qualidade da Água subterrÂnea em Área ......estaÇÃo de tratamento de efluentes (ete) de uma...

XIX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos

1

QUALIDADE DA ÁGUA SUBTERRÂNEA EM ÁREA PRÓXIMA DA

ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES (ETE) DE UMA

AGROINDUSTRIA

Elane C. L. dos Santos

1; Kelly F. S. Da Silva1; Ana Mª. Q. Lopez

1

RESUMO

O propósito deste trabalho foi caracterizar, através do monitoramento de variáveis físico-

químicas, as águas subterrâneas provenientes de três poços instalados estrategicamente ao longo das

margens de estação de tratamento biológico de efluentes (ETE) de uma agroindústria

sucroalcooleira, favorecendo avaliar uma possível contaminação do lençol freático com os mesmos.

Tal empresa situa-se no litoral sul de Alagoas, no município de Coruripe.

Dessa forma, após a implantação desses poços, realizaram-se coletas quinzenais de amostras

de suas águas antes do início e durante todo o processo de moagem da cana em tal agroindústria. Ao

todo foram realizadas 11 coletas para cada ponto, sendo todas elas submetidas a análises

laboratoriais de acordo com métodos preconizados. Algumas das amostras apresentaram valores

para parâmetros específicos que não atenderam aos limites estabelecidos pela legislação vigente

CONAMA 357/05, sendo discutidas as possíveis causas e sua relação com os efluentes presentes na

ETE submetida ao processo de bioaumentação.

PALAVRA CHAVE: lençol freático, qualidade de águas, indústria sucroalcooleira.

ABSTRACT

(UNDERGROUND WATER QUALITY IN THE AREA NEXT A SEASON OF WASTEWATER

TREATMENT (SWT) OF AN AGRIBUSINESS)

The purpose of this study was to characterize, through monitoring of physico-chemical

variables, the groundwater from three wells strategically installed along the banks of the season of

wastewater biological treatment (SWT) from a sugar-alcohol agroindustry, favoring evaluate a

possible contamination of groundwater with them. This company is located on the southern coast of

Alagoas, in the municipality of Coruripe.

Thus, after the implementation of these wells, sampling of their water was done fortnightly

before and during the whole process of grinding the cane in such agribusiness. In all, 11 collections

were made for each point, and all they submitted for laboratory analysis in accordance with

methods recommended. Some of the samples presented values for specific parameters that not met

the limits established by CONAMA 357/05 legislation, being discussed the possible causes and

their relation to the effluent present in ETE subjected to the process of bioaugmentation.

KEY WORDS: groundwater, water quality, ethanol industry.

1 Universidade Federal de Alagoas, Instituto de Química e Biotecnologia, Lab. Bioquímica e Microbiologia Ambiental; BR 104 Km 97N, Tabuleiro

do Martins, Maceió-AL, CEP 57072-900, fone/fax: (xx)55-82-32141380, e-mail: [email protected]


2

1. INTRODUÇÃO

A água é um recurso natural fundamental para a manutenção da vida e para o funcionamento

dos ciclos geoquímicos, sendo que sua escassez já é uma realidade em alguns países. Devido ao

acentuado desenvolvimento demográfico, o qual está associado ao crescimento da produção de

alimentos e produtos industriais, a demanda por esse recurso também aumentou drasticamente,

assim como a geração de efluentes. O descarte desses resíduos líquidos, então, tornou-se motivo de

preocupação mundial, especialmente no que diz respeito às indústrias, uma vez que as leis

ambientais estão cada vez mais exigentes nesse setor.

Para Dorigon e Tassaro (2010), os esgotos urbanos e os efluentes industriais e comerciais sem

algum tipo de tratamento são na sua grande maioria os responsáveis pela poluição dos corpos

hídricos, visto que a atividade de lavagem automotiva utiliza grandes volumes de água e gera

efluentes potencialmente poluidores.

Em alguns países da Comunidade Européia, além dos Estados Unidos e Japão, há cerca de

duas décadas já existe legislação específica requerendo o sistema de tratamento e recirculação de

efluentes (Leitão, 1999 apud Morelli, 2005). No Brasil, essa atividade ainda não é nacionalmente

regulamentada por lei, ocasionando impactos aos meios hídricos, como o comprometimento de

forma direta de sua disponibilidade.

