de anaerobiose nos trechos que ficaram localizados na cidade do Crato. Estas condições contribuíram para mortandade de peixes e outros organismos aquáticos. Os teores de cloreto, nitrogênio amoniacal e ortofosfato solúvel observados em alguns pontos amostrais indicam que os rios Batateiras e Granjeiro estão sofrendo descargas de águas residuais domésticas e industriais na cidade do Crato. PALAVRAS-CHAVE: Rio Granjeiro, Rio Batateiras, Qualidade Físico-Química, Esgotos Domésticos, Fonte Batateiras. INTRODUÇÃO A terra possui aproximadamente 1,36 x 1018 metros cúbicos de água . No entanto 97% é água salgada (mares); 2,2% formam as calotas polares e apenas 0,8% estão sob a forma de água doce; sendo que destes, 97% são águas subterrâneas e 3% águas superficiais, de extração mais fácil. Daí a necessidade de se preservar os recursos hídricos existentes na terra (Von Sperling,1995). É de fundamental importância para a saúde e progresso de qualquer comunidade o uso de água de qualidade adequada e em quantidade suficiente para todas as suas necessidades (Oliveira, 1987). Esses fatores mostram a urgência em se considerar a água como um recurso natural relativamente escasso, não completamente renovável e que deve ser preservado, evitando-se sua contaminação, particularmente da pequena fração mais facilmente disponível. O município do Crato localiza-se na região do Cariri, onde são encontradas várias fontes naturais, A Fonte da Batateira é considerada a mais importante, porque apresenta um fluxo constante, atualmente de 376 m3 /h, suas águas drenam muitos sítios no sopé da Chapada do Araripe.

ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1


Esta fonte nasce a aproximadamente 700m de altitude, numa distância em torno de 6 km do centro urbano da cidade, suas águas formam o Rio Batateiras, e após 8.5 km confluem com as águas da fonte Granjeiro, e juntas formam o Rio Salgado. Torna-se de suma importância conhecer e monitorar a qualidade da água destes rios, para direcionar o uso adequado e prevenir os cuidados necessários à saúde pública. O estudo foi feito a partir de análises físico-quimicas. Com base nos resultados obtidos foram levantados e identificados os pontos críticos de poluição e os agentes causadores. OBJETIVOS Analisar o nível da poluição no rio Batateiras e Granjeiro, afluente do rio Salgado, a partir de análises físico - químicas e bacteriológicas. Marcar a localização onde o nível de poluição é bem crítico e enumerar os agentes causadores. Direcionar ações necessárias para a manutenção da qualidade da água dos rios Batateiras e Granjeiro de acordo com os padrões adequados, definidos por lei. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA A Região do Cariri, posiciona-se no sul do Estado do Ceará. Geograficamente está localizada na Chapada do Araripe, cuja elevação é aproximadamente 1.000m (Kemper e Gonçalves, 1994). As características geológicas da Chapada, proporcionam a infiltração durante a época chuvosa e as águas armazenadas reaparecem na forma de nascentes ou fontes que drenam os terrenos da região. Existem 256 fontes naturais no Ceará, 43 no Pernambuco e 8 em Piauí. O volume hídrico total produzido é de 40.5 milhões de m3 anuais (Mon' Alvere et. al, 1994). Este volume depende da precipitação durante a estação chuvosa anterior e da capacidade de infiltração do solo no alto da chapada (Frischkorn et. al, 1994; Studarte et. al, 1994). Em termos de rendimento, a Fonte da Batateira é a mais importante. Ela nasce a 6 km da cidade do Crato numa altitude em torno de 700m, após 8.5 km junta-se às águas da Fonte Granjeiro e confluem para formar o rio Salgado. O município do Crato possui uma área territorial de 1.026 km2 , tem como municípios limítrofes: o município de Farias Brito – CE, Várzea Alegre - CE e Caririaçu – CE (ao norte), o Estado de Pernambuco (ao sul), Juazeiro do Norte - CE e Barbalha – CE (ao leste), Nova Olinda - CE e Santana do Cariri- CE (oeste) As fontes provenientes da Chapada são classificadas dentro da classe de águas subterrâneas. Atualmente, estas águas possuem uma conotação de bem mineral estratégico, em razão do seu importante papel no plano de desenvolvimento econômico e social. Em um estado como o Ceará, onde as rochas do embasamento cristalino ocupam 75% da área e são dotadas de fraca vocação hidrogeológica, a região do Cariri encontra-se em posição privilegiada, já que possui a maior e mais importante bacia hidrogeológica cearense. Nela localizam-se as melhores unidades aqüíferas, representadas pelas formações geológicas Missão Velha e Mauriti. O Ceará possui mais de 10.000 açudes, dos quais 7.227 com mais de 1 (um) milhão de m3, mas o Cariri tem nas águas subterrâneas o respaldo hídrico para o seu desenvolvimento socio-econômico. Isto pode ser visualizado nos dados referentes ao número de poços cadastrados no plano estadual de recursos hídricos - PERH/CE (1992). Segundo Ribeiro, J.A (1996), no município do Crato o número de poços tubulares cadastrados é de 152. Segundo BEURLEN (1962), o município do Crato possui uma coluna estratigráfica cujos traços gerais apresentam o seguinte perfil, denominado por este autor de Série Araripe:



Essa Série Araripe repousa sobre xistos do Pré-Cambriano da Série Ceará, correspondente a Série Minas e sobre granitos e gnaisses arqueanos (Soares, 1980). Formação Cariri (conglomerado basal) - Com espessura de 20 a 50 metros, é um arenito conglomerático com muito feldspato, mais ou menos colonizado, cores amarelas muitas vezes silificado. Formação Missão Velha (arenito inferior) - Atinge a espessura de 250m. O arenito argiloso de granulação média ou fina na parte média intercalando-se leitos de argila. No arenito predominam as cores vermelhas, enquanto os leitos de argila apresentam cor esverdeada. Trata-se de um bom aqüífero. Formação Santana - Pode ser subdividida em três membros, os calcários inferiores, laminados, a gipsita, e os calcários superiores, margosos; os dois membros calcários. Separados por uma camada de gipsita, diferem litológica e paleontologicamente. A formação atinge uma espessura de 250 m. Síltitos argilosos, margas ou congregação calcárias e bancos calcários, gipsita, calcário laminado e síltitos calcários, bem estratificado e folhelho do tipo bem betuminoso. Esta Formação é considerada impermeável. Formação Exu - com espessura variável, podendo atingir até 300 m, o arenito apresentando uma granulação variável, em geral média, os grãos apresentam-se pouco rolados, ocasionalmente, intercalam-se pequenos leitos conglomeráticos com pequenos seixos de quartzos. O município de Crato possui um clima tropical semi-árido, caracterizado por grande variabilidade na distribuição de chuvas ao longo do ano. O índice pluviométrico anual é de 1109,1mm em média. A principal característica quanto ao regime de chuvas é sua divisão em duas estações bem definidas: uma estação chuvosa, o "inverno" que se inicia no mês de fevereiro e prolonga-se até julho com máximas em março e abril e uma estação seca que dura de 5 a 6 meses. A climatologia cratense apresenta grande variabilidade interanual, espacial e temporal, dentro mesmo da própria estação chuvosa sendo a causa principal dessas irregularidades e anomalias nas características da circulação atmosférica e oceânica e nos oceanos atlântico e pacifico tropicais, que influenciam no posicionamento e intensidade dos principais sistemas atmosféricos causadores de chuvas no nordeste brasileiro. Com relação à insolação, a região do Cariri apresenta um total anual de 2.848 horas, a média mais elevada ocorre em setembro com 276,4 horas e a média mais baixa, em fevereiro, com 191,9 horas. Os usuários da fonte da Batateira são produtores da cana-de-açúcar, cujos ancestrais desenvolveram em 1854 um sistema de alocação de direitos de água que hoje ainda existe. Embora várias outras fontes da área também sejam compartilhadas por vários usuários, nenhuma dessas nascentes parecem ter um sistema formalizado e bem desenvolvido que seja comparável ao da fonte da Batateira. Atualmente os moradores utilizam essas águas para diversos fins, dentre os quais: abastecimento humano, através de valas construídas pelos mesmos, laser, irrigação com cultivo de bananeiras, mamoeiros, hortaliças e ervas medicinais. O município do Crato é abastecido através de 24 poços e duas fontes com total aproximado de 1.500 L/h e o consumo per capita é de 350 L/hab/dia. METODOLOGIA DA PESQUISA Este trabalho de pesquisa objetivou analisar e compreender a problemática dos rios Batateiras e Granjeiro, usou-se uma metodologia clássica de estudos das ciências, a fim de alcançar resultados satisfatórios e conclusivos sobre a área estudada. Após a delimitação da área a ser pesquisada, fez-se os estudos e levantamentos para uma revisão bibliográfica sobre o tema e a área delimitada, a qual está inserida no Cariri. Em seguida fez-se um reconhecimento preliminar e global da área através de visitas de campo e coleta de material. No laboratório e escritório examinou-se o material e interpretaram-se os dados coletados, que constituíram o material necessário para a finalização deste estudo.



