REÚSO DE ÁGUA NA
AGRICULTURA
Cícero Onofre de Andrade Neto
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
29/04/2015
Reúso controlado da água
Cada litro de água reutilizado “economiza”
dezenas ou centenas de litros de água natural
O reúso controlado de águas reduz a necessidade de
captação de águas primárias em mananciais naturais, que
são assim preservados para usos mais restritivos, e, devido a
menor geração de efluentes finais, evita a poluição
ambiental, que é a principal causa da crescente escassez de
água, pela degradação da qualidade.
PROSAB tema Esgoto:
Edital 01 (1997 - 1998): Tratamento de Esgotos Sanitários por Processos
Anaeróbios e por Disposição Controlada no Solo
Edital 02 (1999 - 2001): Pós-Tratamento de Efluentes de Reatores Anaeróbios
Edital 03 (2000 - 2003): Desinfecção de Esgotos Sanitários e Reuso de Efluentes
Tratados para Fins Produtivos
Edital 04 (2004-2005): Tratamento e utilização de esgotos sanitários.
Edital 05 (2006-2009): Nutrientes de Esgoto Sanitário: Utilização e Remoção.
O que vou lhes falar está apoiado em 13 anos de pesquisas
REÚSO CONTROLADO DE ÁGUA E USO DE
ESGOTO TRATADO EM IRRIGAÇÃO
Combinações adequadas de técnicas de tratamento de esgotos,
tipo de cultura, método de irrigação e cuidados ambientais,
permitem a utilização de esgotos sanitários em irrigação, com
baixo risco à saúde pública, de forma econômica e
tecnicamente viável.
UFRN
UFRN
UFRN
UFRN
UFRN
Semi-árido do Rio Grande do Norte, irrigação com esgoto tratado
Milho irrigado com esgoto
tratado, no semi-árido
(Parelhas, RN) 5 t / ha
Sorgo irrigado com esgoto tratado, no
semi-árido (Parelhas, RN) 95 t / ha
UFRN
UFC/CAGECE
MOTA, Suetônio (2013). Aproveitamento de Águas Residuárias Tratadas em Irrigação e Piscicultura - A Experiência da Universidade
Federal do Ceará. Palestra no Seminário Soluções Inovadoras de Tratamento e Reúso de Esgoto em Comunidades Isoladas - Aspectos
Técnicos e Institucionais. ABES – SP e UNICAMP. Campinas, 20 e 21 de junho de 2013
Tratamentos
4
1412,4
3
1214,6
2
1986,2
1
887,5
0
500
1000
1500
2000
2500
Produtividade(kg/ha)
T1 – Água + adub.
T2 – Esgoto + adub.
T3 – Esgoto
T4 – Esgoto + ½ adub.
Produtividade da mamona
MOTA, Suetônio (2013). Aproveitamento de Águas Residuárias Tratadas em Irrigação e Piscicultura - A Experiência da Universidade
Federal do Ceará. Palestra no Seminário Soluções Inovadoras de Tratamento e Reúso de Esgoto em Comunidades Isoladas - Aspectos
Técnicos e Institucionais. ABES – SP e UNICAMP. Campinas, 20 e 21 de junho de 2013
UFC
Média da
Tratamento
produtividade
-1
(kg.ha )
Média do
diâmetro do
fruto
(cm)
T1 – água + adubação recomendada
16.269 a
15,9 a
T3 – esgoto sem adubação recomendada
16.295 a
18,9 ab
T2 – esgoto + adubação recomendada
19.350 ab
18,9 ab
T4 – esgoto + 1/2 da adubação recomendada
23.120 b
20,2 b
6.550
4,3
DMS
Produtividade da melancia
MOTA, Suetônio (2013). Aproveitamento de Águas Residuárias Tratadas em Irrigação e Piscicultura - A Experiência da Universidade Federal do Ceará. Palestra no
Seminário Soluções Inovadoras de Tratamento e Reúso de Esgoto em Comunidades Isoladas - Aspectos Técnicos e Institucionais. ABES – SP e UNICAMP. Campinas, 20 e 21 de
junho de 2013
Irrigadas com esgoto
tratado
Irrigadas com água
Sulco
Gotejo
Sulco
Gotejo
Salmonella sp.