Por outro lado, a indústria sucroalcooleira é uma das principais a colaborar com o dinamismo

da economia brasileira nos últimos 40 anos, utilizando grandes volumes de água nos seus inúmeros

processos de produção e no cultivo da cana. Por isso gera grande quantidade de águas poluídas,

sejam provenientes dos condensadores, da lavagem de cana e das máquinas, ou até mesmo do

processamento do sumo da cana, gerando vinhaça. Se eliminados diretamente nos corpos d’ água,

podem contaminá-lo, e, da mesma forma, se dispostos em lagoas sem o devido revestimento e

próximas ao lençol freático, também podem percolar e comprometer o mesmo. Da mesma forma,

para serem reutilizadas em diferentes fins também requerem tratamento.

Portanto, tratamento adequado deve ser proposto, bem como um sistema de monitoramento

tem o papel fundamental de acusar algum tipo de influência de uma determinada fonte de poluição

na qualidade da água subterrânea. Daí a necessidade de instalar-se poços de monitoramento, os

quais devem ser distribuídos estrategicamente e construídos de forma racional ao longo da área de

disposição dos efluentes. A isso aliam-se métodos eficientes de coleta, acondicionamento e análises

de amostras que permitam resultados precisos sobre a possível influência do efluente na qualidade

da água subterrânea.


3

2. OBJETIVOS

O objetivo desse trabalho foi investigar uma possível contaminação das águas subterrâneas,

através da disposição do efluente gerado na agroindústria, verificando o funcionamento do método

de monitoramento aplicado e da qualidade da água subterrânea atual, por meio de determinações de

variáveis físico-químicas.

2.1 Estudo de Caso

O presente trabalho foi realizado na Estação de Tratamento Biológico de Efluentes (ETE) da

S/A. Usina Coruripe Açúcar e Álcool, situada no litoral sul de Alagoas, município de Coruripe. Os

resultados apresentados estão relacionados aos efluentes gerados na moagem de cana da safra de

2010/2011, correspondente aos períodos seco e chuvoso. Os efluentes gerados pela agroindústria

(lavagem de cana, cinzas e gases) são dispostos em 7 lagoas em série (codificadas de A a G), sem

revestimento, próximas ao lençol freático, numa área de aproximadamente 70 hectares. Nas lagoas

facultativas, esses efluentes combinados recebem um consórcio microbiano cujo metabolismo/co-

metabolismo favorece a adequação dos parâmetros físico-químicos dos efluentes às determinações

da legislação, sendo que os microrganismos implementados foram originalmente isolados dos

próprios efluentes e aumentados até uma carga de aproximadamente 109 células.mL

-1. No entanto,

como até essa safra não existia um monitoramento da área quanto uma possível contaminação do

lençol freático ou percolação para o rio às margens da mesma, o presente estudo foi elaborado.

3. METODOLOGIA

Os poços de monitoramento foram construídos de forma artesanal, a trado, sem especificações

técnicas construtivas. O revestimento utilizado foi de PVC azul, com diâmetros de 100 mm, com

uma profundidade máxima de 8,00 m, e um nível estático mínimo de 1,00 m e máximo de 2,00 m.

A profundidade foi estabelecida conforme o momento em que se detectou água na perfuração do

solo. Esses poços receberam, ainda, estrutura de alvenaria (Figura 1) e foram locados de acordo

com a topografia da área, a proximidade dos corpos d’ água existentes e a disposição das lagoas de

tratamento de efluentes (ETE), como mostra a Figura 2. Receberam, então, a seguinte codificação:

PMX= Poço de monitoramento próximo à extremidade inicial da lagoa de decantação “A” da

ETE (lateral esquerda à margem do Rio Coruripe);

PMY= Poço de monitoramento próximo à extremidade lateral esquerda da lagoa facultativa


4

“G” da ETE;

PMZ= Poço de monitoramento após o término da lagoa facultativa “G” da ETE, entre um

canal ao longo da mesma e o Rio Coruripe.

