Tema 7 - A Qualidade da Água e o Uso do Solo em Áreas

ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA HIDRÁULICA E SANITÁRIA
PHD-2537: Água em Ambientes Urbanos
Tema 7 - A Qualidade da Água e o Uso do Solo em
Áreas Urbanas: problemas e soluções
São Paulo, 07 de Novembro de 2.005.
Grupo:
Dina Lúcia Santos Taqueda
Jaqueline P. O. Haupt
Raquel Massami Silva
Walter César Tartuce Góis
3512841
3510881
3504501
3463893
Índice
1
Introdução ............................................................................................. 3
2
Poluição pontual e difusa ...................................................................... 3
3
Poluição pontual - soluções................................................................... 5
4
Poluição difusa - soluções..................................................................... 5
4.1
Medidas não-estruturais ................................................................. 6
4.2
Medidas estruturais ........................................................................ 8
5
Conclusão ........................................................................................... 12
6
Bibliografia........................................................................................... 13
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1 Introdução
Nas últimas décadas, o Brasil passou por um rápido e desordenado
processo de urbanização. De acordo com dados do IBGE, em 1940 a população
urbana correspondia 35% da população e em 2000, 81,3% da população já vivia
em cidades no Brasil. Sendo que, a quase totalidade dessas cidades se
desenvolveu naturalmente a partir de pequenos núcleos ou povoados, isto é não
foram planejadas.
Como conseqüência disso, na grande maioria das cidades, há uma enorme
carência em infra-estrutura e serviços urbanos, como coleta e tratamento de
esgoto doméstico; usos e ocupações do solo conflitantes com o meio físico, como
ocupação das margens de rios e córregos; altas taxas de impermeabilização do
solo; desmatamentos; grandes movimentos do solo para instalação de obras e
estradas; grande produção de resíduos sólidos urbanos domésticos, de
construção civil e industrial sem coleta e disposição final adequadas; alta
quantidade de agentes poluidores da atmosfera como veículos e indústrias.
Dentro deste quadro, verifica-se o comprometimento da qualidade da água
de rios, córregos e lagos por cargas de poluição pontual e difusa nas bacias
hidrográficas urbanas, dado especialmente pelo uso e ocupação do solo
encontrado nas cidades.
2 Poluição pontual e difusa
As chamadas cargas pontuais são os efluentes domésticos ou industriais
lançados nos corpos hídricos de forma localizada e aproximadamente contínua. È
dependente da população geradora, no caso dos efluentes domésticos, ou da
atividade da indústria, no caso dos efluentes industriais. Sendo o uso e ocupação
do solo um determinante do tipo e vazão do efluente lançado. Aqui se incluem os
lançamentos de efluentes das ETE’s (incluindo os das ETE’s das indústrias), bem
3
como os extravasamentos da rede de coleta de esgoto, isto é, os efluentes
domésticos que não são levados para a estação de tratamento, e também os
efluentes industriais lançados sem tratamento.
São consideradas cargas difusas de poluição aquelas em que o lançamento
da fonte poluidora é intermitente, dependente da duração e da intensidade das
chuvas e também da área produtora, elas são transportadas de longas distâncias,
não sendo possível dizer exatamente qual foi sua origem (TUCCI, 1995). Existem
diversos tipos de poluentes de origem difusa, estes serão todos aqueles poluentes
encontrados na superfície urbana ou na atmosfera que posteriormente serão
levados para os corpos d’água com as chuvas.
De acordo com Novotny (2003), incluem-se como fontes de poluição difusa
urbana: o escoamento superficial das vias; deposição atmosférica seca e úmida
(incluindo chuva ácida); atividades que gerem lixo e resíduos sobre o solo;
lançamentos de efluentes de áreas sem coleta e/ou tratamento de esgotos; entre
outros. Isto é, fatores essencialmente relacionados ao uso e ocupação do solo.
Os poluentes encontrados sobre telhados, vias e calçadas são oriundos de
deposição seca de material particulado presente na atmosfera, desgaste de
pavimento, derramamento de óleos e graxas por veículos, resíduos de construção
civil; lixo e entulho inadequadamente destinados; dentre outros. Pode-se, ainda,
falar no excesso de sedimentos acumulados devido ao desmatamento e aos
processos erosivos como carga de poluição sobre as superfícies urbanas. O alto
grau de impermeabilização dos solos encontrada nas áreas urbanas contribui para
uma elevada taxa de escoamento superficial que possibilita um fácil e rápido
arraste destes materiais até os corpos d´água quando dos eventos de
precipitação, intensificando os efeitos da poluição difusa.
