ABSTRACT
RESUMO A escassez hídrica e o aumento da demanda de água para usos múltiplos incentivaram a construção de diversos reservatórios e sistemas de transferências hídricas entre bacias hidrográficas em diversas partes do mundo, principalmente em regiões áridas e semiáridas. Apesar de essas medidas mitigarem os aspectos quantitativos do abastecimento, a diminuição da qualidade da água disponível pode se tornar uma limitação importante. Este estudo teve por objetivo avaliar a qualidade da água no sistema de transferência que abastece a Região Metropolitana de Fortaleza, Ceará. Foram analisados 20 parâmetros de qualidade de água ao longo do sistema. Aplicou-se em seguida a análise de agrupamento utilizando a distância euclidiana associada ao método de ligação de Ward para agrupar os 13 pontos de coleta que foram estabelecidos conforme suas similaridades. A piora da qualidade da água ficou evidente ao longo do sistema, com o aumento da concentração de cianobactérias, pH, nitrogênio total, oxigênio dissolvido, turbidez e clorofila-a. Com relação às cianobactérias, duas espécies mostraram-se dominantes — Oscillatoria sp. e Microcystis sp. — e sete abundantes — Merismopedia sp., Cylindrospermopsis sp., Pseudanabaena sp., Anabaena sp., Aphanizomenon sp., Aphanocapsa sp. e Dolichospermum sp. A presença de cianobactérias potencialmente tóxicas e a piora da qualidade da água tornam a realização de monitoramentos frequentes e o desenvolvimento de sistemas de alerta essenciais para a adequada gestão dos recursos hídricos, tanto do ponto de vista ambiental quanto do de saúde pública.
ABSTRACT Water scarcity and increasing water demand for multiple uses encourage the construction of reservoirs and water transfer systems between watersheds in various parts of the world, especially in arid and semi-arid regions. Although these measures may mitigate the quantitative aspects of water supply, the quality decrease of the available water may become an important limitation. This study aimed to evaluate the water quality in the water transfer system that supplies the metropolitan region of Fortaleza, Ceará. Twenty water quality parameters were analyzed throughout the system followed by the application of the Euclidean distance and Ward's method to group the 13 sampling points according to their similarities. The worsening of the water quality was evident with increasing cyanobacterial concentration, pH, total nitrogen, dissolved oxygen, turbidity, and chlorophyll-a. Regarding cyanobacteria, two species were dominant: Oscillatoria sp. and Microcystis sp. while seven were abundant: Merismopedia sp., Cylindrospermopsis sp., Pseudanabaena sp., Anabaena sp., Aphanizomenon sp., Aphanocapsa sp. e Dolichospermum sp. The presence of potentially toxic cyanobacteria and the worsening of water quality make frequent monitoring and the development of alert systems essential for the management of water resources, both from an environmental and public health point of view.
ABSTRACT
RESUMO As florações de cianobactérias vêm aumentando em intensidade e frequência em todo o mundo, ameaçando a sustentabilidade dos recursos aquáticos e o abastecimento humano. A construção de reservatórios, o uso de fertilizantes artificiais e o descarte de esgotos não tratados são os principais motores dessa expansão. As alterações climáticas, como o aquecimento global, as chuvas e as secas extremas, têm contribuído para a acelerar esse processo. Qualquer medida de mitigação dessas florações deve considerar os impactos sobre os outros organismos, os custos, além dos resíduos gerados. Nessa perspectiva, a aplicação do peróxido de hidrogênio em reservatórios artificiais traz uma série de vantagens para o controle a curto prazo, sendo uma das principais a destruição seletiva de cianobactérias. Apesar de vários estudos indicarem que as cianobactérias são o alvo preferencial do peróxido de hidrogênio, uma explicação bioquímica desse fenômeno ainda não foi encontrada. Este trabalho, portanto, procura congregar assuntos relacionados a esse tema e traz também uma coletânea de experiências recentes sobre o uso em escala real do peróxido de hidrogênio, apontando as principais lacunas de conhecimento que deverão ser preenchidas caso sua utilização em reservatórios seja para abastecimento. Uma das lacunas a ser preenchida está relacionada às vantagens do peróxido de hidrogênio sobre outros métodos de controle, pois apresentam maior eficiência no controle de cianobactérias posto que são preferencialmente destruídos pelo peróxido de hidrogênio, em relação aos fitoplânctons, sendo, dessa forma, importante o estudo de técnicas de aplicação do peróxido de hidrogênio em reservatórios de grande porte.
ABSTRACT Cyanobacterial blooms are increasing in intensity and frequency throughout the world, threatening the sustainability of aquatic resources and human supplies. The construction of reservoirs, the use of artificial fertilizers and the disposal of untreated sewage are the main engines of this expansion. Climate change, such as global warming, rainfall and extreme droughts, has contributed to accelerate this process. Any mitigation measure of the blooms should consider the impacts on the other organisms, the costs beyond the waste generated. In this perspective, the application of hydrogen peroxide in the artificial reservoirs has a number of advantages for short-term control, one of the main ones being the selective destruction of cyanobacteria. Although several studies indicate that cyanobacteria are the preferred target of hydrogen peroxide, a biochemical explanation for this phenomenon has not yet been found. This work, therefore, seeks to gather subjects related to this topic and brings a collection of recent experiences on the real scale use of hydrogen peroxide, pointing out the main knowledge gaps that should be filled if their use in reservoirs is for supply. One of the gaps to be filled is related to the advantages of hydrogen peroxide over other control methods, as they present greater efficiency in the control of cyanobacteria, as they are preferentially destroyed by hydrogen peroxide in relation to phytoplankton, therefore, it is important to study the application techniques of hydrogen peroxide in large reservoirs.
