Aspectos socioambientais e qualidade da água de dessalinizadores nas comunidades rurais de Pentecoste-CE

Abstract

Desalination plants are of great interest as an alternative to supply drinking water to hundreds of locations in the Brazilian semi-arid region and it is a social technology to cope with drought. However, desalination waste can contaminate groundwater and cause serious environmental impacts. The objective of this work was, therefore, to evaluate the quality of water and the perception of users regarding the socio-environmental aspects of the use of desalination equipment installed at eight locations in the municipality of Pentecoste, Ceará. The towns of Mulungu, Muquenzinho, Irapuá, Macacos, Barra do Leme, Capivara, Lagoa da Porta, and Providência were visited. In each location, three samples were taken of desalinated well water, and desalination wastes were collected in plastic bottles, and their chemical composition was analyzed. The values of ECw of the waste ranged from 4.2 to 7.6 dS m^sup -1^, representing risks to the environment per established standards worldwide. The locality of Muquenzinho has the highest values of pH, ECw, Na and Ca at different water sources. Most of the desalination waste generated is used for animal feed and the vast majority of the population, regardless of location, is not aware whether the use of waste water may be harmful to human health or to the environment.

Headnote

RESUMO

Os dessalinizadores de água salobra de poços säo bastante utilizados para dotar as comunidades rurais do semiárido brasileiro com água potável, sendo considerada uma tecnologia social de convivência com a seca. No entanto, na dessalinizaçâo, além da água potável, é gerada uma água residuária (rejeito) altamente salina que pode gerar sérios impactos ambientais negativos. Objetivou-se avaliar a qualidade da água e a percepçâo dos usuários quanto aos aspectos socioambientais relacionados à utilizaçâo de equipamentos de dessalinizaçâo instalados em oito localidades em Pentecoste, Ceará (Mulungu, Muquenzinho, Irapuá, Macacos, Barra do Leme, Capivara, Lagoa da Porta e Providência). Em cada localidade, foram coletadas très amostras de água do poço, dessalinizada e de rejeito, para caracterizaçâo físico-química. Os valores de CE para o rejeito variaram de 4,2 a 7,6 dS m^sup -1^, representando riscos para o ambiente de acordo com padröes estabelecidos mundialmente. A localidade de Muquenzinho apresenta os maiores valores de pH, CE, Na e Ca para água do poço, dessalinizada e rejeito, em relaçâo às demais localidades. A maior parte do rejeito gerado é utilizada para alimentaçâo animal e a grande maioria da populaçâo, independente da localidade, näo tem conhecimento se o uso desse rejeito causa algum dano à saúde humana ou ao ambiente.

Palavras-chave: água subterránea, rejeito de dessalinizador, salinidade, Semiárido.

Socio-environmental aspects and quality of water from desalination plants in rural communities of Pentecoste-CE

ABSTRACT

Desalination plants are of great interest as an alternative to supply drinking water to hundreds of locations in the Brazilian semi-arid region and it is a social technology to cope with drought. However, desalination waste can contaminate groundwater and cause serious environmental impacts. The objective of this work was, therefore, to evaluate the quality of water and the perception of users regarding the socio-environmental aspects of the use of desalination equipment installed at eight locations in the municipality of Pentecoste, Ceará. The towns of Mulungu, Muquenzinho, Irapuá, Macacos, Barra do Leme, Capivara, Lagoa da Porta, and Providência were visited. In each location, three samples were taken of desalinated well water, and desalination wastes were collected in plastic bottles, and their chemical composition was analyzed. The values of ECw of the waste ranged from 4.2 to 7.6 dS m^sup -1^, representing risks to the environment per established standards worldwide. The locality of Muquenzinho has the highest values of pH, ECw, Na and Ca at different water sources. Most of the desalination waste generated is used for animal feed and the vast majority of the population, regardless of location, is not aware whether the use of waste water may be harmful to human health or to the environment.

Keywords: desalinization wastes, groundwater, salinity, Semi-arid.

