Desempenho de leitos de macrófitas para o tratamento de ... · Demonstrou-se que existe um padrão de remoção semelhante entre a matéria orgânica e os sólidos suspensos totais,

Desempenho de leitos de macrófitas para o tratamento de

efluentes

Rodrigo José Atalaia dos Santos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Civil

Orientador: Profª Ana Fonseca Galvão

Orientador: Prof. António Jorge Gonçalves de Sousa

Júri:

Presidente: Prof. António Alexandre Trigo Teixeira

Orientador: Prof.ª Ana Fonseca Galvão

Vogal: Prof.ª Filipa Maria Santos Ferreira

Outubro de 2016

I

Resumo

A tecnologia de leitos de macrófitas surge como uma alternativa válida e sustentável no tratamento de

águas residuais, uma vez que concilia os seus baixos custos de instalação, exploração e manutenção

com uma boa eficiência de tratamento, não descurando da integração paisagística. Esta é

frequentemente recomendada para o tratamento de águas residuais de pequenos aglomerados que

não justifiquem grandes investimentos, uma vez que, nestes casos, o recurso aos métodos

convencionais levaria a custos per capita muito elevados, tornando-os inviáveis ou bastante onerosos.

Existe na literatura informação disponível relativamente aos processos de remoção dos poluentes das

águas residuais e quais os fatores que podem influenciar na eficiência desta remoção, que vão desde

características físicas dos leitos de macrófitas até condições ambientais exteriores. No entanto, nunca

se avaliou de uma forma conjunta e abrangente todas estas interdependências.

O objetivo da presente dissertação consiste na análise destas interdependências conjuntas nos leitos

de macrófitas de fluxo sub-superficial horizontal e averiguar se a informação disponível da literatura

persiste e também se se obtém informação nova de interesse científico. Para o efeito foi feita uma

análise multivariada de dados de 178 leitos, proveniente do levantamento de 40 artigos científicos.

Verificou-se que o CQO representa fielmente a matéria orgânica, tornando dispensável o recurso ao

CBO5 e que eficiência de remoção deste poluente melhora aquando de um maior tempo de retenção

hidráulico e maior tempo de operação do sistema, e que não varia com a relação comprimento x largura

do leito.

Demonstrou-se que existe um padrão de remoção semelhante entre a matéria orgânica e os sólidos

suspensos totais, ficando também patente que estes últimos são removidos à entrada do leito.

Constatou-se que a eficiência de remoção do Fósforo aumenta com o aumento do tempo de retenção

hidráulico e que existe correlação deste com a matéria orgânica devido a ambos passarem por

processos de sedimentação e filtração no meio de enchimento. Relativamente à adsorção, o principal

mecanismo de remoção associado ao fósforo, não foi possível aferir o efeito de esgotamento da

capacidade de adsorção do meio de enchimento.

Verificou-se uma correlação elevada entre Coliformes Totais, SST e CQO, espelhando que a eficiência

de remoção dos microrganismos patogénicos depende do aumento do tempo de retenção.

Palavras-chave: leitos de macrófitas, análise multivariada, informação disponível

II

Abstract

The use of constructed wetlands is a valid and sustainable technology in wastewater treatment mostly

because it conciliates low installation, use and maintenance costs to good efficiency while keeping a

suitable landscape framing. It is commonly recommended in small settlements wastewater treatment

where more expensive investment are dispensable once in these cases conventional wastewater

treatment methods lead to very high costs per capita, resulting in impracticable and onerous solutions.

There is many information available in literature regarding the processes involved in wastewater

pollutants removal and what factors contribute to the removal efficiency, that go from physical features

to environmental conditions. However, there has never been made a study in which all of these

interdependences are overarching.

The objective of this dissertation consists in analyzing these overarching interdependences in

constructed wetlands with subsurface flow and thus investigate if the information available from literature

persists or if it is possible to achieve new scientifically relevant information. The research on 40 scientific

articles made possible that 178 cases of study were analyzed based on multivariate methods.

This study showed that COD fairly represents the organic matter in constructed wetland and thus BOD

becomes dispensable. It also showed that the removal efficiency improves with hydraulic retention time

and duration of operation and is independent from the relation width x length of the system.

It has been shown that suspended solids have a similar removal pattern as the organic matter and that

these suspended solids are independent from the duration of operation once their removal happens

mainly in the inlet.

It was found that the Phosphorus removal efficiency increases with hydraulic retention time and have a

strong correlation with organic matter because they both have direct settling and trapping on their

removal processes. It was not possible to investigate on the media adsorption capacity exhaustion.

The study showed a strong correlation between total coliforms and suspended solids and COD mirroring

that their removal processes increases with the hydraulic retention time.

Keywords: constructed wetlands, multivariate methods, information available

http://pt.bab.la/dicionario/ingles-portugues/impracticable

IV

Agradecimentos

O espaço reservado a esta secção não me permitirá, seguramente, agradecer convenientemente a todas as pessoas

que ao longo deste percurso me apoiaram e motivaram a cumprir os meus objetivos e ultrapassar mais esta etapa

da minha formação académica e de desenvolvimento pessoal. Queria assim ressalvar que as breves palavras aqui

dedicadas fruem de um sentimento de reconhecido agradecimento.

Agradeço à minha orientadora, Prof.ª Ana Fonseca Galvão, pela sua orientação e disponibilidade incondicionais que

estimularam a minha vontade de querer saber mais e fazer melhor e que, em última instância, me permitiram elevar

os meus conhecimentos e enriquecer esta dissertação de mestrado.

Ao professor António Jorge Sousa, um profundo agradecimento pela partilha de conhecimento e acompanhamento

da dissertação. O seu apoio foi determinante na elaboração desta tese.

Aos meus amigos, que através do seu apoio e cumplicidade, me ajudaram a percorrer e ultrapassar este percurso

académico, com um especial agradecimento ao meu amigo Ricardo Lopes.

Finalmente, quero agradecer aos meus pais, ao meu irmão e à minha avó, pois sem eles, não teria sido possível

concretizar esta etapa. Agora espero, de alguma forma, conseguir retribuir toda a dedicação que me oferecem. A

vocês dedico todo este trabalho.

A todos vós, o meu muito obrigado.

V

Índice de texto

1. Introdução ....................................................................................................................................... 1

1.1 Enquadramento do tema e objetivos ....................................................................................... 1

1.2 Estrutura da dissertação .......................................................................................................... 2

2. Leitos de macrófitas como solução para tratamento de águas residuais ...................................... 4

2.1 Enquadramento histórico ......................................................................................................... 4

2.2 Tipos de leitos de macrófitas ................................................................................................... 5

2.2.1 Leitos de macrófitas de escoamento superficial ............................................................. 7

2.2.2 Leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial .................................................... 10

2.3 Principais características de ETAR de leitos de macrófitas .................................................. 12

3. Leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial horizontal ................................................... 14

3.1 Funcionamento e aspetos construtivos do sistema .............................................................. 14

3.2 Processos envolvidos e eficiência ......................................................................................... 17

3.2.1 Carga hidráulica e tempo de retenção hidráulico .......................................................... 18

3.2.2 Carência Bioquímica de Oxigénio (CBO5) e Carência Química de Oxigénio (CQO).... 19

3.2.3 Sólidos Suspensos Totais – SST .................................................................................. 21

3.2.4 Azoto .............................................................................................................................. 22

3.2.5 Fósforo ........................................................................................................................... 24

3.2.6 Microrganismos patogénicos ......................................................................................... 25

3.3 Plantas ................................................................................................................................... 26

3.4 Vantagens e desvantagens relativamente aos sistemas convencionais .............................. 28

4. Metodologia .................................................................................................................................. 30

4.1 Considerações gerais ............................................................................................................ 30

VI

4.2 Análise de componentes principais ....................................................................................... 31

4.2.1 Considerações gerais .................................................................................................... 31

4.2.2 Critérios de interpretação .............................................................................................. 34

4.2.3 Interpretação .................................................................................................................. 36

5. Análise de componentes principais .............................................................................................. 38

5.1 Enquadramento ..................................................................................................................... 38

5.2 Apresentação e descrição dos casos analisados ................................................................. 45

5.2.1 Aspetos introdutórios ..................................................................................................... 45

5.2.2 Indispensabilidade do CBO5 .......................................................................................... 46

5.2.3 Conjunto de variáveis: Área, HLR, HRT, CQO e Duração ............................................ 53

5.2.4 Conjunto de variáveis: Área, HLR, HRT, CQO, SST e Duração ................................... 56

5.2.5 Conjunto de variáveis: Área, HLR, HRT, CQO, Fósforo e Duração ............................. 60

5.2.6 Conjunto de variáveis: Área, CT, CQO e SST .............................................................. 65

6. Conclusões e trabalho futuro ........................................................................................................ 68

7. Referências bibliográficas ............................................................................................................. 70

Índice de Figuras

Figura 1 - Perfil tipo de um leito de macrófitas - Tipos de macrófitas (adaptado de

http://www.ufscar.br/~probio/perfil_m.jpg) ............................................................................................... 6

Figura 2 - Tipos de leitos de macrófitas (adaptado de Vymazal, 2008) .................................................. 7

Figura 3 – Jacinto-de-água (fonte: www.prota4u.org) ............................................................................. 8

Figura 4 – Lentilha-de-água (fonte: aquahobby.com) ............................................................................. 8

Figura 5 - Sistema de macrófitas aquáticas flutuantes (adaptado de Dias, 2000) ................................. 9

Figura 6 - Sistema de macrófitas aquáticas submersas (Dias, 2000) .................................................... 9

Figura 7 - Sistema de macrófitas aquáticas emergentes de escoamento superficial horizontal

(adaptado Vymazal, 2003) .................................................................................................................... 10

Figura 8 - Sistema de macrófitas aquáticas emergentes de escoamento sub-superficial horizontal.

(Soares, 2012) ....................................................................................................................................... 11

Figura 9 - Sistema de macrófitas aquáticas emergentes de escoamento sub-superficial vertical

descendente (adaptado Vymazal, 2003) ............................................................................................... 11

Figura 10 - Sistema de macrófitas aquáticas emergentes de fluxo sub-superficial vertical ascendente

(adaptado de Vymazal, 2003) ............................................................................................................... 12

Figura 11 - Tubos de alimentação (à esquerda) e recolha do efluente (à direita) de um leito (Simões,

2009) ...................................................................................................................................................... 15

Figura 12 - Desenvolvimento de biofilme sobre gravilha (fonte: http://deca.ubi.pt) .............................. 16

Figura 13 - Processos e reações num leito de macrófitas (adaptado de Seco, 2008) ......................... 17

Figura 14 - Remoção de CBO5 versus tempo de retenção hidráulico (adaptado de USEPA, 1993) .... 20

Figura 15 - Remoção de CBO5 versus relação comprimento x largura do leito (USEPA, 1993) ......... 21

Figura 16 - Evolução do azoto em leitos de macrófitas (Simões, 2009) ............................................... 23

Figura 17 - Phragmites australis (superior, à esquerda), Typha latifolia (superior, à direita), Juncus

(inferior, à esquerda), Scirpus (inferior, à direita) .................................................................................. 28

Figura 18 - Representação das CP (https://fspanero.wordpress.com/2009/12/30/analise-de-

componente-principais-pca/) ................................................................................................................. 32

Figura 19 - Distribuição dos valores próprios (http://biomonitor.ist.utl.pt/~ajsousa/textos/Adados3.PDF)

............................................................................................................................................................... 36

Figura 20 - Círculo de correlação (http://biomonitor.ist.utl.pt/~ajsousa/textos/Adados3.PDF) ............. 37

Figura 21 - Análise exemplificativa - Projeção dos ensaios no Plano de CP F1 e F2 e com recurso a

“Tipo de Esgoto” (ID2 – esgoto sintético; ID3 – esgoto real) ................................................................ 45

Figura 22 - Caso 5.2.2.1 – Projeção dos ensaios no plano composto pelas CP F1 e F2 .................... 47

Figura 23 - Caso 5.2.2.1 – Círculo de correlação no plano composto pelas CP F1 e F2 .................... 49


Figura 25 - Caso 5.2.2.2 – Projeção dos ensaios no plano composto pelas CP F1 e F2 .................... 51


Figura 27 - Caso 5.2.3 – Círculo de correlação no plano composto pelas CP F1 e F2........................ 54


Figura 29 - Caso 5.2.4 - Projeção das amostras no Plano de CP F1 e F2 ........................................... 56



Figura 32 - Caso 5.2.4 - Projeção das amostras analisadas no Plano de CP F1 e F2, com recurso a

“Tipo de Esgoto” .................................................................................................................................... 59

Figura 33 - Caso 5.2.5 - Projeção das amostras no Plano de CP F1 e F2 e com recurso a “Tipo de

esgoto” ................................................................................................................................................... 60




Figura 37 - Caso 5.2.6 - Projeção das amostras no Plano de CP F1 e F2 ........................................... 65



Índice de Tabelas

Tabela 1 - Variação de alguns poluentes de águas residuais domésticas com o nível de tratamento

(adaptado de Metclaf e Eddy, 2003; Albuquerque, 2003) ..................................................................... 13

Tabela 2 - Valores característicos de porosidade e condutividade hidráulica de alguns materiais de

enchimento (Reed at al., 1995, citado por USEPA, 2000) .................................................................... 16

Tabela 3 - Eficiência de tratamento de CBO5 em leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial

horizontal (Vymazal, 2010) .................................................................................................................... 21

Tabela 4 - Eficiência de tratamento de SST em leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial

horizontal (Vymazal, 2010) .................................................................................................................... 22

Tabela 5 - Eficiência de tratamento de azoto total em leitos de macrófitas de escoamento sub-

superficial horizontal (Vymazal, 2010) .................................................................................................. 24

Tabela 6 - Eficiência de tratamento de azoto amoniacal em leitos de macrófitas de escoamento sub-


Tabela 7 - Eficiência de tratamento de fósforo total em leitos de macrófitas de escoamento sub-


Tabela 8 - Eficiência de tratamento de coliformes fecais em leitos de macrófitas de escoamento sub-


Tabela 9 - Eficiências médias de remoção de CBO5, CQO, NH4-N, azoto total (TN), fósforo total (TP) e

coliformes fecais (CF) para leitos plantados e não plantados de alguns artigos consultados ............. 27

Tabela 10 - Equações de regressão para os parâmetros CBO5, CQO, SST, azoto total e fósforo total,

propostas por diferentes autores (adaptado de Galvão, 2009)............................................................. 39

Tabela 11 - Valores extremos observados para variáveis físicas ......................................................... 40

Tabela 12 - Diversidade geográfica dos estudos consultados.............................................................. 40

Tabela 13 - Diversidade geográfica observada (Cont.) ........................................................................ 41

Tabela 14 - Valores extremos observados para variáveis de poluentes .............................................. 41

Tabela 15 - Variáveis físicas e variáveis qualitativas utilizadas e sua nomenclatura ........................... 43

Tabela 16 - Variáveis quantitativas utilizadas e sua nomenclatura ...................................................... 44

Tabela 17 - Sufixos utilizados para as diferentes variáveis .................................................................. 44

Tabela 18 - Caso 5.2.2.1 - Averiguação do número de CP a reter ....................................................... 48

Tabela 19 - Caso 5.2.2.2 - Averiguação do número de CP a reter ....................................................... 52

Tabela 20 - Caso 5.2.3 - Averiguação do número de CP a reter .......................................................... 54




Nas grandes batalhas da vida, o primeiro passo para a vitória

é o desejo de vencer.

Mahatma Gandhi

1

1. Introdução

1.1 Enquadramento do tema e objetivos

A água é um elemento essencial para a manutenção de todas as formas de vida e, como tal, deve ser

preservada. As águas residuais provenientes de aglomerados populacionais são constituídas por

microrganismos patogénicos e elevada carga orgânica que dificilmente serão compatíveis com

depuração natural no meio recetor. Assim, torna-se necessário a consciencialização das entidades

públicas, privadas e cidadãos em geral para este problema, e impõe-se uma ação geral e simultânea

recorrendo ao planeamento e tratamento das águas residuais através de soluções sustentáveis que

cumpram os valores legalmente exigidos e tenham em conta a crescente procura pela água.

Mundialmente, no que toca a esta temática, hoje está-se perante um cenário de crise resultante da falta

de instalações sanitárias adequadas e declínio na disponibilidade de água potável (Caselles-Osorio e

García, 2006). De acordo com a World Health Organization (2015), à escala mundial, 1 em cada 3

pessoas, ou 2.4 biliões, permanecem sem instalações sanitárias adequadas, sendo que destas, 946

milhões de pessoas defecam ao ar livre e cerca de 750 milhões de pessoas ainda não têm acesso a

fontes de água potável de qualidade, sendo que os países subdesenvolvidos representam grande parte

destes valores. De referir ainda que, de acordo com a mesma publicação, anualmente cerca de 365.000

crianças de idade inferior a 5 anos falecem de problemas de foro intestinal contraídos por consumo de

água inapropriada, falta de saneamento ou higiene.

Segundo a UNESCO (2015), “os recursos hídricos são um elemento-chave nas políticas de combate à

pobreza, mas por vezes são ameaçados pelo próprio desenvolvimento”. Esta frase proferida pela

diretora-geral da UNESCO, Irina Bokova, espelha bem a complexa relação entre o desenvolvimento

populacional e o uso e sobre-exploração da água. Estima ainda que para o ano de 2050 a agricultura,

responsável pela maior parte de consumo de água, terá de aumentar a produção de comida em 60%

nos países desenvolvidos, e 100% nos países em desenvolvimento. Conclui o relatório da World Water

Assessment Programme, liderado pela UNESCO, que caso não haja consciencialização e uma

melhoria drástica no uso e gestão da água, no ano de 2030 haverá um défice de água de 40% a nível

planetário.

Como resposta a esta situação, existem atualmente inúmeras tecnologias de tratamento das águas

residuais adequadas aos grandes aglomerados que, se adotadas para pequenos aglomerados,

levariam a custos per capita elevados, tornando-se insustentáveis. Assim, o recurso a fossas sépticas

complementadas por sistema de filtração e/ou infiltração tem sido uma solução frequentemente

adotada para o tratamento de águas residuais de pequenos aglomerados.

Deste modo, para pequenos aglomerados enquadram-se soluções simples e de baixo custo. A solução

de recurso a leitos de macrófitas tem-se revelado uma tecnologia especialmente adequada no

2

tratamento de águas residuais de pequenos aglomerados uma vez que é possível obter-se boas

eficiências de remoção de carga orgânica e de microrganismos patogénicos despendendo-se baixos

custos de instalação e manutenção, não descurando a integração paisagística.

