UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA
ENGENHARIA AMBIENTAL
Capacidade de Autodepuração do ribeirão Anicuns/GO
um estudo de caso.
Goiânia
2008
Aluno: Diogo Shintome de Faria.
Orientador (a): Juliana F.Leite
2
CAPACIDADE DE AUTODEPURAÇÃO DO RIBEIRÃO ANICUNS/GO
UM ESTUDO DE CASO
Diogo Shintome de Faria1
Juliana F. Leite2
Universidade Católica de Goiás – Departamento de Engenharia – Engenharia Ambiental
Av. Universitária, Nº 1440 – Setor Universitário – Fone (62) 3227-1351.
CEP: 74605-010 – Goiânia - GO.
Resumo: Este trabalho de conclusão de curso(TCC) teve por objetivo estudar o
processo de autodepuração do Ribeirão Anicuns, a partir da modelagem matemática. O
modelo foi baseado nas análises de demanda bioquímica de oxigênio(DBO) e oxigênio
dissolvido(OD) dos despejos e do ribeirão.Essas análises tiveram como objetivo
conhecer a curva de depleção de Oxigênio no curso d’água, identificando as partes mais
críticas de OD,além de analisar também a extensão necessária para que o mesmo atinja
novamente a estabilidade. Os resultados das análises permitiram-nos perceber os efeitos
nocivos que ocorrem no ribeirão devido aos despejos de efluentes sem tratamento, e à
intensa urbanização da área os quais promovem conseqüências nocivas a saúde publica
e
na
qualidade
do
manancial.
Palavras-chave: Autodepuração; Oxigênio dissolvido; despejos.
Abstract: This work it had for objective to study the simulating river anicuns water
uality from the mathematical modeling. The model was based on the analyses of
demand biochemist of oxigênio (DBO) and oxygen dissolved (OD) of the oustings and
the river. These analyses the curve of depletion of oxygen in the course of water
identifying the parts most critical of OD beyond also analyzing the necessary extension
so that the same it reaches again the stability The results of the analyses had allowed to
perceive them the harmful effect that occur in the river due to the oustings without
treatments that they are made use in its edges and the intense urbanization of the area
which promotes consequences harmful the health publishes and in the quality of the
source.
Word-key: Simulating River; Oxygen Dissolved; Oustings.
1
1
Acadêmico do curso de Engª Ambiental da Universidade Católica de Goiás. ([email protected])
Orientador.Juliana F.Leite. Universidade Católica de Goiás - UCG. ([email protected])
3
1. INTRODUÇÃO.
A poluição das águas origina-se de várias fontes, dentre as quais se destacam os
efluentes domésticos, os efluentes industriais, o deflúvio superficial urbano e o deflúvio
superficial agrícola estando, portanto associada ao tipo de uso e ocupação do solo.
Dentre essas fontes, o efluente gerado na agricultura prejudica a saúde pública,
principalmente pelo uso de defensivos agrícolas. O carreamento de fertilizantes para os
corpos hídricos, através da lixiviação, como os nitrogenados e os fosfatados, geram
eutrofização com produção de fitoplanctoxinas, prejudicando a vida aquática. A
eutrofização é um fenômeno causado pelas descargas de efluentes das indústrias, das
cidades e da agricultura num curso d’água, onde há uma proliferação de algas.Estas,
sedentas por fósforo e nitrogênio, promovem sua proliferação excessiva, aumentando o
número de microorganismos e deteriorando o curso d’água (Revista DAE,1985).
Uma contribuição também significativa de poluição tem origem nas indústrias,
as quais podem poluir por carga orgânica, como os frigoríficos que necessitam de altas
taxas de oxigênio dissolvido (OD) para se estabilizar. Outro tipo de poluição industrial
ocorre também por metais pesados provenientes principalmente, de indústrias de pilhas
e baterias. Esses tipos de substâncias provocam doenças graves nos seres humanos,
como o saturnismo, que é uma intoxicação provocada pelo chumbo, um metal pesado.
A presença dos metais pesados também indica indiretamente a presença de substâncias
altamente tóxicas, como os fluoretos e os cianetos (Wikipédia, 2008).
Hoje, no Brasil, as doenças relacionadas à água ainda são o maior problema de
saúde pública do país. Segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE,
2000) em alguns lugares do nordeste, como no Maranhão, 75% dos óbitos de crianças
abaixo de 5 anos estão relacionados a doenças veiculadas pela água. O mecanismo de
combate a essa realidade é a implantação de ações de saneamento básico, que
proporcionem a eliminação de condições deletérias a saúde, tornando a água potável e
diminuindo o contato da população com o esgoto(IBGE,2008).
