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Tese

Nitrato nas águas subterrâneas: caracterização, remediação e políticas no Brasil (2012)

  • Autor:
  • Autor USP: HIRATA, RICARDO CESAR AOKI - IGC
  • Unidade: IGC
  • Sigla do Departamento: GSA
  • Subjects: ÁGUAS SUBTERRÂNEAS; NITRATOS; AQUÍFEROS (CONTAMINAÇÃO); PLANEJAMENTO TERRITORIAL URBANO; ESGOTOS SANITÁRIOS
  • Language: Português
  • Abstract: O nitrato nas águas subterrâneas tem surgido como uma das maiores preocupações de gestores dos recursos hídricos. A sua grande persistência em aquíferos freáticos e a sua origem, associada aos efluentes domésticos, fazem com que o problema seja quase onipresente em todas as cidades, indistintamente do seu porte ou condições climáticas ou hidrogeológicas. O problema é mais grave quando se sabe que em cidades providas de rede pública de esgoto a contaminação por nitrato pode ainda ocorrer, devido à injeção de nietrato ser anterior à instalação da rede pública ou esta rede apresentar fugas importantes, em razão de sua precária manutenção. Estudos da contaminação de aquíferos em duas cidades paulistas, Urânia e Presidente Prudente, ilustram bem esses casos. Tanto em uma, como em outra, a rede de esgoto já existe há mais de 25 anos, entretanto, a contaminação apresenta-se principalmente nas áreas de ocupação mais antigas, indicando que provavelmente uma parte importante do nitrato veio de épocas anteriores à instalação da rede. Entretanto, devido à rápida dinâmica de recarga desses aquíferos, uma modelação numérica mostrou que ademais do ingresso pretérito do nitrato através de fossas negras, há a necessidade de haver fossas ativas e fugas da rede de esgoto. No caso de Urânia foi possível estimar que ainda haja mais de 650 ton. de nitrato no aquífero (até 100m de profundidade), o que levaria entre 60-80 anos para ser diluído naturalmente caso todo o esgoto deixasse de ser infiltrado. Em Presidente Prudente, foi possível ajustar um algoritmo que relacionasse a densidade de ocupação e as concentrações encontradas no aquífero para o nitrato. Para melhor entender a dinâmica e a capacidade de uma fossa negra continuar a contaminar um aquífero, mesmo após o seu abandono, uma fossa foi estudada em detalhe com uso de lisímetros e tensiômetros. O trabalho mostrou que processos de nitrificação donitrogênio orgânico ocorrem na zona não saturada conjuntamente com aqueles associados à desnitrificação. A grande heterogeneidade da permeabilidade propicia a criação de pequenas porções onde o acesso do oxigênio é menor e as reações de redução podem ocorrer. Tal evidência foi provada com uso de técnicas isotópicas em água e análise de gases, incluindo o N2O e o metano. É certo que mesmo após cinco anos de abandono, uma fossa negra pode continuar a contaminar o aquífero com massas bastante significativas de nitrogênio, predominantemente o nitrato (com concentrações sob a fossa >1000 mg/L NO3). Fossa sépticas, mesmo as bem construídas e mantidas, são fontes importantes de nitrogênio que se oxidam a nitrato. Assim, para se reduzir a contaminação de um aquífero foi construído um sistema de baixo custo que permitiu, ademais da degradação de micro-organismos patogênicos (bactérias e vírus), a desnitrificação de nitrato. Um estudo em colunas no laboratório permitiu selecionar e testar a eficiência de serragem (fonte de carbono orgânico) para ser o material que teria o papel de doar elétrons na reação de desnitrificação. Neste caso específico, a eficiência da serragem na desnitrificação foi superior a 90%. Outro trabalho comparou duas fossas melhoradas com duas barreiras reativas, onde uma propiciava a degradação de bactérias e vírus e outra a desnitrificação. Escória de siderúrgica (uma mescla de portlandita [Ca(OH)2], di- e tri-cálcio silicato, óxido de ferro e Ca-Mg-Mn-ferrita) foi usada para a primeira barreira e uma mistura de serragem e areia, para a segunda. Compararam-se duas instalações, uma em Maryhill (Ontário, Canadá) e outra em Parelheiros no município de São Paulo (São Paulo). A eficiência para a remoção do nitrato nos dois empreendimentos correspondeu a 98% no primeiro caso e a 85% no segundo, mesmo em condições climáticas bastante diferentes, indicando que estes sistemasde saneamento in-situ podem ser utilizados em empreendimentos como uma alternativa barata de redução de impacto por fossas. A experiência acumulada nestes trabalhos, somada a outras localidades, incluindo Fortaleza, Natal, São Paulo, Ribeirão Preto e São José do Rio Preto, permitiu estabelecer uma série de recomendações no planejamento de ocupação territorial que reduza os riscos do uso de água subterrânea contaminada em meios urbanos, inclusive o problema de nitrato. Assim a prática de instalar redes de esgoto, concomitantemente (ou anterior) a ocupação urbana permite reduzir drasticamente os impactos nos aquíferos. Ademais, cabe ao poder público transferir maiores responsabilidades ao usuário da água subterrânea, desde que haja instrumentos efetivo de comunicação social e participação do cidadão no processo de gestão dos recursos hídricos. Assim, esta tese apresenta alguns dos resultados dos trabalhos que o candidato tem se dedicado em sua linha de pesquisa, estudando os aquíferos urbanos e particularmente dando ênfase aos impactos do esgoro nos aquíferos e sua gestão.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 03.12.2012
    • How to cite
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    • ABNT

      HIRATA, Ricardo. Nitrato nas águas subterrâneas: caracterização, remediação e políticas no Brasil. 2012. Tese (Livre Docência) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2012. . Acesso em: 21 maio 2025.

    • APA

      Hirata, R. (2012). Nitrato nas águas subterrâneas: caracterização, remediação e políticas no Brasil (Tese (Livre Docência). Universidade de São Paulo, São Paulo.

    • NLM

      Hirata R. Nitrato nas águas subterrâneas: caracterização, remediação e políticas no Brasil. 2012 ;[citado 2025 maio 21 ]

    • Vancouver

      Hirata R. Nitrato nas águas subterrâneas: caracterização, remediação e políticas no Brasil. 2012 ;[citado 2025 maio 21 ]

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