1.INTRODUÇÂO

Devido à escassez de águas superficiais, o uso de águas subterrâneas tem aumentado muito em todo mundo. Estimativas apontam que 300 milhöes de poços foram perfurados no mundo nas très últimas décadas. Praticamente todos os países do mundo, desenvolvidos ou näo, utilizam água subterránea para suprir suas necessidades. A Europa, por exemplo, tem 75% de sua populaçao atendida com água do subsolo, percentual passível de atingir 90% em países como Suécia, Holanda e Bélgica (Medeiros et al., 2011; Oster et al., 2012). No Brasil, estima-se que pelo menos metade do abastecimento de água potável seja fornecido por recursos hídricos subterráneos (Silva et al., 2007).

Embora as águas subterráneas sejam uma alternativa viável para garantir o acesso das comunidades rurais do nordeste à água, essas fontes hídricas apresentam, na maioria dos casos, restriçôes de uso para dessedentamento humano por apresentarem problemas de salinidade (Ayers e Westcot, 1999).

Nas comunidades rurais do Nordeste brasileiro, a utilizaçâo de águas subterráneas de poços tubulares é uma alternativa ao abastecimento d'água. No entanto, há uma grande limitaçâo na utilizaçâo desses poços para enfrentamento da escassez hídrica, que é o elevado teor de sais dissolvidos (Silva et al., 2007; Fernandes et al., 2010; Santos et al., 2011).

Para solucionar este problema, há cerca de seis anos o 'Programa Água Boa' do Governo Federal instalou, em várias comunidades rurais do Nordeste, estaçôes de tratamentos de água por osmose reversa a fim de obter água potável para as famílias por meio da dessalinizaçâo da água salobra de poços.

Entretanto, no processo de dessalinizaçao se gera, além da água potável, um rejeito altamente salino e de poder poluente elevado. No semiárido brasileiro, mais de 3 mil dessalinizadores de osmose reversa estâo em funcionamento, com a funçâo de transformar a água salobra de poços e açudes em água potável. Segundo a Superintendência de Obras Hidráulicas (SOHIDRA), foram construídos cerca de 4.500 poços em comunidades de todo o Ceará, em seus 184 municípios. Ao todo, a SOHIDRA já instalou um total de 450 dessalinizadores em 87 municípios (Ceará, 2011; 2012).

A produçâo do rejeito proveniente da dessalinizaçao da água pode contaminar o lençol freático e gerar sérios impactos ambientais no solo. Dependendo do equipamento e da qualidade da água do poço, a quantidade de rejeito gerado é da ordem de 40 a 70% do total de água salobra retirada (Beltrán e Koo-Oshima, 2006; Porto et al., 2006; Wanderley, 2009). Destaca-se, portanto, a necessidade de aproveitamento do rejeito com atividades da agricultura como piscicultura e/ou mineraçâo evitando-se, assim, impactos ambientais negativos (Soares et al., 2006; Ceará, 2008; Wanderley, 2009).

Diante do exposto, objetivou-se neste estudo avaliar a qualidade da água de dessalinizadores em oito localidades no município de Pentecoste, Ceará, e a percepçâo dos usuários quanto aos aspectos socioambientais relacionados à utilizaçâo de equipamentos de dessalinizaçâo instalados.

2.MATERIAL E MÉTODOS

O estudo foi realizado nos meses de novembro e dezembro de 2009, em oito comunidades localizadas no município de Pentecoste (3°47'S; 39°16'W, e altitude de 45 m), Ceará, (Mulungu, Muquenzinho, Irapuá, Macacos, Barra do Leme, Capivara, Lagoa da Porta e Providência). Pentecoste fica localizada na Bacia Hidrográfica do Rio Curu e conta com o açude Pereira de Miranda, que abastece a sede do município. O município possui populaçâo, estimada no ano de 2010, de 35.400 habitantes (IBGE, 2012), com uma área territorial de 1.378 km2, sendo que parte das comunidades näo dispöe de fontes de abastecimento de água durante o ano todo.

O aspecto geral das localidades estudadas é semelhante em muitas características, tais como: se encontram na mesma regiäo de clima semiárido, possuem vegetaçâo caatinga, a populaçâo fica acomodada apenas numa pequena área central, a presença de estabelecimentos comerciais, escola e casas.