O sistema de esgotamento sanitário vigente no país está longe do ideal. Segundo
o Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS, 2004), no Brasil,
atualmente, o índice médio nacional de coleta com redes de esgoto é de 48,3 %,
enquanto que o índice de tratamento dos esgotos gerados é de 32,2%.
4
Em Goiás, segundo a Saneamento de Goiás (SANEAGO), em 2004, o índice de
coleta e/ou tratamento de esgoto no Estado estava em torno de 33%, em concordância
com a baixa média nacional. Isso ocorre, geralmente, por desconhecimento dos
governantes da importância do fato, pois a captação da água normalmente feita a
montante dos lançamentos dos efluentes ou em outro curso d’água, prejudicando
somente os locais a jusante do lançamento.Muitas vezes o esgoto também não é
coletado por impossibilidade técnica, pois se encontra geralmente em cota inferior à do
interceptor .
Uma das vantagem em se conhecer e, com isso explorar, a capacidade de
autodepuração dos cursos d’água é para que os mesmos possam ser utilizados como
complementação dos processos de tratamento de esgotos, diminuindo os custos de
projetos para o tratamento dos efluentes ou aumentando a abrangência de tratamento
dos mesmos (Sperling, 2005).
O conhecimento da capacidade de autodepuração de um rio auxilia os órgãos
reguladores de outorgas de efluentes em liberá-las conforme a
capacidade de
assimilação e sua classe ,de acordo com a resolução CONAMA 357/05 .
Em Goiânia, a capital do estado de Goiás, foi constatada em setembro de 2008
pelo centro de Zoonoses, da Secretaria Municipal de Saúde, a presença de
cianobactérias nos mananciais locais. Esses organismos se originam principalmente da
quantidade de esgotos lançados acima da capacidade de autodepuração dos rios,
provocando mau cheiro e odor, revelando a necessidade da melhor tratabilidade dos
esgotos lançados. Esse fenômeno é comum em grandes metrópoles, como São Paulo.
Nesse sentido, esse trabalho tem por objetivo avaliar a capacidade de
autodepuração do ribeirão Anicuns, localizado na cidade de Goiânia/GO, contribuindo
para determinar a quantidade assimilável de despejos que o mesmo pode receber para
manter sua integridade e estabilidade.
O ribeirão Anicuns está localizado na parte centro meridional do município de
Goiânia e é o afluente da margem direita do rio Meia Ponte (principal recurso hídrico da
área mais densamente habitada do estado de Goiás).
O estudo aborda os trechos entre a Avenida Castelo Branco e a Avenida
Marechal Rondon e se baseará nas análises de amostras como o Oxigênio dissolvido
(OD), Demanda bioquímica de oxigênio (DBO), bem como na medição da vazão do
ribeirão e a vazão de esgotos nos pontos de coleta. Com esses dados será utilizado o
5
modelo desenvolvido por Marcos Von Sperling em 2007, da Universidade Federal de
Minas Gerais (UFMG) para determinar a curva de depleção de oxigênio ao longo do
ribeirão, indicando os pontos críticos de oxigênio dissolvido.
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.
2.1. Localização e características da bacia
As nascentes do ribeirão Anicuns localizam-se na zona de cimeira que constitui
os limites entre Goiânia, Trindade e Abadia de Goiás, em um relevo rampeado para
leste, levemente convexizado no topo e côncavo na base, onde se destacam os córregos
Taquaral, Macambira, Cascavel e Botafogo, todos na margem direita do canal
(CUNHA, 2000; DERMU, 2004). A margem direita é composta pelas sub-bacias dos
córregos Salinas, Taquaral, Macambira, Cascavel e Botafogo, correspondendo a quase
80% do total da bacia, enquanto que a margem esquerda engloba apenas alguns
córregos de primeira ordem e de pequena extensão, representando pouco mais de 20%
da área.
Trata-se de uma área densamente urbanizada, com várias fábricas em suas
margens, além de pequenos agricultores que utilizam da água do ribeirão para a
irrigação de suas hortaliças. As planícies de inundação estão intensamente urbanizadas e
os diques naturais deram lugar aos diques artificiais, a fim de conter a água do ribeirão
na época das cheias.
