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Levantamento preliminar do estado da arte dos Wetlands construídos no Brasil Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental Tamara Simone van Kaick, Janaíne Mioduski, Patricia Zeni de Sá, Fabiano Ramiro Serpe, Marcelo Stedele,. Clarice Teixeira Adloff Serpe, Eduardo Alberto Lazo Hinojosa E-mail: [email protected] Resumo A tecnologia de tratamento de esgoto por zona de raízes de fluxo sub-superficial - ou os wetlands construídos é recente no Brasil. Os sistemas de fluxo sub- superficial do tipo horizontal surgiram na década de 80 no Estado de Santa Catarina, e do tipo vertical começou a ser desenvolvido a partir do ano de 2000 no Paraná. Esta pesquisa pretende levantar, por meio de referencial teórico, o estado da arte dos wetlands construídos no Brasil, tendo como referencial o ano de 2000 em diante, e verificar quais as espécies de plantas mais utilizadas, pontos positivos e negativos apresentados nas pesquisas. Palavras-chave: wetlands construídos, Brasil, espécies de plantas, zona de raízes. Introdução No Brasil, cerca de 68,8% da população possui acesso à rede de coleta de esgoto (IBGE, 2010), sistema pensado para formas centralizadas de tratamento de esgoto. Esta porcentagem, porém não indica que o esgoto é necessariamente tratado. Para sistemas descentralizados de tratamento de esgoto são indicadas as fossas sépticas, que atendem cerca de 22% (IBGE, 2010) da população brasileira. Como a demanda de tratamento de esgoto é maior do que a oferta, devido aos sistemas centralizados de tratamento que não conseguem acompanhar o crescimento da população nas zonas urbanas, faz-se necessário desenvolver tecnologias descentralizadas capazes de atender a demanda de tratamento de esgoto. Uma das tecnologias descentralizadas desenvolvidas na Europa e nos Estados Unidos da América- USA, são os wetlands construídos, que são filtros de fluxo subsuperficial plantados com macrófitas. Na Europa as primeiras investigações científicas foram iniciadas na década de 60, e nos EUA na década de 70, resultando o primeiro no Guia Europeu para projeto e operação de sistemas de tratamento em leitos plantados, que foi lançado em Cambridge em 1990 (PHILIPPI & SEZERINO, 2004), e o segundo na publicação do livro Treatment Wetlands, (KADLEC & KNIGHT, 1996), considerado o marco científico sobre wetlands construídos. No Brasil, os primeiros relatos são da introdução do sistema de wetlands construídos no Estado de Santa Catarina na década de 80, e no Paraná no final da década de 90 e início do ano de 2000 (VAN KAICK, 2002). Como no Brasil os wetlands construídos são recentes, o objetivo desta pesquisa é investigar qual o estado da arte desta tecnologia no Brasil, quais as espéciesvegetais mais utilizadas, e apresentar os aspectos positivos e negativos abordados pelos autores utilizados no referencial teórico. Metodologia Foi realizado um levantamento de artigos do sistema de busca do Periódicos CAPES, SCIELO e Google Acadêmico. As palavras chaves utilizadas para a busca foram: wetlands construídos, zona de raízes, Brasil, wetland horizontal. Foram encontrados 56 artigos, dos quais foram selecionados 40. O critério para a seleção foi o tipo de efluente tratado pelo sistema, que deveria ser doméstico ou com características muito similares ao doméstico. Foi realizada uma planilha contendo os seguintes itens: autor, ano, título do artigo, nome da revista, espécies vegetais, tipo de wetland, local de implantação, parâmetros de eficiência. Esta planilha foi preenchida para se obter os dados necessários para a investigação proposta por esta pesquisa. Outra planilha utilizando 20 artigos foi elaborada contendo o nome científico das plantas utilizadas, e a sua eficiência no processo de tratamento nos seguintes parâmetros: DBO; DQO; Compostos fenólicos, potencial redox (Eh); N-total; fósforo; ovos de helmintos, sólidos totais; sólidos suspensos totais e turbidez entre outros. Conclusões Analisando os dados até o presente momento verificou-se que o Estado que apresenta mais trabalhos com Wetlands