Figura 1. Aspecto de poço de monitoramento instalado próximo à extremidade inicial da lagoa de

decantação “A” da ETE (lateral esquerda à margem do Rio Coruripe).

Figura 2. Poços de monitoramento (PMX, PMY e PMZ) de águas do lençol freático no entorno

da estação de tratamento de efluentes (ETE) de agroindústria sucroalcooleira alagoana.

A amostragem de água subterrânea foi realizada com "amostrador descartável" (bailer).

Para cada amostra colhida, determinou-se as variáveis descritas na Tabela 1.


5

Tabela 1. Parâmetros para caracterização físico-química das águas estudadas (poços de

monitoramento e ETE de agroindústria sucroalcooleira) e respectivos métodos analíticos.

PARÂMETROS/UNIDADE METÓDOS ANÁLITICOS

pH pHmetro.

Condutividade elétrica mS/m Condutivimetro.

Turbidez (UNT) Turbidímetro

Dureza total mg.L-1

APHA (1995).

O.D. mg.L-1

Oxímetro

Alcalinidade mg.L-1

APHA (1995).

Sólidos Totais dissolvidos APHA (1995).

Nitrito mg.L-1

APHA (1995).

Nitrato mg.L-1

Macedo (2002).

DQO mg.L-1

APHA (1995).

Cloretos mg.L-1

Macedo (2002).

Fe 3+

mg.L-1

Macedo (2002).

Fe 2+

mg.L-1

Macedo (2002).

Temperatura °C Termômetro

Fosfato Total mg.L-1

APHA (1995).

Amônia mg.L-1

APHA (1995).

Acidez mg.L-1

Macedo (2002).

Da mesma forma, realizou-se quinzenalmente coleta direta de efluentes das lagoas de

tratamento “A” (decantação) e “G” (facultativa), como também coletou-se amostras do córrego

localizado entre o poço de monitoramento Z (PMZ) e do Rio Coruripe, assim como de águas do

referido rio. Posteriormente as amostras foram submetidas aos mesmos ensaios laboratoriais. O

propósito foi comparar os resultados obtidos diretamente dos efluentes e das águas superficiais com

aqueles das águas colhidas nos poços de monitoramento, visando obter um diagnostico preciso

sobre possíveis pontos de contaminação, tomando-se também por base a qualidade de águas de

classe III (destinadas ao abastecimento doméstico, após tratamento convencional; ou a irrigação de

culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras; ou, ainda, a dessedentação de animais), conforme

classificação do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA 357/2005).

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

A Tabela 2 apresenta os resultados (médias, mediana e desvio padrão) das variáveis

analisadas durante o período de estudo das águas dos poços implantados. Os valores de pH e CE, e


6

a concentração de OD e DQO das águas das lagoas de tratamento “A” (decantação) e “G”

(facultativa), pertencentes à ETE, ao longo da safra 2010/2011, e fundamentais para diagnosticar

possíveis pontos de contaminação da água subterrânea próxima à ETE, estão ilustrados nas Figuras

3-10.

Tabela 2. Média, mediana e desvio padrão dos parâmetros físico-químicos avaliados

quinzenalmente, em águas de poços de monitoramento instalados às margens da estação de

tratamento de efluentes (ETE) de agroindústria sucro-alcooleira alagoana, durante a safra de

2010/2011, visando detecção de possível contaminação de lençol freático.

VARIÁVEL POÇO

MÉDIA

MEDIANA

DESVIO

PADRÃO VARIÁVEL POÇO

MÉDIA

MEDIANA

DESVIO

PADRÃO

TURBIDEZ

(UNT)

