Qualidade Química das Águas de Abastecimento Público no Ceará, Brasil, Notas de estudo de Tratamento de Água

Baixe Qualidade Química das Águas de Abastecimento Público no Ceará, Brasil e outras Notas de estudo em PDF para Tratamento de Água, somente na Docsity! ELEMENTOS QUÍMICOS EM ÁGUAS DE ABASTECIMENTO PÚBLICO NO ESTADO DO CEARÁ Sergio João Frizzo; frizzo@fo.cprm.gov.br Serviço Geológico do Brasil – CPRM/FO INTRODUÇÃO No que concerne à saúde humana e animal, a água conduz muitos constituintes químicos que são facilmen- te absorvidos pelas células. Muitos são benéficos e es- senciais à vida (Ca, K, Mg, Fe, etc.), Outros (F, Se, Mo, Cr, etc.) propiciam benefício ou toxicidade dependendo das respectivas concentrações na água potável, porém o As, Pb, Hg e o Cd não desempenham papéis fisiológi- cos conhecidos, exercendo toxicidade especialmente sobre os sistemas renal e nervoso. A intoxicação dá-se geralmente por ingestão conti- nuada durante longo tempo (exposição crônica), ou indi- retamente, pelo consumo de organismos que da água absorveram e concentraram tais constituintes. São exemplos os casos de intoxicação por arsênio presente na água consumida pela população na China, Índia, Mé- xico, Chile e Argentina, atingindo milhares de pessoas (Scarpelli, 2003), o envenenamento da população pelo consumo de peixes contaminados por mercúrio de eflu- entes industriais despejados na baía de Minamata, no Japão (Kudo et al., 1998) e os freqüentes casos de into- xicação nos habitantes de Fungang, Japão, pelo consu- mo de arroz irrigado com águas do rio Shentong, ricas em cádmio por passar em áreas de mineração de zinco (Yama, 1987, apud Nian-Feng Lin et al., 2004). A real dimensão do problema da salubridade das águas de consumo, que tende a se agravar em âmbito mundial, é melhor avaliada ao acompanhar-se na im- prensa as informações sobre o tema, quase que diárias. No Ceará, apenas 470 dos 760 distritos em que é di- vidido o seu território (compondo 184 municípios) con- tam com rede de abastecimento de água, sendo que em 154 deles não há qualquer tratamento. Os restantes 290 distritos têm abastecimento alternativo por chafariz, bica, poços particulares, caminhão-pipa etc. (IBGE, 2005). A preocupação dos órgãos públicos estaduais e das empresas distribuidoras com a qualidade da água de consumo é exercida somente em relação à presença de microorganismos patogênicos e à salinidade, não sendo determinadas, de maneira sistemática ou sequer esporádicas, as concentrações dos elementos quími- cos, sabidamente tóxicos, que podem estar minando, imperceptivelmente, a saúde da população. Neste trabalho, relata-se um resumo do estudo de- senvolvido por Frizzo (2006), com algumas observações sobre os resultados de alguns elementos químicos em amostras de águas coletadas nos açudes, fontes, rios e poços que constituem os principais mananciais de abas- tecimento público dos municípios do estado do Ceará. Este estudo teve como objetivo a “verificação” da quali- dade das águas, então captadas naqueles determina- dos locais e ocasiões da amostragem, antes do trata- mento e distribuição. Constituiu uma atividade do PGAGEM - Programa Nacional de Pesquisa em Geoquí- mica Ambiental e Geologia Médica, em desenvolvimento pelo Serviço Geológico do Brasil – CPRM, que contou com o apoio da Agência Nacional de Águas-ANA, Supe- rintendência de Administração da Rede Hidrometeoroló- gica, através do Projeto Operação da Rede do Convênio ANA/CPRM. O PGAGEM visa estudar as relações entre o quimismo dos objetos geológicos e sua influência nas áreas do meio ambiente e da saúde pública. AS ÁGUAS NO CEARÁ Composicionalmente, segundo IBGE e SUDENE (1966), no Ceará há maior abundância e mais ampla dis- – 183 – Sergio João Frizzo tribuição das águas superficiais do tipo Bicarbonatadas Mistas e Bicarbonatadas Sódicas, ocorrendo ao norte e sul do estado e na região próxima a Fortaleza, respecti- vamente; Cloretadas Mistas que ocorrem na porção cen- tral do território estadual, estendendo-se em uma faixa até o litoral norte e outra até quase o litoral nordeste; Clo- retadas Sódicas e Mistas Sódicas com ocorrência na porção