ISSN 1678-0701
Número 64, Ano XVII.
Junho-Agosto/2018.
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14/06/2018ESCOLA SUSTENTÁVEL – TRATAMENTO DE ESGOTO ALTERNATIVO  
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Revista Educação ambiental em Ação 33

ESCOLA SUSTENTÁVEL – TRATAMENTO DE ESGOTO ALTERNATIVO



Luiz Everson da Silva1, Francisco Xavier da Silva de Souza1, Marcio Rosario do Carmo¹, Francisco José Teixeira2, Rafael Veiga 2

1Universidade Federal do Paraná – Setor Litoral

2 Professor da Rede Pública de Ensino

Resumo:

A política para escolas sustentáveis está diretamente relacionada ao conceito de sustentabilidade. Sendo assim o Colégio Estadual Porto Seguro, Colégio Estadual Zilah Batista, Escola Estadual Faria Sobrinho, Colégio Estadual Cidália e o Colégio Estadual São Francisco de Paranaguá - PR, utilizando como base a Agenda 21 Escolar desenvolveram um projeto de tratamento de esgoto alternativo – tipo zona de raízes. O projeto Piloto foi construído na Escola Pequeno Mundo, utilizando a fitorremediação. Foi possível reduzir a degradação ambiental na área da bacia hidrográfica do rio Emboguaçu, garantir a reflexão sobre espaços educadores sustentáveis, promover a educação ambiental nos espaços informais, além de promover a melhoria na qualidade de vida da comunidade.

Palavras chaves: Escola sustentável, Esgoto, Saneamento e Zona de Raízes

Abstract:

The policy for sustainable schools is directly related to the concept of sustainability. Thus, the Porto Seguro State College, the Zilah Batista State College, the Faria Sobrinho State School, the Cidália State College and the São Francisco State College, using the Agenda 21 School as a tool, developed an alternative sewage treatment - root zone type. In Brazil, there is a big problem with the lack of sanitary sewage treatment, with only 50% of the population having an efficient treatment system, which is why the sewage is often dumped in the soil, compromising the quality of the water. This work presents the proposal of an Alternative Sewage Treatment Plant of the root zone type, which uses a German technique that, through the evaluation of the efficiency of substrates, and native plant species, it is possible to remove coliforms from the sanitary sewage , in particular the species found in the region of Paranaguá-Pr: Musa spp. (Bananeira). The Pilot project was built at Escola Pequeno Mundo, using phytoremediation to reduce environmental degradation in the area of ​​the Emboguaçu river basin, guarantee space for sustainable educators, promote environmental education in the informal spaces, improve the quality of life of the community, as well as promoting sustainable development.

Keywords: Sustainable School, Sewage, Sanitation and Roots Zone

Introdução

A escola, tendo como um de seus objetivos, a formação humana, também tem papel fundamental em proporcionar aos seus componentes a compreensão da realidade. Por abranger grande parte de uma área geográfica, possibilita uma nova forma de atender a relação humana entre si e com o ambiente natural. É um espaço privilegiado na construção do conhecimento e desempenha importantes funções sociais, dentre elas a de enfrentar os desafios em busca do desenvolvimento sustentável.

Os desafios colocados para a consolidação de sociedades sustentáveis passam pela reavaliação do papel que a educação assume na formação de agentes promotores de novos paradigmas de relacionamento e convivência social.

Em resposta a estes desafios e ao conceber a unidade escolar como um “laboratório de práticas para a sustentabilidade”, o Projeto Escolas Sustentáveis transforma a escola em um ambiente de aprendizagem que promove uma transição na direção das práticas educacionais, a partir do envolvimento ativo da comunidade escolar, o que se busca é a promoção de valores tornando a escola e o ambiente circundante em um espaço de co-aprendizagem, inovação e promoção de práticas sustentáveis (PAULA, et al. 2013).

Sendo assim, a implantação do sistema de estação de tratamento de esgoto por zona de raízes no ambiente escolar é de grande relevância, por ser um sistema autossustentável de custo relativamente baixo, também devido a se integrar de forma não agressiva ao ambiente e à comunidade local, e de ter flexibilidade para se adaptar a diferentes ambientes, e a utilização de recursos locais, bem como, incorporar o sistema nas práticas pedagógicas.