PMX 46,19 45,3 23,26

Fe 3+ mg.L-1

PMX 17,31 16,19 7,16

PMY 34,69 22,43 40,55

PMY 16,19 15,64 10,57

PMZ 293,45 287 92,78

PMZ 7,16 45,52 14,90

pH

PMX 7,04 7,1 0,45

Fe 2+ mg.L-1

PMX 19,91 20,6 11,93

PMY 7,00 7,1 0,37

PMY 16,05 16,45 6,28

PMZ 6,71 6,8 0,23

PMZ 43,06 40,76 12,81

TEMP.°C

PMX 30,91 31 0,70

NITRATO

mg.L-1

PMX 43,28 13,55 58,78

PMY 29,45 29 1,63

PMY 10,34 7,51 7,16

PMZ 30,09 30 1,04

PMZ 93,04 61,43 9,21

C.E. mS/m

PMX 573,09 268 577,18

NITRITO

mg.L-1

PMX 1,65 0,06 3,46

PMY 229,09 102 245,39

PMY 1,63 0,04 3,51

PMZ 354 138 392,52

PMZ 12,29 0,46 26,26

S.T.D mg.L-1

PMX 430,82 201 432,33

AMÔNIA

mg.L-1

PMX 6,67 4,13 4,78

PMY 171,86 76,5 184,12

PMY 11,34 10,45 4,54

PMZ 265,55 76,5 294,47

PMZ 22,52 20,53 10,51

ACIDEZ

mg.L-1

PMX 46,13 39,21 24,67

FOSFATO

mg/L

PMX 4,34 3,54 2,11

PMY 17,01 16,27 7,13

PMY 1,81 1,87 0,81

PMZ 40,40 38,1 15,21

PMZ 2,62 2,72 0,77

DUREZA

mg.L-1

PMX 413,09 425,00 173,07

O.D. mg.L-1

PMX 3,98 4,5 1,77

PMY 148,82 133 100,56

PMY 3,52 2,85 2,29

PMZ 330,81 202 451,62

PMZ 3,68 4,2 1,68

ALCALINI-

DADE

mg.L-1

PMX 800,91 678 543,60

D.Q.O

mg.L-1

PMX 263,29 243,29

PMY 131,09 140 63,56

PMY 248,31 259,80

PMZ 266,55 270 99,37

PMZ 252,02 218,00

CLORETOS

mg.L-1

PMX 34,98 16,39 51,09

TEMP. °C

PMX 30,81 31 0,75

PMY 19,87 18,59 11,83 PMY 29,18 29 1,60

PMZ 30,33 30,09 11,39 PMZ 30,09 30 0,83


7

01/06/10

09/09/10

23/09/10

07/10/10

21/10/10

04/11/10

18/11/10

02/12/10

16/12/10

31/01/11

11/02/11 --6,0

6,2

6,4

6,6

6,8

7,0

7,2

7,4

7,6

7,8

8,0

8,2

pH

DIAS

PMX

PMY

PMZ

Figura 3. Variação do pH das águas dos diferentes poços de monitoramento (PMX, PMYe PMZ)

implantados ao longo da ETE de agroindústria sucroalcooleira alagoana, na safra 2010/11.

09/09/1

0

23/09/1

0

07/10/1

0

21/10/1

0

04/11/1

0

18/11/1

0

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0

16/12/1

0

29/12/1

0

13/01/1

1

31/01/1

1

10/02/1

14,0

4,2

4,4

4,6

4,8

5,0

5,2

5,4

5,6

5,8

6,0

6,2

6,4

6,6

6,8

7,0

7,2

pH

DIAS

A

G

Figura 4. Variação do pH das águas das lagoas “A” e “G” da ETE de agroindústria sucroalcooleira

alagoana, na safra 2010/11.


8

01/06/1

0

09/09/1

0

23/09/1

0

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0

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0

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1

11/02/1

1 --0

100200300400500600700800900

1000110012001300140015001600170018001900

CO

ND

UTI

VID

AD

E E

LÉTR

ICA

µS

/mL

DIAS

PMX

PMY

PMZ

Figura 5. Variação da condutividade elétrica das águas dos diferentes poços de monitoramento

(PMX, PMYe PMZ) implantados ao longo da ETE de agroindústria sucroalcooleira alagoana, na

safra 2010/11.

09/09/1

0

23/09/1

0

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0

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0

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0

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0

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1

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1

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10

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

CO

ND

UTI

VID

AD

E (µ

S/m

L)

DIAS

A

G

Figura 6. Variação da condutividade elétrica das águas das lagoas “A” e “G” da ETE de

agroindústria sucroalcooleira alagoana, na safra 2010/11.