centro-oeste do estado. A potabilidade (calcula- da em função da concentração dos principais cátions e dureza) é boa, com exceção de uma pequena bacia no alto rio Banabuiú e com restrição nas proximidades da foz do rio Jaguaribe, de maior salinidade. Para irrigação, as águas são impróprias na região central do estado, nos rios Quixeramobim e alto Banabuiú, e próximo da foz do rio Jaguaribe, devido ao elevado conteúdo em sais dissolvidos (Figura 1a). Quanto às águas subterrâneas, existe a classifica- ção primária da água entre doce, salobra e salgada, em função da concentração de sólidos totais dissolvidos (STD), calculados a partir da condutividade elétrica me- dida em 7.092 poços, dentre os mais de 13.000 poços cadastrados em todo o estado, pelo Programa Recense- amento de Fontes de Abastecimento por Água Subterrâ- nea no Estado do Ceará, executado pelo Serviço Geoló- gico do Brasil - CPRM em 1999 (CPRM, 1999). Pode-se, a partir deles, delinear as conhecidas províncias hidro- geológicas do estado: coberturas sedimentares ceno- zóicas, mesozóicas e paleozóicas ao norte (litoral), a sul (chapada do Araripe) e a oeste (chapada da Ibiapaba - fronteira com o Piauí), respectivamente, onde há predo- mínio de poços com água doce, e o embasamento cris- talino, na ampla região central cobrindo quase todo o es- tado, onde dominam as águas subterrâneas salobras e salgadas (Figura 1b). Não obstante a ampla diversidade geológica do es- tado e a irregularidade na distribuição territorial dos pon- tos de captação, condicionada por conveniências eco- nômicas, sociais ou políticas, observa-se uma lógica re- lação entre as litologias e os tipos de captação d’água que são adotados e que servem de abastecimento pú- blico para as sedes municipais. Os poços tipo amazonas e tubulares são dominan- tes em terrenos cobertos por sedimentos inconsolida- dos, areias, argilas e cascalhos do Quaternário. Vários ti- pos dos poços tubulares que alimentam as sedes dos municípios também são registrados no domínio de areni- tos e argilitos do Grupo Barreiras, do Neogeno; em areni- tos, siltitos e folhelhos de diversas formações geológicas mesozóicas (formações Rio Batateiras, Exu, Missão Ve- lha, Brejo Santo e Icó); e ainda em seqüências de areni- tos e conglomerados silurianos (Formação Mauriti e Gru- po Serra Grande). A menor proporção de poços, de até 60 metros de profundidade, ocorre no domínio das ro- chas cristalinas do Proterozóico e Arqueano; são terre- nos de variada composição mineral e, em geral, desfa- voráveis à circulação da água subterrânea, que se faz por sistemas de fraturamentos, com elevado conteúdo de sais dissolvidos. Nos cursos de água superficiais é esperado que a composição da água tenha a contribuição de material solubilizado de toda a bacia hidrográfica a montante do ponto de coleta, e que tenha uma variação sazonal (por diferenças no fluxo, pluviosidade variável na área de in- fluência etc.) mais importante do que aquela verificada na água subterrânea. Das captações amostradas em rios, a maior freqüência é verificada nas faixas de areias, cascalhos e argilas inconsolidados do Quaternário, de- pósitos aluvionares dos próprios rios que se encontram perenizados. Açudes e lagos constituem as principais fontes d’água de abastecimento público no estado; suas águas também devem refletir a composição das bacias dos rios que lhes dão origem, com variações intermediárias na composição devidas à sazonalidade climática. Encon- tram-se estabelecidos preferencialmente sobre terrenos cristalinos constituídos por antigas rochas ígneas e sedi- mentares afetadas por processos metamórficos: grani- tos, granodioritos, orto e paragnaisses, metabásicas, quartzitos, micaxistos, metacalcários, filitos etc, que compõem várias unidades estratigráficas posicionadas no Arqueano e Proterozóico. METODOLOGIA DO TRABALHO As 184 sedes municipais e os 46 distritos visitados (área superior a 1.000 km2) têm em sua maioria o abas- tecimento de água a partir de açudes (130) e poços tu- bulares de diversas profundidades e vazões (51), regis- trando-se ainda poços tipo amazonas (28) e captação direta em rios (20) e fontes (4) (Figura. 