O tipo de leito de macrófitas mais utilizado na Europa, e o que será analisado nesta dissertação, é o de

escoamento sub-superficial horizontal. Este tipo consiste num leito de gravilha ou pedra, selado por

uma membrana impermeável e dotado de plantas denominadas de macrófitas. O leito recebe o caudal

afluente a montante que flui posteriormente pelo material poroso num sentido maioritariamente

horizontal, até alcançar a zona de saída, de onde é recolhido (Vymazal, 2010).

Existem na literatura vários estudos que evidenciam a influência de um ou mais parâmetros de

dimensionamento de leitos de macrófitas de fluxo sub-superficial horizontal, nomeadamente o tipo de

substrato, a carga orgânica, a carga hidráulica, a relação comprimento x largura, o tempo de retenção

hidráulico, as características do leito e a sua profundidade, na eficiência de remoção de vários tipos de

contaminantes em diferentes condições ambientais (García et al., 2005). No entanto, os diversos

estudos disponíveis abordam na sua larga maioria apenas um número limitado de parâmetros e

condições operacionais, verificando-se mesmo que aqueles que procuram relações empíricas entre

variáveis geralmente correlacionam apenas 2 isoladamente, como por exemplo as concentrações à

entrada e saída do leito de um dado poluente. Desta forma, desconhecem-se estudos que abordem a

influência conjunta dos vários parâmetros de dimensionamento, bem como a relação entre estes e a

sua influência na eficiência de remoção do conjunto de todos os contaminantes.

O objetivo deste trabalho foi o de avaliar de uma forma mais abrangente esta influência conjunta de

várias variáveis e averiguar se os conhecimentos adquiridos da literatura se mantêm aquando de uma

análise mais complexa, ou se se obtém informação nova de interesse científico. Os elementos a

analisar foram fornecidos por uma base de dados que compila não só informação referente às

características físicas de leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial horizontal, bem como aos

vários tipos de contaminantes presentes nestes. Para a criação desta base de dados procedeu-se ao

levantamento e análise de 40 artigos científicos, dos quais resultaram 178 casos de estudo, número de

amostras este que se considerou suficiente. Uma vez que se irá tratar de uma análise multivariada,

recorreu-se ao software ANDAD para se proceder à análise de componentes principais dos casos de

estudo referidos.

1.2 Estrutura da dissertação

A presente dissertação é composta por seis capítulos.

No capítulo 1 faz-se o enquadramento do tema da dissertação, referindo os objetivos da mesma, bem

como a estrutura do trabalho desenvolvido.

3

No capítulo 2 faz-se uma descrição histórica relativamente à evolução dos sistemas de leitos de

macrófitas, o seu princípio de funcionamento, os seus constituintes e tipos de leito relativamente às

espécies de macrófitas e tipo de escoamento.

No capítulo 3 descreve-se os leitos de escoamento sub-superficial horizontal nomeadamente o

conhecimento adquirido pela literatura no que à eficiência de tratamento físico-químico diz respeito,

tipo de plantas, aspetos construtivos, vantagens e desvantagens destes sistemas.

No capítulo 4 é apresentada a metodologia utilizada na presente dissertação, no qual se aborda o

conceito de análise multivariada, procedendo-se posteriormente a uma explicação mais aprofundada

do método adotado, a análise de componentes principais.

No capítulo 5 expõem-se os casos de estudo efetuados ressalvando as conclusões relevantes através

do paralelismo com os conhecimentos adquiridos da literatura.

Por último, no capítulo 6 sintetizam-se as principais conclusões obtidas e propõem-se elementos de

desenvolvimento de trabalho futuro.

4

2. Leitos de macrófitas como solução para

tratamento de águas residuais

2.1 Enquadramento histórico

A inexistência de qualquer tratamento de águas residuais até ao séc. XIX esteve na base da

proliferação de vastas doenças e epidemias. A contaminação dava-se através do contacto de origens

de águas utilizadas pela população com efluentes e outros resíduos que, não sofrendo qualquer

tratamento, produziam e propagavam múltiplas enfermidades entre os seus consumidores.

Já no séc. XIX verificou-se o desenvolvimento de sistemas de drenagem enterrados que, embora

utilizados como forma de evitar a contaminação de origens de água, se revelaram insuficientes.

Surgiram ainda diversas soluções de tratamento (precipitação química, infiltração rápida, escoamento

superficial ou em irrigação agrícola) que predominaram até ao início do séc. XX. Nas grandes cidades

desenvolveram-se as chamadas “quintas de esgoto”, terrenos circundantes que serviam

essencialmente para a aplicação dos efluentes gerados pela população (Cooper, 2001).

Estes recursos acabaram por ser descartados e preteridos por novas soluções devido, principalmente,

à necessidade de expansão das vilas e cidades. A esta causa juntaram-se ainda os problemas

causados pela acumulação e atulhamento dos solos e ainda pela insuficiência no grau de qualidade do

tratamento.

As últimas décadas marcaram o aprofundamento da investigação dos leitos de macrófitas, também

designadas como zonas húmidas construídas, que representaram uma alternativa aos tradicionais

sistemas intensivos de tratamento. Esta tecnologia, embora considerada recente, já havia sido utilizada

no início do século XX aquando da descarga de efluentes domésticos em pântanos (IWA, 2000).

Na Europa, os estudos sobre esta tecnologia iniciaram-se na década de 50 com experiências que,

através da utilização de determinadas plantas macrófitas (plantas aquáticas que se desenvolvem em

zonas húmidas, lagos e cursos de água) como Scirpus, Juncus ou Phragmites, demonstraram a

eficiência na remoção de compostos fenólicos e outros derivados tóxicos (Caselles-Osorio e García,

2006).

As investigações prosseguiram nos anos 60 com o desenvolvimento por parte de Seidel de um método

que utilizava areia ou gravilha como substrato e a combinação dos fluxos vertical e horizontal. Kickuth

desenvolveu o “método da zona radicular” baseado em fluxo horizontal e substrato tipo solo arenoso e

em 1974 construíu os primeiros leitos de macrófitas para tratamento de águas residuais municipais, na

Alemanha e Holanda (Caselles-Osorio e García, 2006).

5

O interesse em sistemas de baixo custo e pouca manutenção inflacionou a disseminação desta

tecnologia em vários países da Europa, no início dos anos 80. A simplicidade de construção, a grande

capacidade absorvente, a pequena produção de lamas e os baixos custos de manutenção e de

operação permitiram o desenvolvimento e crescimento dos leitos de macrófitas no decorrer desta

década, sendo introduzidos na Suécia, Suíça, América do Norte e Austrália. Nos anos 90 muitos destes

sistemas foram também construídos noutros países da Europa (República Checa, Polónia, Noruega,

Portugal e Eslovénia), África e Ásia (China e Índia) (Vymazal, 2010).

Paralelamente ao desenvolvimento na Europa, também nos Estados Unidos esta forma de tratamento

de águas residuais se mostrava em expansão, ainda que de forma distinta: prevaleciam os leitos de

macrófitas de escoamento superficial, enquanto que na Europa se recorria essencialmente ao

escoamento sub-superficial (IWA, 2000).

Apesar de, inicialmente, a utilização dos leitos de macrófitas estar diretamente ligada ao tratamento de

águas residuais municipais, nas duas últimas décadas esta tecnologia foi estendida a afluentes pluviais,

industriais e agrícolas. Atualmente, quase todos os tipos de águas residuais podem ser tratados por

leitos de macrófitas. Este alargamento da especialidade de aplicação deu início a novos conceitos de

tratamento tais como os sistemas de carga intermitente, os sistemas de fluxo vertical, os sistemas de

várias plataformas e os sistemas híbridos que consistem numa combinação de sistemas de leitos de

macrófitas de escoamento horizontal e vertical (Vymazal, 2010).

Este franco desenvolvimento da tecnologia de leitos de macrófitas é também comprovado pelo aumento

significativo de eventos sobre o assunto, apresentação de novas vertentes da tecnologia assim como

complementação das existentes, levando ao aperfeiçoamento dos conhecimentos e técnicas utilizadas

na Indústria Mundial da Água.

2.2 Tipos de leitos de macrófitas

Os leitos de macrófitas são geralmente classificados de acordo com o tipo de escoamento e sua

orientação, podendo ser (Vymazal, 2008; USEPA, 2000):

Leitos de escoamento superficial;

Leitos de escoamento sub-superficial: vertical ou horizontal;

Sistemas híbridos ou mistos.

Por outro lado, as macrófitas, plantas aquáticas integrantes do leito, classificam-se em flutuantes,

submersas e emergentes, como se pode ver na Figura 1.

6

No âmbito desta dissertação, será descrito mais detalhadamente o sistema de escoamento sub-

superficial horizontal, sistema mais utilizado em Portugal.

Na Figura 2 sintetiza-se a classificação de leitos de macrófitas e vegetação utilizada.

Figura 1 - Perfil tipo de um leito de macrófitas - Tipos de macrófitas (adaptado de http://www.ufscar.br/~probio/perfil_m.jpg)

7

2.2.1 Leitos de macrófitas de escoamento superficial

2.2.1.1 Sistemas de macrófitas flutuantes

Neste tipo de sistemas de macrófitas a densa cobertura criada pelas plantas flutuantes permite uma

penetração reduzida de radiação solar e deste modo, uma água residual praticamente livre de algas e

em condições anaeróbias, favorecendo a desnitrificação. Estes sistemas utilizam plantas enraizadas

(p.e.: Nymphaea, Nuphar, Potomogeton, Hydrocotyle) ou aquáticas flutuantes (p.e.: Lemna, Spirodela,

Eichhornia crassipes, Pistia stratiotes, Visctoria regia). As espécies de plantas mais utilizadas são as

Eichhornia crassipes (Jacinto-de-água), e Lemna (Lentilha-de-água), sendo mais comumente utilizadas

na remoção de nutrientes após tratamento secundário (IWA, 2000). Nas Figuras 3 e 4 demonstra-se as

macrófitas Jacinto-de-água e Lentilha-de-água.

Figura 2 - Tipos de leitos de macrófitas (adaptado de Vymazal, 2008)

8

O facto das raízes se encontrarem em total contacto com a água permite a criação de uma grande

superfície de contacto entre ambas proporcionando um tratamento mais eficaz na remoção de sólidos

suspensos totais (SST) e poluentes orgânicos, absorvendo ainda, e de forma eficaz, azoto e fósforo

(IWA, 2000).

Na Figura 5 ilustra-se este tipo de sistema de macrófitas.

Figura 3 – Jacinto-de-água (fonte: www.prota4u.org)

Figura 4 – Lentilha-de-água (fonte: aquahobby.com)

9

2.2.1.2 Sistemas de macrófitas submersas

Neste sistema os tecidos fotossintéticos das plantas estão totalmente imersos. O seu potencial de

utilização em tratamento primário ou secundário de efluente é limitado devido e à sua sensibilidade a

condições anaeróbias e à tendência de estas serem tapadas por eventuais plantas à superfície. Estas

macrófitas consomem o dióxido de carbono dissolvido na água e provocam um acréscimo na

concentração de oxigénio dissolvido, levando a um aumento do pH que facilita a volatização de amónia

e precipitação química do fósforo. Esta categoria de leitos de macrófitas de escoamento superficial não

é de uso comum mas é frequente a plantação deste tipo de macrófitas em leitos que, na sua extensão,

apresentem zonas profundas (IWA, 2000).

Na Figura 6 ilustra-se o sistema de macrófitas aquáticas submersas.

2.2.1.3 Sistemas de macrófitas emergentes

Neste sistema a base do leito deve ser impermeável ou impermeabilizada, contendo uma camada de

20 a 30 cm de solo arável para suporte das raízes das macrófitas. A superfície livre do efluente mantem-

se acima do nível do solo, com profundidades que podem variar de poucos centímetros até 1 m,

caracterizando-se as zonas próximas da superfície de contacto entre o efluente e a atmosfera como

aeróbias e as zonas mais profundas, anaeróbias (IWA, 2000). A densa vegetação emergente cobre,

normalmente, mais de 50% da área superficial do leito (Vymazal, 2010). São utilizadas, por exemplo,

Figura 5 - Sistema de macrófitas aquáticas flutuantes (adaptado de Dias, 2000)

Figura 6 - Sistema de macrófitas aquáticas submersas (Dias, 2000)

10

espécies como as Phragmites e Scirpus, enraizadas e adaptadas ao encharcamento, cujas folhas

emurchecem no Inverno e rebentam novamente na Primavera, a partir dos rizomas. Uma vez que junto

das raízes circula uma parca quantidade de água residual, diminuindo o potencial de depuração, a

eliminação dos contaminantes dá-se através de reações que têm lugar na água e raramente na zona

inferior de contacto (USEPA, 2000). Expõe-se este tipo de sistema de macrófitas através da Figura 7.

2.2.2 Leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial

2.2.2.1 Sistemas de escoamento sub-superficial horizontal

Os sistemas de escoamento sub-superficial horizontal são os tipos de leitos de macrófitas mais

utilizados em Portugal e na Europa. Estes, embora apresentem eficiências de remoção compatíveis

com um grau de tratamento secundário relativamente a matéria orgânica (caracterizada geralmente por

CBO5 e CQO) e sólidos suspensos totais, apresentam normalmente eficiências de remoção reduzidas

para fósforo e azoto (Soares, 2012).

Este sistema, que será abordado com mais detalhe no capítulo 3, caracteriza-se por um leito com

profundidade inferior a 1 m, preenchido com gravilha de diferentes granulometrias que sustenta o

crescimento de algumas espécies de plantas. Permite assim a circulação, num sentido

maioritariamente horizontal, das águas residuais que têm de transitar uma extensão de solo (o leito)

até atingirem a saída e serem posteriormente descarregadas, preferencialmente em linhas de água.

Este tipo de sistema sempre foi utilizado para tratamento de águas domésticas e municipais em todo o

mundo. No entanto, atualmente, estes são utilizados no tratamento de diversos tipos de águas

residuais, nomeadamente industriais, escorrências pluviais e agrícolas (Vymazal, 2010).

Na Figura 8 ilustra-se este tipo de sistema de macrófitas.

Figura 7 - Sistema de macrófitas aquáticas emergentes de escoamento superficial horizontal (adaptado Vymazal, 2003)

11

Figura 8 - Sistema de macrófitas aquáticas emergentes de escoamento sub-superficial horizontal. (Soares, 2012)

2.2.2.2 Sistemas de escoamento sub-superficial vertical

Estes sistemas caracterizam-se pela possibilidade de terem o fluxo ascendente ou descendente. Nos

sistemas de fluxo descendente o leito é constituído por uma base de gravilha seguindo-se uma

cobertura de areia. No fundamento do funcionamento está a rega descontínua do leito com água

residual que, gradualmente, percola das camadas superiores até à base (Kadlec, 2003). Esta

intermitência de rega permite que haja uma distribuição de oxigénio pelos vazios do meio e, deste

modo, uma predominância de reações aeróbias neste tipo de sistemas (Guia UE, 2001). Ilustra-se este

tipo de sistema através da Figura 9.

No caso de fluxo ascendente, o leito possui cascalho na base e solo no topo, intercalados por uma

camada de gravilha. Na base do leito distribuem-se canais que, através de um sistema eletromecânico,

injetam a água residual nesse mesmo leito, permitindo que o escoamento se dê por contra-percolação

e por capilaridade (Dias et al., 2000).

A Figura 10 ilustra este tipo de sistema.

Figura 9 - Sistema de macrófitas aquáticas emergentes de escoamento sub-superficial vertical descendente (adaptado Vymazal, 2003)

12

Existem ainda sistemas combinados dos vários tipos referidos, designados híbridos ou mistos, cujo

objetivo passa por garantir uma maior eficiência no tratamento uma vez que, sendo frequentemente

compostos por fluxo horizontal e vertical, promovem, não só a eficaz remoção de CBO5 e SST, como

uma maior eficácia na remoção de azoto uma vez que a combinação de leitos de escoamento sub-

superficial vertical seguidos de leitos de escoamento sub-superficial horizontal proporciona condições

para que se dê a nitrificação seguida de desnitrificação, reação aeróbia e anaeróbia, respetivamente

(Vymazal, 2010).

2.3 Principais características de ETAR de leitos de macrófitas

O recurso à tecnologia de leitos de macrófitas tem de uma forma geral o objetivo de se obter uma

qualidade de efluente compatível com o tratamento secundário. Assim, as ETAR que utilizam estes

sistemas são geralmente compostas por órgãos que permitem três tipos de tratamento (Metcalf e Eddy,

1991; IWA, 2000):

Tratamento Preliminar – utiliza geralmente a gradagem para remover os sólidos de maior dimensão em

suspensão que possam causar problemas de operação ou manutenção do sistema, antes do efluente

entrar no órgão de tratamento primário;

Tratamento Primário – usualmente assegurado por uma fossa séptica ou por um tanque Imhof onde

são sedimentados grande parte dos sólidos em suspensão, flocadas as gorduras e outros materiais

menos densos, evitando assim a colmatação sub-superficial do leito. Embora seja possível a redução

de alguns poluentes, o efluente proveniente de um tratamento primário apresenta, geralmente, ainda

uma concentração na casa dos 50% de matéria orgânica e de CBO5, como se pode ver na Tabela 1;

Tratamento Secundário – Principalmente direcionado para a remoção de matéria orgânica

biodegradável e sólidos suspensos. É assegurado por um ou mais leitos impermeabilizados para

impedir a infiltração no solo, posteriormente preenchido com água e onde são plantadas macrófitas.

Figura 10 - Sistema de macrófitas aquáticas emergentes de fluxo sub-superficial vertical ascendente (adaptado de Vymazal, 2003)

13

Como se viu anteriormente, o preenchimento do leito permite a classificação dos leitos de macrófitas

em dois tipos conforme se trate de uma ocupação por água e plantas aquáticas - Escoamento

superficial - ou por um meio poroso (geralmente gravilha) com plantas (macrófitas) à superfície -

Escoamento sub-superficial.

A Tabela 1 demonstra a variação típica da concentração de alguns parâmetros característicos de águas

residuais domésticas em função do nível de tratamento a que é sujeita.