A região possui vários pontos com erosões de origens hidrogeomorfológicas,
pois, com a ausência de galeria pluvial na área, ocorre o escoamento de concentrado e,
com isso a água é transportada, acompanhando a declividade e a irregularidade do
terreno, formando verdadeiros sulcos que se transformam em ravinas. Outro fator é o
solapamento das bases e margens das galerias pluviais, além disso, não se pode deixar
de ressaltar a destruição da vegetação ciliar, o que impede a proteção da camada
superficial do solo, promovendo, assim, o escoamento de concentrado e um
conseqüente assoreamento (Silva, 2007) .
2.2. Influências e características do clima da região.
A cidade de Goiânia apresenta um clima tropical úmido, cuja temperatura média
que gira em torno de 230C, a mínima de 17,90C e máxima de 30,50C. As temperaturas
mais baixas são registradas entre maio e agosto. A temperatura de Goiânia nos últimos
6
anos aumentou cerca de 20 C, isso aconteceu devido ao crescimento da população e a
ocupação desordenada do solo (DERMU, 2004).
A região de estudo é influenciada por períodos secos entre maio e agosto e
chuvosos entre setembro e março. Essa alternância estacional deve-se à presença,
durante os meses secos, do sistema de circulação intertropical, comandado pelo
anticiclone do atlântico sul e extratropical, derivados da massa polar. Por outro lado,
durante o período chuvoso, é importante a atuação dos sistemas da circulação do ar
continental amazônico e da região do Chaco, fenômeno conhecido como ZCAS – Zona
de Convergência do Atlântico Sul (DERMU, 2004).
O comportamento do clima está diretamente ligado ao comportamento na
depuração do esgoto (matéria orgânica) pelo curso d’água, levando em consideração
duas variáveis interligadas: o ar atmosférico e a temperatura. A primeira promove um
intercâmbio contínuo de oxigênio da fase gasosa para a líquida até atingir o grau de
saturação do corpo hídrico. A segunda define a concentração de saturação ao qual
diminui com o aumento da temperatura (Tabela 1)
Tabela 1. Solubilidade de oxigênio em água doce
.
Temperatura
ºC
ºF
0
32,0
2
Oxigênio
Temperatura
Oxigênio
dissolvido
dissolvido
(mg/L)
(mg/L)
ºC
ºF
14,6
16
60,8
10
35,6
13,8
18
64,4
9,5
4
39,2
13,1
20
68,0
9,2
6
42,8
12,5
22
71,6
8,8
8
46,4
11,9
24
75,2
8,5
10
50,0
11,3
26
78,8
8,2
12
53,6
10,8
28
82,4
7,9
14
57,2
10,3
30
86,0
7,6
Fonte: Linsley & Franzini(1978)
7
2.3. Classificação do curso d’água.
As águas doces são as águas terrestres com baixíssimos índices de sal, como fonte
de recarga, advém principalmente da chuva, que é quase água pura, devido a seu
baixíssimo índice de CO2 e oxigênio (Di Bernardo et al , 2000).
O ribeirão Anicuns, de acordo com a resolução CONAMA nº357 de 2005, se
enquadra na classe 3 nos rios de água doce , ou seja, destinado ao abastecimento para
consumo, após tratamento convencional e para a irrigação de culturas arbóreas,
cerealíferas, forrageiras entre outras, com oxigênio dissolvido mínimo permissível de 4
mg/L.
2.4. Autodepuração dos rios
Os rios possuem características essencialmente dinâmicas, seja nos aspectos
físicos, químicos ou biológicos. Quando ocorre qualquer alteração de sua estabilidade,
como lançamentos de efluentes, o mesmo tende a tentar readquirir suas características
anteriores.
As características das águas residuárias domésticas e, em grande parte das
industriais, é que as mesmas possuem uma grande quantidade de matéria orgânica, as
quais possuem, por outro lado, um grande poder energético, constituindo parte da
alimentação de peixes, bactérias e protozoários (Revista DAE, 1975). Ao ingerir esse
alimento as bactérias e outros seres microscópicos transformam os compostos orgânicos
em aminoácidos, amônia, ácidos graxos e outros, fontes vitais de energia.
Esses processos se fazem a custa de oxigênio existente no meio, o qual pode se
consumir por total, dando continuidade a estabilização pelo processo anaeróbio. Com a
estabilização dos compostos oxidáveis, o consumo de oxigênio tende a diminuir,
ocorrendo ainda outros fatores que possibilitem a estabilização do curso d’água como: a
sedimentação de matérias em suspensão, promovendo a clarificação da água com maior
incidência solar; a proliferação de organismos fotossintetizantes devido ao aumento no
oxigênio dissolvido, buscando novamente a estabilização do meio (Revista DAE, 1985).
