Sosiale aspekter og deltakelse

Diversos são os fatores ambientais que influenciam o desempenho das lagoas de estabilização, sendo que a temperatura é um dos mais importantes fatores. Deste modo, critérios de projeto para um clima em particular não podem ser aplicáveis a outros climas (MILLAMENA, 1994) e portanto estudos deverão ser feitos em cada local. Os principais fatores ambientais que influenciam no desempenho das lagoas de estabilização são (RAMADAN e PONCE, 1999; VON SPERLING, 2002; JORDÃO e PESSÔA, 2014):

Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 23  Radiação solar (ou insolação);

 Vento;  Evaporação;  Precipitação;

 Presença de sustâncias toxicas.

A seguir se detalham os dois primeiros fatores listados, uma vez que os mesmos serão estudados nesta pesquisa:

Temperatura Ambiente

A temperatura tem um papel muito importante no projeto das lagoas de estabilização (KEHL et al., 2009), devido aos processos (anaeróbios e aeróbios) responsáveis pela remoção de DBO e coliformes dependerem da temperatura (ARTHUR, 1983). Desta forma, a temperatura tem um efeito pronunciado nos processos bioquímicos: velocidade de fotossíntese (aumenta com a temperatura), velocidade do metabolismo dos organismos e a decomposição pelas bactérias (JORDÃO e PESSÔA, 2014); e hidrodinâmicos (estratificação térmica) de sistemas lagoas.

As faixas de temperatura recomendadas por Gloyna (1979) apud Jordão e Pessôa (2014) para o bom desenvolvimento dos microrganismos segundo as diferentes camadas da lagoa são: na camada anaeróbia do fundo o limite inferior é 15°C, isto é, a temperaturas abaixo deste valor as bactérias anaeróbias têm pouca atividade; nas zonas aeróbias e facultativas a faixa aplicável é de 5°C a 35°C. A atividade das bactérias aeróbias e das algas é diminuída abaixo do valor inferior.

Segundo Lettinga et al. (2001), as atividades biológicas são muito reduzidas abaixo de 10°C, o que foi confirmado por Ragush et al. (2015), que estudaram o desempenho de lagoas de estabilização no Ártico Canadense (temperaturas ambientes menores a 10°C) e concluíram que as taxas de reação, tanto químicas quanto biológicas, estão fortemente influenciadas pela temperatura.

D’Alessandro et al. (2015) avaliaram a influência da sazonalidade (períodos de estiagem e chuvoso) na eficiência das lagoas de estabilização da ETE de Trindade (Goiás, Brasil). Eles observaram que não houve remoção de DBO e SST no período de chuva e que no período

Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 24 seco foi quando houve maior remoção dos parâmetros, devido ao efluente mais concentrado. Os autores concluíram que a sazonalidade fez com que algumas concentrações aumentassem e outras diminuíssem, influenciando assim na eficiência das lagoas.

Sem dúvida a temperatura influência a atividade biológica, mas esta influência é também dependente de outros parâmetros, como a dispersão, tempo de detenção, luz, espécies de organismos (MIDDLEBROOKS e PANO, 1983), das cargas aplicadas, entre outros. Isto pode ser observado claramente na Tabela 3.3, a qual apresenta valores da eficiência de remoção de DBO (para a primeira lagoa do sistema e para todo o sistema) para diferentes configurações de lagoas de estabilização, as quais estão trabalhando sob diferentes temperaturas (ambientais ou do líquido).

Desta tabela observa-se que nem sempre com temperaturas (ambiente ou do líquido) altas (superiores a 20°C) a remoção de DBO é maior, demonstrando que outros fatores também influenciam. Como exemplos estão as configurações 1 e 2, as quais apresentam a mesma remoção de DBO (73%), apesar de cada configuração estar trabalhando sob diferentes temperaturas. Quanto às outras configurações 3 e 4, observa-se que a temperatura tampouco foi o fator mais interveniente para obter boas eficiências de remoção, onde a maior remoção foi obtida quando a lagoa do sistema (4) trabalhou a 8oC. Faleschini et al. (2012) comentam que a baixa remoção no sistema que está trabalhando a 20oC pode ter sido porque no verão a concentração de DBO afluente é maior, fazendo com que a concentração de clorofila-a (algas) e sólidos suspensos aumentassem, parâmetros que ao estar em maiores concentrações podem sair mais facilmente no efluente, diminuindo a eficiência da lagoa.