No campo foram utilizados diferentes equipamentos tais como: máquina fotográfica, mapa da Folha Crato, GPS e também os equipamentos pertinentes que se fizeram necessários às coletas. PONTOS DE AMOSTRAGEM As coletas das águas dos rios Batateiras e Granjeiro foram feitas em quinze pontos, demarcados ao longo das extensões desses rios. Os pontos de coleta foram os seguintes: P1 - Fonte da Batateira P2 - Sítio Bebida Nova P3 - Sítio Lameiro P4 - Rio Batateira (Clube Ytaitera) P5 - Rio Batateira (Ponte a jusante do Clube Ytaitera) P6 - Rio Batateira (Queda d' água) P7 - Fonte Granjeiro P8 - Sítio Coqueiro P9 - Sítio Belmonte P10 - Rio Granjeiro (Avenida Zacarias Gonçalves) P11 - Rio Granjeiro (Colégio Objetivo) P12 - Rio Granjeiro (Ponte do canal) P13 - Rio Granjeiro (Final do canal) P14 - Rio Batateiras (Ponte Bairro Gisélia Pinheiro) P15 - União do Rio Batateiras e Granjeiro PERÍODO E FRENQUÊNCIA DE AMOSTRAGEM O período de amostragem foi iniciado em 10 de setembro e finalizado em 19 de outubro de 2001. As coletas foram realizadas no intervalo de 08:00 às 14:00 hs, em intervalos de 8 dias. PROCEDIMENTO DE COLETA E PRESERVAÇÃO DAS AMOSTRAS A coleta das amostras foi feita nos primeiros 10 cm de profundidade. Foi realizada com o auxilio de um balde atado a um corda ou mergulhando o frasco de coleta diretamente na água. As amostras destinadas às análises físico - químicas foram coletadas em garrafas plásticas com capacidade de 2 litros, exceto para oxigênio dissolvido. Para este parâmetro a coleta foi efetuada diretamente nos frascos padrões de DBO e imediatamente se procedia a fixação do oxigênio dissolvido segundo a técnica de Winkler (APHA, 1989), em seguida os frascos eram transportados para o Laboratório de Águas e Efluentes do Curso de Saneamento Ambiental do Instituto Centro de Ensino Tecnológico (CENTEC), localizado no CVT do Crato. VARIÁVEIS ANALISADAS E MÉTODOS ANALÍTICOS



VARIÁVEIS FÍSICO – QUÍMICAS Para a concretização dos objetivos dessa pesquisa foram levados a efeitos às análises das seguintes variáveis analíticas: Temperatura da água, Potencial hidrogeniônico (pH), Oxigênio dissolvido, Alcalinidade, Dureza, Cloretos, Ortofosfato solúvel, Nitrogênio amoniacal e Sólidos totais. RESULTADOS E DISCUSSÕES