foi o estado de Minas Gerais com sete dos vinte artigos estudados. Em relação à espécie vegetal, a mais utilizada é o gênero Typha, a qual foi encontrada em 40% dos artigos analisados demonstrando que este gênero é muito utilizado nos trabalhos de wetlands devido ao fato de que é um gênero cosmopolita e está presente em todos os estados brasileiros. Dentre os parâmetros verificados o que apresenta mais destaque foi o DQO com 55% dos artigos consultados. Esta análise preliminar indica que a pesquisa em relação a Wetlands no Brasil vem aumentando constantemente nos últimos anos. Resultados Referências INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE). XXII Censo demográfico. 2010. Disponível em http://www.censo2010.ibge.gov.br/dados_divulgados/index.php?uf=41. Acesso em 28/nov.2012. KADLEC, R. H. E KNIGHT, R. L. Treatment Wetlands. Boca Raton, Florida: Lewis Publishers. 893p. 1996. KAICK, T. S. V. Estação de Tratamento de Esgoto por Meio de Zona de Raízes: uma proposta de tecnologia apropriada para saneamento básico no litoral do Paraná. 2002. 116 p. Dissertação (Mestrado em Tecnologia) CEFET-PR, Curitiba/PR, 2002. PHILIPPI, L. S. ; SEZERINO, P. H. Aplicação de Sistemas Tipo Wetlands no Tratamento de Águas Residuárias: utilização de filtros plantados com macrófitas. 144p Florianópolis, 2004. Autores/ Ano Espécies vegetais Local Parâmetro Souza et al., 2004 Juncus spp Campina Grande (PB) DQO, NTK, P e coliformes termotolerantes. Almeida et al. 2007 Taboa (Typha angustifolia l.), lírio do brejo (Hedychium coronarium), conta-de- lágrima (Coix lacryma), capim angola (Urochloa mutica) Goiânia (GO) DBO, DQO, OD, nitrogênio amoniacal, nitrito, nitrato, fosfatos, coliformes totais e coliformes fecais. Mazolla et al., 2004 Typha spp. e Eleocharis spp. Campinas (SP) SST, DQO, fósforo, nitrogênio amoniacal e nitrato. Sezerino et al., 2009 Taboa (Typha spp) Florianópolis (SC) pH, DQO, DBO5, nitrogênio amoniacal, ortofosfato, SS, coliformes totais e Escherichia coli. Bitar et al., 2009 Salvinia spp. e Eichhornia crassipes Rio Claro (SP) Temperatura, OD, condutividade, transparência, pH, salinidade, STD, cor aparente, turbidez, alcalinidade, nitrito, nitrato, amônia, nitrogênio total, fósforo total, fósforo dissolvido, fósforo inorgânico, material em suspensão, DQO Brasil et al., 2008 Taboa (Typha sp.) Viçosa (MG) DQO, DBO5, SS, SST, pH, turbidez, coliformes totais, condutividade hidráulica, evapotranspiração, coeficiente de cultura Costa et al., 2003 Typha spp Campina Grande (PB) pH, condutividade elétrica, OD, DBO5, colifagos somáticos, coliformes fecais e bacteriófagos F- específicos. Matos et al., 2011 Taboa (Typha latifolia), Tripa-de-sapo (Alternanthera philoxeroides), Capim Tifton 85 (Cynodon dactylon) Viçosa (MG) DQO e coeficiente cinético aparente kvFia et al., 2010 Azevém (Lolium multiflorum) e aveia-preta (Avena strigosa) Viçosa (MG) pH, nitrogênio total, potássio total, fósforo total e compostos fenólicos totais. Preussler et al., 2007 Cladium mariscus Ilha Rasa (PR) Nitrogênio, fosforo, teor de clorofila Marcheze et al., 2000 Zizanopsis bonariensis Joinville (SC) Nitrato, nitrito, sulfato Fia et al., 2010 Typha spp. e Althernanthera philoxeroides Lavras (MG) DBO, DQO, compostos fenólicos Matos et al., 2010 Typha latifolia, Althernanthera philoxeroides e Cynodon dactylon Viçosa (MG) Potencial redox (Eh) Matos, et al., 2010 Capim elefante (Pennisetum purpureum) e Capim-tifton 85 (Cynodon dactylon) Viçosa (MG) N-total, DBO, DQO, ST, SST, fósforo, potássio e sódio Souza, et al. 2000 Juncus sp. Campina Grande (PB) DQO, N-total, fósforo Souza et al., 2005 Juncus sp. Campina Grande (PB) Carga orgânica, ovos de helmintos Brito et al., 2010 Sagitaria montevidensis Curitiba (PR) DQO Henry Silva et al., 2006 Eichhornia crassipes, Pistia stratiotes e Salvinia molesta Pirassununga (SP) Fósforo total, nitrogênio total Henry Silva et al., 2008 Eichhornia crassipes e Pistia stratiotes Jaboticabal (SP) Fósforo total, turbidez Matos et al., 2012 Cyperus spp. Viçosa (MG) COD, DBO, TKN, P-total, alcalinidade, condutividade