Tabela 1 - Variação de alguns poluentes de águas residuais domésticas com o nível de tratamento (adaptado de Metclaf e Eddy, 2003; Albuquerque, 2003)

Tratamento CBO5 (mg/l)

CQO (mg/l)

N (mg/l)

P (mg/l)

SST (mg/l)

Sem tratamento 140 - 400 350 - 1000 20 - 80 5 - 12 100 - 350

Após tratamento Primário

80 - 250 200 - 500 20 - 60 5 - 10 80 - 140

Após tratamento Secundário

20 - 40 80 - 150 5 - 10 1 - 3 10 - 50

14

3. Leitos de macrófitas de escoamento sub-

superficial horizontal

3.1 Funcionamento e aspetos construtivos do sistema

A análise desta dissertação incidiu sobre leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial horizontal,

sendo, desta forma, o tipo que irá ser sujeito a uma descrição mais detalhada.

O sistema de macrófitas de escoamento sub-superficial horizontal, como já foi referido anteriormente e

agora se aprofunda, caracteriza-se pela escavação de um leito no solo que irá sofrer uma

impermeabilização e enchimento com material poroso, de granulometrias distintas, com uma camada

de solo cultivável na superfície onde se plantam as macrófitas, sensivelmente de 30 em 30 cm (Relvão,

1999). Estas são plantas que estão adaptadas a viver em contexto de águas com uma grande carga

orgânica e, recorrendo à fotossíntese, encaminham oxigénio às raízes beneficiando a degradação da

matéria orgânica através dos microrganismos que vivem associados ao seu sistema radicular. A água

residual reparte-se na entrada do leito, através de tubagem perfurada, provinda de órgãos de pré-

tratamento – fossa séptica ou tanque Imhoff – levando-a ao seu atravessamento – translação – que se

estira ao longo da zona onde se encontram as raízes e os rizomas (Reed et al., 1995).

Ao longo deste percurso verificam-se inúmeros processos de origem física, química e biológica, que

auxiliam no bom rendimento purificador do afluente (Dias, 2000; Vymazal 2010). As reações biológicas

advêm do crescimento de organismos no biofilme que se desenvolve nas plantas e no meio de

enchimento logo, este tipo de leito de macrófitas apresenta taxas mais elevadas de eliminação

comparativamente ao sistema de escoamento superficial, possibilitando assim uma menor área para o

leito. O facto de o nível da água se encontrar abaixo da superfície do solo apresenta não só uma mais-

valia ao nível estético do sistema, como tal facto evita problemas associados aos climas frios, uma vez

que esta capa de solo leva a uma maior proteção térmica do sistema de tratamento, o que permite que

nas camadas inferiores continuem a desenrolar-se as reações esperadas (Etarplan, 2003 citado por

Seco, 2008).

Para que a água residual tratada possa sair, utiliza-se um dreno enterrado na extremidade oposta do

leito. Este dreno encontra-se associado a uma tubagem invertida que possibilita a regulação da altura

da descarga e, deste modo, a altura de água existente no leito. Relativamente ao nível de água, este

deve ser conservado 5 cm abaixo da superfície do material filtrante, com a finalidade de prevenir que a

água circule à superfície do filtro. Esta prevenção é fundamental para que não ocorra uma diminuição

na eficiência de tratamento devido à diminuição do tempo de retenção da água residual no leito. Não

havendo água na superfície, minimiza-se também o risco de proliferação de insetos e surgimento de

odores (Guia UE, 2001). Posteriormente, o efluente tratado é recolhido no extremo oposto ao de

15

entrada no leito para ser libertado num destino final que, geralmente, será uma linha de água das

imediações.

Na Figura 11 apresentam-se imagens ilustrativas de tubagens perfuradas instaladas à entrada e à

saída de um leito.

Regra geral, o leito deve ser submetido à impermeabilização, tanto no fundo como nos taludes, através

de uma tela de polietileno – PEAD, de forma a garantir, não só a sua estanquicidade, impossibilitando

assim a contaminação das águas subterrâneas adjacentes, como que as macrófitas possuam sempre

substâncias alimentares (contaminantes), que irão permitir o seu desenvolvimento. O efluente saturado

de matéria orgânica e outros poluentes fornecem os contaminantes, possibilitando às plantas a

possibilidade de assegurarem a sua subsistência e, por sua vez, melhorar a qualidade da água. A

impermeabilização com tela pode ser dispensada nos lugares em que o solo onde se planeia implantar

os leitos de macrófitas seja de origem argilosa, ou seja, de baixa permeabilidade (Relvão, 1999).

A constituição do leito, meio de enchimento, funciona como importante auxiliar do tratamento do

efluente, nomeadamente na criação, manutenção e transporte de diversos organismos, como por

exemplo protozoários, os fungos e as algas do solo, com o objetivo a remoção de detritos orgânicos.

Assim sendo, o meio de enchimento é um dos constituintes fundamentais para um tratamento eficiente,

não devendo ser de granulometria muito fina (< 0,2 mm), pois embora se dê uma maior eliminação de

microrganismos, maior absorção de nutrientes e maior clarificação, leva à necessidade de ser aumentar

a área do leito, pois a porosidade diminui. Não deverá ser também de granulometria muito grosseira (>

4,0 mm), pois embora seja facilitada a condução hidráulica, permitindo cargas hidráulicas maiores e

desta forma melhorar o comportamento face à colmatação (que sucede maioritariamente nos dois

primeiros anos de atividade quando as plantas não estão completamente desenvolvidas), estes solos

prejudicam a proliferação das macrófitas e têm um desempenho deficiente na eliminação de metais

pesados, nutrientes e microrganismos e na clarificação dos efluentes. É habitualmente utilizada uma

Figura 11 - Tubos de alimentação (à esquerda) e recolha do efluente (à direita) de um leito (Simões, 2009)

16

mistura de gravilha e areão uniforme, que garante uma boa permeabilidade, recomendando-se colocar

a gravilha no fundo do leito (USEPA, 2000). Antes da colocação em obra, é recomendada a lavagem

prévia destas matérias e, deste modo, remover-se eventuais finos que podiam levar a problemas de

colmatação do leito.

Na Tabela 2 demonstram-se os valores característicos de porosidade e de condutividade hidráulica de

alguns tipos de material de enchimento em leitos de macrófitas.

Na Figura 12 demonstra-se o aspeto o desenvolvimento de biofilme sobre gravilha.

São diversas as formas ou configurações que o leito pode apresentar, dependendo da necessidade de

ajustar ao terreno disponível, embora sejam frequentemente de formas retangulares, com o

comprimento superior à largura. Porém, requer-se que o fundo do leito tenha uma inclinação

decrescente da entrada para a saída, na ordem dos 0,5% a 1,5%, para salvaguardar uma distribuição

Tabela 2 - Valores característicos de porosidade e condutividade hidráulica de alguns materiais de enchimento (Reed at al., 1995, citado por USEPA, 2000)

Meio de enchimento Granolumetria D10

(mm) Porosidade

(%) K

(m3/(m2 dia))

Areia média 8 30 - 35 488 - 4875

Gravilha fina 16 35 - 38 914 - 9750

Gravilha 32 36 - 40 9750 - 48752

Cascalho 128 38 - 45 48752 - 249854

Figura 12 - Desenvolvimento de biofilme sobre gravilha (fonte: http://deca.ubi.pt)

17

homogénea das águas residuais por todo o leito. O terreno deve ser limpo e desmatado para prevenir

a existência de pedras e plantas infestantes que possam interferir no sistema de tratamento. O produto

decorrente da escavação, para instalação do leito, pode ser reutilizado na construção do mesmo, caso

possua características adequadas (Relvão, 1999).

No caso de as dimensões serem superiores a 500 m2, o fracionamento em diversas unidades, com

tamanho mais reduzido, irá beneficiar a manutenção da instalação e irá melhorar a distribuição

hidráulica. A profundidade do leito deve ser semelhante à profundidade máxima de penetração de

raízes (Guia UE, 2001). Em termos práticos, aconselha-se a existência de pelo menos dois leitos,

mesmo para dimensões menores a 500 m2, evitando-se assim a interrupção do funcionamento do

sistema quando estiverem a ser realizadas as operações de manutenção, sendo possível manter-se

sempre um dos dois leitos ativos (Dias, 2000).

3.2 Processos envolvidos e eficiência

Como já se referiu anteriormente, o tratamento das águas residuais em leitos de macrófitas de

escoamento sub-superficial horizontal ocorre através da combinação de processos biológicos, físicos

(filtração e sedimentação) e químicos (adsorção e degradação biológica). Neste capítulo expõem-se

termos descritivos da hidrologia bem como os principais contaminantes e processos envolvidos na

remoção destes.

A Figura 13 representa sinteticamente os processos e reações que ocorrem num leito de macrófitas.

Figura 13 - Processos e reações num leito de macrófitas (adaptado de Seco, 2008)

18

3.2.1 Carga hidráulica e tempo de retenção hidráulico

Aquando do dimensionamento dos leitos de macrófitas é importante ter-se em conta o tempo de

retenção hidráulica adequado de modo a que a água possa estar no leito o tempo necessário para que

ocorram as modificações biológicas e químicas dos contaminantes e para que a sedimentação possa

ocorrer. Assim, a eficiência do tratamento de águas residuais num leito de macrófitas melhora com uma

maior permanência entre a água residual e o meio de enchimento, sendo que, com o agravamento da

colmatação, ocorre uma diminuição da condutividade hidráulica e do tempo de retenção da massa

líquida que se encontra em contacto com o meio de enchimento (Galvão, 2009).

A carga hidráulica, HLR, pode ser entendida como sendo o caudal de água residual escoado dividido

pela área do leito (IWA, 2000).

𝐻𝐿𝑅 =

𝑄𝑖

𝐴

(1)

Onde

O tempo de retenção hidráulico, HRT, é obtido pelo Volume útil dividido pelo caudal de água residual

escoado (IWA,2000).

𝐻𝑅𝑇 =

𝐴. ℎ𝑓

𝑄𝑖=

ℎ𝑓

𝐻𝐿𝑅

(2)

Com

e

HLR = Carga hidráulica (cm d-1)

Qi = Caudal escoado (m3 d-1)

A = Área superficial do leito (m2)

HRT = Tempo de retenção hidráulico (d)

hf = Profundidade de água livre (m)

19

ℎ𝑓 = ℎ. Ɛ (3)

Em que

Conclui-se que é possível aumentar o tempo de retenção hidráulico quer pelo aumento da profundidade

do leito, quer pela diminuição da carga hidráulica.

O nível de remoção de poluentes é mais elevado para um alto tempo de retenção (6 a 8 dias) e baixas

velocidades de escoamento (Guia UE, 2001).

Aquando de uma carga hidráulica excessiva nos leitos de macrófitas, a população microbiana está

protegida pelo solo e plantas que segregam exsudados (polissacarídeos) que complementam a sua

defesa, protegendo a rizosfera e os microrganismos existentes. Esta barreira de proteção por parte das

plantas permite que a população microbiana prossiga a sua atuação sem nunca entrar em contacto

com concentrações elevadas de poluente (Dias, 2000).

3.2.2 Carência Bioquímica de Oxigénio (CBO5) e Carência

Química de Oxigénio (CQO)

Um tratamento biológico tem a principal função de remoção da matéria orgânica biodegradável,

quantificável através da Carência Bioquímica de Oxigénio (CBO5) e de matéria orgânica quimicamente

oxidável, verificada através da Carência Química de Oxigénio (CQO) (Soares, 2012).

A remoção da matéria orgânica particulada, principal responsável de matéria orgânica nos leitos de

macrófitas, ocorre predominantemente na zona inicial do leito, através de processos sedimentação e

filtração no meio de enchimento, transformando-se posteriormente em compostos solúveis (USEPA,

2000; Akratos e Tsihrintzis, 2007; García et al., 2005). A parte solúvel da matéria orgânica é degradada

pelo desenvolvimento de microrganismos no meio e na superfície das raízes e rizomas das plantas,

através de processos aeróbios e/ou anaeróbios, caso o oxigénio seja ou não o elemento responsável

pela oxidação (USEPA, 2000). O oxigénio disponível para a degradação aeróbia da matéria orgânica

provém diretamente por difusão atmosférica ou da libertação de oxigénio pelas raízes para a rizosfera

(IWA, 2000).

De salientar que a concentração de matéria orgânica à saída deve-se sobretudo à produzida

internamente pela decomposição dos resíduos das plantas e não de compostos que não tenham sido

h = Profundidade de água (m)

Ɛ = Porosidade (m3 m-3)

20

Figura 14 - Remoção de CBO5 versus tempo de retenção hidráulico (adaptado de USEPA, 1993)

absorvidos pelo sistema (USEPA, 2000), sendo por isso habitual uma concentração residual de CBO5

de 2 a 7 mg/l no efluente (USEPA, 1993).

Akratos e Tsihrintzis (2007) levaram a cabo uma experiência entre Janeiro de 2004 e Janeiro de 2006

onde analisaram 5 leitos piloto de dimensões 3 m em comprimento e 0,75 m em largura, de diferentes

vegetações, porosidades do meio e tempos de retenção hidráulico de 6, 8, 14 e 20 dias. Desta

experiência constataram uma significativa eficiência de remoção de matéria orgânica e que esta não

foi muito afetada pela variação de temperatura, vegetação ou porosidade do meio. Averiguaram ainda

que um tempo de retenção hidráulico de 8 dias é adequado para a obtenção de uma eficiência de

remoção elevada deste poluente, não apresentando grandes melhorias a partir deste valor.

Constatação que já havia sido referida por USEPA (1993).

USEPA (1993) analisou o desempenho de 17 leitos e averiguou a dependência entre a taxa de remoção

da matéria orgânica com o tempo de retenção hidráulico e com a relação comprimento x largura do

leito. Os resultados foram os que se apresentam nas Figuras 14 e 15.

Os resultados demonstram que a taxa de remoção de CBO5 aumenta até um tempo de retenção de 1,5

dias, aumentando apenas ligeiramente a partir deste valor até 7,5 dias.

HRT (d)

Rem

oção d

e C

BO

5 (

%)

21

Figura 15 - Remoção de CBO5 versus relação comprimento x largura do leito (USEPA, 1993)

Nesta análise foram englobados leitos cuja relação C:L variou de 2:1 até mais de 17:1. Como se

depreende da figura 15, não parece existir qualquer relação entre o aspeto do leito e a capacidade de

remoção de matéria orgânica.

Estudos mais recentes têm vindo a sugerir que a eficiência na remoção de matéria orgânica varia com

a oscilação da temperatura e que a influência desta depende de fatores como o tempo de retenção

hidráulico e o tipo de vegetação utilizada (Stein et al., 2006; Taylor et al., 2010).

A Tabela 3 expõe os valores médios de eficiência de remoção da concentração de CBO5 resultantes

do estudo de 438 leitos de macrófitas com escoamento sub-superficial horizontal.

3.2.3 Sólidos Suspensos Totais – SST

A remoção de SST em leitos de macrófitas realiza-se essencialmente através de processos de

sedimentação, dada a baixa velocidade a que a água residual atravessa o leito, e filtração da matéria

particulada por parte dos elementos constituintes do sistema (Wallace e Knight, 2006).

Tabela 3 - Eficiência de tratamento de CBO5 em leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial horizontal (Vymazal, 2010)

CBO5

Entrada média (mg/l)

Saída média (mg/l)

Eficiência média (%)

HLR média (cm/d)

Amostras (-)

170 42 75 11,8 438

Rem

oção d

e C

BO

5 (

%)

Relação comprimento x largura

22

Assim, não se reconhece uma influência relevante na existência de macrófitas na remoção de SST em

leitos de escoamento sub-superficial (Brisson e Chazarenc, 2009).

Como já se referiu, o processo de colmatação é frequente e deteriora o desempenho da tecnologia dos

leitos de macrófitas ao longo dos anos, reduzindo a porosidade do meio de enchimento, com as

consequências já referidas. Não obstante, a eficiência de remoção de SST nestes sistemas é elevada,

talvez pelo facto de a sedimentação ocorrer sobretudo nos primeiros metros a partir do ponto de entrada

nos leitos, como relatado por Caselles-Osorio et al. (2007).

Desde que o escoamento se mantenha abaixo da superfície do solo, a remoção de SST apresenta um

padrão semelhante ao da matéria orgânica, o que sugere que estas ocorrem em proporção semelhante

(Oliveira, 2007).

Na Tabela 4 demonstra-se os valores obtidos por Vymazal (2010) na remoção média deste poluente.

3.2.4 Azoto

O azoto surge em diferentes estados de oxidação que estarão sujeitos a distintos processos biológicos

e físico-químicos que irão proceder à sua transformação (IWA, 2000). Este poderá apresentar-se na

forma de azoto orgânico, azoto amoniacal (N-NH4), azoto nítrico (N-NO3), azoto nitroso (N-NO2) e azoto

gasoso (N2) (Simões, 2009).

Os principais mecanismos de remoção de azoto em leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial

horizontal são reações de amonificação, nitrificação e posterior desnitrificação, facilitadas pela

existência de micro-áreas aeróbias e anaeróbias (Vymazal, 2007, citado por Vymazal, 2008). O azoto

orgânico é mineralizado para amónia através de processos de hidrólise e degradação bacteriológica,

que por sua vez será oxidada para nitrato por bactérias nitrificantes presentes nas zonas aeróbias (IWA,

2000).

A desnitrificação ocorre em zonas sem oxigénio (anaeróbia ou anóxicas), geralmente entre raízes, e

permite reduzir os nitratos e o azoto livre, através do crescimento de bactérias desnitrificantes. Para

este fim, os leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial horizontal são os mais adequados. A

Tabela 4 - Eficiência de tratamento de SST em leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial horizontal (Vymazal, 2010)

SST




HLR média (cm/d)

Amostras (-)

141 35 75 15,4 367

23

desnitrificação tem um espetro alargado de atuação, podendo ocorrer em variadas temperaturas,

durante todo o ano e mesmo em climas mais frios (Vymazal, 2002). Não obstante, vários estudos

apontam que a eficiência de remoção de azoto toma valores mais elevados para períodos mais quentes

(Kuschk et al., 2003; Akratos e Tsihrintzis, 2007).

Distintos estudos demonstraram que a oxigenação da rizosfera nestes leitos é insuficiente e, deste

modo, a incompleta nitrificação é tida como a grande responsável pela limitada remoção de azoto

nestes sistemas de macrófitas (Brix e Schierup, 1990; Vymazal, 2007, citado por Vymazal, 2008). Para

aumentar estas taxas, pode aplicar-se cargas hidráulicas mais reduzidas, o que leva áreas de

implantação maiores (Galvão, 2009), e usar-se tempos de retenção elevados (Oliveira, 2007).