Os Colégios Zilah dos Santos Batista e Colégio São Francisco estão localizados no entorno da unidade Hidrográfica do Rio Emboguaçu. Que nasce e atravessa a região oeste do município, se adentrando ao terminal portuário. A sua nascente se localiza em região de mangue e sua foz situa-se na baia de Paranaguá.

O Rio Emboguaçu encontra-se em estágio avançado de degradação tendo em vista, que em atividades práticas com alunos, encontrou-se grande quantidade de lixos e entulhos no rio, nas suas margens e nos manguezais, bem como o lançamento de esgoto doméstico.

Os Colégios Porto Seguro e Colégio Cidalia Rebelo Costa estão localizados no entorno da Unidade Hidrográfica do Rio Itibere, que margeia a área urbana de Paranaguá e sua foz situa-se na baia de Paranaguá.

Neste contexto, alunos, professores e membros da comunidade escolar realizaram um diagnóstico no entorno da unidade hidrográfica do Rio Emboguaçu, para conhecer a realidade local, investigar os principais impactos ambientais e apresentar as propostas que favoreçam as ações integradas, na forma de Plano de Ação, que foram analisados, e incorporados ao Projeto Político Pedagógico da Escola.

Assim utilizando como ferramenta a Agenda 21 Escolar, este trabalho desenvolvido em parceria com os colégios: Porto Seguro, Zilah Batista, Cidalia Rebelo Costa e São Francisco tem por objetivo desenvolvimento de tecnologia de baixo custo para o tratamento de esgoto doméstico utilizando a técnica alemã de zona de raízes, evitando a contaminação do solo e dos recursos hídricos, visando à melhoria de qualidade de vida da comunidade e promover o desenvolvimento sustentável no ambiente escolar.

Metodologia

Para elaboração deste trabalho a metodologia utilizada adaptou-se do trabalho “Construindo a Agenda 21 Escolar” (Versão preliminar da Secretaria Estadual de Educação). A metodologia desenvolvida na Escola abordou a Construção teórico-prático dos princípios da Agenda 21.

Fez-se um levantamento da realidade socioambiental do local. Isso foi realizado por meio de observações visuais, entrevistas e aplicação de questionários junto à comunidade. As observações visuais constaram de visitas in loco em diferentes locais da área da unidade hidrográfica do Rio Emboguaçu, registrando os problemas ambientais por meio de anotações e fotografias. As entrevistas e a aplicação dos questionários foram efetuadas com o intuito de obter informações a respeito do nível de conscientização e sensibilização da população, perante os problemas ambientais no entorno da escola os problemas locais, sugestões e proposta para desenvolver projetos.

Para o dimensionamento do Sistema de Tratamento de Esgoto a ETE por Zona de Raízes, foi utilizado o método de tomada de tempo seco que é utilizado pela CAGEPAR – Companhia de Água e Esgoto de Paranaguá para dimensionamento das estações elevatórias, Paranaguá, (2011), tendo em vista que o sistema não irá transportar água da chuva.

Para volume de esgoto produzido por habitantes será utilizado dados de 100 litros hab./dia, e em termos DBO a contribuição individual é de 80g/d. (PARANAGUÁ, 2011).

Para a coleta de dados de volume de precipitações diário os dados foram obtidos na Estação Meteorológica de Paranaguá, localizada na Avenida Coronel Elísio Pereira-Aeroparque, no período de 2007 a 2013. Após a coleta os dados foram copilados pelos alunos em planilhas Excel, e nas disciplinas de matemática, ciências e biologia utilizando o laboratório de informática como atividade prática, fez-se as médias mensais e anuais para volume de precipitações e a contagem de quantos dias por ano que ocorrem as precipitações, para a elaboração dos gráficos e tabelas.

Para a seleção das espécies de vegetais utilizou-se a metodologia de Van Kaick (2002) adaptada para a realidade da área de estudo. A Zona de raízes é o sistema de tratamento com plantas, que consiste em fazer o esgoto passar sob uma área previamente preparada com cultivo de determinada planta, denominada zona de raízes. (VAN KAICK, 2002).