Realizou-se uma pesquisa qualitativa junto às famílias beneficiadas por dessalinizadores, e também nas localidades onde o dessalinizador nâo estava em funcionamento, utilizando a técnica de entrevista com aplicaçâo de questionários; a duraçâo das entrevistas foi, em média, de 20 min, pois o fato de o questionário estar composto de 62 perguntas de múltipla escolha fazia com que o processo fosse facilitado. Os questionários foram submetidos a uma revisâo e análise de consistência, e após esta análise iniciou-se o processo de criaçâo da planilha. A análise tabular pela padronizaçâo e codificaçâo dos dados levou à interpretaçâo em tabelas baseado na frequência relativa e absoluta das respostas (Pinheiro e Callado, 2005; Campos et al., 2004).

Inicialmente foi aplicado um questionário na localidade de Providência para verificar a consistência das perguntas. Este trabalho inicial foi considerado o pré-teste. Em seguida, elaborou-se o questionário definitivo intitulado "Avaliaçâo dos Dessalinizadores de Pentecoste - CE" dividido em dez partes e contendo 62 perguntas. O questionário continha perguntas sobre a caracterizaçâo familiar dos habitantes, a caracterizaçâo da propriedade, acesso a terra e migraçâo, as fontes de água utilizadas pelos moradores (poço, rio, açude, água do vizinho, dessalinizador, cisterna ou sistema de abastecimento) e o uso da mesma (consumo direto, alimentaçâo, higiene pessoal, consumo animal e agricultura), o aparelho de dessalinizaçâo e a água já utilizada pelos moradores antes da implantaçâo do mesmo; procurava-se na mesma sessâo saber a quantidade de água adquirida pelas famílias/dia e se esta quantidade era suficiente, os aspectos ambientais das localidades e o destino do rejeito do dessalinizador.

Para facilitar a análise dos dados foi criado um livro de códigos do questionário utilizado em que cada pergunta passava a ter um código associado, assim como cada possível resposta relacionada a esta pergunta, gerando assim 1.377 códigos. A leitura e interpretaçâo deste livro foram auxiliadas por uma planilha eletrônica elaborada no software Microsoft Excel, finalizando o processo de tabulaçâo múltipla e análise estatística descritiva.

Em cada comunidade foram coletadas amostras de água do poço, dessalinizada e de rejeito, para realizaçâo das análises: potencial hidrogeniônico (pH), condutividade elétrica (CE, em dS m-1), sódio (Na, em mmolc L-1), potássio (K, em mmolc L-1) e Cálcio (Ca, mmolc L-1). As amostras foram armazenadas em garrafas plásticas e, em seguida, refrigeradas e transportadas em caixa de isopor e analisadas em triplicatas no laboratório de relaçôes solo- água-planta do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal do Ceará.

Os dados de qualidade de água foram interpretados de acordo com a Resoluçâo N° 357, de 17 de março de 2005 (Brasil, 2005), e de acordo com o Laboratorio de Salinidade dos Estados Unidos (Richards, 1954), o University of California Commitee of Consultants (Pizarro, 1985) e Ayers e Westcot (1999).

3.RESULTADOS E DISCUSSÄO

Na Tabela 1 verifica-se que dos oito dessalinizadores instalados em Pentecoste, Ceará, apenas quatro estavam em funcionamento. O equipamento instalado na localidade de Mulungu está em funcionamento há 16 anos e atende a 35 familias, onde cada familia paga R$ 5,00 por mês e tem direito a 40 litros de água dessalinizada por dia. Na localidade de Muquenzinho o equipamento está em funcionamento há 5 anos e atende 26 familias, onde cada familia paga R$ 5,00 por mês e tem direito a 20 litros de água dessalinizada por dia. O dessalinizador da localidade Irapuá atende 62 familias, e quem paga R$ 0,50 tem direito a 20 litros por dia, sendo que o mesmo está em funcionamento há 6 anos. Em Lagoa da Porta, o dessalinizador funciona desde 2005, atende um total de 15 familias, porém o valor e a quantidade de litros nao foram estabelecidos, de modo que cada familia consome a quantidade que precisa. Os dessalinizadores das localidades Providência e Barra do Lemo foram recuperados, porém as comunidades estao aguardando a religaçao da energia elétrica, portanto o dessalinizador nao está em funcionamento. Já na localidade de Capivara os equipamentos estao aguardando manutençao.