TEMPERATURA Os valores médios se situaram entre 23 º C (P9) e 34 º C (P13). As maiores médias foram observadas nos pontos onde as coletas foram realizadas nos períodos mais quentes do dia. POTENCIAL HIDROGÊNIONICO (pH) As menores médias de pH foram observadas nos pontos amostrais (P1, P2 e P7). Esses baixos valores de pH nas amostras coletadas nos rios Batateiras e Granjeiro foram atribuídos a presença de gás carbônico dissolvido, proveniente da degradação da matéria orgânica do solo, realizada durante o metabolismo bacteriano. O gás carbônico em águas subterrâneas encontra-se pressurizado e apenas sofre o escape logo atingir a superfície do solo. A acidez de certas águas naturais subterrâneas também pode ser atribuída a hidrólise de sais de ferro e alumínio, conforme Equação Química 1, (Sawyer et al. 1994). FeCl3 + 3H2O ⇒ Fe (OH)3 + 3H+ + 3CL- Equação (1)

Nos demais pontos os valores de pH se situaram em torno do neutro, como mostra a Figura - 1.

Média do pH ao longo dos Rios Granjeiro e Batateiras

02468

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15Pontos

pH Médias

Figura 1: Médias do pH ao longo dos rios Granjeiro e Batateiras, município do Crato, Ceará. OXIGÊNIO DISSOLVIDO As concentrações de oxigênio dissolvido foram predominantemente nulas, nas amostras coletadas nos pontos (P11, P12, P13, P14 e P15), refletindo uma situação de anaerobiose, nesse trecho do Rio Granjeiro. Isso pode ser atribuído a descarga de esgotos domésticos a partir do ponto 11 até o ponto 15. O esgoto doméstico lançado nesse trecho do rio contém uma grande quantidade de matéria orgânica que será estabilizada por bactérias que consumirão o oxigênio dissolvido nesse processo, como mostra a Figura 2.



Médias do Oxigênio Dissolvido ao longo dos Rios Granjeiro e Batateiras

0

5

10

15

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15Pontos

Oxi

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médias

Figura 2: Médias do oxigênio dissolvido ao longo dos rio Granjeiro e Batateiras, município do Crato, Ceará. SÓLIDOS TOTAIS As menores médias foram observadas nos pontos (P5, P9 e P14). Sendo o que o ponto 14 apresentou a menor delas, (126mg/L). Os pontos (P6, P12 e P13), apresentaram as médias mais elevadas. O ponto 13 registrou média de 685 mg/L de sólidos totais nas suas amostras coletadas. ALCALINIDADE No trecho final da área do rio Granjeiro (pontos P11 a P15), os valores médios se situaram entre 87 e 144 mgCaCO3/L. Esses altos valores contribuíram para a existência do efeito tampão da água, fazendo com que não ocorresse a variação brusca de pH nas águas desse trecho estudado. DUREZA Os pontos P1, P2, P7 e P9 apresentaram valores médios de 16,8, 27,6, 34,6 e 35,8 mgCaCo3/L. A maior média detectada foi de 116 mgCaCO3/L (ponto13). CLORETOS Os valores médios observados entre os pontos P1 e P9 se situaram entre 13,8 e 19,5 mg/L. Nos demais pontos amostrais onde foram observados as condições criticas do rio Granjeiro, os valores médios permaneceram entre 38,1 e 84,5mg/l. NITROGÊNIO AMONIACAL A Figura 3 ilustra a distribuição espacial do nitrogênio amoniacal ao longo dos Rios Batateiras e Granjeiro. As menores médias foram observadas entre os pontos (P1 e P9). O ponto 1 apresentou a menor delas (0,4mg N/L). No entanto, a partir, do ponto 10 observou-se um grande acréscimo nos teores de nitrogênio amoniacal, atingindo o valor médio máximo no ponto 13 (40,4 mg N/L). Esses altos valores foram atribuídos a descarga de águas residuárias domésticas e industriais nesses trechos dos rios Batateiras e Granjeiro que estão localizados na zona habitada da Cidade do Crato. Segundo Sawyer et al (1994), essas elevadas concentrações de nitrogênio amoniacal causam a depleção dos níveis de oxigênio dissolvido nas águas desses rios, acarretando a mortandade de peixes e outros organismos aeróbios.