Porém, segundo Imhoff e Imhoff (1985), se ocorrer falta de oxigênio no
ambiente dará início aos processos anaeróbios de estabilização da matéria orgânica,
onde as bactérias anaeróbicas e facultativas transformarão a matéria orgânica em
compostos orgânicos simples como dióxido de Carbono (CO2), metano (CH4) ,sulfeto
8
de hidrogênio(H2S) e amônia(NH3).Esses compostos podem ser liberados no ar
poluindo-o e provocando mau cheiro, além de ser processos muito lentos os processos
anaeróbios, pois trabalham na falta de oxigênio, o qual é essencial aos organismos vivos
aquático. Por isso, o processo de autodepuração deve acontecer somente em condições
aeróbicas, devido à rapidez na estabilização e da manutenção dos organismos
heterotróficos nos mananciais.
2.4.1. Características gerais do processo de autodepuração natural.
2.4.1.1. Balanço de Oxigênio.
Di Bernardo (2002) ressalta que o oxigênio possui baixa solubilidade na água ( 9,2
mg/L a 20 °C), e qualquer alteração, como lançamentos de poluentes na água,
aumentam as reações biológicas, consumindo o oxigênio residente além de elevar a
temperatura do curso d’água, alterando significadamente os níveis de OD.
2.4.1.2. Consumo de oxigênio.
Os principais responsáveis pelo consumo de oxigênio nos corpos hídricos são:
- A matéria orgânica que consome oxigênio para sua estabilização, principal constituinte
dos esgotos;
- A demanda bentônica, formada pela matéria orgânica antes em suspensão que se
sedimentou, formando o lodo de fundo, sendo também necessária sua estabilização;
- A nitrificação, que necessita da oxidação da amônia em nitritos e este em nitratos,
obtendo a forma para que o plâncton consiga assimilá-la (Imnhoff e Imnhoff, 1985).
2.4.1.3. Produção de oxigênio.
Dentre os processos de aumento da quantidade de oxigênio nos corpos d’água, o
mais significativo é a reareação atmosférica, feita através de dois mecanismos (Sperling,
2005):
- Difusão molecular;
- Difusão turbulenta.
A difusão molecular ocorre através do intercâmbio entre as moléculas
superficiais, sendo dificilmente transferidas para o fundo. Ocorre em lugares de águas
praticamente paradas como lagos e ou em rios muito fundos, de velocidade lenta. A
9
difusão turbulenta permite uma troca maior dessa interface superficial, promovendo
grande inserção de oxigênio no meio, diminuindo a quantidade de pontos de zonas
saturadas de oxigênio, devido ao seu constante movimento (Sperling, 2005).
A fotossíntese também contribui na quantidade de O.D. na água. A reação se
baseia principalmente na fixação de energia luminosa e a formação de moléculas de
glicose de alta energia potencial (Branco, 1976). Devido à dependência destes
organismos na utilização da energia luminosa, nos rios com elevada turbidez, a
possibilidade de algas é menor.
2.4.1.4. DBO
“A capacidade da matéria orgânica presente em uma amostra de
água natural em consumir oxigênio é chamada demanda bioquímica
de oxigênio, DBO.” (Di Bernardo, 2000, p. 447).
A DBO é determinada a partir da medição do índice de OD de uma amostra
antes e depois de um período, geralmente é utilizado a DBO520, que é a quantidade
absorvida de OD pela amostra durante cinco dias, com a temperatura de 20ºC (Di
Bernardo, 2000).
Esse parâmetro de DBO520, também chamado de DBO padrão, pode apresentar
algumas diferenças no tempo de estabilização de substâncias diferentes com mesma
DBO padrão. Isso acontece muito nos efluentes de despejos industriais por
apresentarem grau de degrabilidade diferentes.Para isso é necessária a determinação da
DBO última, que é a medição do oxigênio dissolvido até o vigésimo dia, indicando a
quantidade consumida total na estabilização.
2.4.1.5. Zonas de autodepuração.
Sperling (2005), ressalta que o processo de autodepuração é feito por um espaço
de tempo ao longo do curso do rio, por isso é possível identificar as fases das zonas de
autodepuração, divididas em: zona de degradação, zona de decomposição ativa, zona de
recuperação e zona de águas limpas(Figura1).
