A Influência da estação de tratamento de esgoto Serraria na qualidade da água do Lago Guaíba - RS

Abstract

O Lago Guaíba é o principal corpo hídrico da Bacia Hidrográfica do Lago Guaíba (BHLG). A BHLG possui uma área de 2.919 km² compreendendo cerca de 14 municípios com uma população total estimada de 1.344.982 habitantes e uma taxa de urbanização de 98,5%. Como resultado dos investimentos do Projeto Integrado Socioambiental (PISA), a partir do ano de 2014 começou a operar em Porto Alegre a Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) Serraria, juntamente com o Sistema de Esgotamento Sanitário (SES) Ponta da Cadeia. A operação conjunta das duas obras possibilitou que uma grande quantidade de esgoto sanitário, antes lançado in natura no canal de navegação do Lago Guaíba, fosse destinado ao tratamento na ETE Serraria, capaz de tratar até 4100 L/s de esgoto. Este trabalho tem como objetivo analisar a influência que implantação da ETE Serraria teve sobre a qualidade da água do Lago Guaíba. Os dados utilizados na pesquisa foram cedidos pelo Departamento Municipal de Água e Esgoto (DMAE) e são referentes as amostras de água analisadas entre os anos de 2010 e 2022 no Lago Guaíba. Os procedimentos metodológicos consistiram na análise de dados de nove parâmetros de qualidade da água, a aplicação de técnicas estatísticas como a Análise de Componentes Principais (ACP) e Teste de Wilcoxon, a classificação dos parâmetros segundo a Resolução nº 357/2005 do CONAMA, e o cálculo do Índice de Qualidade da Água (IQA) com o intuito de comparar a qualidade da água do Lago Guaíba entre os períodos anterior a inauguração da ETE Serraria (janeiro de 2010 a março de 2014) e posterior a sua inauguração (abril de 2014 a novembro de 2022). Para as análises estatísticas, utilizou-se os softwares Excel e R, enquanto para o cálculo do IQA, foi utilizado o software Qualigraf. A ACP para ambos os períodos teve 75% de sua variância total explicada pelos quatro primeiros componentes principais, sendo o primeiro componente principal da ACP do período anterior fortemente relacionado à DBO, Escherichia Coli e Fósforo Total, enquanto o primeiro componente do período posterior explicado majoritariamente pela Turbidez e Sólidos Totais e Fósforo Total. Os resultados do teste de Wilcoxon apontaram para medianas significativamente diferentes para o parâmetro DBO nos pontos 41B e 86A, e para Escherichia Coli nos pontos 38, 86A, 41B, 45E, 50 e 60. A classificação segundo a Resolução nº 357/2005 do CONAMA teve o Fósforo Total categorizado como classe 4 em todos os pontos de monitoramento do DMAE, enquanto a Escherichia Coli foi classificada como classe 4 principalmente nos pontos mais próximos a áreas urbanizadas, enquanto nos demais pontos apresentou melhorias nos anos posteriores a 2014. Quanto ao IQA, se verificou que o Lago Guaíba possui uma boa qualidade da água, principalmente nos pontos situados mais distantes da área de maior concentração urbana (50, 60 e 47-8D). Em suma, a metodologia aplicada e alguns dos resultados demonstraram que a ETE Serraria tem desempenho satisfatório, basicamente em relação à diminuição da concentração do parâmetro Escherichia Coli, principal indicador de contaminação por esgoto doméstico, nas águas do Lago Guaíba.

The Guaíba Lake is the main water body of the Guaíba Lake Hydrographic Basin (BHLG). The BHLG has an area of 2,919 km² comprising about 14 municipalities with a total estimated population of 1,344,982 inhabitants and an urbanization rate of 98.5%. As a result of investments from the Socio-Environmental Integrated Project (PISA), since 2014, the Sewage Treatment Plant (ETE) Serraria, along with the Sanitary Sewer System (SES) Ponta da Cadeia, has been operating in Porto Alegre. The joint operation of these two works enabled a large amount of sewage, previously discharged untreated into the navigation channel of the Guaíba Lake, to be treated at the ETE Serraria, capable of treating up to 4100 L/s of sewage. This study aims to analyze the influence that the implementation of the ETE Serraria had on the water quality of the Guaíba Lake. The data used in the research were provided by the Municipal Department of Water and Sewage (DMAE) and refer to water samples analyzed between the years 2010 and 2022 in the Guaíba Lake. The methodological procedures consisted of analyzing data from nine water quality parameters, applying statistical techniques such as Principal Component Analysis (PCA) and Wilcoxon Test, classifying the parameters according to Resolution No. 357/2005 of CONAMA, and calculating the Water Quality Index (WQI) in order to compare the water quality of the Guaíba Lake between the periods before the inauguration of the ETE Serraria (January 2010 to March 2014) and after its inauguration (April 2014 to November 2022). For statistical analyses, Excel and R software were used, while Qualigraf software was used for WQI calculation. PCA for both periods explained 75% of its total variance by the first four principal components. The first principal component of the PCA from the previous period was strongly related to BOD, Escherichia coli, and Total Phosphorus, while the first component of the later period was mainly explained by Turbidity and Total Solids and Total Phosphorus. Wilcoxon test results showed significantly different medians for the BOD parameter at points 41B and 86A, and for Escherichia coli at points 38, 86A, 41B, 45E, 50, and 60. Classification according to CONAMA Resolution No. 357/2005 categorized Total Phosphorus as class 4 at all DMAE monitoring points, while Escherichia coli was classified as class 4 mainly at points closer to urbanized areas, with improvements in the years after 2014 in other points. Regarding the WQI, it was found that the Guaíba Lake has good water quality, especially at points farther from the area of higher urban concentration (50, 60, and 47-8D). In summary, the applied methodology and some of the results demonstrated that the ETE Serraria has satisfactory performance, mainly concerning the decrease in Escherichia coli concentration, the primary indicator of contamination by domestic sewage, in the waters of the Guaíba Lake.