Estimação de poluentes em sistemas urbanos de drenagem de águas pluviais

Abstract

O crescimento urbano verificado nas últimas décadas tem contribuído para a degradação da qualidade da água em cursos naturais. As superfícies impermeáveis, características de áreas urbanas, impedem em larga escala a infiltração da precipitação no solo e, durante o período seco, estão sujeitas à acumulação de poluentes, devido à concentração de atividades antropogénicas. A ocorrência de precipitação conduz à lixiviação de poluentes pelas escorrências geradas, contribuindo assim para a degradação da qualidade da água do meio recetor. A poluição por escorrências urbanas tem origem fundamentalmente em fontes difusas, que apresentam um comportamento variável no tempo e no espaço. Tendo ainda em conta a natureza estocástica da precipitação, estes aspetos resultam num incremento da variedade de poluentes descarregados nos meios hídricos recetores. Atendendo à importância desta problemática, o objetivo geral do presente trabalho é a estimação de poluentes em sistemas urbanos de drenagem de águas pluviais. Com vista a atingir o objetivo, foi definido e monitorizado um caso de estudo, na cidade de Guimarães. A utilização de um amostrador automático permitiu recolher amostras de água e obter os hidrogramas das escorrências. A temperatura, o pH, o oxigénio dissolvido, a condutividade elétrica e os sólidos dissolvidos totais foram medidos in situ, imediatamente após a recolha das amostras. As concentrações de dureza total, amónio, nitrato, fósforo total, fosfato, zinco total, cobre total e ferro total foram analisadas no Laboratório de Hidráulica do Departamento de Engenharia Civil, utilizando um fotómetro multiparamétrico. Os parâmetros de qualidade da água selecionados foram analisados com a finalidade essencial de analisar polutogramas, pela representação da variação da concentração e massa com o tempo, e de avaliar a ocorrência do fenómeno de “Primeiro Fluxo”. Face à ausência de legislação específica, ao nível da qualidade das águas pluviais, comparou-se os valores obtidos com as normas de descarga de águas residuais, tendo-se verificado, por vezes, que esses valores eram superiores. O presente estudo reforça, portanto, a urgente necessidade de se estabelecerem limites de descarga e normas para a proteção dos meios hídricos recetores.

The urban growth, that has characterized last decades, has contributed to the degradation of the quality water of natural resources. The impervious surfaces, characteristic of urban areas, reduce the infiltration and, during the dry season, are subject to the accumulation of pollutants, due to the concentration of anthropogenic activities. The occurrence of precipitation leaches the accumulated pollutants, generating the runoff, that contribute to the degradation of receiving water quality. Urban runoff pollutants have origin mainly in diffuse sources, which vary in time and space. Moreover, due to the stochastic nature of precipitation, the pollutants discharged to water resources receivers are extremely variable. Given the importance of this issue, the general objective of this study is the estimation of urban runoff pollutant loads. To achieve this goal, a case study was defined and monitored in the city of Guimarães. The collection of runoff samples and hydrograph was obtained through an automatic sampler with flow measurement. The temperature, pH, dissolved oxygen, electric conductivity and total dissolved solids were measured in situ, immediately after the sampling. The concentrations of total hardness, ammonia, nitrate, total phosphorus, phosphate, total zinc, total copper and total iron were analyzed by a multiparameter photometer at the laboratory. The water quality parameters selected were analyzed with the essential purpose of analyzing polutographs, representing the temporal variation of concentration and mass, and evaluating the occurrence of the "First Flux" phenomena. Since there is no specific legislation related to quality of stormwater, the obtained values were compared to the standards for wastewater discharge. It was observed that several concentrations are above these standards. This study suggests, therefore, the urgent need to establish discharge limits and standards for the protection of water resources receivers.