10
Figura 1: Zonas de autodepuração no curso d’água.
Fonte: B.Braga et. al. Introdução a engenharia ambiental.
Na zona de degradação a água se apresenta com um aspecto turvo, devido a
grande concentração de matéria orgânica. Há uma eliminação de grande parte das
espécies existentes e uma adaptação das bactérias decompositoras. Ao atingir a
adaptação essas bactérias elevam o índice de absorção de oxigênio, diminuindo a vida
no rio. O pH diminui devido a liberação de ácido carbônico (H2CO3), decorrente da
transformação de CO2 pela respiração microbiana. Há um aumento dos compostos
nitrogenados e, em grande parte, são convertidos para amônia (NH3) (Di Bernardo ,
2000).Há formação de banco de lodo devido a sedimentação dos sólidos em suspensão
sedimentáveis (Nuvolari et. al.,2003).
Na zona de decomposição ativa, o nível de degradação atinge o ápice, o aspecto
visual do curso d’água ainda é de acentuada coloração, com o lodo no fundo de cor
escura. O oxigênio dissolvido está no índice mais baixo possível, podendo ser
inexistente, dependendo da quantidade de despejo jogado, favorecendo apenas os
processos anaeróbios. As bactérias decompositoras se reduzem devido à diminuição dos
alimentos, muitos já estabilizados, além da baixa incidência solar, floculação adsorção e
precipitação. O nitrogênio ainda se encontra em sua maior parte na forma de amônia,
sendo que para se transformar em nitrito e depois nitrato é necessário sua oxidação, para
que seja possível sua absorção pelo plâncton, segundo Baird (2002).
11
Na zona de recuperação a água está mais clara, com aparência menos
deteriorada. Não ocorre mais desprendimento de maus odores (H2S). A matéria orgânica
está quase completamente inerte, não havendo grande consumo de oxigênio, o que
permite a recolocação de oxigênio no curso d’água através da atmosfera, promovendo
as condições anteriores de vida. Ocorre uma absorção de sais minerais (nitratos e
fosfatos) pelas algas, aumentando seu número e, conseqüentemente, animais
heterotróficos (Sperling, 2005).
Na última zona, a zona de águas limpas, há o retorno às condições de equilíbrio
ocorrido antes dos despejos, onde o OD, as bactérias e os organismos patogênicos se
encontram nas formas originais. O ambiente está mais rico em nutrientes devido a
mineralização das etapas anteriores, promovendo um maior crescimento de
algas(Sperling,2005).
2.5. Definição e formulação matemática do modelo adotado.
O modelo adotado para determinação do processo de autodepuração do ribeirão
Anicuns foi o modelo desesenvolvido por Marcos Von Sperling, em 2007, da
Universidade Federal de Minas Gerais(UFMG).Este modelo se baseia nas equações de
Streeter-Phelps.Estas equações foram desenvolvidas pelos pesquisadores Streeter e
Phelps, em 1925, onde estabeleceram as bases matemáticas da curva de oxigênio
dissolvido em um curso d’água. As equações levam em consideração apenas a
desoxigenação e a reareação atmosférica (Sperling, 2005).
2.5.1. Parâmetros utilizados na construção do modelo.
Os dados necessários para utilização do modelo de Streeter-Phelps, são os
seguintes:
• Vazão do rio, a montante do lançamento (Qr).
• Vazão de esgotos (Qe)
• Oxigênio dissolvido no rio, a montante do lançamento (ODr)
• Oxigênio dissolvido no esgoto (ODe)
• DBO5 no rio, a montante do lançamento (DBOr)
• Coeficiente de desoxigenação (K1)
• Coeficiente de reaeração (K2)
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• Velocidade de percurso do rio(v)
• Tempo de percurso(t)
• Concentração de saturação de OD (Cs)
• Oxigênio dissolvido mínimo permissível (OD min).
A seguir, detalharemos alguns dados utilizados.
2.5.2. Curva do oxigênio dissolvido.
O decréscimo de oxigênio ao longo do curso d’água pode ser conhecido através
da construção da curva do oxigênio dissolvido. Alguns aspectos muito importantes são
obtidos através dessa curva como: o ponto crítico de menor concentração de OD,
adequação do ponto crítico com a legislação estabelecida, local onde o curso d’água
restabelece suas características normais (Sperling, 2005).