Tal como grande parte dos processos microbianos, a remoção deste poluente torna-se mais eficiente

em valores de pH próximos da neutralidade e aumenta com o aumento do tempo de retenção hidráulica,

sendo este último um fator essencial no grau de desnitrificação obtido (Dias, 1998).

A Figura 16 sintetiza as transformações de azoto em leitos de macrófitas.

A presença de plantas poderá também ter influência na remoção de azoto através da assimilação de

amónia e nitratos. Contudo este processo só ocorre durante o período de crescimento das plantas

(Primavera e Verão), sendo que no período de senescência (Outono e Inverno) a decomposição os

detritos vegetais levam ao aumento da quantidade de azoto presente na água (Soares, 2012).

Figura 16 - Evolução do azoto em leitos de macrófitas (Simões, 2009)

24

As Tabelas 5 e 6 demonstram os valores obtidos por Vymazal (2010) na remoção média de azoto total

e azoto amoniacal.

3.2.5 Fósforo

A remoção de fósforo está relacionada essencialmente com o meio de enchimento, uma vez que se

encontra associado a fenómenos de precipitação e adsorção, e absorção por parte das plantas

(embora com menor representatividade na eficiência global do processo de tratamento) (Akratos e

Tsihrintzis, 2007), requerendo uma grande área de contacto e a presença de sais metálicos (Oliveira,

2007).

De um modo geral, a remoção de fósforo é reduzida uma vez que o meio usado nestes leitos não é rico

em Fe, Al ou Ca que facilitam a precipitação e/ou adsorção do fósforo (Vymazal, 2008), verificando-se

uma maior capacidade de remoção durante os primeiros anos de operação, deteriorando-se bastante

quando atingido o limite de adsorção com o preenchimento das superfícies disponíveis (Sousa et al,

2002).

A influência da presença de macrófitas na eficiência de remoção do fósforo é semelhante ao descrito

para o azoto, estando também dependente do período de crescimento destas, onde se verifica um

maior consumo de fósforo na Primavera e Verão, e consumo nulo e reposição de fósforo através da

decomposição das plantas no período de senescência (USEPA, 2000).

Tabela 5 - Eficiência de tratamento de azoto total em leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial horizontal (Vymazal, 2010)

TN




HLR média (cm/d)

Amostras (-)

63 36 43 10,6 208

Tabela 6 - Eficiência de tratamento de azoto amoniacal em leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial horizontal (Vymazal, 2010)

NH4-N




HLR média (cm/d)

Amostras (-)

36 22 39 14,1 305

25

Do estudo levado a cabo por Akratos e Tsihrintzis (2007) e que se descreveu no capítulo 3.2.2, concluiu-

se que a vegetação apresenta um contributo na remoção de fósforo. Adicionalmente, estes verificaram

que a seleção do meio de enchimento desempenha um papel fundamental, tendo obtido a melhor taxa

de remoção para granulometrias mais finas. Espelhou-se ainda a necessidade de aumento do tempo

de retenção hidráulico com a diminuição da temperatura.

Os valores obtidos por Vymazal (2010) na remoção média de fósforo podem ser consultados na Tabela

7.

3.2.6 Microrganismos patogénicos

A remoção dos microrganismos patogénicos, cuja presença em água residuais é habitualmente

determinada através da deteção de organismos, nomeadamente coliformes totais, coliformes fecais,

estreptococos fecais e Escherichia coli (Galvão, 2009), advém dos processos de sedimentação e

filtração no meio e intersecção com as plantas ou biolfime (USEPA, 2000).

A eficiência de remoção destes microrganismos, espelhada geralmente pela diferença logarítmica da

concentração à entrada e à saída do leito, está relacionada com fatores como a granulometria do meio

de enchimento, o tempo de retenção (García et al., 2003), características do efluente, nomeadamente

a concentração, temperatura e carga hidráulica (Hagendorf et al., 2005), e presença de plantas (Hench

et al., 2003; El Hamouri et al., 2007; García et al., 2008, citado por Galvão, 2009).

Decamp (1997) levou a cabo uma experiência na qual analisou a remoção de E. Coli em leitos com

distintas características de vegetação (plantados com Phragmites australis ou sem vegetação), de meio

de enchimento (gravilha ou solo) e de tempo de retenção hidráulico. Este autor apresentou resultados

de eficiência remoção entre 96,6-98,9%. Acrescenta ainda que os leitos de gravilha apresentaram

melhores resultados quando comparados com os providos de solo como meio de enchimento,

concluindo que o leito plantado em gravilha foi o que apresentou melhores resultados (98,9%). Relatam

ainda que foram observadas flutuações diurnas nas concentrações de E. Coli, associadas a variações

de temperatura, e como tal, concluem, a concentrações mais altas à entrada do leito não estão

necessariamente associadas concentrações mais elevadas de efluente. Posteriormente, conclusões

Tabela 7 - Eficiência de tratamento de fósforo total em leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial horizontal (Vymazal, 2010)

TP




HLR média (cm/d)

Amostras (-)

9,6 4,8 50 11,4 272

26

semelhantes foram obtidas por diferentes autores (Karathanasis et al.,2003; Hench et al., 2003; El

Hamouri et al., 2007; García et al., 2008).

García et al. (2003) constataram que a eficiência de remoção coliformes fecais aumenta até um valor

de tempo de retenção de 3 dias, estagnando a partir deste valor.

A Tabela 8 expõe os valores médios de eficiência de remoção de coliformes fecais obtidos por Vymazal

(2005) provenientes da análise de 51 leitos de vários países.

3.3 Plantas

As plantas aquáticas emergentes designam espécies vegetais anfíbias. Estas vivem em águas com

pouca profundidade, radicadas no solo e cujos caules e folhas surgem fora da água, podendo atingir

alturas entre 2 a 3 m. As plantas são constituintes importantes neste tipo de sistema de leitos de

macrófitas uma vez que vão não só contribuir para a oxigenação do meio, utilizando o transporte

descendente do oxigénio para o substrato, como suportam ainda a atividade metabólica dos

organismos aeróbios e das bactérias nitrificantes (Vymazal, 2003, citado por Seco, 2008). Importa

realçar que também as plantas macrófitas necessitam de alguns nutrientes que salvaguardem o seu

crescimento, como sais minerais, fósforo e azoto. Uma vez que estes compostos se encontram

abundantemente nas águas residuais domésticas, o seu consumo por parte das macrófitas contribui

para uma eliminação mais eficaz destes poluentes (Dias, 2000).

Geralmente, os leitos de macrófitas em funcionamento há mais de três anos apresentam maior

rendimento uma vez que as plantas e raízes já atingiram o crescimento ideal, permitindo que o sistema

se encontre a funcionar em pleno. A acrescentar à atuação das macrófitas, estas permitem não só a

estabilização da superfície dos leitos, uma vez que impedem através do denso conjunto de raízes o

desenvolvimento de canais de erosão, como aumentam a condutividade hidráulica (Galvão, 2009). De

realçar que o aspeto estético dos leitos depende das plantas que se opte por utilizar (Oliveira, 1995).

Os tipos de macrófitas mais utilizados em leitos de escoamento sub-superficial horizontal são as

Phragmites (Caniço), Typhas (Espadana), Juncus (Junco) e Scirpus (Bunho). Apesar da sua existência

no leito influenciar grande parte dos processos de remoção de poluentes, não existe consenso sobre a

Tabela 8 - Eficiência de tratamento de coliformes fecais em leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial horizontal (Vymazal, 2005)

CF (CFU/100 ml)




Amostras (-)

1,27 x 107 9,96 x 105 92 51

27

influência na remoção de contaminantes com a presença ou não de macrófitas no leito ou acerca de

qual o melhor desempenho de uma espécie em relação a outras, na medida em que inúmeros estudos

apresentam resultados contraditórios (IWA, 2000; Calheiros et al., 2007; Akratos e Tsihrintzis, 2007;

Taylor et al., 2010; Stein et al., 2006), como se espelha na Tabela 9, onde se expõe as eficiências

médias de remoção de poluentes provenientes de alguns dos artigos consultados na elaboração desta

dissertação que analisaram conjuntamente leitos com a presença e ausência de macrófitas.

A Figura 17 demonstra alguma das macrófitas mais utilizadas.

Tabela 9 - Eficiências médias de remoção de CBO5, CQO, NH4-N, azoto total (TN), fósforo total (TP) e coliformes fecais (CF) para leitos plantados e não plantados de alguns artigos consultados

Publicação CBO5

(%) CQO (%)

NH4-N (%)

TN (%)

TP (%)

CF (log)

Plantado Não

Plantado Plantado

Não Plantado

Plantado Não

Plantado Plantado

Não Plantado

Plantado Não

Plantado Plantado

Não Plantado

Akratos e Tsihrintzis,

2007 87 86 87 87 - - - - 51 39 - -

Camacho et al., 2007

- - 88 81 18 6 43 36 31 18 - -

Li et al., 2014

- - - 68 - 18 - 25 - - - -

Mercedes et al., 2007

- - - - - - - - - - 3 4

Mburu et al., 2013

87 83 86 77 8 0 - - 26 13 - -

El Hamouri et al., 2006

81 68 80 66 9 5 - - 15 15 1 0

Baptista JDC et al.,

2003 91 92 80 88 - - - - - - - -

28

3.4 Vantagens e desvantagens relativamente aos sistemas

convencionais

Os leitos de macrófitas têm um leque de vantagens relativamente aos sistemas convencionais, uma

vez que são sistemas de baixa tecnologia, com um custo moderado de investimento inicial e um baixo

custo de exploração e manutenção (Vymazal, 2010). Relativamente aos baixos custos de construção,

estes englobam principalmente o valor de aquisição dos terrenos de implantação, das terraplanagens

bem como das escavações e das estruturas de controlo hidráulico (Ribeiro, 2007).

No que concerne à manutenção, esta é moderadamente simples na medida em que integram sistemas

de baixa tecnologia, sendo que podem ser preservados por pessoal sem qualificações específicas e

sem necessidade de supervisionamento a tempo inteiro (García et al., 2005).

Estes leitos possuem uma integração paisagística conciliável com a consciencialização ambiental na

medida em que são sistemas de fluxo sub-superficial e não manifestam odores nem insetos (Guia UE,

2001). Além disso, apresentam uma grande versatilidade de formas do leito de macrófitas com a

finalidade de melhorar a adaptação ao terreno (Relvão, 1999).

Estes sistemas não necessitam de equipamentos eletromecânicos nem de aditivos químicos ou

combustíveis energéticos (Silva, 1998). Ademais, complementam o tratamento secundário de algumas

ETAR’s de conceção convencional com uma afinação relativamente à remoção de nutrientes e

eliminação de poluição bacteriológica (Costa et al., 2003). De acrescentar que estes sistemas atingem

uma elevada eficácia no tratamento de CBO5, SST e coliformes fecais e adaptam-se bem à oscilação

de caudais (Galvão e Matos, 2004).

Figura 17 - Phragmites australis (superior, à esquerda), Typha latifolia (superior, à direita), Juncus (inferior, à esquerda), Scirpus (inferior, à direita)

29

O recurso às plantas como vetor de transporte de oxigénio até ao substrato confere ao sistema uma

grande capacidade de evapotranspiração, o que traz consequências positivas ao nível do balanço

térmico e hídrico. Por outro lado, a diversidade de plantas que se pode utilizar para tratar as águas

residuais possibilita uma estética local própria, contribuindo também para a dinâmica dos ecossistemas.

A descentralização do tratamento de águas residuais, a baixa produção de lamas e o eventual

aproveitamento do efluente para a agricultura são ainda algumas das vantagens a adicionar a estes

sistemas (Galvão, 2009; Galvão e Matos, 2004).

A principal desvantagem da utilização dos leitos de macrófitas diz respeito à dificuldade de obtenção

de terreno com uma área aceitável para a implementação dos leitos na medida em que estes precisam

de áreas maiores que os sistemas convencionais, sobretudo em áreas urbanas mais densamente

povoadas (USEPA, 2000).

A eficiência deste tipo de sistemas pode ser menos estável do que num sistema convencional, e pode

ser sazonal na remoção de azoto e fósforo em resposta às alterações das condições ambientais, por

exemplo, devido a variações das estações do ano, como já se referiu nos capítulos 3.2.4 e 3.2.5. Além

disso, demoram algum tempo para alcançarem as condições ótimas de funcionamento, sensivelmente

1 ou 2 anos depois de ser implementado e, ao longo do tempo, aumentará a tendência para a

colmatação do solo pois os sedimentos e as raízes das plantas tendem a preencher os interstícios do

meio de enchimento, causando, deste modo, a diminuição da sua porosidade. Quando ocorre uma

colmatação acentuada, esta pode levar a que a água surja à superfície do leito, apresentando como

consequência a diminuição da condutividade hidráulica e do tempo de retenção da massa líquida que

se encontra em contacto com o meio de enchimento, causando, deste modo, a diminuição da eficiência

de remoção (Galvão, 2009).

Os leitos de macrófitas por não necessitarem de equipamentos mecânicos ou aditivos químicos, uma

vez que são sistemas que funcionam de forma autónoma e totalmente baseado em processos naturais,

não permite um controlo operacional equivalente aos sistemas convencionais.

De forma a minimizar algumas das desvantagens mencionadas é importante ter alguns cuidados

quando se procede ao seu dimensionamento, tais como as características do efluente após o

tratamento primário, o tipo de enchimento, o tipo de planta para colonização e a variação das condições

climatéricas que pode influenciar o ciclo hidrológico.

30

4. Metodologia

4.1 Considerações gerais

Atualmente, e em várias áreas distintas, a compreensão sobre um determinado tema apenas pode ser

alcançada aquando do processamento de uma grande quantidade de informação previamente

recolhida, muitas vezes de diferentes fontes. Assim, torna-se difícil encontrar, por entre a grande

quantidade de informação disponível, um fio de condutor lógico, tornando de extrema complexidade a

elucidação sobre as relações que se estabelecem entre as diferentes variáveis em estudo. Por outro

lado, do largo espectro de variáveis que se poderá estar a analisar, é frequente que destas apenas um

pequeno número contenha os aspetos mais interessantes, enquanto as restantes não contribuem, ou

contribuem de forma muito ténue, para a interpretação dos dados.

Uma forma de dar resposta a esta situação consiste em recorrer geralmente à análise multivariada de

dados, que é um conjunto de técnicas e métodos que, utilizando todas as variáveis em simultâneo,

permitem fazer uma interpretação teórica dos dados. Para o efeito, através da análise multivariada,

procede-se a uma simplificação estrutural dos dados, ou redução dos dados, representando-os da

forma mais simplificada possível sem descurar informação relevante possibilitando, assim,

interpretações mais acessíveis. Deste modo, permite a organização e agrupamento de variáveis

similares, averiguar as suas relações e interdependências, elaborar tarefas de previsão, e, testes de

hipóteses.

A escolha do método de análise multivariada a utilizar está dependente dos objetivos da análise que

se deseja realizar e do tipo de dados, podendo segmentar-se em duas categorias: métodos descritivos,

onde o objetivo é a descrição dos dados e as variáveis; e métodos explicativos, onde se pretende a

modelização do fenómeno caracterizado pelos métodos descritivos, nomeadamente na criação de

tipologias, afetação de indivíduos (elementos – linhas de uma matriz de dados ou quadro de partida -

que possuem as propriedades/variáveis em estudo – colunas de uma matriz de dados) a grupos pré-

estabelecidos e estabelecimento de relações entre variáveis.

Os métodos descritivos têm como objetivo essencial pesquisar o sistema de relações entre as linhas e

colunas do quadro de partida. Dada a grande quantidade e complexidade dos dados, apenas se

consegue ter a perceção deste sistema de relações após se proceder a uma redução na

dimensionalidade do espaço. Para o efeito, projeta-se os indivíduos e propriedades em gráficos planos

(bidimensionais) definidos por um número reduzido de eixos, não descurando, no entanto, a informação

dos dados de partida.

Na presente dissertação o objetivo foi o de averiguar a relação que existe entre um conjunto de

elementos e quanto estes se assemelham segundo as variáveis pretendidas sendo que, para o efeito,

um método adequado, e o utilizado neste estudo, é o método descritivo da análise de componentes

31

principais (ACP). Para o efeito procedeu-se ao levantamento e análise de 40 artigos científicos, dos

quais resultaram 178 casos de estudo dotados, na totalidade ou parcialmente, das variáveis relevantes

para o estudo. Recorrendo a este método foi então possível proceder-se à redução de variáveis e

representá-las graficamente em dimensões bidimensionais contendo maior informação estatística.

Este tipo de métodos são utilizados em áreas muito distintas, que vão da Medicina até a Engenharia, e

assumem-se como parte relevante no tratamento da informação.

As considerações teóricas da análise multivariada e do método de análise em componentes principais

foram baseadas sobretudo em Pereira e Sousa (2005) e Ferreira (2012).

4.2 Análise de componentes principais

4.2.1 Considerações gerais

O método da análise em componentes principais (ACP) foi formulado por Hotteling, nos anos 30,

quando este encontrou a solução do problema da ACP a partir da diagonalização de uma matriz de

similitude ou de distância que relaciona entre si os resultados dos diferentes testes. Esta técnica de

análise de dados pode ser representada recorrendo a conceitos geométricos, onde as variáveis

originais, que são os eixos que definem o espaço onde se inserem as amostras, são alteradas por

outras variáveis obtidas de um novo sistema de eixos que se “ajusta melhor” à nuvem formada pelas

amostras.

O objetivo do método passa pela redução da dimensão de matrizes de dados sem descurar informação

relevante, substituindo as m variáveis originais por um outro subconjunto de p variáveis não

correlacionáveis, de menor dimensão, as componentes principais.

Assim, o método da Análise em Componentes Principais pode ser compreendido como uma técnica

que descobre novas variáveis (componentes principais, CP), através de combinações lineares das

originais que reúnam a maior parte de variabilidade dos dados. Para o efeito, em cada caso escolhe-

se, de entre todas as combinações lineares possíveis, a de maior variância, conseguindo desta forma

as componentes principais preservar, tanto quanto possível, as características dos dados e explicar

consideravelmente a variação associada às variáveis iniciais.

Na Figura 18 expõe-se uma representação esquemática destas variáveis.

32

Figura 18 - Representação das CP (https://fspanero.wordpress.com/2009/12/30/analise-de-componente-principais-pca/)

Demonstram-se de seguida os passos da ACP.

