relatório final: Integração do teste modificado de Sturm de evolução de CO2 e respirometria para caracterização dos efluentes da cidade de São Mateus-ES

Integração do teste modificado de Sturm de evolução de CO2 e respirometria para caracterização dos efluentes da cidade de São Mateus-ES



Identificação:
Grande Área CNPq: 1.00.00.00-3 - Ciências exatas e da terra
Área CNPq: 1.06.00.00-0 – Química
Título do Projeto: Caracterização hidroquímica e avaliação da qualidade da água do Rio São Mateus, São Mateus-ES
Pesquisador responsável (orientador): Prof. Dr. Aloísio José Bueno Cotta
Estudante PIBIC/PIVIC: Nilson Francisco Ladaim de Paula


Resumo: O crescimento desordenado e a falta de infraestrutura da maioria dos municípios brasileiros leva a disposição inapropriada do esgoto sanitário diretamente nos cursos d'água, com severos impactos ambientais. O presente trabalho descreve a construção de um protótipo para realização integrada de dois ensaios para avaliar a biodegradabilidade dos despejos municipais; o teste de Sturm, de fixação do CO2 gerado durante a respiração microbiana, e um ensaio respirométrico de monitoramento do consumo do oxigênio dissolvido durante a degradação da matéria orgânica biodegradável (MIOB). Tal protótipo foi empregado na caracterização dos efluentes da cidade de São Mateus-ES, que são lançados diretamente no Rio São Mateus e seu tributário, o Rio Abissínia, para se determinar a constante de desoxigenção. Com este dado, a capacidade de autodepuração do Rio São Mateus foi avaliada e os impactos dimensionados.

Palavras chave: respirometria, matéria orgânica biodegradável e rio.

1 – Introdução
Muitas localidades, tanto as próximas como as distantes de centros urbanos, enfrentam problemas decorrentes do contínuo despejo de efluentes provenientes de indústrias e residências em seus corpos hídricos; problemas esses advindos da falta de planejamento na expansão das cidades e consequente falta de infraestrutura para tratamento de seus despejos. A partir deste ponto, o estudo dos impactos da descarga de esgoto doméstico, rico em matéria orgânica, sobre um corpo hídrico é importante, visto que capacidade de autodepuração do sistema pode ser desrespeitada, o que acarreta em perda de biodiversidade, pode causar a morte dos organismos aeróbios e tornar a água imprópria para uso.
A cidade de São Mateus-ES, não possui estação de tratamento do esgoto, e por isso o esgoto sanitário é diretamente lançado no Rio São Mateus e no seu afluente o Rio Abissínia (Figura 1). A situação é preocupante, pois suas águas são captadas para abastecimento das residências do bairro Guriri (São Mateus-ES), poucos quilômetros (aprox. 8 km) após receber os despejos municipais.
O lançamento de efluentes ricos em matéria orgânica biodegradável (MOB) num curso d'água pode ocorrer até certo ponto, isto porque o meio é capaz de se autodepurar, ou seja, de recuperar sua qualidade após as alterações induzidas pelos despejos. Neste processo a MOB é oxidada em compostos estáveis através da ação de microrganismos aeróbios, o que implica no consumo do oxigênio dissolvido (OD). Para avaliar se as condições ambientais são respeitadas, um estudo da capacidade de autodepuração do rio deve ser realizado. Para este estudo, o modelo desenvolvido por STREETER e PHELPS (1925) é empregado e uma das variáveis de entrada do modelo é a constante da desoxigenação (K1), a qual reflete a velocidade de consumo do OD durante a degradação matéria orgânica.

FIGURA 1: Área de estudo e ponto de amostral no rio Abissínia, próximo a cidade de São Mateus-ES.

Tradicionalmente, a taxa de consumo do OD é determinada através de medidas da demanda bioquímica de oxigênio (DBO), monitorando-se o consumo do OD num intervalo de alguns dias (SPERLING, 2005). Neste trabalho, uma nova técnica é proposta para se determinar a taxa de desoxigenação, em substituição aos ensaios clássicos. Adicionalmente, a metodologia proposta também permite monitorar a quantidade de CO2 gerado durante a decomposição aeróbia da MOB no frasco reator, para investigar a correlação entre estes parâmetros.

2 – Objetivos
O proposto projeto utiliza e aplica técnicas respirométricas para a caracterização dos efluentes da cidade de São Mateus, com foco na determinação da velocidade de degradação da MOB. Adicionalmente, esta pesquisa investiga a integração do ensaio respirométrico ao teste modificado de Sturm num único arranjo experimental, de forma a estimar a quantidade de MOB presente nas amostras coletadas e também a velocidade de oxidação do efluente.

Objetivos específicos:
Montagem/construção do sistema experimental que permita a observação das técnicas respirométricas e do teste modificado de Sturm de evolução de CO2(g).
Determinação da quantidade de MOB presente nas amostras (água do Rio Abissínia) e de sua taxa de biodegradação.
Desenvolver uma melhor caracterização dos efluentes da cidade de São Mateus objetivando avaliar a capacidade de autodepuração, assim como delimitar os impactos sobre a qualidade das águas do rio São Mateus.
Difusão das técnicas respirométricas e do teste de biodegradabilidade Sturm.

3 – Metodologia

Coleta da amostra
Amostras da água do Rio Abissínia, o qual recebe a maior parte do esgoto domestico da cidade de São Mateus-ES, foram tomadas com frascos plástico de 1L, submergindo-o emborcado até uma profundidade de 20 a 30 cm e preenchidos completamente com amostra. No local, o OD registrado foi sempre