9

01/06/1

0

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0

23/09/1

0

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0

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0

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0

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0

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0

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1

11/02/1

1 --0

1

2

3

4

5

6

7

OD

mg/

L

DIAS

PMX

PMY

PMZ

Figura 7. Variação da concentração de Oxigênio Dissolvido das águas dos diferentes poços de

monitoramento (PMX, PMY e PMZ) implantados ao longo da ETE de agroindústria sucroalcooleira

alagoana, na safra 2010/11.

09/09/1

0

23/09/1

0

07/10/1

0

21/10/1

0

04/11/1

0

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0

02/12/1

0

16/12/1

0

29/12/1

0

13/01/1

1

31/01/1

1

10/02/1

10

1

2

3

4

5

OD

(m

g/L

)

DIAS

A

G

Figura 8. Variação da concentração de Oxigênio Dissolvido das águas das lagoas “A” e “G” da

ETE de agroindústria sucroalcooleira alagoana, na safra 2010/11.


10

01/06/1

0

09/09/1

0

23/09/1

0

07/10/1

0

21/10/1

0

04/11/1

0

18/11/1

0

02/12/1

0

16/12/1

0

31/01/1

1

11/02/1

1 --0

75

150

225

300

375

450

525

600

675

750

DQ

O (

mg

/L)

DIAS

PMX

PMY

PMZ

Figura 9. Variação da demanda química de oxigênio (DQO) das águas dos diferentes poços

de monitoramento (PMX, PMYe PMZ) implantados ao longo da ETE de agroindústria

sucroalcooleira alagoana, na safra 2010/11.

09/0

9/10

23/0

9/10

07/1

0/10

21/1

0/10

04/1

1/10

18/1

1/10

02/1

2/10

16/1

2/10

29/1

2/10

13/0

1/11

31/0

1/11

10/0

2/11

0

75

150

225

300

375

450

525

600

675

750

825

900

975

1050

1125

1200

1275

1350

DQ

O (

mg

/L)

DIAS

A

G

Figura 10. Variação da demanda química de oxigênio (DQO) das águas das lagoas “A” e “G” da

ETE de agroindústria sucroalcooleira alagoana, na safra 2010/11.


11

PMXPMY

PMZ

LAGOA A

LAGOA G RIO0

75

150

225

300

375

450

525

600

675

750

825

900

975

1050D

QO

(m

g/L

)

PONTOS DE COLETA

Figura 11. Média (± desvio padrão) da demanda química de oxigênio (DQO) das águas dos

diferentes poços de monitoramento (PMX, PMYe PMZ) implantados ao longo da ETE de

agroindústria sucroalcooleira alagoana, bem como do Rio Coruripe e das Lagoas A (decantação) e

G (facultativa) na safra 2010/11.

Segundo Santos (2000), o pH de águas subterrânea varia entre 5,5 e 8,5, sendo que em casos

especiais o mesmo pode oscilar entre 3 e 11. Nas águas dos poços amostrados durante o período

estudado, o pH variou entre 6,0 e 8,5. Já nas amostras provenientes das lagoas de tratamento “A” e

“G”esse parâmetro variou entre 4,0 e 7,0 e para as amostras de água superficial do córrego o pH

variou entre 5,0 e 7,0 e entre 7,0 e 8,5 para o Rio. Portanto, com relação a esse parâmetro constata-

se que não houve interferência das águas das lagoas naquelas do lençol freático (Figuras 3 e 4), e de

acordo com a legislação do CONAMA 357/05, esse pH encontra-se dentro do recomendado para

águas de classe III (pH entre 6 e 9).

Por sua vez, a CE está relacionada com a presença de íons dissolvidos na água, como cálcio,

magnésio, potássio, sódio, carbonatos, carbonetos, sulfatos e cloretos, e o limite recomendado para

águas de classe III pela legislação CONAMA 357/05 é < 750 µS/mL. Verificou-se que esta variou

de 47 a 1380 µS/mL nas águas dos poços amostrados, embora os índices mais altos tenham ocorrido

nas amostras dos pontos próximo ao Rio Coruripe e antes da moagem, quando o descarte de

efluentes da indústria era mínimo e oriundo apenas da lavagem de máquinas (Figuras 5 e 6). Já nas

amostras das lagoas de tratamento “A” e “G”esse parâmetro oscilou de 200 a 1250 µS/mL, sendo os