Transformação

Considerando 𝑋 = [𝑋1 … 𝑋𝑝]′ um vector aleatório de valor médio µ e com matriz de covariância ∑,

∑ = [

𝜎11 ⋯ 𝜎1𝑝⋮ ⋱ ⋮

𝜎𝑝1 ⋯ 𝜎𝑝𝑝]

(4)

onde,

𝜎𝑖𝑗 = 𝐶𝑜𝑣 (𝑋𝑖, 𝑋𝑗) (5)

e seja 𝑋(𝑛𝑥𝑝) a matriz de dados iniciais, correspondente a 𝑛 observações do vetor aleatório 𝑋

𝑋 = [

𝑥11 ⋯ 𝑥1𝑝⋮ ⋱ ⋮

𝑥𝑛1 ⋯ 𝑥𝑛𝑝]

(6)

Através da rotação do sistema ortogonal de eixos desta matriz 𝑋(𝑛𝑥𝑝), obtém-se um novo sistema de

dados 𝑌(𝑛𝑥𝑝), que é o resultado da ACP. As componentes principais (CP) correspondem às colunas

da matriz 𝑌 e são o novo conjunto de variáveis, 𝑌𝑗 . Este é o novo conjunto de 𝑝 variáveis, não

correlacionadas e de máxima variância (CP, 𝑌1 … 𝑌𝑝).

33

Obtenção de componentes

Como já se referiu, as CP correspondem a combinações lineares das 𝑝 variáveis de 𝑋(𝑛𝑥𝑝)

𝑌𝑗 = 𝑎1𝑗𝑋1 + 𝑎2𝑗𝑋2 + ⋯ + 𝑎𝑝𝑗𝑋𝑝 (7)

Com

Estes são obtidos após satisfazerem as seguintes condições:

𝑉𝑎𝑟 (𝑌1) ≥ 𝑉𝑎𝑟 (𝑌2) ≥ ⋯ ≥ 𝑉𝑎𝑟 (𝑌𝑝).

𝐶𝑜𝑟𝑟(𝑌𝑖, 𝑌𝑗) = 0, ∀𝑖𝑗, ou seja, nenhuma combinação de CP é correlacionada.

𝑌𝑖: 𝑎1𝑗2 + 𝑎2𝑗2 + ⋯ + 𝑎𝑝𝑗2 = 1, ou seja, a soma dos quadrados dos coeficientes, em cada CP,

é igual à unidade.

Analisando as condições acima descritas, conclui-se que 𝑌1 é a componente principal com maior

variância, seguindo-se da 𝑌2 , respeitando a condição de não correlação entre elas, e assim

sucessivamente. Deste modo, os termos 𝑎1 , 𝑎2, . . . , 𝑎p da equação X representam os 𝒑 vetores

próprios associados aos 𝒑 maiores valores próprios de ∑ ( 𝜆1> 𝜆2>…> 𝜆𝑝), onde 𝑉𝑎𝑟(𝑌𝑗) = 𝜆𝑗.

Uma vez que uma das condições para a obtenção das CP é a imposição de estas não serem

correlacionadas, isto implica que a covariância entre cada par de componentes principais seja nula, ou

seja, sabendo que

𝐶𝑜𝑣(𝑌𝑗, 𝑌𝑗′) = 𝑎�̇� ∑ 𝑎𝑗′ = 𝑎�̇�𝜆𝑗𝑎𝑗′ = 𝜆𝑗𝑎�̇�𝑎𝑗′ = 0 → 𝑎�̇�𝑎𝑗′ = 0 (8)

Conclui-se que, para 𝑗̇ ≠ 𝑗′, 𝑎�̇� e 𝑎𝑗′ são vetores ortogonais.

Uma vez que as variáveis em estudo nem sempre são da mesma unidade, escala ou natureza, torna-

se necessário proceder a uma certa homogeneização. Para o efeito, a cada valor subtrai-se a média e

divide-se pelo desvio padrão da variável correspondente. Assim, todas as variáveis em estudo passam

a ter valor médio nulo e variância unitária, sendo que a influência das variáveis com variância menor

tende a ser inflacionada, verificando-se o contrário para as variáveis de variância elevada. Conclui-se

ainda que a matriz de covariância destas “novas” variáveis será igual à de correlação das variáveis

iniciais, uma vez que:

𝑗 = 1,… ,p e constante

𝑎ij = 1,… ,p e constante

34

𝐶𝑜𝑣 (

𝑋𝑖

𝜎𝑖,𝑋𝑗

𝜎𝑗) =

𝐶𝑜𝑣(𝑋𝑖, 𝑋𝑗)

𝜎𝑖𝜎𝑗= 𝐶𝑜𝑟𝑟(𝑋𝑖, 𝑋𝑗)

(9)

Isto significa que, para estes casos, a ACP é feita utilizando a matriz de correlação, 𝑃, definida por

𝑃 = [

1 𝜌12 … 𝜌1𝑝𝜌21 1 … 𝜌1𝑝

⋮ ⋮ … ⋮𝜌𝑝1 𝜌𝑝2 … 1

]

(10)

onde,

𝜌𝑖𝑗 = 𝐶𝑜𝑟𝑟(𝑋𝑖, 𝑋𝑗) (11)

Uma vez que agora as CP serão determinadas tendo em conta os valores e vetores próprios de 𝑃,

estas serão diferentes das obtidas com recurso a ∑.

4.2.2 Critérios de interpretação

Como já foi referido, a redução da dimensionalidade é obtida analisando apenas as componentes

principais mais relevantes, ou seja, as de maior variância. Por outro lado, e dado que é possível

ordenar-se as CP por ordem decrescente de variância, ou seja, de representatividade dos dados

originais, devem ser consideradas as primeiras que, em conjunto, retenham uma quantidade de

informação dos dados considerada suficiente.

A soma das variâncias das CP é dada por

∑ 𝑉𝑎𝑟(𝑌𝑗)

𝑝

𝑗=1

= ∑ 𝜆𝑗

𝑝

𝑗=1

(12)

Sabendo que no caso de uma matriz simétrica, como é o caso de ∑, a soma dos valores próprios é

igual ao traço da matriz

𝑡𝑟(∑) = ∑ 𝑉𝑎𝑟(𝑋𝑗)

𝑝

𝑗=1

→ ∑ 𝜆𝑗

𝑝

𝑗=1

= ∑ 𝑉𝑎𝑟(𝑋𝑗)

𝑝

𝑗=1

(13)

Isto leva a que

35

∑ 𝑉𝑎𝑟(𝑌𝑗)

𝑝

𝑗=1

= ∑ 𝑉𝑎𝑟(𝑋𝑗)

𝑝

𝑗=1

(14)

Conclui-se, deste modo, que a soma das variâncias das componentes principais é igual à soma das

variâncias dos dados originais, ou seja, se se considerar todas as componentes principais, explica-se

toda a variabilidade dos dados. Isto significa que a j-ésima componente principal, 𝑌𝑗 , explica a

proporção da variância total dos dados, e é dada por

𝜆𝑗

∑ 𝜆𝑗𝑝𝑗=1

=𝜆𝑗

𝑡𝑟(∑)

(15)

Existem vários critérios que podem ser usados para definir o número de CP a reter, por forma a atingir-

se uma redução do espaço sem descurar uma proporção importante da variância total. Apresentam-se

de seguida os mais utilizados.

Critério de Kaiser

Uma vez que para uma representação de uma nuvem de resultados esférica, sem alongamentos, os

valores próprios da análise são todos iguais e unitários,

𝜆𝑗 = 1 , ∀𝑗 ∈ (1, … , 𝑝) (16)

devem então ser considerados apenas as componentes principais com valor próprio superior à unidade,

sendo que o valor unitário é a média do conjunto de valores próprios.

𝜆̅ =1

𝑝 ∑ 𝜆𝑗

𝑝

𝑗=1

(17)

Critério de Pearson

Neste critério, pretende-se escolher um número de componentes principais tal que seja possível

recuperar um valor fixado previamente da informação total ou variabilidade total, normalmente 80%.

Ou seja, há que reter as primeiras 𝑟 componentes principais de modo a que

36

∑

𝜆𝑗


𝑟

𝑗=1

=∑ 𝜆𝑗𝑟

𝑗=1


≥ 0.80 (18)

Scree plot

Scree plot é a curva que relaciona o número de ordem de cada eixo com o valor próprio que lhe está

associado. Assim, para uma dada componente principal onde se evidencia a estabilização dos valores

próprios, é possível reter-se as CP de ordem superior a esta, como se expõe na Figura 19.

Figura 19 - Distribuição dos valores próprios (http://biomonitor.ist.utl.pt/~ajsousa/textos/Adados3.PDF)

Nesta dissertação o número de CP a reter foi obtido por recurso simultâneo dos critérios de Kaiser e

Pearson.

4.2.3 Interpretação

Para se proceder à análise da qualidade da representação de uma variável recorre-se ao traçado de

um círculo de correlação, de raio unitário, no qual as variáveis bem representadas no par de eixos CP

consideradas (que formam um plano) projetam-se junto à circunferência. O valor do produto interno

dos vetores que ligam dois pontos na nuvem de resultados é o coeficiente de correlação entre as

variáveis correspondentes, ou, por outras palavras, o coseno do ângulo entre estes vetores.

Assim, para pares de variáveis bem representadas no plano, que apresentem correlação elevada entre

si, os vetores que as ligarem apresentam ângulos de valor aproximadamente:

37

0º, o que significa que existe uma correlação elevada e positiva (

cos(0º) = 1), ou seja, as variáveis apresentam um comportamento de proporcionalidade direta.

180º, o que significa que existe uma correlação elevada e negativa (

cos(180º) = −1), ou seja, as variáveis apresentam um comportamento de proporcionalidade

inversa.

Na Figura 20 demonstra-se as conclusões a retirar de um círculo de correlação.

Figura 20 - Círculo de correlação (http://biomonitor.ist.utl.pt/~ajsousa/textos/Adados3.PDF)

Da análise do posicionamento das variáveis no círculo de correlação, conclui-se que para o plano

formado pelo par de eixos CP u1 e u2:

As variáveis x1, x2, x4 e x5 estão bem representadas pois encontram-se próximas da

circunferência;

As variáveis x1 e x2 apresentam uma correlação forte entre si e positiva (traço vermelho), mas

são independentes das variáveis x4 e x5, as quais apresentam, entre si, uma correlação forte

e negativa (traço azul);

Nada se pode concluir relativamente à variável x3 pois está mal representada neste plano por

se encontrar afastada da circunferência.

38

5. Análise de componentes principais

5.1 Enquadramento

Os leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial horizontal são, presentemente, uma tecnologia

da qual já dispõe um alargado conhecimento fruto dos vários estudos levados a cabo por diversos

autores ao longo das últimas décadas. Não obstante, no que concerne à experimentação desta

tecnologia, à escala laboratorial ou real, desconhecem-se estudos que analisem conjuntamente a

influência dos vários parâmetros operacionais e a sua influência na eficiência de remoção dos distintos

poluentes simultaneamente. Como se pode constatar na tabela 10, as relações empíricas propostas

relacionam pares de valores, normalmente as concentrações ou cargas mássicas, à entrada e à saída

de um dado poluente.

As equações matemáticas mais simples que traduzem o comportamento de leitos de macrófitas, e

comumente adotadas no dimensionamento destes sistemas, consistem em modelos empíricos (“rule of

thumb” e equações de regressão). Estes modelos são também denominados de “caixa-fechada” por se

basearem apenas em dados recolhidos à entrada e à saída, não relatando os processos intermédios

de tratamento. De salientar que atualmente já se encontram disponíveis modelos matemáticos de

elevado grau de complexidade que parecem traduzir os fenómenos envolvidos no leito e permitem um

dimensionamento mais adequado do leito, no entanto esta abordagem mais fidedigna da realidade é

também mais exigente no que diz respeito à qualidade e quantidade da informação necessária (IWA,

2000; Galvão, 2009).

Na Tabela 10 apresentam-se equações de regressão para leitos de macrófitas de escoamento sub-

superficial horizontal para os parâmetros CBO5, CQO, SST, azoto total e fósforo total, propostas por

diferentes autores.

39

Esta dissertação teve o objetivo de averiguar de uma forma mais abrangente a influência de se

considerar conjuntamente várias componentes em leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial

destinados ao tratamento de águas residuais domésticas e constatar se os conhecimentos adquiridos

da literatura se espelham nesta análise mais complexa. Para se proceder à análise multivariada, como

já se referiu, utilizou-se o software ANDAD como ferramenta para a análise em componentes principais.

Para o efeito procedeu-se à análise de 40 experiências levadas a cabo em diferentes estudos. A cada

uma destas foi atribuída uma letra por forma a distingui-las inequivocamente (A até AQ). O facto de

Tabela 10 - Equações de regressão para os parâmetros CBO5, CQO, SST, azoto total e fósforo total, propostas por diferentes autores (adaptado de Galvão, 2009)

Referência Equação Variação* Intervalo q

Afluente Efluente [cm/dia]

CBO5

Brix, 1994 Cout = (0,11* Cin ) + 1,87 1 < Cin <330 1 < Cout < 50 0,8 < q < 22

Knight et al, 1993 Cout = (0,33* Cin ) + 1,4 1 < Cin < 57 1 < Cout < 57 1,9 < q < 11,4

Vymazal, 1998a) Cout = (0,099* Cin ) + 3,24 5,8 < Cin < 328 1,3 < Cout < 51 0,6 < q < 14,2

Vymazal, 1998b) Lout = (0,145* Lin ) + 0,06 6 < Lin < 76 0,3 < Lout < 11

Vymazal, 1998a) Lout = (0,13* Lin ) + 0,27 2,6 < Lin < 99,6 0,32 < Lout < 21,7 0,6 < q < 14,2

CQO

Vymazal, 1998b) Lout = (0,17* Lin ) + 5,78 15 < Lin < 180 3 < Lout < 41

SST

Knight et al., 1993 Cout = (0,09* Cin ) + 4,7 0 < Cin < 330 0 < Cout < 60 0,8 < q < 22

IWA, 2000 Cout = 0,76* Cin 0,706 8 < Cin < 595 2 < Cout < 58

Brix, 1994 Cout = (0,09* Cin ) + 4,7 0 < Cin < 330 0 < Cout < 60

Vymazal, 1998b) Lout = (0,048* Lin ) + 1,76 3 < Lin < 78 0,9 < Lout < 6,3

Vymazal, 1998a) Lout = (0,083* Lin ) + 1,18 3,7 < Lin < 123 0,45 < Lout < 15,4 0,6 < q < 14,2

Azoto totala

Kadlec e Knight, 1996

Cout = 2,6 + (0,46* Cin ) + (0,24*q)

5,1 < Cin < 58,6 2,3 < Cout < 37,5 0,7 < q < 48,5

IWA, 2000 Cout = (0,52* Cin ) + 3,1 4 < Cin < 142 5 < Cout < 69 0,8 < q < 22

Vymazal, 1998b) Lout = (0,67* Lin ) - 18,75 300 < Lin < 2400 200 < Lout < 1550

Vymazal, 1998a) Lout = (0,68* Lin ) + 0,27 145 < Lin < 1894 134 < Lout < 1330 1,7 < q < 14,2

Fósforo totala

Kadlec e Knight, 1996

Cout = 0,51*( Cin 1,1) 0,5 < Cin < 20 0,1 < Cout < 15

Brix, 1994 Cout = (0,65* Cin ) + 0,71 0,5 < Cin < 19 0,1 < Cout < 14 0,8 < q < 22

Vymazal, 1998a) Cout = (0,26* Cin ) + 1,52 0,77 < Cin < 14,3 0,4 < Cout < 8,4 1,7 < q < 14,2

Vymazal, 1998b) Lout = (0,58* Lin ) - 4,09 25 < Lin < 320 20 < Lout < 200

Vymazal, 1998a) Lout = (0,68* Lin ) - 9,03 28 < Lin < 307 11,4 < Lout < 175 1,7 < q < 14,2

* Cin e Cout – concentrações [mg/l]; Lin e Lout – carga mássica [kg/hab/dia]; q – carga hidráulica

a Lin e Lout em g/m2/ano

40

alguma destas experiências terem englobado vários ensaios distintos levou a que tenham sido

analisados 178 ensaios.

Nas Tabelas 11, 12, 13 e 14 expõem-se as gamas de valores dos 178 ensaios provenientes das 40

experiências analisadas para as variáveis estudadas, assim como a diversidade geográfica, por forma

a transparecer a grande variedade de resultados encontrados.

Tabela 11 - Valores extremos observados para variáveis físicas

Variável Valor máximo Valor Mínimo

Área (m2) 1250 0,25

HLR (cm/dia) 44 0,0000034

Q (l/dia) 218000 0,12

HRT (dias) 28 0,20

Duração – Tempo em operação desde o arranque

(meses) 241 1

Tabela 12 - Diversidade geográfica dos estudos consultados

Colombia, Ginebra

México, Ocotlán

Marrocos, Rabat

África do Sul, Pretória

Inglaterra, Audlem

Barcelona,Spain

Jamaica, Berkshire

Índia, Bhopal

Brasil, Florianópolis

Austrália, Brisbane

Espanha, Barcelona

Espanha, Cidade Real

Itália, Florença

Grécia, Creta

Grécia, Xanthi

Nova Zelândia, Hamilton

Quénia, Juja

Alemanha, Langenreichenbach

Australia, Lismore

Itália, Livorno

Inglaterra, Londres

Espanha, León

Nebrasca

Austrália, Nova Gales do Sul

Inglaterra, Newcastle

41

Tabela 14 - Valores extremos observados para variáveis de poluentes

* valores negativos resultantes de contribuição interna do leito

Tabela 13 - Diversidade geográfica observada (Cont.)