2.5.3. Coeficiente de desoxigenação.
O coeficiente de desoxigenação (K1) depende das características da matéria
orgânica, além da temperatura e de outras substâncias. Como dito anteriormente, nesse
parâmetro deve se conhecer a DBO última, pois o grau de degrabilidade da matéria
orgânica nos efluentes, principalmente industriais, é diferente (Sperling, 2005). Ele é
obtido através da seguinte equação: L=L0*e-K1*t
Onde:
L=DBO remanescente em um tempo qualquer (mg/l);
L0=DBO remanescente em t=0(mg/l);
K1=coeficiente de desoxigenação (dia-1);
t = tempo (dia).
2.5.3.1. A influência da temperatura no coeficiente de desoxigenação.
A temperatura possui grande contribuição no metabolismo dos mananciais,
devido às influências desta com a solubilidade do oxigênio. Empiricamente essa relação
é definida da seguinte forma: K1t=K120*θ(T-20) (Sperling,2005).
Onde:
K1t=K1 a uma temperatura T qualquer (dia-1);
K120=K1 a uma temperatura T=20ºC(dia-1);
13
T= temperatura do líquido. (ºC);
θ=coeficiente de temperatura.
2.5.4. O déficit de oxigênio e a cinética de reaeração.
A taxa de absorção de oxigênio sofre grande alteração na presença de matéria
orgânica, pois mesmo que o curso d’água esteja saturado de oxigênio, ocorre troca
estáveis entre gás e líquido. Após o despejo, o sentido atmosfera-líquido de troca de
oxigênio se torna maior, devido ao aumento da necessidade da massa líquida por
oxigênio (Imhoff e Imhoff, 1985). Essa taxa é estabelecida pela fórmula: D=D0*e-K2*t
Onde:
D0=Déficit de oxigênio inicial (mg/l).
K2=Coeficiente de reaeração.
t = tempo (dia).
2.5.5. O coeficiente de reaeração e as influências das características do corpo
receptor.
O coeficiente de reareação (K2) é obtido através de três métodos distintos
(Sperling, 2005). O primeiro é calculado através de valores médios tabelados, onde
corpos mais rasos e mais velozes tendem a possuir um maior K2, devido ao maior
contato com a atmosfera e, segundo Imhoff e Imhoff (1985), os efluentes têm maior
contato com plantas e bactérias, propiciando a estabilização mais rápida da matéria
orgânica, conseqüentemente o consumo de oxigênio é acelerado.
O segundo método é obtido através dos valores em função das características
hidráulicas do corpo d’água (Tabela2). Esse método é calculado com base na velocidade
e altura da lâmina d’água.
O terceiro método são os valores obtidos correlacionados com os valores da
vazão do curso d’água. Essa forma é utilizada quando desconhece a velocidade e a
altura da lâmina d’água, utilizando apenas os valores da vazão.
14
Tabela2: Coeficiente de reaeração K2 em função da velocidade e da profundidade
Valores do coeficiente K2 segundo modelos baseados em dados hidráulicos do curso d´água (base e,
20°C)
Pesquisador
Fórmula
Faixa de aplicação aproximada
0,5 -1,5
0,6m ≤ H < 4,0m
O'Connor & Dobbins (1958)
3,73.v H
0,05m/s ≤ v < 0,8 m/s
0,97 -1,67
0,6m ≤ H < 4,0m
Churchill et al (1962)
5,0.v H
0,8m/s ≤ v < 1,5 m/s
0,67 -1,85
0,1m ≤ H < 0,6m
Owens et al (apud Branco, 1978)
5,3.v H
0,05m/s ≤ v < 1,5 m/s
Notas:
· v: velocidade do curso d'água (m/s)
· H: altura da lâmina d'água (m)
· Faixas de aplicabilidade adaptadas e ligeiramente modificadas de Covar (apud EPA, 1985), para
efeito de simplicidade
Fonte: Sperling(2007).
2.5.5.1. A influência da temperatura no coeficiente de reareação.
O aumento da temperatura produz dois diferentes aspectos no corpo d’água,
diminui a solubilidade de oxigênio, como já foi dito, e acelera o metabolismo dos
organismos decompositores, aumentando a demanda por OD.
Os valores dessa
(T-20)
influência na temperatura são expressos pela formula: K2T= K220*θ
.
Onde:
K2T=K2 a uma temperatura T qualquer.(dia-1).