ABSTRACT
RESUMO O problema causado pelas florações de cianobactérias em mananciais para abastecimento humano vem se tornando cada dia mais preocupante não só em regiões tropicais mas em todo o mundo. Os gestores dos sistemas de tratamento de água, muitas vezes, têm que recorrer ao uso da pré-oxidação como forma de auxiliar no tratamento apesar do incremento do potencial de liberação de metabólitos e da formação de subprodutos tóxicos. Por isso, a pré-oxidação tem sido vista como vilã, tornando-se um paradigma para os profissionais de tratamento de água. Este trabalho apresenta o estado da arte do conhecimento e evidências de que a pré e a pós-oxidação podem ser usadas com sucesso como primeira e última barreira à ameaça imposta pelas cianobactérias, desde que as características da água bruta sejam conhecidas. A partir daí, o oxidante, a dosagem e o tempo de contato podem ser selecionados e definidos com mais segurança, auxiliando na produção de água potável.
ABSTRACT The problem caused by cyanobacteria blooms in water sources for human consumption is becoming of more concern each day not only in tropical countries but worldwide. Water treatment systems often resort to the use of pre-oxidation as a form of auxiliary treatment although increasing the potential for release of metabolites and formation of toxic byproducts. Therefore, the pre-oxidation has often been seen as becoming a paradigm for the water treatment professionals. This paper presents the state of art and provides evidences that the pre and post-oxidation can be used successfully as first and last barrier to the problems caused by cyanobacteria provided that the raw water characteristics are known. From there, the oxidant, dosage and contact time can be selected and defined with greater confidence in order to produce drinking water.
ABSTRACT
A implantação de uma unidade de pré-tratamento a montante de um filtro ascendente (FA) existente objetiva condicionar a água bruta eutrofizada à capacidade de tratamento do FA. Essa solução esbarra na necessidade de se instalar essa unidade de pré-tratamento com cota mais elevada que o filtro a jusante. Nesta pesquisa, a instalação de um filtro de pressão de fluxo descendente possibilitou a eliminação do problema do desnível geométrico e a adequação da água bruta com elevada presença de fitoplâncton às limitações da filtração direta ascendente (FDA). O pré-filtro de pressão com melhor eficiência, o PFP1, apresentou uma remoção de 50% de cor aparente e 63% de turbidez. A eficiência global do sistema PFP/FA foi satisfatória, apresentando turbidez final inferior a 0,5 uT, cor aparente em torno de 5 uH, além de reduzir as perdas da água tratada de 11,7 para 4,5%.
The implementation of a pretreatment unit before existing upward filter, to condition the eutrophic raw waters to its capacity, is an option which runs into a problem of technical nature, the need of a pretreatment unit with enough hydraulic load to properly feed the existing filter. Typically, the available studies on double filtration present upward filters followed by descendant ones. In this study, the installation of a pressure filter downflow adapted the raw water with high algae concentration to the upward direct filtration system limitations, improving the quality of water produced and reducing losses by washing. The pressure filter with better efficiency was the PFP1 filter showed a removal of 50% of apparent color and 63% of turbidity. The overall efficiency of the PFP/FA system was satisfactory, presenting final turbidity of less than 0.5 uT, apparent color around 5 uH and reducing losses from 11.7 to 4.5% of the total treated water.
ABSTRACT
A determinação da quantidade de percolado gerado em aterros sanitários continua sendo uma tarefa difícil, principalmente no semi-árido nordestino onde predominam caracteríticas meteorológicas e geológicas bem peculiares. O programa HELP (avaliação do comportamento hidrológico em aterros sanitários), desenvolvido por Schroder et al (1984), foi utilizado na simulação de várias configurações de drenagem de fundo. Aplicou-se ao modelo, dados meteorológicos e de solos da região onde está o aterro sanitário de Caucaia (ASMOC), a qual é representativa do semi-árido nordestino. Três características da drenagem de fundo foram variadas (configuração da drenagem, inclinação de fundo e adição de uma camada drenante com alta permeabilidade) com o objetivo de avaliar a altura da coluna de percolado, a quantidade de percolado infiltrado no solo e o volume coletado para tratamento. Nas trincheiras sem camada drenante, o aumento da inclinação de fundo e a alteração da configuração dos drenos tiveram pouca influência sobre as variáveis estudadas. A adição da camada drenante proporcionou uma redução significativa da altura da coluna e na infiltração de percolado no solo, mostrando que é um componente fundamental para o bom funcionamento do sistema de drenagem horizontal em aterros sanitários.