Na Tabela 2, encontram-se os valores de pH, CE, Na, K e Ca da água do poço, dessalinizada e rejeito, coletadas nas localidades de Mulungu, Muquenzinho, Irapuá e Lagoa da Porta, onde os equipamentos se encontravam em funcionamento, atendendo a populaçao com água potável. Em geral, os maiores valores de pH, CE, Na e Ca para água do poço, dessalinizada e rejeito se encontram na localidade de Muquenzinho. Os valores de pH, CE, Na e Ca sao elevados na água do poço e do rejeito de todas as localidades citadas na Tabela 2. A elevada concentraçao de Na e de outros ions na água do poço e do rejeito, pode contribuir para a salinidade dos solos quando o destino desse rejeito é o solo ou uma lagoa, causando impactos ambientais negativos para as geraçôes futuras. Os dessalinizadores apresentaram grande eficiência, reduzindo consideravelmente a salinidade das águas, porém tornam o pH relativamente ácido, abaixo dos valores recomendados para o consumo humano.

De acordo com Ayers e Westcot (1999), a disponibilidade de água para as plantas é afetada pela presença de sais no solo e na água. Ainda segundo estes autores, a velocidade com que a água se infiltra no solo é reduzida por teores altos de sódio e baixos de cálcio no solo e na água. Embora 3/4 da superficie terrestre sejam cobertos por água, as expectativas para este século sao preocupantes quanto à disponibilidade de água potável para o consumo humano, tanto pelo crescimento populacional como, principalmente, pela poluiçao dos reservatórios naturais, rios, lagos, depósitos subterráneos, etc (Holanda et al., 2010).

Os corpos d'água do território nacional seguem classificaçao e padröes de qualidade determinados pela Resoluçao 357/2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama). Esta resoluçao classifica as águas do Território Nacional em doces (salinidade <0,5%o), salobras (salinidade entre 0,5 e 30%) e salinas (salinidade >30%), e indica seus usos preponderantes. De acordo com esta resoluçao, as águas dos poços e do rejeito da Tabela 2 sao enquadradas como salobras e a água dessalinizada como água doce (Brasil, 2005).

A média de salinidade das amostras de água do poço e rejeito das localidades de Mulungu, Muquenzinho, Irapuá e Lagoa da Porta é de 4,38 e 5,73 dS m-1, respectivamente (Tabela 2). De acordo com a classificaçao da água para irrigaçao (Richards,1954; Pizarro, 1985; Ayers e Westcot, 1999) essas fontes hídricas apresentam elevado risco de salinidade, se enquadrando na classe de salinidade C4. Nao sao apropriadas para irrigaçao sob condiçôes normais, porém podem ser usadas ocasionalmente em circunstáncias muito especiais. Os solos devem ser permeáveis, a drenagem adequada, devendo ser aplicada água em excesso para se obter uma boa lixiviaçao de sais e, mesmo assim, devem ser explorados com culturas altamente tolerantes aos sais. De acordo com o MMA (2005) estas águas se classificam como salobras apresentando valores de condutividade elétrica bem superiores ao limite estabelecido para o consumo humano pela Organizaçao Mundial da Saúde (OMS, 2011) que é de 0,8 dS m-1. Portanto, tanto a água dos poços quanto a água do rejeito sao improprias para os seres humanos.

A média da salinidade das amostras de água dessalinizada das localidades de Mulungu, Muquenzinho, Irapuá e Lagoa da Porta é de 0,08 dS m-1, que de acordo com dados da OMS (2011) pode ser utilizada para consumo humano, visto que o limite preconizado é de até 0,8 dS m-1. Nas estaçôes de tratamento de águas, sao várias as unidades cujo controle envolve as determinaçôes de pH. Existe uma condiçao denominada "pH ótimo" de floculaçao que corresponde à situaçao em que as partículas coloidais apresentam menor quantidade de carga eletrostática superficial. Sabe-se que as águas ácidas sao corrosivas, ao passo que as alcalinas sao incrustantes. Por isso o pH da água final deve ser controlado, para que os carbonatos presentes sejam equilibrados. O pH é padrao de potabilidade, devendo os valores nas águas para abastecimento público serem mantidos na faixa de 6,0 e 9,5, de acordo com a Portaría 1469 do Ministério da Saúde. Observando-se os valores de pH das referidas localidades temos uma média de 5,65, um pouco abaixo do que dita o Ministério da Saúde (Brasil, 2011).