(25 g)
ausente
ausente
ausente
ausente
Coliforme fecal
(NMP g-1)
<3
<3
<3
<3
Análise
Características microbiológicas das melancias
Obs. Atendem aos padrões estabelecidos pela ANVISA
MOTA, Suetônio (2013). Aproveitamento de Águas Residuárias Tratadas em Irrigação e Piscicultura - A Experiência da Universidade
Federal do Ceará. Palestra no Seminário Soluções Inovadoras de Tratamento e Reúso de Esgoto em Comunidades Isoladas - Aspectos
Técnicos e Institucionais. ABES – SP e UNICAMP. Campinas, 20 e 21 de junho de 2013
UNB
USP - SABESP
Cana
USP
Capim
UFPE
UFPA
UFRGS
UNICAMP
REÚSO DE ÁGUA EM HIDROPONIA
Os efluentes de sistemas de tratamento de esgotos
sanitários são ricos em macro e micronutrientes e
podem, portanto, com algumas adaptações das
técnicas, ser utilizados como solução nutritiva em
hidroponia.
Efluentes de filtros
anaeróbios:
SST < 20 mg/L
Ovos Helm < 1 /L
Mantêm nutrientes
UFRN
UFES
USP
UFSC
Hidroponia em canteiros - Forragem verde hidropônica
UFRN
UFRN
UFV
Forragem verde hidropônica com esgoto tratado
+ Tratamento complementar de esgotos em nível terciário com eficiência inigualável
+ Controle da poluição: não polui águas, nem solo nem ar
+ Proteção da saúde pública e do meio ambiente
+ Reúso de água e reciclagem de nutrientes
+ É hidropônica: pequena área; alta produção; controle natural de pragas
+ Hidropônica sem química, natural, orgânica
+ Produção de alimento
+ Alta relação benefício / custos e excelente retorno social do investimento
+ Proteção dos animais (rumem)
+ Altíssima eficiência evapotranspirométrica (clima)
+ Alta eficiência fotossintética (<< CO2; >> O2)
PROSAB tema Esgoto:
Edital 01 (1997 - 1998): Tratamento de Esgotos Sanitários por Processos Anaeróbios e por
Disposição Controlada no Solo
Edital 02 (1999 - 2001): Pós-Tratamento de Efluentes de Reatores Anaeróbios
Edital 03 (2000 - 2003): Desinfecção de Esgotos Sanitários e Reuso de Efluentes Tratados
para Fins Produtivos
Edital 04 (2004-2005): Tratamento e utilização de esgotos sanitários.
Edital 05 (2006-2009): Nutrientes de Esgoto Sanitário: Utilização e Remoção.
(1999 - 2001)
(1997 - 1998)
EDITAL 3
Utilização de Esgotos
Tratados em Fertirrigação,
Hidroponia e Piscicultura
Parceiros no PROSAB:
UFCG; UFES; UFPE; UFRN;
UFSC; UFV; UNICAMP;
USP/SABESP
(2000 - 2003)
BASTOS, Rafael K X (coordenador) et al. Utilização
de Esgotos Tratados em Fertirrigação, Hidroponia e
Piscicultura. Rio de Janeiro: ABES, RiMa, 2003. 267p.
20 autores
Principais conclusões das pesquisas do PROSAB:
Utilização de Esgotos Tratados em Irrigação - Aspectos Sanitários:
O padrão OMS para irrigação irrestrita resulta em qualidade de hortaliças aceitável para consumo
humano.
Utilização de Esgotos Tratados em Irrigação – Aspectos Agronômicos:
Confirmaram a viabilidade técnica e econômica da fertirrigação com esgotos sanitários.
Cabe ressaltar a elevada produtividade alcançada com a fertirrigação de forrageiras.
Alimentação Animal com Produtos Irrigados com Esgotos Sanitários:
O fornecimento do material irrigado com esgoto tratado para alimentação de bovinos e caprinos
não resultou em alteração do quadro clínico dos animais, não se verificou evidência de infecção e
de contaminação da carne e do leite.
Os resultados indicam o potencial da produção, sanitariamente segura, de forrageira irrigada com
esgotos sanitários para alimentação animal.