O nitrogênio pode estar presente na água sob varias formas: molecular, amônia, nitrito, nitrato; é um elemento indispensável ao crescimento de algas mas, em excesso pode ocasionar um exagerado desenvolvimento desses organismos, fenômeno chamado de eutrofização; a amônia é tóxica aos peixes e outros organismos aquáticos. As principais fontes de nitrogênio nos trechos críticos dos rios estudados são: esgotos domésticos e industriais, fertilizantes, excremento de animais, etc.

Médias do Nitrogênio Amoniacal ao longo dos Rios Granjeiro e Batateiras

01020304050

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15Pontos

Nitr

ogên

io

Am

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AMÔNIA

Figura 3: Médias do nitrogênio amoniacal ao longo dos Rios Granjeiro e Batateiras, município do Crato, Ceará. ORTOFOSFATO SOLÚVEL Na figura 4, estão apresentados os teores médios de ortofosfato solúvel aos longos dos rios estudados. O teor médio nos pontos de P1 a P10 foi de 0,3 mgP/L.A maior média foi detectada no ponto P12 (1,5 mgP/L). Esse alto valor observado neste ponto amostral, como também nos pontos (P11, P13, P14, e P15) foi atribuído a contaminação das águas por esgotos domésticos. As principais fontes de fósforo em águas residuárias domésticas são restos de comidas, dejetos humanos e detergentes sintéticos. De acordo com Owens e Wood (1967), Goldman e Horne (1983) e WPCF (1983), os detergentes contribuem com aproximadamente 50% do fósforo presente nos esgotos domésticos. Maki et al. (1984), referem-se a valores em torno de 20 a 30%, e, destacam que restos de comidas e dejetos humanos são as principais fontes que contribuem com fosfato em águas residuárias domésticas. Esses altos valores de ortofosfato solúvel observado nos trechos finais dos rios podem ter favorecido a eutrofização destes.



Médias do Ortofosfato Solúvel ao longo dos Rios Granjeiro e Batateiras

00,5

11,5

2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15Pontos

Ort

ofos

fato

So

lúve

l

Médias

Figura 4: Médias do ortofosfato solúvel nos rios Granjeiro e Batateiras, município do Crato, Ceará. CONCLUSÃO Apesar das dificuldades para realização deste trabalho foi por demais gratificante chegar aos resultados finais. É importante salientar que a partir deste trabalho é que se conseguiu um conhecimento preliminar da problemática dos rios Batateira e Granjeiro. Pode se ver de perto a poluição, que tem como principal responsável o lixo domiciliar jogado no leito dos rios e a contaminação pelos esgotos domésticos que é lançado diretamente ao leito dos rios sem nenhum tratamento. A massa líquida do rio Batateiras apresentou condições de anaerobiose nos trechos que ficaram localizados na cidade do Crato. Nas condições contribuíram para mortandade de peixes e outros organismos aquáticos. Os teores de cloreto, nitrogênio amoniacal e ortofosfato solúvel observados em alguns pontos amostrais indicam que os rios Batateiras e Granjeiro estão sofrendo descargas de águas residuais domésticas e industriais na cidade do Crato. A partir de agora, consciente das dificuldades que vem passando os rios Batateira e Granjeiro, só resta fazer valer os projetos de recuperação dos rios e que os mesmos sejam urgentemente executados conjuntamente com a comunidade e do poder público. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. APHA – AWWA – WEF (1992). Standard methods for the examination of water and wastewater. 18th

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9. Owens, M. and Wood, G. (1967). Some aspects of hte eutrophication of water. Journal of the water Pollution Central Federation, 39, pp. 151-159.

10. Reynaldo C. S. (1984) The ecology of freshwater phytoplankton. Freshwater Biological Amociation. Cambridge University Pren.

11. Sawyer, C. N., McCarty, P. L. Parkin, G. F. (1994). Chemistry jor environmental enginelsing. 4Eh edition. New York: McGraw-Hill Book Company.

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13. Wpcf (1983). Nutrient control. Manual of practice no FD.7. Water Pollution Central Federation, Washington, D. C.


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