Os poluentes encontrados na atmosfera são oriundos dos lançamentos de
veículos e indústrias e também são levados para os rios e córregos quando da
lavagem da atmosfera pelas chuvas, é a chamada deposição úmida.
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3 Poluição pontual - soluções
Devido às suas características, o controle da poluição pontual é, em tese,
de fácil alcance, o que já não acontece com a poluição difusa.
As soluções para o controle da poluição pontual passam especialmente por
altos investimentos em infra-estrutura urbana de saneamento, como ampliação da
rede de coleta de esgotos, construção de coletores tronco e interceptores,
eliminando extravasamentos, construção de ETE’s ou ampliação da capacidade
das já existentes, bem como do aumento da eficiência das mesmas.
Outras soluções para o problema da poluição pontual podem ter o foco na
redução do volume de efluente lançado, como medidas de conscientização para o
uso racional da água que ao contribuir para a redução do uso da água acabam por
diminuir a geração de esgotos, assim como a melhoria da eficiência dos processos
industriais que utilizam água para o beneficiamento de seus produtos.
Neste sentido, podem-se também apontar as medidas de reuso da água,
tanto para residências como para indústrias, como medidas que reduzem a carga
de esgotos gerada, melhorando a qualidade da água dos corpos hídricos.
O planejamento urbano bem como as leis de zoneamento, isto é, o controle
do uso e ocupação do solo, contribuem para a diminuição da poluição por cargas
pontuais na medida em que inibem o avanço da urbanização bem como o
aumento da população junto aos rios e córregos, diminuindo o volume e as
possibilidades de lançamento direto de esgotos domésticos ou efluentes
industriais nos corpos hídricos.
4 Poluição difusa - soluções
A poluição difusa, por não possuir um ponto de origem, deve ter ações de
controle focadas sobre a bacia hidrográfica, de forma que se reduza a carga
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poluidora antes de seu lançamento no corpo receptor. Este controle é, então,
baseado na adoção de medidas capazes de reduzir o potencial poluidor das águas
pluviais.
Tais medidas podem ser divididas em estruturais e não estruturais.
4.1
Medidas não-estruturais
As medidas não-estruturais são aquelas relativas a programas de
prevenção e controle de emissão dos poluentes. São, essencialmente, medidas de
planejamento urbano e controle da ocupação do solo, mas inclui também
programas de controle de erosão em locais em construção, disposição adequada
de lixo e limpeza das cidades.
Tais tipos de medidas requerem o envolvimento da população e, assim, é
necessário que se desenvolva programas de esclarecimento e conscientização do
público em geral.
Entre as vantagens das medidas não-estruturais, pode-se citar o
investimento inicial relativamente baixo e a possibilidade de implementação
rápida. Uma desvantagem, no entanto, é que a eficácia de algumas medidas
necessita da participação da população, e, portanto, depende do grau de
conscientização que se conseguirá atingir.
A seguir, são descritas as medidas não-estruturais de controle da poluição
por cargas difusas mais utilizadas.
Controle do uso do solo urbano
Medidas que visam à garantia de espaços livres, aumento das áreas
permeáveis e distribuição coerente das diferentes densidades de
ocupação.
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Regulamentação para áreas em construção
Obrigatoriedade de medidas de controle da produção de sedimentos,
diminuindo a erosão em obras de construção civil.
Áreas verdes
Incentivar a manutenção de áreas verdes já existentes, a criação de
novas áreas e a recuperação de áreas degradadas, uma vez que elas
reduzem vazões e volumes de escoamento superficial, carga de
sedimentos e de alguns poluentes, como bactérias, metais e nutrientes
que interagem com o sedimento.
Controle de ligações clandestinas
Campanhas de detecção de ligações clandestinas de esgotos na rede
de drenagem urbana.
Controle da coleta e disposição final do lixo
Fiscalização destas atividades para que o lixo não seja jogado
diretamente em rios e córregos. Como o escoamento superficial sobre
as áreas a céu aberto de depósito de lixo arrasta uma expressiva
quantidade de poluentes orgânicos, seu controle é importante para que
não se agravem as condições de qualidade dos corpos receptores.