(Bastos et al, 2003)
Limitações do reúso agrícola
BASTOS, Rafael K X (coordenador) et al. Utilização de Esgotos Tratados em Fertirrigação, Hidroponia e Piscicultura. Rio de Janeiro: ABES, RiMa, 2003. 267p.
O uso domiciliar da água pode acrescentar elevados teores de sais e de sólidos dissolvidos inorgânicos, resultado da própria dieta humana e da intensa utilização de produtos de limpeza.
Dessa forma, a irrigação, hidroponia ou cultivo de peixes com esgotos sanitários é essencialmente fertirrigação ou piscicultura com água salina, com condutividade elétrica e teores de
cloretos, sódio e sólidos dissolvidos relativamente elevados, devendo, portanto, ser observados todos os cuidados inerentes a tais práticas.
Os principais impactos da irrigação com águas salinas prendem-se aos problemas de salinidade e sodicidade, com efeitos sobre o solo e as plantas. Os sais contidos nas águas de irrigação
podem se acumular na solução do solo em torno da zona radicular, comprometendo a absorção de água pelas plantas devido aos efeitos osmóticos. A principal propriedade do solo afetada
pela sodicidade é a velocidade de infiltração da água no solo ou sua permeabilidade. De uma maneira geral, alta salinidade aumenta a velocidade de infiltração da água; inversamente,
baixa salinidade e, ou elevada proporção de sódio em relação ao cálcio (Razão de Adsorsão de Sódio - RAS) proporciona redução na condutividade hidráulica do solo. Águas com baixa
salinidade tendem a dissolver os sais e minerais do solo (inclusive o cálcio), lixiviando-os e, portanto, reduzindo sua influência sobre a estabilidade dos agregados e estrutura das camadas
superficiais. Como conseqüência, pode ocorrer a dispersão de minerais de argila e obstrução dos poros do solo. Com isso, a infiltração da água no solo passa a ser dificultada, favorecendo
o escorrimento superficial e a ocorrência de erosão A dispersão do solo pode se dar também quando os teores de cálcio são insuficientes para contrabalançar o efeito dispersante de altos
teores de sódio que tendem a acumular-se nas camadas superficiais. Além disso, o efeito do excesso de Na são potencializados quando a relação Ca/Mg é menor que a unidade. Isto porque
o excesso de Mg-trocável no solo pode induzir à deficiência de Ca.
A julgar pelos valores de condutividade elétrica e teores de Na, Ca e Mg (RAS), o grau de restrição de uso para irrigação dos efluentes registrados na Tabela 1.2 variam de nenhum a
ligeiro e moderado. Nas condições mais desfavoráveis, a utilização deveria ser acompanhada de uma criteriosa seleção de culturas menos sensíveis e, prioritariamente, dirigida a solos com
boa capacidade de drenagem. Os principais problemas de toxicidade às plantas devida à íons específicos referem-se à concentrações elevadas de sódio, cloretos e boro, sendo que os teores
mais elevados registrados na Tabela 1.2 imporiam sérias restrições de uso, especialmente à irrigação por aspersão (AYERS e WESTCOT, 1991) (ver Capítulo 4).
Em se tratando de águas residuárias domésticas, os metais pesados não devem constituir problema maior. De maneira análoga, oligoelementos provavelmente estarão presentes em
concentrações abaixo dos teores tóxicos e acima da demanda nutricional da maioria das culturas e peixes.
Adicionalmente, os teores de sólidos ou as características químicas da água residuária podem provocar problemas de entupimento em sistemas de irrigação por gotejamento ou aspersão, o
que exige um pré-condicionamento da água de irrigação.
Em resumo, os manejos necessários, agronômicos e de piscicultura, são perfeitamente equacionáveis, não diferem das boas práticas requeridas à irrigação, hidroponia e piscicultura
convencionais , e envolvem a compatibilização entre a qualidade da água, a quantidade de água disponível, as características do solo, a técnica de irrigação ou de cultivo de peixes
empregada e a adequada seleção de culturas e espécies de peixes.