Egito, Giza

China, Pequim

Itália, Sicília

Portugal, Porto

Portugal, Covilhã

República Checa,Slavosovice

Israel, Sakhnin

Itália, San Michele di Ganzaria

Itália, Siena

Tailândia, Bangkok

Sri Lanka, Peradeniya

Variável Entrada Saída Valor máximo Valor Mínimo Valor máximo Valor Mínimo

CBO5 (mg/l) 6800 19,60 564 2,30 CBO5 (g/m2/dia) 1717 0,00001 138,81 0,000005 CQO (mg/l) 1629 22,90 906 10 CQO (g/m2/dia) 450000 0,00004 134,28 0,00002 SST (mg/l) 725 5 113 1,10 SST (g/m2/dia) 58,67 0,15 50,97 0,34 NO2-N (mg/l) 0,83 0,01 1,20 0,006 NO2-N (g/m2/dia) 0,015 0,00032 0,01 -0,00329* NH4-N (mg/l) 75 8,60 60 0,30 NH4-N (g/m2/dia) 21,38 0,076 4 -0,75* NH3 (mg/l) 76 6 49 7 NH3 (g/m2/dia) 13,68 1,08 5,40 -0,18* NO3-N (mg/l) 103 0,30 51 0 NO3-N (g/m2/dia) 8,46 0,003 4 -0,35* TKN (mg/l) 663 13,50 358 4,20 TKN (g/m2/dia) 24,48 0,45 7,74 0,10 TN (mg/l) 82,30 17 78,90 1,60 TN (g/m2/dia) 15,93 0,00001 3,74 -0,924* TP (mg/l) 15 0,31 10 0,24 TP (g/m2/dia) 3,73 0,06 1,15 0,00947 PO4 (mg/l) 29 1,60 12 0 PO4 (g/m2/dia) 3,56 0,02 2,90 -0,065* SO4 (mg/l) 190 36 170 7,30 SO4 (g/m2/dia) 10,39 0,48 4,45 0 Coliformes Totais (log cfu/100 ml)

8,22 4,37 5,53 1,68

Coliformes Fecais (log cfu/100 ml)

8,19 3,35 6 1,84

E. Coli (log cfu/100 ml) 7,89 2 5,57 1 Fecal Streptococci (log cfu/100 ml)

6,68 3,35 4,76 2,08

42

O software ANDAD permite ainda o recurso a variáveis qualitativas para facilitar a exclusão de amostras

com comportamento anómalo (“outliers”) ou explicar eventuais tendências nos resultados das

projeções das variáveis, sendo apenas possível o uso isolado de uma variável qualitativa. Neste estudo

usaram-se 3 variáveis qualitativas: “Tipo de ensaio”, podendo ser escala piloto ou escala real; “Plantas”,

caso o ensaio tivesse, ou não, dotado de macrófitas; e “Tipo de esgoto”, caso o conteúdo do esgoto

ensaiado fosse real ou sintético.

Embora se tenha procedido ao levantamento dos resultados de 178 ensaios realizados contendo

variáveis consideradas pertinentes – características físicas do leito e poluentes – nenhum ensaio reunia

a totalidade destas variáveis. Ora, uma vez que este tipo de análise requer a satisfação de todas as

variáveis a considerar para o estudo em causa, para se analisar simultaneamente o conjunto de todos

os ensaios seria necessário que todos eles reunissem em si a totalidade do número de variáveis.

Deste modo foi necessário proceder-se a uma subdivisão em casos distintos, contendo apenas a

combinação de algumas variáveis consideradas importantes e recorrentes na literatura. O estudo

incidiu sobre “Casos representativos”, onde o número de amostras que satisfizessem determinada

combinação de variáveis era superior ou igual a 12 pois para um número inferior considerou-se que as

conclusões teriam de ser validadas.

Nas Tabelas 15 e 16 enumera-se as variáveis físicas, qualitativas e quantitativas consideradas no

estudo, e elucida-se sobre a nomenclatura que foi necessário implementar no ANDAD, uma vez que

existe a restrição de um máximo de 4 caracteres:

43

Tabela 15 - Variáveis físicas e variáveis qualitativas utilizadas e sua nomenclatura

Variável física ANDAD

Área (m2) area

Carga hidráulica (cm/dia) HLR

Tempo de retenção hidráulico (dias) HRT

Duração (meses) dura

Variável qualitativa ANDAD Significado

ID1 Sem informação

Tipo de ensaio ID2 Escala Piloto

ID3 Escala Real


Plantas ID2 Com macrófitas

ID3 Sem macrófitas


Tipo de Esgoto ID2 Sintético

ID3 Real

44

Utilizaram-se ainda os sufixos expostos na Tabela 17 para se proceder à distinção entre as variáveis

descritas na Tabela 16:

Tabela 16 - Variáveis quantitativas utilizadas e sua nomenclatura

Variável quantitativa ANDAD Significado

CBO5 CB Carência Bioquímica de Oxigénio

CQO CQ Carência Química de Oxigénio

NH4-N N4 Amónia

SST SS Sólidos suspensos totais

TN TN Azoto Total

TP TP Fósforo Total

Coliformes Totais CT Coliformes Totais

Coliformes Fecais CF Coliformes Fecais

Fecal Streptococci FS Estreptococos Fecais

Tabela 17 - Sufixos utilizados para as diferentes variáveis

Sufixo utilizado Significado

-in Concentração à entrada

-lr Carga mássica

-ou Concentração à saída

-rr Taxa de remoção mássica

-ef Eficiência de remoção

45

De modo a facilitar a compreensão sobre a utilidade da projeção dos ensaios e eventual recurso às

variáveis qualitativas efetuou-se uma análise exemplificativa, resultante dos 71 ensaios que satisfaziam

a combinação das variáveis Área, HLR, HRT, CQO e CBO5, e que se expõem na Figura 21.

Figura 21 - Análise exemplificativa - Projeção dos ensaios no Plano de CP F1 e F2 e com recurso a “Tipo de Esgoto” (ID2 – esgoto sintético; ID3 – esgoto real)

Da análise de projeção dos ensaios no plano formado pelas Componentes Principais F1 e F2, constata-

se que existe uma convergência entre os ensaios que recorreram a esgoto sintético. Sobressai ainda

um comportamento anómalo dos ensaios D1 e D2 em relação aos demais. Isto deveu-se ao facto de

estas amostras terem sido intencionalmente acrescentadas à base de dados por retratarem um esgoto

industrial proveniente de atividades de curtume, contrastando com as demais, uma vez que estas são

situações que refletem esgotos domésticos, reais ou sintéticos, que é o tipo de esgoto que se pretende

estudar nesta dissertação, sendo deste modo excluídas. Assim, esta análise recairia sobre um conjunto

experimental de 69 ensaios em vez dos 71 que inicialmente continham todas as variáveis a estudar

neste caso exemplificativo.

5.2 Apresentação e descrição dos casos analisados

5.2.1 Aspetos introdutórios

Como já se referiu, esta dissertação teve por objetivo a análise conjunta de diferentes tipos de variáveis

e averiguar que informação é possível extrair-se desta. Para cada análise a seleção das variáveis a

introduzir no estudo foi feita de modo a averiguar o que foi exposto no capítulo 3.2 relativamente à

possível interdependência entre estas.

46

Importa relembrar que nas análises recorrendo ao ANDAD é condição indispensável que os casos

contenham todas as variáveis que se pretendam estudar. Deste modo não foi possível aferir a totalidade

de combinações de variáveis desejáveis por se obterem casos de estudo em que o número de amostras

resultantes não se consideraram suficientes.

O estudo de cada caso assentou na seguinte metodologia:

1. Projeção e análise dos ensaios - eventual recurso a variáveis qualitativas para exclusão de

amostras;

2. Análise da tabela de valores próprios e de percentagem de informação retida das variáveis

quantitativas;

3. Recurso aos critérios de Kaiser e Pearson para averiguação do número de CP a considerar.

No quadro fornecido pelo ANDAD, a primeira coluna identifica a CP, a segunda diz respeito ao

valor próprio da respetiva CP e % Acumulada é a percentagem de informação recuperada da

informação total ao se considerar até determinada CP.

4. Recolha preliminar de informação dos círculos de correlação correspondentes às CP

necessárias;

5. Análise dos resultados das CP consideradas face aos estudos existentes em leitos de

macrófitas.

5.2.2 Indispensabilidade do CBO5

O objetivo desta análise foi o de averiguar se de facto o parâmetro CBO5 é determinante no

dimensionamento de leitos de macrófitas ou se, por outro lado, a informação é ressalvada se se utilizar

apenas o CQO, correntemente utilizado em estudos de modelação de sistemas de tratamento de águas

residuais.

Para o efeito analisaram-se os casos Área + HLR + HRT + CQO + CBO5 e Área + HLR + HRT + CQO

e compararam-se as conclusões finais.

5.2.2.1 Conjunto de variáveis: Área, HLR, HRT, CQO e CBO5

Recorrendo ao ANDAD constatou-se que apenas 69 ensaios compreendiam a totalidade das variáveis

selecionadas para o estudo que se desenvolvia.

Primeiramente, procedeu-se à projeção dos ensaios no plano composto pelas CP F1 e F2 por forma a

averiguar se seria necessário excluir eventuais ensaios anómalos. O resultado expõe-se na Figura 22.

47

Figura 22 - Caso 5.2.2.1 – Projeção dos ensaios no plano composto pelas CP F1 e F2

Da visualização da figura percebeu-se que existia a possibilidade de a experiência AJ apresentar um

comportamento anómalo. No entanto, após uma consulta mais exaustiva da base de dados, constatou-

se que esta experiência se deu para condições de carga hidráulica, HLR, de 34 cm/dia, valor muito

superior aos utilizados nas restantes experiências que compreendiam as variáveis escolhidas para este

caso, o que explica o afastamento na projeção acima exposta. Deste modo excluiu-se a possibilidade

de existirem ensaios anómalos.

De seguida analisou-se o quadro de valores próprios e de percentagem de informação retida das

variáveis quantitativas (Tabela 18).

48

Da análise dos valores, e tendo em conta os critérios de Kaiser e Pearson já referidos, para que seja

possível recuperar um valor considerado suficiente da informação total ou variabilidade total,

aproximadamente 80%, e de valor próprio superior à unidade, conclui-se que se deve reter 4

componentes principais, ou seja, analisar os planos F1-F2, F1-F3 e F1-F4.

Procedendo à análise da projeção das variáveis nos planos formados pelas Componentes Principais

(Figura 23):

Tabela 18 - Caso 5.2.2.1 - Averiguação do número de CP a reter

CP Valor Próprio % Acumulada

1 3,5735 27,4887

2 2,8672 49,5438

3 2,4083 68,0695

4 1,3954 78,8037

5 0,8459 85,3109

6 0,5362 89,4356

7 0,4644 93,0081

8 0,3969 96,0610

9 0,2009 97,6066

10 0,1465 98,7332

11 0,0937 99,4540

12 0,0456 99,8044

13 0,0254 100,0000

49

Figura 23 - Caso 5.2.2.1 – Círculo de correlação no plano composto pelas CP F1 e F2

Da análise do círculo de correlação no plano composto pelas CP F1 e F2 retirou-se a seguinte

informação relativamente às variáveis bem representadas (próximas da circunferência):

Existe uma correlação forte e positiva entre CQlr, CQrr e HLR;

Existe uma correlação forte e positiva entre CBef e CQef;

Existe uma correlação razoável e positiva entre HRT e CBef, CQef;

Existe uma correlação razoável e negativa entre HRT e CQlr, CQrr, HLR

Existe independência entre CQlr, CQrr, HLR e CBef, CQef.

Prosseguindo a análise para o plano composto pela CP F1 e F3 (Figura 24).

50


Da análise do círculo de correlação no plano composto pela CP F1 e F3 acrescentou-se a seguinte

informação:

Existe uma correlação forte e positiva entre CQou e CBou;

Existe independência entre CQou, CBou e CQlr, CQrr, HLR.

Dispensou-se a apresentação do Círculo de correlação no plano composto pelas CP F1 e F4 uma vez

que da sua apreciação se concluiu que não é possível acrescentar mais informação referente a este

caso.

O facto de existir uma relação positiva forte entre a carga mássica e a taxa de remoção mássicas de

CQO, CQlr e CQrr respetivamente, sugere que, quanto maior for a alimentação do leito, em termos de

massa de poluente, maior será a remoção mássica desse poluente. Este facto já foi abordado pela

literatura, como se pode ver através das equações de regressão expostas no capítulo 5.1, e entende-

se intuitivamente que quanto maior for a quantidade mássica disponível de poluente, mais disponível

esta estará para remoção.

A correlação forte e positiva entre o tempo de retenção hidráulico e as eficiências de remoção de CQO

e CBO5, CQef e CBef, espelha o já referido nesta dissertação que para um maior tempo de contacto

da água no leito melhores serão as eficiências relativamente à diminuição da concentração dos

poluentes. No entanto, chama-se à atenção que a forma como foi estruturada a base de dados não

permitiu aferir relativamente ao facto da matéria orgânica apresentar uma estagnação de eficiência de

51

remoção para um determinado valor de tempo de retenção hidráulico (Akratos e Tsihrintzis, 2007).

Assunto que se abordará no capítulo 6 – Conclusões e trabalho futuro.

As fortes correlações positivas existentes entre as concentrações à saída de CBO e CQO, juntamente

com as eficiências de remoção, sugerem que ambos representam de forma semelhante a degradação

da matéria orgânica nos leitos de macrófitas. Esta conclusão será corroborada com o próximo caso.

5.2.2.2 Conjunto de variáveis: Área, HLR, HRT e CQO

Uma vez que nesta análise se dispensou a variável CBO5,o de ensaios que agora reuniam todas as

variáveis aumentou para 118. A Figura 25 e Tabela 19 demonstram os resultados obtidos.

Figura 25 - Caso 5.2.2.2 – Projeção dos ensaios no plano composto pelas CP F1 e F2

À semelhança do que se referiu no caso anterior para a experiência AJ, também a N reflete um estudo

de um leito de macrófitas sujeito a uma elevada carga hidráulica, HLR, estando deste modo explicado

o distanciamento entre estes ensaios e os restantes.

Concluídos os passos preliminares de exclusão de amostras com comportamento anómalo concluiu-

se que neste caso se manteriam as 118 amostras e que a informação estaria preservada se se

analisasse até à CP F3, como se pode ver na Tabela 19.

52

Seguiu-se a análise da projeção das variáveis no plano F1-F2 (Figura 26).


Tabela 19 - Caso 5.2.2.2 - Averiguação do número de CP a reter


1 3,3013 41,2663

2 1,7217 62,7870

3 1,3376 79,5070

4 0,8140 89,6822

5 0,4656 95,5022

6 0,2066 98,0844

7 0,0958 99,2815

8 0,0575 100,0000

53

Constatou-se que a informação recolhida no caso 5.2.2.1 se manteve, refletindo-se não só uma forte

correlação positiva entre a eficiência de remoção e o HRT, como também entre a carga e a taxa de

remoção mássicas.

Dispensou-se a exposição do círculo de correlação para o plano F1-F3 uma vez que se constatou que

este plano não apresentava informação nova a acrescentar.

Findada esta análise, verificou-se que a dispensa do CBO5 na análise em nada alterou a

interdependências das variáveis analisadas uma vez que as conclusões obtidas deste caso são as

mesmas que as obtidas do Caso 5.2.2.1.

Este facto vem confirmar que o CBO5 e o CQO representam de forma semelhante a degradação da

matéria orgânica e como tal não é descabido utilizar-se apenas o CQO como representante desta. O

que demonstra que o seu uso em estudos de modelação de sistemas de tratamento de águas residuais

se enquadra com os fenómenos que ocorrem na realidade.

Ressalvando o conhecimento agora obtido, continuou-se o estudo dispensando o recurso ao CBO5 por

forma a ser possível ter-se casos de estudo representados por menos variáveis e, deste modo, mais

ensaios e representatividade.

5.2.3 Conjunto de variáveis: Área, HLR, HRT, CQO e Duração

Da base de dados criada, 103 ensaios continham estas variáveis. Dispensa-se a apresentação da

projeção destes por não haver exclusão de nenhum destes pelos motivos referidos nos casos anteriores

(afastamento dos ensaios AJ e N). Apresenta-se na Tabela 20 o número de CP a reter, de onde se

concluiu que a análise recairia até à CP F3.

54

A análise da projeção das variáveis no plano composto pelas CP F1 e F2 apresenta-se de seguida

(Figura 27).

Figura 27 - Caso 5.2.3 – Círculo de correlação no plano composto pelas CP F1 e F2

Tabela 20 - Caso 5.2.3 - Averiguação do número de CP a reter


1 3,6433 40,4812

2 1,8782 61,3498

3 1,4482 77,4411

4 0,8529 86,9173

5 0,5652 93,1970

6 0,2974 96,5010

7 0,1996 98,7184

8 0,0698 99,4937

9 0,0456 100,0000

55

Da análise do círculo de correlação no plano composto pela CP F1 e F2 retirou-se a seguinte

informação de valor:

Existe uma correlação forte e positiva entre CQlr, CQrr, HLR;

Existe uma correlação forte e positiva entre dura e HRT;

A relação entre ambas as anteriores é razoável e negativa.

Analisou-se o círculo de correlação do plano F1-F3 (Figura 28).


Verificou-se que:

Existe uma correlação forte e negativa entre CQef e CQou;

Tanto o CQef como CQou são independentes de CQlr, CQrr, HLR.

O facto de a eficiência de remoção ser calculada a partir da diferença entre a concentração de poluente

à entrada e a concentração à saída, intuitivamente se explica a forte relação negativa entre a eficiência

de remoção de CQO com a sua concentração à saída, uma vez que quanto maior for a concentração

à saída pior foi a eficiência na sua remoção.

Embora a eficiência de remoção de CQO, CQef, não esteja representada com qualidade suficiente no

plano F1-F2, denota-se uma proximidade deste para com a duração e tempo de retenção, o que poderá

indicar que, não só as eficiências de remoção aumentam com o aumento de tempo de permanência no

leito, como referido em casos anteriores, como também que os sistemas de leitos de macrófitas

apresentam melhores resultados para uma maior duração de funcionamento, como se referiu no

56

capítulo 3. No entanto, esta conclusão terá de ser confirmada com os casos seguintes face à falta de

qualidade na projeção do CQef.

Chama-se à atenção que a forma como foi estruturada a base de dados não permitiu aferir

inequivocamente o facto de os leitos de macrófitas necessitarem algum tempo até atingirem as

condições ótimas de funcionamento. Assunto que se abordará no capítulo 6 – Conclusões e trabalho

futuro.

5.2.4 Conjunto de variáveis: Área, HLR, HRT, CQO, SST e

Duração

Este caso incidiu, após exclusão de 2 amostras anómalas, sobre 14 amostras. A exclusão das amostras

V e AB não foi baseada segundo as variáveis qualitativas (uma vez que nenhuma explicava o

comportamento nem acrescentava informação útil), mas sim na má qualidade de representação dos

dados nestas amostras, como se demonstra de na Figura 29.

Figura 29 - Caso 5.2.4 - Projeção das amostras no Plano de CP F1 e F2

Na Tabela 21 expõe-se a escolha por 3 Componentes Principais.