2). Em alguns dos municípios, o sistema de captação é misto, com- posto por poços tubulares + amazonas ou poços ama- zonas + captação direta da drenagem. A cidade de Ibaretama, na época da coleta de amostras, estava sendo abastecida por carro-pipa, e em Sucatinga, dis- trito de Beberibe, os poços são familiares, individuais. Quando a instalação da unidade de captação é única para vários municípios e distritos, optou-se por coletar o correspondente número de amostras em vários locais desses corpos d’água, embora fora do ponto de capta- ção comum. As amostras foram coletadas com recipiente plásti- co, nos locais (poços e fontes) ou nas proximidades das bombas de sucção (em açudes ou rios), sempre situa- das antes das estações de tratamento, pré-distribuição. Desse recipiente tomavam-se alíquotas de 50 ml em dois frascos apropriados, fazendo uso de uma seringa aco- plada a um filtro de membrana “Millipore” de 0,45 mm, – 184 – Elementos Químicos em Águas de Abastecimento Público no Estado do Ceará – 187 – Sergio João Frizzo Cd Pb FORTALEZA Sobral Crateús Juazeiro Quixadá Iguatu Zn Cl NO3 0 100 km N Br Cd Pb Zn Br Cl NO3 Elemento Detecção VRVR 1 a 3 VR > 3 VR 102 0,001 <0,001 a 0,001 0,001 a 0,003 0,003 a 0,020 16 0,01 <0,005 a 0,010 0,010 a 0,030 0,030 a 0,465 233 0,18 <0,001 a 0,180 0,180 a 0,540 0,540 a 0,768 213 0,025 <0,010 a 0,025 0,025 a 0,075 0,075 a 7,670 233 250 0,80 a 250 250 a 750 750 a 4.012 211 10 <0,01 a 10 10 a 30 30 a 2.431 VR: Valor de referência do CONAMA, em mg/L Detecção: número de resultados definidos em 234 amostras <= 0,020 mg/L açude Gavião 0,768 mg/L poço tubular 0,465 mg/L açude Gavião 7,670 mg/L açude Buenos Aires 4.012 mg/L açude Buenos Aires 599 mg/L poço tubular Figura 3 – Distribuição dos Resultados de Elementos em Águas – 188 – Elementos Químicos em Águas de Abastecimento Público no Estado do Ceará Al Sobral Crateús Juazeiro Quixadá Iguatu FORTALEZA Ba Fe Mn Mg F N 0 100 km Al Ba Fe Mn Mg F Elemento Detecção VRVR 1 a 3 VR > 3 VR 20 0,10 <0,10 a 0,10 0,10 a 0,30 0,30 a 0,80 234 0,70 0,004 a 0,70 0,70 a 2,20 2,20 a 5,59 233 0,30 <0,001 a 0,30 0,30 a 0,90 0,90 a 12,19 234 0,10 <0,001 a 0,10 0,10 a 0,30 0,30 a 1,21 227 1,4 0,4 a 1,4 1,4 a 4,2 4,2 a 6,3 234 sem 0,08 a 6,96 6,96 a 30,0 30,0 a 65,5 VR: valor de referência do CONAMA, em mg/L Detecção: número de resultados definidos em 234 amostras <= 1 2 1 - valores inferiores a 0,4 ( no mapa) indicam deficiência em flúor 2 - as classes correspondem a 0-50%, 50-95% e >95% da frequência 6,29 mg/L poço tubular 12,19 mg/L poço amazonas 65,5 mg/L poço tubular 1,204 mg/L poço tubular 5,59 mg/L poço tubular 0,80 mg/L rio Patu Figura 4 – Distribuição dos Resultados de Elementos em Águas. RESULTADOS O método de análise é inadequado para Se, Cu, Br e PO4, pois as sensibilidades analíticas não atingem os va- lores de referência do CONAMA (2005). Não foram estu- dados os elementos V, Cr, Ti, Mo e Be, porque tiveram menos de 3% de resultados definidos, e todos eles inferi- ores às respectivas referências do Conselho Nacional de Meio Ambiente – CONAMA (2005). Um pequeno conjunto de amostras, coletadas nas mesmas estações antes e após o período chuvoso anu- al, permitiu avaliar que a variação temporal é de peque- na grandeza, e reflete os processos de introdução de águas pluviais na drenagem, com conseqüente diluição dos componentes nos açudes e rios, e o aumento dos te- ores nas águas subterrâneas devido a dissolução de sais durante a infiltração e percolação para os aqüíferos. As diferenças e semelhanças composicionais mon- tante-jusante e laterais, que dizem da homogeneidade do meio representado, puderam ser estimadas com amostras provenientes de mesmos corpos d’água, cole- tadas a curtas distâncias umas das outras. Constatou-se que a variação de teores é quase inexistente para os ele- mentos que se encontram solubilizados, e algo diver- gente para os transportados sob forma preferencial de colóides. Nos rios as variações são maiores do que nos açudes. Essas pequenas variações aparentam ser epi- sódicas e de fontes com pequena expressividade (pon- tuais) quanto à origem ou situam-se a longa