Resta ainda outra limitação à utilização de efluentes a ser considerada: os riscos de saúde advindos da qualidade microbiológica das águas residuárias, já que os esgotos sanitários podem
veicular os mais variados microrganismos patogênicos, dentre vírus, bactérias, protozoários e helmintos. Entretanto, observados os devidos cuidados não há maiores objeções, sendo que as
evidências disponíveis indicam que mesmo os critérios de qualidade de efluentes mais flexíveis, como os da Organização Mundial da Saúde, apresentam-se como medidas necessárias e
suficientes para a minimização dos riscos de saúde (OMS, 1989; BLUMENTHAL et al., 2000) (ver Capítulo 2).Neste particular, os sistemas hidropônicos e de irrigação localizada
apresentam vantagem adicional, ao, na maioria dos casos, minimizar o contato água residuária-planta, especialmente a parte comestível, e o contato da água residuária com o pessoal
envolvido na operação.
Permitimo-nos concluir que, observadas as boas práticas e vencidas as resistências de natureza cultural, a utilização de esgotos sanitários
apresenta-se como uma solução sanitariamente segura, economicamente viável e ambientalmente sustentável.
Edital 4
Tema: Reúso das águas de esgoto sanitário,
inclusive desenvolvimento de tecnologia de
tratamento para esse fim.
Cerca de 200 pesquisadores de 15 grupos
de pesquisa, em 13 estados do Brasil
Parceiros :
PUC-PR; UFBA; UFCE; UFES;
UFMG; UFPE; UFRJ; UFRN; UFRS;
UFSC; UFT; UFV; UNB; UNICAMP;
USP.
FLHORENCIO, L; BASTOS, R K X; AISSE, M M.
(coordenedores) et al. Tratamento e utilização de
esgotos sanitários. Rio de Janeiro: ABES, 2006. 427p.
29 autores
(2004-2005)
Edital 5
Desenvolvimento e aperfeiçoamento de tecnologias de
condicionamento e de reúso de águas residuárias,
considerando a qualidade do efluente tratado
necessária para os possíveis usos e para atender ao
padrão do enquadramento do corpo d’água receptor.
Temas
Tratam
ento de
esgoto
s
MOTA e von SPERLING (coordenadores) et al.
Nutrientes de Esgotos Sanitários: utilização e remoção.
Rio de Janeiro: ABES, 2009. 428 p.
Universidades
Participantes
Sistemas
naturais
UFRS / UFMG / USP
Lodos
ativados
UFCG / UFPA / UFRJ
Filtros
submersos e
percoladores
UFMG / UFRN / USP
UFPE / UFRJ
Tratamento
avançado
UFCG / UFRJ
Fertirrigação
UFRS / UNICAMP / USP /
UFC / UFPE / UFPA
Hidroponia
UFRN / UFPA
Piscicultura
UFC
(2006-2009)
www.finep.gov.br/prosab/produtos.htm
BASTOS, Rafael K X (coordenador) et al. Utilização de Esgotos Tratados em Fertirrigação, Hidroponia e Piscicultura.
Rio de Janeiro: ABES, RiMa, 2003. 267p.
FLHORENCIO, L; BASTOS, R K X; AISSE, M M. (coordenedores) et al. Tratamento e utilização de esgotos sanitários. Rio
de Janeiro: ABES, 2006. 427p.
MOTA e von SPERLING (coordenadores) et al. Nutrientes de Esgotos Sanitários: utilização e remoção. Rio de Janeiro:
ABES, 2009. 428 p.
ANDRADE NETO, C. O.; MELO, H. N. S. ; ABUJAMRA, R. C. P. . Utilização de Água Residuária Tratada em Sistemas
Hidropônicos. In: GHEYI, H R; MEDEIROS, S S; SOARES. F A L (Organizadores) et al. Uso e Reúso de Águas de
Qualidade Inferior - Realidades e Perspectivas. Campina Grande: 2005, p. 317-345.
A questão sanitária do uso dos esgotos tratados
Dimensões de partículas e solutos encontrados em águas naturais e residuárias. (SCHNEIDER e TSUTIYA 2001, apud SCHÄFER 1999).
µm = 1x10-6 m.
Esgoto
Tratamento
”terciário”
Restrição as
Culturas
Controle
Pessoal
Técnica de
Irrigação
Tratamento
”secundário”
Solo
Cultura
Trabalhador
Consumidor
UFRN
Efluente de filtros anaeróbios
SST 20 mg/L; 0,25 ovo verme/L
UFRN
Tratamento de esgotos em filtros anaeróbio e aerado submerso.