Educação da população
Esclarecê-la sobre os problemas relativos às cargas difusas de poluição
e conscientizá-la para que auxilie no alcance dos objetivos das medidas.
A campanha de educação pode ser acompanhada por um programa de
disposição adequada para produtos tóxicos, além de programas de
coleta seletiva ou separação do lixo.
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4.2
Medidas estruturais
As medidas estruturais são aquelas construídas para reduzir e/ou remover
poluentes presentes no escoamento superficial, minimizando o impacto da
drenagem urbana no corpo receptor. Sempre que possível, é vantajoso associar
essas alternativas a soluções com usos múltiplos, como áreas de recreação,
parque e recursos paisagísticos.
Este tipo de medida apresenta, entre outras, vantagens como a
possibilidade de redução dos picos de escoamento superficial (através da
retenção do escoamento e sua lenta liberação), a possibilidade de reduzir os
volumes do escoamento superficial (através da infiltração e interceptação) e de ser
realizada em conjunto com medidas de controle de cheias e drenagem, diminuindo
os custos caso fossem realizados separadamente.
Algumas desvantagens relacionadas às medidas estruturais são a de que
elas exigem investimentos iniciais relativamente altos, requerem grandes áreas
para a sua construção, podendo às vezes limitar a o desenvolvimento da região
para outros usos e de que requerem inspeção e manutenção regular para garantir
um bom funcionamento.
Antes de descrever as alternativas de medidas estruturais, serão descritos
os principais mecanismos de remoção de poluentes que nelas atuam.
§
Sedimentação: parte do material particulado que se encontra em
suspensão na água sedimenta-se facilmente e, uma vez separados, podem ser
removidos, juntamente os poluentes neles adsorvidos.
§
Filtração: através da utilização de filtros de areia em conjunto com
algumas medidas estruturais, podem-se remover as partículas que ficam ali
retidas.
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§
Infiltração: com a infiltração de parte do escoamento superficial no
solo, remove-se parte dos poluentes. Enquanto o material em suspensão é retido
por filtração, o material dissolvido pode ser adsorvido no solo.
§
Remoção biológica: nutrientes presentes nas águas de drenagem,
como fósforo e nitrogênio, podem ser retirados por plantas e microorganismos que
os utilizam para seu crescimento.
A seguir, são apresentadas as principais medidas estruturais de controle
da poluição por cargas difusas.
Minimização da área diretamente conectada
Direcionamento do escoamento gerado por superfícies impermeáveis
como telhados, estacionamentos e ruas para áreas (ou valetas)
gramadas e jardins.
Faixas gramadas ou plantadas
São faixas projetadas para receber o escoamento superficial de áreas
impermeáveis e aumentarem a oportunidade de infiltração antes que
escoamento atinja a rede de drenagem. Removem parte do sedimento e
ajudam no aspecto paisagístico do local.
O emprego deste tipo de medida depende da topografia local e das
condições de infiltração. A remoção de poluentes dependerá do
comprimento percorrido até a rede de drenagem.
Valetas gramadas
São estruturas que podem ser empregadas ao longo de ruas e estradas,
substituindo sarjetas na coleta do escoamento superficial.
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São projetadas para permitir o escoamento a baixas velocidades e
lâminas reduzidas, o que ajuda a aumentar a oportunidade de
infiltração, diminuindo as vazões para o lançamento no corpo receptor.
Assim, são mais eficientes na remoção de poluentes em casos de chuva
fracas do que de chuvas intensas.
Para um bom funcionamento, é necessário efetuar manutenção
periodicamente.
Pavimento poroso
É utilizado em áreas externas de zonas comerciais, edifícios e áreas
de estacionamentos, em substituição ao pavimento asfáltico ou de
concreto, com o objetivo de diminuir a área diretamente conectada à
rede de drenagem. Além de permitir à infiltração, retém o material
particulado grosso.
É um tipo de pavimento mais caro, composto de blocos de concreto
perfurados, assentados sobre brita, areia e com vazios preenchidos com
areia ou plantação de grama.
Bacias de detenção secas
São obras que visam o armazenamento do escoamento superficial,
durante um certo intervalo de tempo, e fazem a liberação da vazão de
forma gradual, através de um pequeno orifício de saída. No período
entre chuvas, a bacia deve permanecer seca e pode ser utilizada para
recreação.