As plantas são pré-definidas e devem ter a característica de liberar oxigênio por suas raízes, possibilitando o desenvolvimento de bactérias hospedeiras que fornecem nutrientes para vegetação, reduzindo a carga orgânica do efluente. A Figura 1 mostra a etapas da construção do sistema de tratamento de esgoto.

Para este trabalho as espécies de vegetais foram selecionadas, utilizando método da fitossociologia baseado em distâncias segundo Rodrigues (1988). É o Método de Quadrantes ou Point-Cetered Quarter Method, com algumas adaptações. Este método foi utilizado para fazer o levantamento de quantas espécies de Musa spp (bananeira) tem-se por m². A área amostrada nas margens do Rio Emboguaçu, no Bairro Samambaia área urbana do município de Paranaguá-Paraná continha aproximadamente 594m² (33m de largura para 18m de comprimento). Os pontos foram marcados a cada 5 metros e em cada ponto desses foram realizadas 3 amostras (quadrantes de 1m²).

Figura 1 – Construção da ETE ETAPAS

Fonte: O autor, 2013.

Resultados

No período estudado o volume total de precipitações médias acumulado foi de 2.341,45 mm, sendo no período de verão de 23/12 a 31/03 o mais chuvoso. Em todos os meses do ano ocorrem precipitações, também verificamos a não existência de estação seca. O mês de janeiro tem a maior média de dias com chuva (22 dias) a maior média em volume de precipitações (335 mm), sendo o mês de agosto com o menor índice de precipitação (74,77 mm), porém, presentou a segunda menor média de dias com chuva (11 dias).

A ETE por zona de raízes utiliza-se do princípio do Filtro Biológico, com o advento de uma camada extra, que é a camada onde são plantadas as espécies de vegetais. Esta área é dimensionada de acordo com a demanda de esgoto produzido pela população local. Na área de estudo o sistema foi construído para atender a demanda de esgoto produzido por uma população de 70 alunos no período matutino e vespertino e uma residência.

Na área amostrada para a seleção das espécies de vegetais, encontramos 6 (seis) espécie Musa spp (bananeira) por m² nas margens do Rio Emboguaçu no bairro Samambaia e na Avenida Julio Groth Elias. Estes parâmetros foram utilizados na construção do sistema ETE por Zona de Raízes

O esgoto é lançado filtro biológico, construído em duas células, para repouso e decantação de materiais sólidos. Instalou-se tubos que permitem a passagem do líquido do primeiro filtro para o segundo com fluxo de baixo para cima, cujo fundo possui uma camada de 30 cm de pedra brita nº 2, que funciona como leito filtrante para reter parte da matéria orgânica.

TABELA 1: Volume de precipitação e dias que não ocorrem precipitações.

 

Ano

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

Total

Média

Janeiro

Precipitação

312,5

562,8

309,3

429,2

331,6

229,3

170,3

2345

335

 

Tempo Seco

10

4

12

5

11

12

5

59

8,42

Fevereiro

Precipitação

224,1

414,4

297,2

402,8

314,1

248,9

275,1

2176,6

310,9

 

Tempo Seco

13

9

11

14

8

17

6

78

11,14

Março

Precipitação

142,8

288,6

361,6

394,5

510,7

66,6

249,1

2013,9

287,7

 

Tempo Seco

21

15

14

10

3

20

5

90

12,85

Abril

Precipitação

164,4

180,5

78,6

411,1

237,4

201,1

37,7

1310,8

187,25

 

Tempo Seco

13

13

15

17

16

14

20

101

14,42

Maio

Precipitação

182,4

112,8

43,5

100,4

67,3

156,4

84,8

747,6

106,8

 

Tempo Seco

16

21

17

17

21

14

17

123

17,57

Junho

Precipitação

13

116,8

86,2

138,7

114,3

230,8

252,5

952,3

136

 

Tempo Seco

21

14

18

19

21

12

14

119

17

Julho

Precipitação

96,5

17,9

259,2

181,9

143,2

149,5

136,9

985,1

136,87

 

Tempo Seco

22

28

12

18

19

16

21

136

19,42

Agosto

Precipitação

37,9

143,8

71,5

69,6

152,4

15,4

32,8

523,4

74,77

 

Tempo Seco

21

13

21

22

13

23

18

131

18,71

Setembro

Precipitação

113,4

167

285,6

114,8

60,5

61,5

168

970,8

138,68

 