57

Apresenta-se de seguida a análise das variáveis no plano composto por F1 e F2 (Figura 30).




1 8,2368 58,8345

2 2,0828 73,7114

3 1,8532 86,9483

4 0,7243 92,1217

5 0,5195 95,8324

6 0,3397 98,2590

7 0,1248 99,1505

8 0,0642 99,6094

9 0,0496 99,9636

10 0,0030 99,9851

11 0,0014 99,9955

12 0,0008 100,0000

58

As informações relevantes retiradas do plano F1-F2 foram as seguintes:

Existe uma correlação forte e positiva entre CQin, CQrr e SSin;

Existe uma correlação forte e positiva entre CQlr, SSlr, SSrr, SSou e HLR;

Existe uma correlação forte e positiva entre area e dura (relação irrelevante para a análise pois

são parâmetros operacionais);

Existe uma correlação forte e negativa entre CQin, CQrr, SSin e area, dura;

Existe uma correlação razoável e positiva entre CQin, CQrr, SSin e CQlr, SSlr, SSrr, SSou,

HLR;

Existe independência entre SSef e a duração e a área;

Demonstra-se agora a análise do plano F1-F3 (Figura 31).


Da análise do plano retirou-se a seguinte informação:

Confirmação de que a correlação entre os parâmetros de CQO e SST é forte e positiva;

CQef e HRT são independentes.

Antes de se proceder às conclusões finais, chama-se à atenção que todos os ensaios envolvidos na

análise em causa retratavam casos de “Tipo de esgoto“ real, como se ilustra de seguida através da

Figura 32.

59

Figura 32 - Caso 5.2.4 - Projeção das amostras analisadas no Plano de CP F1 e F2, com recurso a “Tipo de Esgoto”

O facto de estes ensaios incidirem sobre esgotos reais corrobora com a existência de sólidos

suspensos totais, SST, uma vez que aquando de ensaios com esgoto sintético estes geralmente não

se encontram presentes. Por outro lado, o facto de se ter constatado que as concentrações à entrada

de CQO e SST, CQin e SSin respetivamente, têm uma forte influência na taxa de remoção mássica de

CQO, CQrr, pressupõe que grande parte de CQO está na forma particulada. De um modo geral, a

correlação elevada e positiva entre os parâmetros de CQO e SST sugere que estes apresentam um

padrão de remoção semelhante em leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial, como se

esperava e se expôs no capítulo 3.2.

A independência verificada entre a eficiência de remoção de SST e a duração corroboram também as

conclusões previstas na literatura. Esta informação quererá espelhar o facto da remoção de SST se

dar essencialmente por processos de filtração que ocorrem nos primeiros metros do leito. Para além

disso, sabe-se que leitos com maior duração, envelhecidos, já estariam sujeitos a maior colmatação e,

deste modo, seria expectável observar-se uma relação tendencialmente negativa entre eficiência de

SST e a duração. Tal fenómeno não foi observado devido à forma como foi estruturada a base de

dados. Aborda-se este tópico no capítulo 6 – Conclusões e trabalho futuro.

A independência verificada entre a eficiência de CQO e o tempo de retenção hidráulico não coincide

com o esperado. No entanto este resultado advém do facto de este caso ser composto por um número

inferior de amostras que, certamente, terão representado este parâmetro com menos qualidade,

mantendo-se então a informação retirada em casos anteriores de que a eficiência de remoção da

60

matéria orgânica aumenta com o tempo de permanência da água residual no leito, como será

demonstrado no próximo caso.

5.2.5 Conjunto de variáveis: Área, HLR, HRT, CQO, Fósforo e

Duração

Este caso consistiu na análise de 34 ensaios, cuja projeção se demonstra na Figura 33. Recorreu-se

ainda à variável qualitativa “Tipo de esgoto”

Figura 33 - Caso 5.2.5 - Projeção das amostras no Plano de CP F1 e F2 e com recurso a “Tipo de esgoto”

Da análise desta projeção constatou-se um agrupamento de ensaios que utilizaram um esgoto sintético

maioritariamente à direita, e ensaios que analisaram um esgoto real à esquerda. Chama-se à atenção

que caso se procedesse à separação desta análise nos ensaios de tipo de esgoto real e sintético levaria

obrigatoriamente ao estudo de menos ensaios em cada caso, sendo por isso a sua representatividade

condicionada. Deste modo, prosseguiu-se ao estudo conjunto de todos os ensaios.

Na Tabela 22 expõe-se o quadro de averiguação de CP a reter.

61

Concluiu-se que seria necessário estudar até à CP F4 para que fosse possível reter-se uma

percentagem da informação total suficiente que permitisse retirar conclusões sobre as variáveis em

estudo.

De seguida analisa-se o plano composto pela CP F1-F2 (Figura 34).



1 7,4096 52,9259

2 2,2951 69,3195

3 1,3902 79,2497

4 1,1045 87,1391

5 0,6986 92,1289

6 0,4791 95,5508

7 0,3081 97,7514

8 0,1596 98,8914

9 0,0833 99,4864

10 0,0566 99,8908

11 0,0086 99,9523

12 0,0044 99,9838

13 0,0018 99,9964

14 0,0005 100,0000

62


Retirou-se a seguinte informação relevante:

Existe uma correlação forte e positiva entre HLR, CQrr, CQlr, TPlr, TPrr e TPou;

Existe uma correlação forte e positiva CQou, TPou e TPin;

Existe uma relação razoável e positiva entre HLR, CQrr, CQlr,TPlr, TPrr, TPou e CQou, TPin;

Existe uma correlação forte e positiva entre dura e HRT;

Existe uma correlação forte e positiva entre TPef e dura, HRT;

Existe uma relação razoável e positiva entre CQef e dura, HRT

Prosseguindo para o plano F1-F3 (Figura 35).

63


O conjunto de informações que se retiraram da análise no plano F1-F3 foram as seguintes:

Confirmação de correlação forte e positiva entre os parâmetros CQrr, TPrr, CQlr, TPlr e destes

com HLR;

Confirmação de correlação forte e positiva entre os parâmetros CQou, TPou e destes com HLR;

Confirmação de que TPef e CQef têm correlação forte e positiva com dura e HRT.

Na Figura 36 demonstra-se a projeção das variáveis no plano F1-F4.

64


Como informação adicional, retirou-se que a eficiência na remoção de CQO, CQef, é independente da

relação comprimento x largura do leito.

Ao longo deste caso verificou-se não só uma interdependência entre os parâmetros de concentração

(sufixos “-in” e “-ou”) de matéria orgânica e fósforo, como também dos parâmetros mássicos (“-lr” e “-

rr”). Este resultado pode estar relacionado com o facto de a remoção de estes poluentes depender de

processos de sedimentação e filtração no meio de enchimento do leito. No entanto, sabe-se que a

remoção de fósforo ocorre maioritariamente através de fenómenos de adsorção, como se referiu no

capítulo 3.2.5, e não foi possível analisar-se tal fenómeno com as variáveis utilizadas (Akratos e

Tsihrintzis, 2007).

Constatou-se com melhor qualidade de representação que a eficiência na remoção de CQO depende

do tempo de retenção da água no leito e da duração da operação espelhando que a eficiência de

remoção da matéria orgânica aumenta com o tempo de permanência da água residual no leito e com

o tempo em operação. Como já se referiu, não foi possível observar-se com as variáveis utilizadas que

ocorre uma estagnação na eficiência de remoção da matéria orgânica a partir de um determinado valor

de tempo de retenção hidráulico, nem que o sistema precisa necessita de tempo até operar nas

condições ótimas. Constatou-se que a eficiência de remoção de CQO é independente relação

comprimento x largura do leito do leito, como se referiu no capítulo 3.2.2.

Apesar de o parâmetro TPef se encontrar representado com menor qualidade nos planos estudados,

também se transpareceu que a eficiência de remoção do fósforo aumenta com o aumento do tempo de

retenção e a duração, à semelhança do que se verificou para a matéria orgânica. Não foi possível obter-

65

se nenhuma conclusão relativamente à relação com a duração pois sabe-se que a eficiência de

remoção de fósforo pode ser elevada no início da operação do leito, dando-se posteriormente uma

brusca diminuição aquando do esgotamento da capacidade de adsorção por parte do meio, sendo que

esta alteração não se consegue reproduzir neste tipo de análise. Mais, existe a possibilidade de a

duração média dos ensaios estudados (cerca de 21 meses) ter sido inferior ao tempo médio de

saturação dos meios de enchimento típicos (entre 12 a 48 meses) (Kadleck e Knight, 1996, citado por

IWA, 2000).

5.2.6 Conjunto de variáveis: Área, CT, CQO e SST

Da base de dados criada verificou-se que eram poucos os ensaios que reuniam em si variáveis distintas

suficientes e de interesse de análise para microrganismos patogénicos pelo que apenas foi estudada a

combinação de variáveis em causa.

Este caso consistiu na análise de 13 ensaios, após exclusão das amostras AM.1 e V. As variáveis

qualitativas não explicaram este comportamento anómalo, pelo que se considerou que estes ensaios

carecem de qualidade nas variáveis que se desejam analisar, como se pode ver na Figura 37.

Figura 37 - Caso 5.2.6 - Projeção das amostras no Plano de CP F1 e F2

Da análise da Tabela 23 concluiu-se que seria necessário reter 3 CP.

66

A análise conjunta dos planos demonstra-se de seguida (Figuras 38 e 39).




1 8,0973 57,8382

2 2,3784 74,8271

3 2,0192 89,2500

4 0,8439 95,2778

5 0,3651 97,8854

6 0,1944 99,2740

7 0,0576 99,6854

8 0,0242 99,8584

9 0,0134 99,9538

10 0,0042 99,9837

11 0,0023 99,9998

12 0,0005 100,0000

67


Recordando o que foi referido no início deste caso, não foi possível estudar todas as variáveis de

interesse em relação aos microrganismos patogénicos, nomeadamente o tempo de retenção hidráulico,

HRT, e a carga hidráulica, HLR. Deste modo, foram retiradas algumas conclusões indiretas para os

Coliformes Totais através do paralelismo entre as conclusões que foram retiradas ao longo do Capítulo

5 para as variáveis área, CQO e SST e as provenientes deste caso.

Da análise dos planos verificou-se uma correlação elevada entre os coliformes totais, CT, e CQO e

SST, que na sua eficiência de remoção também dependem de processos de sedimentação e

intersecção com elementos do leito. Isto poderá demonstrar que a eficiência na remoção dos

microrganismos patogénicos, à semelhança do que acontece com a matéria orgânica, aumenta com o

aumento do tempo de retenção da água residual no leito, com eventual estagnação para um

determinado valor de tempo de retenção hidráulico. Mantendo o raciocínio, a semelhança evidenciada

com os sólidos suspensos totais demonstra que a granulometria do meio de enchimento influencia

também na remoção dos microrganismos patogénicos uma vez que ambos dependem de processos

de filtração para a sua remoção.

No entanto estas conclusões necessitam ser validadas com uma análise semelhante que contenha na

base de dados um conjunto de ensaios representativo e que reúna todas as variáveis de interesse para

este caso, incluindo as variáveis de granulometria do meio de enchimento e temperatura do efluente.

68

6. Conclusões e trabalho futuro

Os leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial horizontal representam uma solução muito válida

de sistemas de tratamento de águas residuais, principalmente quando se trata de pequenos

aglomerados populacionais onde a aplicação de um sistema convencional de tratamento seria inviável

ou bastante oneroso. Estes são sistemas que apresentam boa versatilidade de construção, sendo

possível adaptar a forma dos leitos por forma a enquadrá-los o mais apropriadamente na topografia e

disponibilidade de terreno, contribuindo para a descentralização do tratamento, prescindindo de

equipamentos eletromecânicos e aditivos químicos, podendo ainda ser operados por pessoal sem

qualificações específicas.

De um modo geral, os leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial horizontal são uma tecnologia

eficaz no que diz respeito ao tratamento de águas residuais domésticas, com custo de investimento

moderado mas baixo relativamente à exploração e manutenção, dispensando mão-de-obra especializa

e acompanhamento permanente. Estes sistemas de tratamento primam pela sua simplicidade não

descurando de questões ambientais, sendo considerada uma tecnologia “verde” e sustentável, bem

como de integração paisagística com valor estético. Apresentam ainda a vantagem de poderem ser

utilizados em sistemas já existentes que possuam tanque imhoff ou fossa séptica como tratamento

primário, sendo que nestas situações os leitos de macrófitas procedem ao tratamento secundário e

eventualmente terciário.

Na presente dissertação avaliou-se a influência conjunta dos poluentes mais comuns em águas

residuais e parâmetros operacionais de leitos de macrófitas de escoamento sub-superficial horizontal

ao mesmo tempo que se procurou efetuar um paralelismo com os conhecimentos atualmente

disponíveis na literatura. Para o efeito procedeu-se ao levantamento dos resultados de 178 ensaios.

O facto de não ter sido feita uma organização premeditada dos dados de duração e tempo de retenção

hidráulico na base de dados criada fez com que não fosse possível aferir relativamente ao facto destes

sistemas necessitarem de algum tempo até operarem em condições ótimas ou a eficiência de remoção

de alguns poluentes estabilizar passado um determinado valor. Isto porque as análises foram efetuadas

com a totalidade destes valores, e para se constatar estes comportamentos, teria de se ter definido

diferentes classes de valores de duração e HRT e efetuado as diferentes análises aos ensaios

correspondentes a cada uma destas classes e analisar a variação das correlações.

Retira-se uma conclusão semelhante relativamente à influência da presença de macrófitas. Por forma

a averiguar esta influência teria sido necessário proceder-se à divisão dos ensaios em dois grandes

grupos (com macrófitas e sem macrófitas) e posteriormente analisar cada caso estudado para cada um

destes grupos, contrastando no fim as correlações obtidas.

Este estudo permitiu averiguar que o CBO5, parâmetro frequentemente utilizado no dimensionamento

dos leitos de macrófitas, não é indispensável como representante da matéria orgânica uma vez que a

69

análise utilizando apenas CQO reteve os mesmos resultados. Constatou-se que a eficiência na

remoção da matéria orgânica melhora aquando de um maior tempo de retenção hidráulico e maior

tempo de operação do sistema.

Relativamente aos sólidos suspensos totais, foi possível averiguar que existe um padrão de remoção

semelhante entre estes e a matéria orgânica, considerando as correlações evidenciadas entre as suas

variáveis. Verificou-se independência entre estes e a duração de operação uma vez que a sua remoção

se dá no trecho inicial do leito. Não foi possível averiguar que com o envelhecimento do leito existe um

aumento de colmatação e, deste modo, uma deterioração na eficiência de remoção de SST, uma vez

que teria de se ter procedido à separação dos ensaios por classes distintas de duração e proceder à

análise de cada uma destas individualmente.

Os resultados obtidos do estudo do fósforo permitiram concluir que a sua eficiência de remoção

aumenta com o aumento do tempo de retenção. Verificou-se correlação entre este e a matéria orgânica

pelo facto de ambos passarem por processos de sedimentação e filtração no meio de enchimento. A

análise feita não permitiu aferir relativamente à dependência do fósforo com a duração da operação,

nomeadamente o efeito de esgotamento de capacidade de adsorção do meio de enchimento, uma vez

que, à semelhança do que se disse anteriormente, teria de se ter procedido à separação dos ensaios

por classes distintas de duração.

Verificou-se uma correlação elevada entre Coliformes Totais, SST e CQO, o que pode estar a espelhar

indiretamente que a eficiência de remoção dos microrganismos patogénicos depende do aumento do

tempo de retenção e da granulometria do meio de enchimento.

Este estudo contribuiu para uma perceção mais abrangente relativamente às interdependências de

várias variáveis utilizadas no dimensionamento destes sistemas e qual a sua influência na eficiência de

tratamento. Não obstante, poderá dar-se continuidade a este trabalho, tendo em conta as limitações da

base de dados que foram verificadas e neste capítulo se transpareceram, procedendo à recolha de um

maior número de amostras que contenham informação suficiente para se efetuar mais análises de

interesse, nomeadamente:

A confirmação dos resultados obtidos nesta dissertação;

Análise multivariada do azoto;

Influência dos parâmetros pH, Temperatura, Oxigénio Dissolvido, Profundidade, Granulometria

e Área em todos os casos estudados e para o novo caso do azoto;

Tratamento da base de dados através do agrupamento de ensaios de acordo com classes de

valores de duração, tempo de retenção hidráulico e presença ou ausência de macrófitas e

contrastar os valores obtidos.

70

7. Referências bibliográficas

Akratos, C., & Tsihrintzis, V. (2007). Effect of temperature, HRT, vegetation and porous media on

removal efficiency of pilot-scale horizontal subsurface flow constructed wetlands. Ecological

Engineering, 29(2), 173-191.

Albuquerque, A. (2003). Tratamento de águas residuais. Covilhã: UBI.

Brisson, J., & Chazarenc, F. (2009). Maximizing pollutant removal in constructed wetlands: should we

pay more attention to macrophyte species selection? Science of the Total Environment,

407(13), 3923-3930.

Brix, H., & Schierup, H.-H. (1990). Soil oxygenation in constructed reed beds: the role of macrophyte

and soild-atmosphere interface oxygen transport. Pergamon, Volume N.D.(Assunto N.D.), 53-

66.

Calheiros, C., Rangel, A., & Castro, P. (2007). Constructed wetland systems vegetated with different

plants applied to the treatment of tannery wastewater. Water Research, 41(8), 1790–1798.

Caselles-Osorio, A. e. (2006). Influence of the characteristics of organic matter on the efficiency of

horizontal subsurface-flow constructed wetlands (PhD Thesis). Technical University of

Catalonia, Barcelona, Spain.

Caselles-Osorio, A.; Porta, A., Porras, M. e García, J. (2007). Effect of high organic loading rates of

particulate and dissolved organic matter on the efficiency of shallow experimental horizontal

subsurface-flow constructed wetland. Water, Air, and Soil Pollution, 183(1), 367–375.

Cooper, P. (2001). Historical aspects of wastewater treatment. London: IWA Publishing.

Costa, L.; Ceballos, B.; Meira, C.; Cavalcanti, M. (2003). Eficiência de Wetlands construídos com dez

dias de detenção hidráulica na remoção de colífagos e bacteriógafos. Revista de Biologia e

Ciências da Terra, 3(1), N.D.

Dias, S. (1998). Tratamento de efluentes em zonas húmidas construídas ou leitos de macrófitas.,

Boletim de Biotecnologia 60, pp. 14-20. N.D.