Sua eficiência da remoção é boa para sedimentos e metais e
razoável para os nutrientes.
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Bacias de detenção alagadas
Nestas bacias, diferentemente das citadas acima, a parte inferior
permanece inundada constantemente, e o escoamento superficial das
chuvas é retido no volume de espera (dimensionado para tal), para,
posteriormente, ser descarregado aos poucos. O sedimento fica
depositado na parte inferior da bacia (que não é drenada), sendo que as
taxas de remoção de poluentes nesse tipo de bacias são maiores.
Este tipo de medida melhora a qualidade da água do escoamento
superficial, devido ao uso dos nutrientes e metais pelo ecossistema
aquático permanente existente na lagoa. Além disso, apresenta
vantagens como a criação de um habitat para a vida aquática, um local
de recreação e de um novo recurso paisagístico.
É necessária a manutenção de uma vazão de base para evitar a
geração de um processo de concentração de sais, devido à evaporação
que, na ocorrência do evento chuvoso, pioraria a qualidade da água de
saída. Problemas relacionados a este tipo de estruturas são a
possibilidade do aparecimento de mosquitos e a dificuldade de retirada
de acúmulo de sedimentos, quando necessário.
Alagadiços
Consiste em áreas criadas para reter os sedimentos e poluentes do
escoamento superficial (compostos de fósforo e nitrogênio, alguns
metais, compostos orgânicos e sedimentos) e, como nas bacias de
detenção alagadas, é necessário que haja escoamento de base, para
manter a lâmina no fundo.
O terreno deve ser plano para que o escoamento superficial não se
infiltre, mas escoe, lentamente, entre a vegetação e sobre a lâmina
existente. Na área permanentemente alagada crescem vegetais típicos
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da região implantada e tornam-se excelentes locais para aves e outros
animais.
Além dos alagadiços podem-se ter também os alagados com canais
de fundo. Esta é uma medida bastante eficiente, pois o canal fica
localizado a jusante do reservatório de detenção, onde uma grande
quantidade de sedimentos pode ser removida.
Para manter e atingir uma melhora na qualidade da água a
manutenção e conservação dos alagados são muito importantes.
Devem ser previstos a remoção de sedimentos, cortes e cuidados com a
grama do local, a retirada de lixo e entulho e das plantas aquáticas,
além de inspeções anuais para verificação da integridade dos elementos
estruturais.
5 Conclusão
Em conclusão percebem-se quanto os problemas de qualidade da água dos
rios e córregos das áreas urbanas dependem do uso do solo, assim como suas
soluções.
Entretanto, há que se ressaltar a necessidade de uma política de qualidade
da água que integre o problema da poluição pontual e difusa, e que esta política
se reflita em planos e programas de medidas de controle, tendo em vista a bacia
hidrográfica como unidade de análise.
O Brasil é um país que não explora as soluções possíveis dos controles de
qualidade da água, principalmente as soluções estruturais. Isso acontece pelo fato
do Brasil estar muito atrasado em relação aos outros países e no fato da
população não ser conscientizada e os meios urbanos não apresentarem infraestrutura adequada. Se a rede coletora de esgoto é algo recente e atinge uma
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minoria das cidades, quem dirá a implantação de outras medidas para reduzir o
potencial poluidor das águas?
6 Bibliografia
ASCE. A Guide for Best Management Practice (BMP) Selection in Urban
Developed Áreas. Virginia: Environmental and Water resourses Institute of ASCE,
2001. 51p.
NOVOTNY, V. Water quality: Diffuse pollution and watershed management.
Segunda edição. New York: John Wiley & Sons, 2003. 864p.
PORTO, M. F. A. Aspectos Qualitativos do Escoamento Superficial Urbano. In:
TUCCI, C. E. M. et al. Drenagem urbana. Porto Alegre: Editora da
Universidade/UFRGS, 1995. 428p.
PORTO, M. F. A.; HAUPT, J. P. O. Carga Difusa de Poluição Gerada em Áreas
Urbanas. In: SIMPÓSIO DE RESURSOS HÍDRICOS DO NORDESTE, 8., 2004.
São Luís: Associação Brasileira de Recursos Hídricos, 2004.
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