Tempo Seco

17

11

11

13

17

20

12

101

14,42

Outubro

Precipitação

175

347,9

136,2

205,5

150,9

139,9

89,6

1245

177,85

 

Tempo Seco

15

8

11

15

12

18

11

90

12,85

Novembro

Precipitação

194,8

368,4

196,3

210

138,4

101,7

138,9

1348,5

192,67

 

Tempo Seco

12

5

13

14

14

13

10

81

11,57

Dezembro

Precipitação

271,1

178,9

240,4

345,8

251,1

327

156,9

1771,2

253

 

Tempo Seco

15

16

7

8

12

12

13

76

10,85

Total

Precipitação

2123,9

3056,8

2527,6

3176,3

2638,9

2119,1

1944,6

17587,2

2341,45

 

Tempo Seco

196

157

162

167

167

184

152

1185

169

* Tempo Seco dias que não ocorrem precipitações









A zona de raízes foi constituída na Escola Pequeno Mundo foram utilizada as caixa de gordura já existente. As valas foram forradas com uma lona plástica de dupla face o fluxo do sistema é lançado de baixo para cima, onde se inicia o tratamento.

As coletas de água para análises foram feitas após 6 (seis) meses de funcionamento do sistema na entrada e saída da Estação de Tratamento (ETE) para medir a quantidade de DBO e DQO, pH, OG, Sólidos Sedimentáveis e Óleos Vegetais e Gorduras Animais. O quadro nº. 1 e 2 mostram o resultados das análises referente ao mês de junho 2014 e maio de 2015, para adequar o sistema nos padrões de lançamentos de Efluentes estabelecidos pela Resolução CONAMA nº 430/201.

Quadro 1 - Análises Físico-Químicas - Junho de 2014

Parâmetros

E. Bruto

E. Tratado

Metodologia

DBO- mg/l

148,4

14

Diluição e incubação

DQO- mg/l

546,9

95,1

Espectofotromêtro

pH - um/pH

8,33

7,05

Potenciômetro

Óleo Graxos Tot. - mg/l

468

35,6

Graviomêtro

Sol. Sedim. - mg/l

0,4

0,2

Graviomêtro



Quadro 2 - Análises Físico-químicas Maio de 2015

Parâmetros

E. Bruto

E. Tratado

Metodologia

DBO- mg/l

264,4

66,4

Diluição e incubação

DQO- mg/l

465,9

108,1

Espectofotromêtro

pH - um/pH

7,63

6,68

Potenciômetro

Óleo Graxos Tot.- mg/l

268

23,4

Graviomêtro

Sol. Sedim. - mg/l

0,5

0,2

Graviomêtro



O sistema de tratamento de esgoto por zona de raízes é o sistema de tratamento com plantas, que consiste em fazer o esgoto passar sob uma área de terreno previamente preparada com cultivo de determinada planta, denominada zona de raízes. O esgoto é despejado num extremo dessa área, com vazão controlada, saindo por outro extremo, possibilitando assim o contato do esgoto com as raízes das plantas. As plantas pré-definidas devem ter a característica de liberar oxigênio por suas raízes, possibilitando o desenvolvimento de bactérias hospedeiras que fornecem nutrientes para vegetação, reduzindo a carga orgânica do efluente. (Van Kaick 2002). Ainda segundo a autora conhecer as médias de precipitações anuais da região onde será implantado a ETEZ, é de grande relevância, pois a quantidade das espécies de vegetais por m² que serão utilizadas na ETE por zona de raízes, devem ser calculadas de acordo com a produção de esgoto produzido pela população a ser atendida, somando o volume de precipitação médio anual, pois as plantas devem estar. Adaptadas para suportar estiagem prolongada, bem como período chuvoso.