12

valores mais elevados nas amostras da lagoa “A”, que não passou pela bioaumentação e onde o

tempo de residência do efluente não passou de 24 horas e nas amostras da água do córrego e do Rio

Coruripe esse parâmetro apresentou-se entre 50 a 200 µS/mL para ambos. De acordo com Moraes

et al. (2007), as oscilações de CE observadas em lagoas de tratamento podem ser atribuídas as

diluições com as águas provenientes das precipitações pluviométricas, as diferenças construtivas

dos poços que possibilitam maiores ou menores carregamentos de sedimentos para o interior destes,

e as pressões antrópicas exercidas no perímetro de proteção dos poços, como variações de cargas de

íons das água que percolam ao longo do período de estudo.

Com relação a concentração de OD, é um parâmetro de fundamental importância para avaliar

as condições naturais da água e detectar impactos ambientais como a eutrofização e poluição

orgânica. Esta variou entre 1,0 e 6,9 mg.L-1

, nos pontos amostrados (Figura 7), sendo que o mínimo

preconizado para águas de classe III pela legislação CONAMA 357/05 é de 4 mg.L-1

. Para as

amostras das lagoas de tratamento “A” e “G” analisadas no mesmo período, a concentração de OD

variou entre 0,3 e 2,0 mg.L-1

permanecendo inferior ao limite mínimo preconizado pela legislação

para águas de classe III, apesar de mostrar-se crescente após o tratamento do consórcio microbiano

(Figura 8), quanto as águas oriundas do córrego analisado observou-se uma variação entre 1,5 a 3,0

mg.L-1

, já para as águas do Rio Coruripe os valores apresentaram-se em torno de 1,5 a 7,0 mg.L-1

.

Já no tocante a DQO, a concentração ideal para águas de classe III segundo a legislação

CONAMA 357/05 é que esta seja ≤150,0 mg.L-1

, e as amostras dos poços apresentaram DQO

variando entre 50 e 650,0 mg.L-1

(Figura 9). Já os efluentes das lagoas “A” e “G”, apresentaram

DQO oscilando de 50 a 1300 mg.L-1

(Figura 10), embora a tendência tenha sido esse índice

diminuir ao longo da safra após o tratamento microbiano nas lagoas facultativas (amostras da lagoa

“G” apresentaram menores taxas de DQO), com relação as amostras do córrego esse parâmetro

oscilou entre 50 e 800 mg.L-1

, sendo que nos dias que o mesmo apresentou-se mais elevado foi

observado a ocorrência de chuvas, com isso aumentando o carregamento de matéria orgânica e a

diminuição do oxigênio dissolvido presente na água. A Figura 11 ilustra a média da DQO obtida

nas amostras dos poços de monitoramento, Lagoas “A” e “G” e do Rio Coruripe observadas ao

longo de toda a safra.

Segundo Von Sperling (2005), a DQO corresponde a quantidade de oxigênio requerida para

estabilizar quimicamente a matéria-orgânica carbonácea utilizando fortes agentes oxidantes, sendo

um dos parâmetros de maior importância na caracterização do grau de poluição de um corpo d’água

por matéria-orgânica.


13

5. CONCLUSÕES

De acordo com as variáveis avaliadas ao longo do trabalho, foi possível detectar nas águas

dos poços de monitoramento riscos e vulnerabilidade de contaminação do lençol freático, pois

foram obtidos resultados de parâmetros físico-químicos alterados com relação aos limites

permitidos pela legislação brasileira vigente para águas de classe III.

6. AGRADECIMENTOS

À S.A. Usina Coruripe S/A Açúcar e Álcool

7. BIBLIOGRAFIA

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ed. American Public Health Association, Washington, DC.

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Joaçaba, v. 1, n. 1, p. 13-22, jan./jun.

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Fortaleza: CPRM/REFO, LABHID-UFPB, cap.5, p. 81-108.


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Von SPERLING, M. (2005). Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 3. ed.

Belo Horizonte: Ed. da UFMG.

qualidade da Água subterrÂnea em Área ......estaÇÃo de tratamento de efluentes (ete) de uma...

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