Resultados semelhantes aos encontrados no presente estudo foram obtidos por Monteiro et al. (2009), que avaliaram os dessalinizadores implantados em dez comunidades no semiárido paraibano, com a finalidade de estudar a RAS (Razao de Adsorçao de Sódio), a CE (Condutividade Elétrica), e as concentraçôes de Cálcio, Magnésio e Sódio. Os valores de CE encontrados nos rejeitos por esses autores variaram de 1,05 a 9,28 dS m-1, com alguns apresentando valores similares aos encontrados nos rejeitos dos dessalinizadores da regiao de Pentecoste, CE. Nos dois casos observa-se que a maioria dos rejeitos apresenta riscos altos a muito altos de salinizaçao, sendo possível que os riscos de salinizaçao sejam maiores do que os de sodificaçao do solo.

Algumas localidades näo apresentavam um dessalinizador funcional, tendo o equipamento funcionado durante algum tempo, mas näo estava atendendo a populaçâo. Na Tabela 3 säo apresentados os valores cobrados pelo uso da água dessalinizada, as quantidades disponibilizadas para as familias, a produçâo diária de água dessalinizada e a quantidade de rejeitos liberados, levando em consideraçâo uma eficiência de 40% por parte do dessalinizador (Tabela 3). Verifica-se que ocorrem diferenças na gestäo do equipamento, o que pode estar associado ao grau de organizaçâo das comunidades estudadas.

Na Tabela 4 estäo apresentados os resultados sobre o destino dado ao rejeito gerado pelo dessalinizador nas localidades com equipamento em pleno funcionamento e se as familias moradoras tinham alguma informaçâo a respeito dos efeitos do rejeito tanto para saúde humana quanto para o meio ambiente. A maior parte das famílias disse usar o rejeito na alimentaçâo animal. Na localidade de Mulungu o rejeito era utilizado para irrigaçâo.

Das 52 famílias que responderam a respeito do conhecimento sobre os efeitos que o rejeito poderia causar ao meio ambiente, apenas seis delas disseram que tinham conhecimento a respeito ou alguma suspeita. As outras 46 famílias näo tinham conhecimento algum sobre os possíveis efeitos do rejeito sobre o meio ambiente e saúde humana.

Segundo Azevedo (2012), os principals destinos do rejeito dos dessalinizadores em áreas isoladas de regiöes semiáridas sao: higiene pessoal (banho), lavagem de louça, sanitário, limpeza geral, dessedentaçao animal, aquicultura, irrigaçao em plantaçôes (plantas halófitas, capim elefante entre outras) e produçao de sais (cristalizadores ou evaporadores). Araújo et al. (2005), avaliando os sistemas de dessalinizaçao de águas no semiárido no Rio Grande do Norte, encontraram que a disposiçao do rejeito na maioria das comunidades é feita de forma indevida, sendo lançados ao meio ambiente sem nenhum critério, podendo salinizar o solo devido a alta concentraçao de sais. Em sua grande maioria, os tanques de evaporaçao de rejeito apresentam fissuras, e o rejeito sólido é disposto no solo sem nenhum tratamento ou aproveitamento. Entretanto, algumas comunidades fazem o aproveitamento desse concentrado para criaçao de peixes, irrigaçao, alimentaçao animal, uso em descargas sanitárias e lavagens.

Experiências exitosas em outros Estados mostram o rejeito sendo aproveitado para produçao de camaröes e tilápias vermelhas para engorda e para obter sal com a evaporaçao do rejeito, produzindo cloreto de sódio, cálcio, magnésio, sulfeto de cálcio e sulfeto de magnésio (Pinheiro e Callado, 2005). Segundo Wanderlei (2009), no Ceará a lavagem de roupas, carros e motos possuem a maior frequência em utilizaçao dos rejeitos (38%), mas nao há pesquisas mostrando se essas práticas promovem beneficios às pessoas, sendo apenas experiências isoladas e motivadas pela absoluta falta de água de boa qualidade. Mas o que predomina é a drenagem dos rejeitos para terrenos próximos ao sistema e aos cursos de água (60%), que é uma forma mais prática e de baixo custo de descartá-los.