Para o município de Paranaguá, Maack (1968) analisando uma série histórica de 43 anos verificou que a precipitação acumulada anual média para o município até a década de 1960 era de 1.967,4 mm, e que a média de dias com chuva por ano era 163. Portanto, em nosso o volume de precipitação média para o período estudado foi de 2.341,45 mm. Assim, verificamos que houve um aumento de quase 400 mm de chuva por ano e a média de dias que ocorrem as precipitações foi de 196 dias com chuvas ao longo do ano. Sendo assim, o sistema de tratamento de esgoto foi construído seguindo os parâmetros: população atendida de 70 alunos e uma residência no interior do colégio a qual reside um habitante. Portanto, o sistema foi projetado para coletar e tratar o esgoto de 2 banheiros contendo 6 vasos sanitários, 2 lavabo com quatro torneiras, um bebedouro com 2 torneiras. Na residência: um vaso sanitário, 01 lavabo, 01 chuveiro, uma máquina de lavar roupa, 01 tanque com torneira e uma pia com torneira.

A zona de raízes foi constituída na Escola Pequeno Mundo foi utilizada as caixas de gordura já existente com uma célula medindo 0,6 X 0,8, e foram construídas as (1) uma fossa de 1x1, 0m e os dois filtros de 1,0X 1,0m para a decantação do material sólido. A Figura 2 mostra a construção dos filtros.

Figura 1: Construção dos Filtros

Fonte: Os autores, 2017.

O sistema de tratamento por zona de raízes foi construído uma vala aberta no solo com medidas de: 3,0 X 6,50 X 0,80 permitindo a vazão do efluente por gravidade. A vala foi forrada com uma lona plástica de dupla face e ao fundo foram construídos os drenos de entrada e saída feitos de tubo de PVC com furos cobertos com cascalhos de telhas.

O leito filtrante é formado por camadas intercaladas de cascalhos de telhas, areia, e a vegetação utilizada na ETE zona de raízes foi a Musa spp (bananeira). O efluente final passa por uma caixa de controle e é lançado no solo para infiltração, por meio de tubos perfurados tipo drenos e posteriormente é lançado no córrego. A figura 3 mostra o local e a construção da ETE por zona de raízes.

As análises foram feitas 6 (seis) meses após o funcionamento do sistema e os resultados parciais demonstraram que houve uma redução significativa de DBO e DQO (aproximadamente 60%), outro resultado positivo foi à redução na gordura de aproximadamente 90%, fator extremamente importante uma vez que a gordura pode vir a reduzir a eficiência do sistema. Com esses resultados o sistema alcança os padrões adequados de lançamentos de Efluentes estabelecidos pela Resolução CONAMA nº 430/2011.

Figura 2. Construção da ETE Zona de Raízes

A vantagem deste sistema é evitar o despejo direto de esgoto doméstico em áreas impróprias comprometendo os cursos e fontes d’água, pois o tratamento de efluentes é basicamente biológico, sem consumo de energia, agentes químicos ou equipamentos mecânicos e ainda, não produz o gás metano, característico de processos anaeróbios.

Discussão

A eficácia esperada no tratamento do esgoto visa à melhoria da qualidade da água do entorno da escola, haja vista que no bairro não possui sistema separador de coleta e tratamento de esgoto e os efluentes são lançados diretos em fossa séptica e posteriormente nas galerias de águas pluviais, contaminado o solo córrego e rios. A implantação do tratamento de esgoto por zona de raízes possibilita uma melhora não só em relação à saúde da população, mas relevante melhora na vida econômica da comunidade, tendo em vista que as políticas de educação ter como meta desenvolver projetos para garantir uma escola sustentável. Outro fato de grande relevância é que o projeto possibilita trabalhar de forma interdisciplinar com outras disciplinas tais como: Ciências, Química, Biologia, Matemática etc. que podem auxiliar na tabulação e interpretação dos dados.

As vantagens deste sistema não estão apenas em evitar o despejo direto de esgoto doméstico em áreas impróprias comprometendo os cursos e fontes d’água, mas também no fato de o tratamento de efluente ser basicamente biológico sem o uso de energia, agentes químicos ou equipamentos mecânicos e ainda, por não produzir metano, característico de processos anaeróbios, evitando-se maus odores, tornando o sistema ecologicamente correto e economicamente barato. Buscou-se parceria para o ano de 2017com SENAI – Rede SENAI de Laboratórios e Meio Ambiente para os ensaios Físico-Químicos, visando acompanhamento do sistema de tratamento de esgoto, tendo como parâmetros os padrões adequados de lançamentos de efluentes estabelecidos pela Resolução CONAMA nº 430/2011.

Bibliografia

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