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Page 1: Levantamento preliminar do estado da arte dos Wetlands … · Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental Tamara Simone van Kaick, Janaíne Mioduski, Patricia

Levantamento preliminar do estado da arte dos Wetlands construídos no Brasil

Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental

Tamara Simone van Kaick, Janaíne Mioduski, Patricia Zeni de Sá, Fabiano Ramiro Serpe, Marcelo Stedele,. Clarice Teixeira Adloff Serpe, Eduardo Alberto Lazo Hinojosa

E-mail: [email protected]

Resumo

A tecnologia de tratamento de esgoto por zona de raízes de fluxo sub-superficial - ou os wetlands construídos é recente no Brasil. Os sistemas de fluxo sub- superficial do tipo horizontal surgiram na década de 80 no Estado de Santa Catarina, e do tipo vertical começou a ser desenvolvido a partir do ano de 2000 no Paraná. Esta pesquisa pretende levantar, por meio de referencial teórico, o estado da arte dos wetlands construídos no Brasil, tendo como referencial o ano de 2000 em diante, e verificar quais as espécies de plantas mais utilizadas, pontos positivos e negativos apresentados nas pesquisas.

Palavras-chave: wetlands construídos, Brasil, espécies de plantas, zona de raízes.

Introdução

No Brasil, cerca de 68,8% da população possui acesso à rede de coleta de esgoto (IBGE, 2010), sistema pensado para formas centralizadas de tratamento de esgoto. Esta porcentagem, porém não indica que o esgoto é necessariamente tratado. Para sistemas descentralizados de tratamento de esgoto são indicadas as fossas sépticas, que atendem cerca de 22% (IBGE, 2010) da população brasileira. Como a demanda de tratamento de esgoto é maior do que a oferta, devido aos sistemas centralizados de tratamento que não conseguem acompanhar o crescimento da população nas zonas urbanas, faz-se necessário desenvolver tecnologias descentralizadas capazes de atender a demanda de tratamento de esgoto. Uma das tecnologias descentralizadas desenvolvidas na Europa e nos Estados Unidos da América- USA, são os wetlands construídos, que são filtros de fluxo subsuperficial plantados com macrófitas. Na Europa as primeiras investigações científicas foram iniciadas na década de 60, e nos EUA na década de 70, resultando o primeiro no Guia Europeu para projeto e operação de sistemas de tratamento em leitos plantados, que foi lançado em Cambridge em 1990 (PHILIPPI & SEZERINO, 2004), e o segundo na publicação do livro Treatment Wetlands, (KADLEC & KNIGHT, 1996), considerado o marco científico sobre wetlands construídos. No Brasil, os primeiros relatos são da introdução do sistema de wetlands construídos no Estado de Santa Catarina na década de 80, e no Paraná no final da década de 90 e início do ano de 2000 (VAN KAICK, 2002). Como no Brasil os wetlands construídos são recentes, o objetivo desta pesquisa é investigar qual o estado da arte desta tecnologia no Brasil, quais as espéciesvegetais mais utilizadas, e apresentar os aspectos positivos e negativos abordados pelos autores utilizados no referencial teórico.

Metodologia

Foi realizado um levantamento de artigos do sistema de busca do Periódicos CAPES, SCIELO e Google Acadêmico. As palavras chaves utilizadas para a busca foram: wetlands construídos, zona de raízes, Brasil, wetland horizontal. Foram encontrados 56 artigos, dos quais foram selecionados 40. O critério para a seleção foi o tipo de efluente tratado pelo sistema, que deveria ser doméstico ou com características muito similares ao doméstico. Foi realizada uma planilha contendo os seguintes itens: autor, ano, título do artigo, nome da revista, espécies vegetais, tipo de wetland, local de implantação, parâmetros de eficiência. Esta planilha foi preenchida para se obter os dados necessários para a investigação proposta por esta pesquisa. Outra planilha utilizando 20 artigos foi elaborada contendo o nome científico das plantas utilizadas, e a sua eficiência no processo de tratamento nos seguintes parâmetros: DBO; DQO; Compostos fenólicos, potencial redox (Eh); N-total; fósforo; ovos de helmintos, sólidos totais; sólidos suspensos totais e turbidez entre outros.

Conclusões Analisando os dados até o presente momento verificou-se que o Estado que apresenta mais trabalhos com Wetlands foi o estado de Minas Gerais com sete dos vinte artigos estudados. Em relação à espécie vegetal, a mais utilizada é o gênero Typha, a qual foi encontrada em 40% dos artigos analisados demonstrando que este gênero é muito utilizado nos trabalhos de wetlands devido ao fato de que é um gênero cosmopolita e está presente em todos os estados brasileiros. Dentre os parâmetros verificados o que apresenta mais destaque foi o DQO com 55% dos artigos consultados. Esta análise preliminar indica que a pesquisa em relação a Wetlands no Brasil vem aumentando constantemente nos últimos anos.