Outro uso desta água salobra poderá ser para o cultivo hidropônico, que poderá contribuir para o aumento da produçao nesta área. Na hidroponia, a salinidade tolerada pelas culturas é maior que no cultivo convencional em solos salinos, devido a maior e constante disponibilidade de água nos diversos tipos de sistemas hidropônicos em relaçao ao cultivo em solo, e a pouca ou inexistente contribuiçao do potencial mátrico sobre o potencial total da água, devendo isto representar uma maior absorçao de água e nutrientes pelas plantas para uma mesma quantidade de sais (Santos et al., 2010a; 2010b; Dias et al., 2010; Paulus et al., 2010; Cosme et al., 2011; Santos et al., 2011; Silva et al., 2011; Maciel et al., 2012).

A Tabela 5 mostra as fontes e diferentes usos da água nas localidades onde o dessalinizador encontrava-se parado. Nas localidades onde nao há um equipamento para dessalinizaçao da água do poço em pleno funcionamento, a fonte de água mais utilizada é o açude, seguido do uso de cisternas. O uso da água para irrigaçao na agricultura é quase nulo, o que caracteriza assim uma agricultura quase exclusivamente de sequeiro. O uso da água do açude em todas as atividades coloca-a como a mais utilizada, porém, para consumo direto e alimentaçao a água mais utilizada é a retirada das cisternas, e para higiene pessoal, a água do próprio poço.

Na localidade de Macacos, 7,69% da populaçâo utilizam água do açude para consumo direto, alimentaçâo e irrigaçâo, 53,85% para higiene pessoal e 23,08% para consumo animal (Tabela 5). Nesta mesma localidade, 50% utilizam água da cisterna para consumo direto e 50% para alimentaçâo. Na localidade de Barra do Leme o uso da água do açude é de 20% para alimentaçâo e 80% para higiene pessoal. No caso do uso da água da cisterna, nesta comunidade é de 50% para consumo direto e alimentaçâo. A comunidade da localidade de Capivara utiliza as mais diversas fontes de água disponiveis para os mais diversos fins. Devese destacar que a maioria utiliza água do açude, onde 33% do uso desta água sâo para consumo direto e alimentaçâo.

Nas localidades com dessalinizador em pleno funcionamento, ocorreu o fato das familias utilizarem água do poço para alimentaçâo e água dessalinizada para consumo direto, como no caso de Mulungu e Lagoa da Porta. Na comunidade de Muquenzinho destaca-se o uso de água dessalinizada para consumo direto e água de cacimba para alimentaçâo, e na comunidade Irapuá destaca-se o uso de água dessalinizada para consumo direto e água de abastecimento para alimentaçâo (Tabela 6). Como a água dessalinizada é mantida em algumas das localidades com um preço a se pagar, entäo o consumo ainda é limitado. A água mais utilizada para higiene pessoal é a de poço (Tabela 6). Na localidade de Mulungu, 66,67% da populaçâo utiliza a água dessalinizada para consumo direto e 28,57% para alimentaçâo.

4.CONCLUSOES

A localidade de Muquenzinho apresenta os maiores valores de pH, CE, Na e Ca para água do poço, dessalinizada e rejeito, em relaçâo às demais localidades. Os valores de CE para o rejeito variaram de 4,2 a 7,6 dS m-1, representando riscos para o ambiente.

A maior parte do rejeito gerado é utilizada para alimentaçâo animal, e a grande maioria da populaçâo, independente da localidade, näo tem conhecimento se o rejeito causa algum dano à saúde humana ou ao meio ambiente.

As diversas fontes de água existentes nas localidades näo perderam seu uso devido à implantaçâo dos dessalinizadores, porém nas localidades visitadas, onde os equipamentos se encontram em pleno funcionamento, a comunidade se utiliza das águas dessalinizadas geradas por estes equipamentos.

A escassez de água na regiäo, associada à oportunidade para se ter água de boa qualidade, também serve para disciplinar as pessoas a fazer uso racional desse recurso, evitando os desperdicios e o mau uso das fontes de água disponíveis.

5. AGRADECIMIENTOS

À CAPES, pela concessäo da bolsa de estudo do primeiro autor. Ao CNPq e ao INCTSal (Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Salinidade), pelo apoio financeiro na realizaçâo da pesquisa.

References

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