Alta eficiência: DBO 5mg/L; Amônia 6mg/L; Turbidez 1 a 2.
Membranas
UFRN
Irrigação “clandestina” com
efluente de lagoas de estabilização
no Rio Grande do Norte, Brasil
A VISÃO DO AGRICULTOR NA PRÁTICA DO REÚSO AGRÍCOLA NÃO CONTROLADO
NA CIDADE DE CAICÓ/RN
Hercília C. de MEDEIROS; Cícero O. ANDRADE NETO
CONCLUSÕES
O estudo apontou que o reúso informal está arraigado culturalmente e economicamente a cidade, sendo
praticado há mais de meio século. Foi possível estimar que a produção de leite dos 16 agricultores entrevistados
corresponde a cerca de 8% da produção do Município, mostrando que o reúso tem significativo valor econômico
para a população local.
Observou-se que a comunidade, de uma forma intuitiva, estabeleceu barreiras sanitárias para o reúso: a única
cultura irrigada pelo esgoto sanitário é o capim para forragem animal e não é permitido o uso de aspersor para
irrigação direta para esgoto bruto.
Um outro aspecto verificado é que os agricultores reconhecem o risco sanitário (risco potencial) decorrente
desta atividade. No entanto, ao considerar suas experiências, eles fazem, empiricamente, uma comparação entre
o risco potencial e o real, considerando que este risco (real) é baixo. A constatação, pela própria vivência, da
diferença entre o risco potencial e o risco real é que afasta o temor do risco sanitário, e provavelmente tem
contribuído para que eles continuem praticando esta atividade.
A pesquisa revelou também que esta atividade é realizada sem nenhuma orientação técnica, existindo um subaproveitamento quanto à produção.
Em que pese todas as condições inadequadas quanto à segurança sanitária e ao meio-ambiente, os exemplos
verificados in loco, os dados coletados, as considerações e depoimentos ao longo de toda a pesquisa, apontam
para a propriedade do reúso agrícola para a cidade, apresentado todas as facilidades sócio-culturais para que
seja implantado um programa de reúso planejado e controlado.
MEDEIROS, Hercília C., ANDRADE NETO, Cícero O. de. A Visão do Agricultor na Prática do
Reúso Agrícola não Controlado na Cidade de Caicó/RN. In: 24º Congresso Brasileiro de Engenharia
Sanitária e Ambiental, 2007, Belo Horizonte. Anais .... Rio de Janeiro: ABES, 2007.
REÚSO DE ÁGUA EM IRRIGAÇÃO
Não há empecilho tecnológico
A tecnologia necessária já é do domínio da agronomia e da engenharia
sanitária e ambiental
Não há empecilho econômico nem social
Os investimentos são economicamente vantajosos e socialmente desejáveis
Não há empecilho financeiro
Os custos são elevados mas não são proibitivos
Não há empecilho
Há dificuldades, mas é viável
REÚSO CONTROLADO
Controle:
sanitário (saúde pública)
ambiental (sustentável)
tecnológico (adequação)
econômico (viabilidade)
social (decisões e benefícios)
legal (normas, direitos e deveres)
DIMENSÃO E RIGOR DO CONTROLE ??
Mas para fazer reúso controlado de águas
é necessário planejar e projetar,
contemplando questões de disponibilidade
e demanda de água de reúso (esgoto
tratado quase sempre) e estudos de
alternativas tecnológicas e de arranjos
institucionais para gestão e regulação.
Todos os municípios do Brasil precisam
elaborar seus planos de saneamento básico,
previstos na Lei 11.445. Será muito oportuno
incluir a discussão e o planejamento do
reúso controlado das águas e do uso
produtivo dos esgotos tratados.
ANDRADE NETO, Cícero O. de.
(2011). O que vamos fazer com os
esgotos tratados?
São Paulo: Infraestrutura Urbana,
Nº 9, ano 1, p. 80, dez 2011. (ISSN
2179-0728)
Cícero Onofre de Andrade Neto
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Departamento de Engenharia Civil
Programa de Pós Graduação em Engenharia Sanitária
Laboratório de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental
[email protected]
55 (84) 3215 3775 Ramal 203