K220=K2 a uma temperatura T=20ºC.(dia-1).
T= temperatura do líquido (ºC).
θ = coeficiente de temperatura.(-).
2.6. Variação do déficit de oxigênio em função do tempo.
A curva da concentração de OD pode ser obtida através dessa equação,
expressando a variação do déficit em função do tempo.
Dt = k1*L0 *(e-K1*t- e-K2*t))+D0*e-K2*t
K2-K1
2.7. Conclusão geral do modelo.
A principal característica da equação de Streeter-Phelps é calcular a taxa de
variação de OD. Através disso pode-se calcular a eficiência requerida de uma ETE por
15
exemplo, para que a carga orgânica residente no efluente consiga ser assimilada pelo
corpo receptor sem prejuízo para a sua vida aquática.
3. METODOLOGIA.
Primeiramente foram colhidas bibliografias referentes ao tema em questão em livros,
revistas, artigos, jornais e sites da internet.
Foram escolhidas 3 áreas, através das análises de imagens de satélite (Google Earth
2008, escala 1:9.000), localizando a parte mais densamente urbanizada às margens do
ribeirão.
Utilizou-se o mapa topográfico de Goiânia (Folha SE. 22-X-B-IV, escala 1:100.000,
DSG 1997) e a imagem de satélite da bacia hidrográfica do ribeirão Anicuns, para a
localização dos pontos de estudo.
Após percorrer toda a extensão do ribeirão Anicuns, verificou-se que, dentre as
áreas escolhidas anteriormente em gabinete, aquela localizada na ponte da Av.
Anhanguera (Área 1) foi eleita como área prioritária para construção do modelo, pois
foi verificado que corresponde a área com maior recebimento de dejetos (Figura3).
Foram escolhidas a partir daí mais duas áreas: uma a montante do despejo na Av.
Castelo Branco(Área 2) e outra a jusante do despejo na Av.Marechal Rondon(Área3).
16
Figura 3: Localização das área 1 e 2.
Fonte: Google Earth,2008.
Figura 4: Localização da área 3.
Fonte: Google Earth, 2008.
17
Posteriormente foram feitos as coletas das amostras conforme metodologia padrão.
A coleta de DBO foi feita a partir do preenchimento dos frascos com amostra do
efluente até 4/5 do seu volume.
Figura 5: Frasco físico-químico para DBO (FQDBO),capacidade: 300 mL, é
utilizado somente na coleta de DBO.
Para a coleta de oxigênio dissolvido seguiu o mesmo procedimento que o de DBO
preenchendo os frascos com amostra do efluente até 4/5 do seu volume.
Figura 6: Frasco de Winkler / Reagentes 1 e 2 (FW) / (R1-2) Capacidade: 300 mL,é
utilizado para a coleta de Oxigênio Dissolvido e acompanha dois reagentes para a
fixação do elemento O2 da amostra a ser analisada.
Foram coletadas 12 amostras, nos diferentes pontos sendo 6 amostras para DBO e 6
amostras para oxigênio dissolvido.
Em cada uma das coletas foi medida a vazão de acordo com o Comunicado técnico
455 (EMBRAPA, 2007), a temperatura do ribeirão/efluente e do ambiente nos locais
das amostras foram mensuradas com termômetro de mercúrio.
Após a coleta as amostras foram encaminhadas para análise de laboratório.
18
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES.
DESPEJO ÁREA 1.
DBO
Figura7: Curva de depleção de DBO.
A figura 7 mostra o comportamento da DBO por toda a extensão do rio, evidenciando
que no momento do principal despejo localizado na Área 1(Figura 8), o ribeirão que se
encontrava com pouco mais de 2,0 mg/L após esse despejo o mesmo atinge 70 mg/ l de
DBO.
Figura 8:Despejo Área 1
19
Zona de degradação
Zona de decomposição
Zona de águas
limpas
ativa
Zona de
Zona de águas limpas
recuperação
DESPEJO ÁREA1.
OD
Limite do ribeirão Anicuns.
Início de estabilidade
Figura 9: Curva de depleção de Oxigênio dissolvido.
A figura 9, foi dividida de acordo com Sperling(2005) em zonas de
autodepuração.Essas zonas são divididas em quatro fases.A primeira, zona de
degradação, corresponde ao despejo da Área 1.Em seguida ocorre a zona de
decomposição ativa,onde o nível de degradação atinge o ápice é também onde se
encontra o limite do ribeirão.As outras zonas a jusante da foz do curso d’água se
comportarão diferente ao mostrado na figura 8, sendo que a essa distância já é o rio
Meia Ponte.