Resultados

Referências

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE). XXII Censo demográfico. 2010. Disponível em http://www.censo2010.ibge.gov.br/dados_divulgados/index.php?uf=41. Acesso em 28/nov.2012. KADLEC, R. H. E KNIGHT, R. L. Treatment Wetlands. Boca Raton, Florida: Lewis Publishers. 893p. 1996. KAICK, T. S. V. Estação de Tratamento de Esgoto por Meio de Zona de Raízes: uma proposta de tecnologia apropriada para saneamento básico no litoral do Paraná. 2002. 116 p. Dissertação (Mestrado em Tecnologia) – CEFET-PR, Curitiba/PR, 2002. PHILIPPI, L. S. ; SEZERINO, P. H. Aplicação de Sistemas Tipo Wetlands no Tratamento de Águas Residuárias: utilização de filtros plantados com macrófitas. 144p Florianópolis, 2004.

Autores/ Ano Espécies vegetais Local Parâmetro

Souza et al., 2004 Juncus spp Campina Grande

(PB) DQO, NTK, P e coliformes termotolerantes.

Almeida et al. 2007

Taboa (Typha angustifolia l.), lírio do brejo

(Hedychium coronarium), conta-de-

lágrima (Coix lacryma), capim angola

(Urochloa mutica)

Goiânia (GO) DBO, DQO, OD, nitrogênio amoniacal, nitrito, nitrato, fosfatos,

coliformes totais e coliformes fecais.

Mazolla et al., 2004 Typha spp. e Eleocharis spp. Campinas (SP) SST, DQO, fósforo, nitrogênio amoniacal e nitrato.

Sezerino et al., 2009 Taboa (Typha spp)

Florianópolis (SC)

pH, DQO, DBO5, nitrogênio amoniacal, ortofosfato, SS, coliformes

totais e Escherichia coli.

Bitar et al., 2009 Salvinia spp. e Eichhornia crassipes Rio Claro (SP)

Temperatura, OD, condutividade, transparência, pH, salinidade,

STD, cor aparente, turbidez, alcalinidade, nitrito, nitrato, amônia,

nitrogênio total, fósforo total, fósforo dissolvido, fósforo inorgânico,

material em suspensão, DQO

Brasil et al., 2008 Taboa (Typha sp.) Viçosa (MG)

DQO, DBO5, SS, SST, pH, turbidez, coliformes totais,

condutividade hidráulica, evapotranspiração, coeficiente de

cultura

Costa et al., 2003 Typha spp Campina Grande

(PB)

pH, condutividade elétrica, OD, DBO5,

colifagos somáticos, coliformes fecais e bacteriófagos F-

específicos.

Matos et al., 2011

Taboa (Typha latifolia), Tripa-de-sapo

(Alternanthera philoxeroides), Capim

Tifton 85 (Cynodon dactylon)

Viçosa (MG) DQO e coeficiente cinético aparente kv’

Fia et al., 2010 Azevém (Lolium multiflorum) e aveia-preta

(Avena strigosa) Viçosa (MG)

pH, nitrogênio total, potássio total, fósforo total e

compostos fenólicos totais.

Preussler et al., 2007 Cladium mariscus Ilha Rasa (PR) Nitrogênio, fosforo, teor de clorofila

Marcheze et al., 2000 Zizanopsis bonariensis Joinville (SC) Nitrato, nitrito, sulfato

Fia et al., 2010 Typha spp. e Althernanthera philoxeroides Lavras (MG) DBO, DQO, compostos fenólicos

Matos et al., 2010 Typha latifolia, Althernanthera

philoxeroides e Cynodon dactylon Viçosa (MG) Potencial redox (Eh)

Matos, et al., 2010 Capim elefante (Pennisetum purpureum)

e Capim-tifton 85 (Cynodon dactylon) Viçosa (MG) N-total, DBO, DQO, ST, SST, fósforo, potássio e sódio

Souza, et al. 2000 Juncus sp. Campina Grande

(PB) DQO, N-total, fósforo

Souza et al., 2005 Juncus sp. Campina Grande

(PB) Carga orgânica, ovos de helmintos

Brito et al., 2010 Sagitaria montevidensis Curitiba (PR) DQO

Henry Silva et al.,

2006

Eichhornia crassipes, Pistia stratiotes e

Salvinia molesta Pirassununga (SP) Fósforo total, nitrogênio total

Henry Silva et al.,

2008 Eichhornia crassipes e Pistia stratiotes Jaboticabal (SP) Fósforo total, turbidez

Matos et al., 2012 Cyperus spp. Viçosa (MG) COD, DBO, TKN, P-total, alcalinidade, condutividade