Das configurações 6 e 7 também se observa que a temperatura não foi um fator importante na remoção de DBO, neste caso o parâmetro mais influente foi a carga orgânica aplicada na lagoa anaeróbia. Na configuração 6 a carga aplicada foi de 96 gDBO/m3.d, já na configuração 7 a carga aplicada foi quase 4 vezes menor (26 gDBO/m3.d), o que influenciou para que esta última configuração apresentasse menor remoção (46%). Por último, nas configurações 8, 9 e 10, observa-se que aquela que trabalhou sob menor temperatura (18°C) resultou na maior remoção; isto foi porque a lagoa (10) teve um TDH de 11 dias, superior em 5 dias, aproximadamente, às outras configurações (8 e 9).

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Tabela 3.3 Diferentes configurações de lagoas de estabilização, com seus valores médios

de temperatura (do líquido e do ambiente), concentração de DBO afluente e eficiência de remoção de DBO No _{Configuração} T liquido (°C) T ambiente (°C) DBO Afluente (mg/L) Remoção DBO da primeira lagoa (%) Remoção total DBO (%) Referência 1 LF - 0 - 5 500 73 73 Ragush et al. (2015) 2 LF 20-25 - 516 73 73 Oliveira e von Sperling (2010)

3 LF+LM - 8 (inverno) 115 73 - _{Faleschini et al.}

(2012) 4 LF+LM - 20 (verão) 115 58 - 5 LF+LM 10-12 (mín. no inverno) - 400 - 86 Gratziou et al. (2007)

6 LAN+LF+LM - 16 464 57 76 Hayati et al.

(2013)

7 LAN+LF+LM 25 128 46 88 Silva et al. (1987)

8 LAE+LM 28 300 64

90-92 Balasha e Sperber (1975)

9 LAE+LM 13 423 68

10 LAE+LM 18 400 82

LF = lagoa facultativa; LF+LM = lagoa facultativa + lagoa de maturação; LAN+LF+LM = lagoa anaeróbia + lagoa facultativa + lagoa de maturação; LAE+LM = lagoa aerada + lagoa de maturação.

Radiação solar (Insolação)

O sol é a força motriz no processo de purificação de sistemas de lagoas, como é em qualquer corpo de água natural (GU e STEFAN, 1995). Compreender os mecanismos da radiação solar em detalhes, incluindo os fatores que controlam os mecanismos (por exemplo, o impacto do comprimento de onda, a qualidade da água, profundidade da água, etc.), é importante para o projeto de sistemas de lagoas que usam a luz solar para desinfecção (KADIR e NELSON, 2014).

A inativação por luz solar é um dos principais fatores abióticos que afetam a persistência e a sobrevivência de microrganismos em ambientes aquáticos (BAE e WUERTZ, 2009). Portanto, a inativação dos organismos indicadores fecais nas lagoas de estabilização depende fortemente da luz solar, tal como demonstrado por Maïga et al. (2009). Em outro estudo (GUTIÉRREZ-CACCIABUE et al., 2016), encontrou que microrganismos indicadores fecais,

Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 26 como a E. coli, na ausência de partículas sólidas e expostas à luz solar, sofrem inativação imediata (remoção de 3 unidades log) em menos de quatro horas.

A fotossíntese das algas também depende de insolação, a qual é em função da latitude e cobertura de nuvens (interferem na passagem da radiação solar e diminuem a intensidade luminosa) (ARTHUR, 1983; JORDÃO e PESSÔA, 2014). Períodos de nuvem nas regiões tropicais e subtropicais são raramente um problema, porque a insolação solar durante o dia geralmente excede a intensidade da luz de saturação das algas nas lagoas (ARTHUR, 1983).

Um efeito adverso acontece durante o dia quando a radiação solar aquece a camada de água superior, ajudando a fotossíntese, mas também causando estratificação térmica. Esta estratificação reduz o desempenho dos sistemas de lagoas, aumentando os curtos-circuitos e interrompendo os mecanismos de transferência de massa internos (MAHMOOD et al., 2013). O vento tem um papel importante no rompimento dessa estratificação.