DBO(mg/L) 2,0 2,0 49,8 54,5 71,6 71,3 70,9 70,6 70,3 70,0 69,7 69,4 69,1 68,8 68,5 68,2 67,9 67,7 67,4 67,1 66,8 66,5 66,2 66,0 65,7 65,4 65,1 64,9 64,6 64,3 64,1 63,8 63,5 63,3 63,0 62,7 62,5 62,2 62,0 61,7 61,4 61,2 60,9 60,7 60,4 60,2 59,9 Tabela 3: Distância (Km) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 Cálculos do modelo OD(mg/L)
7,10
7,09
5,18
5,11
4,75
4,62
4,49
4,37
4,25
4,13
4,01
3,93
3,85
3,77
3,69
3,61
3,54
3,47
3,41
3,34
3,28
3,23
3,17
3,12
3,07
3,02
2,97
2,93
2,89
2,85
2,81
2,77
2,74
2,70
2,67
2,64
2,61
2,59
2,56
2,54
2,52
2,49
2,48
2,46
2,44
2,42
2,41
20
59,4
59,7
58,7
57,7
57,5
57,2
57,0
56,7
56,5
56,3
56,0
55,8
55,6
55,3
55,1
54,9
54,7
54,4
54,2
54,0
53,8
53,5
53,3
53,1
52,9
52,7
.
.
.
30,9
4,9 4,8 5,2 5,6 5,7 5,8 5,9 6 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 6,7 6,8 6,9 7 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,7 7,8 . . . 20,8 2,38
2,39
2,35
2,32
2,31
2,31
2,30
2,30
2,30
2,30
2,30
2,29
2,29
2,30
2,30
2,30
2,30
2,30
2,31
2,31
2,31
2,32
2,32
2,33
2,34
2,34
.
.
.
3,99
21
De acordo com a tabela 3 ,o ribeirão necessitaria de cerca de 20,8 Km para que
conseguisse alcançar o mínimo de estabilidade,ou seja OD de 4 mg/L, mas o mesmo
possui uma extensão de 7,8 km até sua foz(Rio Meia Ponte).Não consegue, assim,
depurar toda a carga de poluentes que recebe,isso o torna também um despejo de esgoto
no Rio Meia Ponte chegando com uma DBO de 52,7 mg/L afetando também as
condições de estabilidade desse ambiente.
5. CONCLUSÕES.
Os resultados obtidos confirmam que o ribeirão sofreu grandes mudanças nas
características de sua bacia devido às intervenções antrópicas.Essa má utilização e
gestão inadequada demonstram uma falta de planejamento ,tanto em âmbito estadual
como municipal dos governantes alterando as características físicas, químicas e
biológicas do curso d’água podendo acarretar problemas sérios à saúde pública e na
hidrodinâmica do canal, influenciando também o rio Meia Ponte que recebe suas águas.
Medidas mitigadoras devem ser adotadas a fim de ajudar na estabilidade do ribeirão
Anicuns, dentre elas podemos citar:
1)Tratamento dos esgotos: tratamento principalmente os despejos da Avenida
Anhanguera.É a medida mais indicada, pois atinge o problema na fonte, melhorando a
qualidade da água;
2)Implantação de outorga para lançamento de efluentes: através do conhecimento de
autodepuração do curso d’água é possível estabelecer o máximo permissível de despejo
em suas águas, esse procedimento já existe em outros estados como no Paraná;
3)Aeração do curso d’água: implantar aeradores como quedas d’água ou até mesmo
aeradores mecânicos nos locais de níveis críticos de oxigênio, visando manter a
estabilidade aquática;
4) Identificar e fiscalizar e atuar nos pontos de despejos, localizados principalmente
abaixo de grandes avenidas;
5)Desenvolvimento de políticas públicas focadas em um planejamento urbano
sustentável deve ser exercido na bacia;
6)Programas de educação ambiental junto à comunidade local ao ribeirão devem ser
incentivados e apoiados, devido ao contato direto dessa população seja na utilização da
22
água do ribeirão para irrigação de hortaliças seja na extração de areia que ocorre em
alguns pontos do curso d’água;
7) Novos estudos incentivados na região, a fim de contribuir para a integridade do
sistema como um todo, com foco no tributário do principal manancial de abastecimento
da cidade de Goiânia.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
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e
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