distância, o que pode descaracterizar origem geológica expressiva. Tais variações são, todavia, a essência para estudos ambientais localizados. Entre os elementos mais prejudiciais à saúde huma- na, que podem não ser retidos durante o tratamento con- vencional (Angino, apud Thornton, 1983, pg. 171), des- tacam-se os altos valores de Cd e Pb (0,02 e 0,465 mg/L, respectivamente) encontrados em águas do açude Ga- vião, que abastece vários municípios na Região Metro- politana de Fortaleza (Figura3). Das 4 amostras coleta- das nesse açude, uma conteve Pb acima do valor de re- ferência do CONAMA (2005) e em 3 ocorre Cd no limite determinado pela legislação. Essas concentrações, pro- vavelmente, têm origem na poluição atmosférica, uma vez que o açude Gavião é próximo a vários municípios com importantes e diversificados parques industriais (Fortaleza, Eusébio, Itaitinga, Maracanaú e Horizonte). Os resultados mais altos de Br e Cl (respectivamen- te 7,67 e 4.012 mg/L) foram encontrados em uma amos- tra proveniente do açude Buenos Aires, cujas águas são captadas para a cidade de Catarina, região centro-sul do estado e, os ânions F e PO4 encontram-se associados em valores igualmente superiores aos do CONAMA, sen- do a poluição antropogênica a fonte mais provável para esta contaminação. O bromo merece destaque porque quase 88% das amostras de águas de abastecimento público, colhidas no estado do Ceará, apresentaram concentrações elevadas, consideradas risco à saúde humana, exibindo valores entre 0,03 e o máximo de 7,67 mg/L já citado. Com exceção da água do poço tubular profundo de Salitre (extremo-sudoeste do território estadual), conten- do 2,56 mg/L de bromo de origem natural, litológica, in- fluenciada por depósitos salinos evaporíticos da Forma- ção Santana, nas demais amostras este ânion deve ser originado de fonte secundária de poluição (antrópica), pois os derivados de bromo são encontrados na gasoli- na, herbicidas, inseticidas, tintas e preparados farma- cêuticos. O próprio tratamento de purificação para pota- bilidade da água pode introduzir ou aumentar este ele- mento na cadeia de consumo, pois há evidência de que produtos comerciais como soluções de hipoclorito de sódio contêm bromo como contaminante (Thompson & Megonnell, 2003). Para nitratos (NO3), o resultado mais elevado foi de 599 mg/L, registrado na amostra de água de um poço tu- bular que abastece a localidade de Marrecas, distrito de Tauá, sudoeste do estado. Existe um outro registro, de 59 mg/L de NO3 na água de um poço tipo amazonas, também utilizado pela população a cerca de 200 metros. Ambos com valores altos de Br, Cd e PO4 associados. Não há, evidentemente, relação com as litologias ali ocorrentes, paragnaisses com estratos de granitóides do Proterozóico. Os compostos de nitrogênio são comu- mente usados em fertilizantes, que são as maiores fontes de poluição regional das águas superficiais e subterrâ- neas, mas nos locais mencionados, a provável contami- nação do aqüífero é por esgotos. Em Cococi, município de Parambu, no extre- mo-sudoeste do Ceará, a amostra de um poço tubular teve o resultado mais elevado para zinco - 0,768 mg/L. São ali ocorrentes ardósias, folhelhos, argilitos e siltitos calcíferos da Formação Cococi, Grupo Rio Jucá, atribuí- da ao período Cambro-Ordoviciano. Com teor pouco in- ferior, a amostra colhida no poço de Lagoa dos Montei- ros, que abastece Jijoca de Jericoacoara na região lito- rânea a norte, teve um registro de 0,736 mg/L do metal, junto a vários outros elementos com valores acima dos respectivos níveis referenciais; o terreno no local é com- posto por arenitos argilosos com leitos conglomeráticos e nódulos lateríticos do Grupo Barreiras, do Neogeno. Embora elemento comum em acessórios de rochas, nes- tes casos, as altas concentrações de Zn provavelmente são devidas à contaminação pelo próprio material de construção dos poços, haja vista que uma das principais utilizações deste metal é na galvanização do aço, muito utilizado nas tubulações e dutoras. Dos elementos que estão relacionados princi- palmente à composição litológica (Figura.4), o alumínio – 189 – Sergio João Frizzo