Dias, S. (2000). As Vantagens das Plantas. Água Hoje, 19(7), 26-28.

Dias, V. Inácio, M., Pacheco, P., Lopes, J., Correia, P. e Soutinho, E. (2000). FitoETAR’s:

Pressupostos teóricos de funcionamento e tipos. 9º Encontro Nacional de Saneamento

Básico: Águas e Resíduos, oportunidades e desafios do programa operacional de ambiente.

Loures, 21 a 24 de Novembro de 2000.

71

El Hamouri, B., Nazih, N., & Lahjouj, J. (2007). Subsurface-horizontal flow constructed wetland for

sewage treatment under Maroccan climate conditions. Desalination, 215(N.D.), 153-158.

Etarplan. (2003). Sistemas de Tratamento adequados a pequenos aglomerados. 1º Seminário do ciclo

de seminários do Curso de Engenharia Civil da UTAD. Vila Real.

Ferreira, S. (2012). Análise multivariada sobre bases de dados criminais. (Tese de Mestrado).

Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, Coimbra, Portugal.

Galvão, A. (2009). Comportamento hidráulico e ambiental de zonas húmidas construídas para o

tratamento de águas residuais . (Tese de Doutoramento). Instituto Superior Técnico, Lisboa,

Portugal.

Galvão, A., & Matos, J. (2004). Sustentabilidade de Pequenos Sistemas de Tratamento de Águas

Residuais. 7º Congresso da Água, Associação Portuguesa dos Recursos Hídricos. Lisboa, 8

a 12 de Março de 2004.

García, J., Vivar, J., Aromir, M., & Mujeriego, R. (2003). Role of Hydraulic retention time and granular

medium in microbial removal in tertiary treatment reed beds. Water Research, 37(11), 2645–

2653.

García, J.; Aguirre, P.; Barragán, J.; Mujeriego, R.; Matamoros, V. e Bayona, J. (2005). Effect of key

design parameters on the efficiency of horizontal subsurface flow constructed wetlands.

Ecological Engineering, 25(4), 405-418.

García, M., Soto, F., González, J., & Bécares, E. (2008). A comparison of bacterial removal

efficiencies in constructed wetlands and algae-based systems. Ecological Engineering, 32(3),

238-243.

Guia da Comissão Europeia. (2001). Guia dos Processos Extensivos de Tratamento das Águas

Residuais adaptados a pequenas e médias aglomerações (500-5000 EH). Aplicação da

Directiva nº 91/271 de 21 de Maio de 1991 relativa a tratamento de águas residuais urbanas.

Obtido em 24 de Setembro de 2015, de http://www.oieau.org/portugal/index.htm

Hagendorf, U., Diehl, K., Feuerpfeil, I., Hummel, A., & Lopez-Pila, J. e. (2005). Microbiological

investigations for sanitary assessment of wastewater treated in constructed wetlands. Water

Research, 39(20), 4849-4858.

Hench, K., Bissonnette, G., Sexstone, A., Coleman, J., & Garbutt, K. e. (2003). Fate of physical,

chemical, and microbial contaminants in domestic wastewater following treatment by small

constructed wetlands. Water Research, 37(4), 921-927.

72

IWA. (2000). Constructed Wetlands for Pollution Control: Processes, Performance, Design, and

Operation. Scientific and Technical Report No. 8. London: IWA Publishing.

Kadlec, R. (2003). Hydrology and Hydraulics of Constructed Wetlands. Proceedings of the 1st

International Seminar on The Use of Aquatic Macrophytes for Wastewater Treatment in

Constructed Wetlands. Lisboa, 8 a 10 de Maio de 2003.

Kadlec, R., & Knight, R. (1996). Treatment wetlands. Florida: Lewis Publishers.

Karathanasis, A., Potter, C., & Coyne, M. (2003). Vegetation effects on fecal bacteria, BOD, and

suspended solid removal in constructed wetlands treating domestic wastewater. Ecological

Engineering, 20(2), 157-169.

Kuschk, P., WieXner, A., Kappelmeyer, U., WeiXbrodt, E., K.astner, M., & Stottmeister, U. (2003).

Annual cycle of nitrogen removal by a pilot-scale subsurface horizontal flow in a constructed

wetland under moderate climate. Water Research, 37 (17), 4236–4242.

Merz, S. (2000). Guidelines for using free water surface constructed wetlands to treat municipal

sewerage (tecnical guideline). Department of Natural Resources, Brisbane, Australia.

Metcalf & Eddy. (2003). Wastewater engineering: treatment and reuse. New York: McGraw-Hill.

Metcalf, & Eddy. (1991). Wastewater Engineering, Treatment, Disposal and Reuse. New York:

McGraw-Hill.

Oliveira, J. (1995). A Lagunagem em Portugal: Conceitos básicos e aplicações práticas. Lisboa:

Edições Universitárias Lusófonas, Lda.

Oliveira, J. (2007). Diagnóstico e optimização do tratamento de águas residuais em leitos de

macrófitas . (Tese de Mestrado). Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto,

Portugal.

Pereira, H., & Sousa, A. (2005). Tratamento de Quadros de Dados Multidimensionais. Obtido em 24

de Setembro de 2015, de http://biomonitor.ist.utl.pt/~ajsousa/AnalDadosTrat.QuadMult.html

Reed, S., Crites, R., & Middlebrooks, E. (1995). Natural Systems for Waste Management and

Treatment. New York: McGraw-Hill.

Relvão, A. (1999). Sistemas de Tratamento de Efluentes em Aglomerados Urbanos por Leitos de

Macrófitas Emergentes. Comissão de Coordenação da Região Centro. Coimbra.

Ribeiro, J. (2007). Modelação do comportamento hidráulico de leitos de macrófitas (Tese de

Mestrado). Instituto Superior Técnico, Lisboa, Portugal.

73

Silva, A. (1998). Benefícios Ecológicos dos Grandes Caniçais Relativamente às ETAR’s de Plantas.

Obtido em 1 de Setembro de 2015, de http://www.aprh.pt/congressoagua98/files/com/123.pdf

Simões, M. (2009). Avaliação da influência do tipo de enchimento no rendimento de leitos de

macrófitas de escoamento subsuperficial e horizontal. (Tese de Mestrado). Universidade da

Beira Interior, Covilhã, Portugal.

Soares, M. (2012). Avaliação do desempenho de leitos de macrófitas face à aplicação de cargas

orgânicas crescentes. (Tese de Mestrado). Instituto Superior Técnico, Lisboa, Portugal.

Sousa, J.; Haandel, A. e Cabral, R. (2002). Desempenho de Sistemas Wetlands no Pós-Tratamento

de Esgotos Sanitários Pré-Tratados em Reactores UASB. 10º Encontro Nacional de

Saneamento Básico (SILUBESA) – Uso Sustentável da Água. Braga, 16 a 19 de Setembro de

2002.

Stein, O., Biederman, J., Hook, P., & Allen, W. (2006). Plant species and temperature effects on the k-

C* first order model for chemical oxygen demand removal in batch loaded ssf wetlands.

Ecological Engineering, 26(2), 100-112.

Taylor, C.; Hook, P.; Otto, R. e Zabinski, C. (2010). Seasonal effects of 19 plant species on COD

removal in subsurface treatment wetland microcosms. Ecological Engineering, 37(5), 703-710.

USEPA. (1993). Subsurface Flow Constructed Wetlands for WasteWater Treatment – A Technology

Assessment. EPA/832-R-93-008. Washington: Office of Water.

USEPA. (2000). Constructed wetlands treatment of municipal wastewater (Manual). EPA/625/R-

99/010. United States Environmental Protection Agency, Washington, USA.

Vymazal, J. (2002). The use of sub-surface constructed wetland for wastewater treatment in the

Czech Republic: 10 years experience. Ecological Engineering, 18(5), 633-646.

Vymazal, J. (2003). Types of constructed wetlands. Proceedings of the 1st International Seminar on

the use of aquatic macrophytes for wastewater treatment in constructed wetlands. Lisboa,

N.D.

Vymazal, J. (2005). Horizontal sub-surface flow and hybrid constructed wetlands systems for

wastewater treatment. Ecological Engineering, 25(5), 478-490.

Vymazal, J. (2007). Removal of nutrients in various types of constructed wetlands. 380(1-3), 48-65.

Vymazal, J. (2008). Constructed Wetlands for Wastewater Treatment: A Review. The 12th World Lake

Conference. Czech Republic.

74

Vymazal, J. (2010). Constructed Wetlands for Wastewater Treatment (review). Department of

Landscape Ecology, Prague, Czech Republic.

Wallace, S. e Knight, R. (2006). Small-scale constructed wetland treatment systems: feasibility, design

criteria and o&m requirements. London: IWA Publishing.

75

Pop. Projecto

ou P.E.

Duração exp.

(meses)H.L.R Caudal

H.R.T (tempo de

retenção hidraulico)Dimensões L.W(mxm) Plantas

Prof.

meio

Prof.

águaGranulometria

Constituição

Esgoto

Temperatura

exterior

Referência Área

(m2) (Hab) (cm/dia) Entrada Saída (L/dia) (dias) EntradaCarga mássica

(g/m2/dia)Saída

Remoção mássica

(g/m2/dia)Ef. Entrada

Carga mássica

(g/m2/dia)Saída

Remoção mássica


Carga mássica

(g/m2/dia)Saída

Remoção mássica


Carga mássica

(g/m2/dia)Saída

Remoção mássica


Carga mássica

(g/m2/dia)Saída

Remoção mássica


Carga mássica

(g/m2/dia)Saída

Remoção mássica


Carga mássica

(g/m2/dia)Saída

Remoção mássica


Carga mássica

(g/m2/dia)Saída

Remoção mássica


Carga mássica

(g/m2/dia)Saída

Remoção mássica


Carga mássica

(g/m2/dia)Saída

Remoção mássica


Carga mássica

(g/m2/dia)Saída

Remoção mássica


Carga mássica

(g/m2/dia)Saída

Remoção mássica

(g/m2/dia)Ef.

Entrada

(cfu/100 ml)

[log

cfu/100 ml]

Saída

(cfu/100 ml)

[log

cfu/10

0 ml]

Ef.(log)Entrada

(cfu/100 ml)

[log

cfu/10

0 ml]

Saída

(cfu/100 ml)

[log

cfu/10

0 ml]

Ef.(log)

Entrada

(cfu/100

ml)

[log

cfu/10

0 ml]

Saída

(cfu/100

ml)

[log

cfu/10

0 ml]

Ef.(log)Entrada

(cfu/100 ml)

[log

cfu/10

0 ml]

Saída

(cfu/100 ml)

[log

cfu/10

0 ml]

Ef.(log)Entrada

(cfu/100 ml)

[log

cfu/10

0 ml]

Saída

(cfu/100 ml)

[log

cfu/10

0 ml]

Ef.(log) [m] (m) (mm) (ºc)

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 6,0 361,1 5,7 92,8 4,2 74,3 583,6 9,2 134,8 7,1 76,9 64,0 1,0 35,5 0,5 44,6 9,1 0,1 8,5 0,0 6,5 3x0.75 Phragmites australis 39,0 35,0 0,5 D50= 15; 4 a 25 500,0 800,0 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 8,0 361,1 5,7 57,1 4,8 84,2 583,6 9,2 100,4 7,6 82,8 64,0 1,0 33,4 0,5 47,8 9,1 0,1 7,4 0,0 18,5 3x0.75 Phragmites australis 39,0 35,0 0,5 D50= 15; 4 a 25 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 14,0 361,1 5,7 45,5 5,0 87,4 583,6 9,2 76,5 8,0 86,9 64,0 1,0 34,1 0,5 46,7 9,1 0,1 3x0.75 Phragmites australis 39,0 35,0 0,5 D50= 15; 4 a 25 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 20,0 361,1 5,7 35,4 5,1 90,2 583,6 9,2 45,5 8,5 92,2 64,0 1,0 22,5 0,7 64,9 9,1 0,1 5,1 0,1 44,0 3x0.75 Phragmites australis 39,0 35,0 0,5 D50= 15; 4 a 25 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 6,0 361,1 5,7 75,5 4,5 79,1 583,6 9,2 101,0 7,6 82,7 64,0 1,0 47,7 0,3 25,4 9,1 0,1 5,7 0,1 37,1 3x0.75 Sem planta 37,0 37,0 0,5 D50= 15; 4 a 25 700,0 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 8,0 361,1 5,7 58,1 4,8 83,9 583,6 9,2 76,5 8,0 86,9 64,0 1,0 47,7 0,3 25,4 9,1 0,1 5,9 0,0 34,8 3x0.75 Sem planta 37,0 37,0 0,5 D50= 15; 4 a 25 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 14,0 361,1 5,7 38,6 5,1 89,3 583,6 9,2 80,5 7,9 86,2 64,0 1,0 44,4 0,3 30,7 9,1 0,1 3x0.75 Sem planta 37,0 37,0 0,5 D50= 15; 4 a 25 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 20,0 361,1 5,7 33,9 5,2 90,6 583,6 9,2 56,0 8,3 90,4 64,0 1,0 36,0 0,4 43,8 9,1 0,1 5,1 0,1 43,8 3x0.75 Sem planta 37,0 37,0 0,5 D50= 15; 4 a 25 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 6,0 361,1 5,7 84,9 4,4 76,5 583,6 9,2 105,6 7,5 81,9 64,0 1,0 37,6 0,4 41,2 9,1 0,1 6,7 0,0 26,2 3x0.75 Typha latifolia 34,0 33,0 0,5 D50= 15; 4 a 25 700,0 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 8,0 361,1 5,7 29,2 5,2 91,9 583,6 9,2 57,8 8,3 90,1 64,0 1,0 21,4 0,7 66,5 9,1 0,1 4,0 0,1 56,1 3x0.75 Typha latifolia 34,0 33,0 0,5 D50= 15; 4 a 25 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 14,0 361,1 5,7 33,9 5,2 90,6 583,6 9,2 56,0 8,3 90,4 64,0 1,0 23,2 0,6 63,8 9,1 0,1 3x0.75 Typha latifolia 34,0 33,0 0,5 D50= 15; 4 a 25 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 20,0 361,1 5,7 29,2 5,2 91,9 583,6 9,2 45,5 8,5 92,2 64,0 1,0 11,3 0,8 82,4 9,1 0,1 1,6 0,1 82,5 3x0.75 Typha latifolia 34,0 33,0 0,5 D50= 15; 4 a 25 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 6,0 361,1 5,7 72,9 4,5 79,8 583,6 9,2 98,6 7,7 83,1 64,0 1,0 13,4 0,8 79,1 9,1 0,1 2,8 0,1 69,7 3x0.75 Phragmites australis 33,0 29,0 0,5 D50= 6; 0.25 a 16 900,0 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 8,0 361,1 5,7 28,2 5,3 92,2 583,6 9,2 47,3 8,5 91,9 64,0 1,0 9,5 0,9 85,2 9,1 0,1 1,5 0,1 83,6 3x0.75 Phragmites australis 33,0 29,0 0,5 D50= 6; 0.25 a 16 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 14,0 361,1 5,7 34,7 5,2 90,4 583,6 9,2 61,3 8,2 89,5 64,0 1,0 10,6 0,8 83,4 9,1 0,1 3x0.75 Phragmites australis 33,0 29,0 0,5 D50= 6; 0.25 a 16 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 20,0 361,1 5,7 27,8 5,3 92,3 583,6 9,2 47,3 8,5 91,9 64,0 1,0 9,8 0,9 84,7 9,1 0,1 1,1 0,1 88,2 3x0.75 Phragmites australis 33,0 29,0 0,5 D50= 6; 0.25 a 16 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 6,0 361,1 5,7 93,9 4,2 74,0 583,6 9,2 126,6 7,2 78,3 64,0 1,0 23,4 0,6 63,5 9,1 0,1 6,8 0,0 24,9 3x0.75 Phragmites australis 29,0 28,0 0,5 D50=90;30 a 18 690,0 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 8,0 361,1 5,7 45,1 5,0 87,5 583,6 9,2 83,5 7,9 85,7 64,0 1,0 19,0 0,7 70,3 9,1 0,1 5,6 0,1 38,6 3x0.75 Phragmites australis 29,0 28,0 0,5 D50=90;30 a 18 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 14,0 361,1 5,7 40,4 5,1 88,8 583,6 9,2 54,9 8,3 90,6 64,0 1,0 16,6 0,7 74,0 9,1 0,1 3x0.75 Phragmites australis 29,0 28,0 0,5 D50=90;30 a 18 Sintéctico

2,3 0,3 24,0 1,6 35,5 20,0 361,1 5,7 24,6 5,3 93,2 583,6 9,2 51,9 8,4 91,1 64,0 1,0 11,8 0,8 81,6 9,1 0,1 2,2 0,1 75,9 3x0.75 Phragmites australis 29,0 28,0 0,5 D50=90;30 a 18 Sintéctico

0,7 4,0 24,0 5,1 215,0 7,2 30,0 6,2 86,0 103,0 3,4 51,0 1,7 51,2 0.9x0.8 Phragmites australis 0,4 - 0,2 40 a 70 - Sintéctico 20,0

0,7 4,0 24,0 5,1 263,0 8,8 97,0 5,5 88,6 91,0 3,0 9,0 2,7 93,4 0.9x0.8 Phragmites australis 0,2 40 a 70 Esgoto bruto 20,0

0,7 3,5 24,0 5,7 518,0 17,3 154,0 12,1 70,5 54,0 1,8 31,0 0,8 43,0 0,5 0,0 0,2 0,0 100,0 0.9x0.8 Phragmites australis 0,2 4 a 8 Sintéctico 20,0

0,7 3,5 24,0 5,7 507,0 16,9 32,0 15,8 94,0 34,0 1,1 4,0 1,0 91,7 0,3 0,0 0,2 0,0 100,0 0.9x0.8 Phragmites australis 0,5 0,2 4 a 8 Esgoto bruto 20,0

39,1 33,0 14000,0 0,2 127,3 45,6 19,2 38,7 84,9 33,1 11,9 23,5 3,4 29,0 33,1 11,9 23,5 3,4 29,0 9.3x4.2 1,1 - Dn=35 - -

216,0 148,7 49,0 32,9 293,2 134,3 45,8 30,2 24,8 82,1 13,7 5,4 39,5 8,5 2,9 34,0 24,5 7,0 28,7 0,1 0,0 22,6

1,2 31,0 18,0 216,0 2,0 826,0 148,7 564,0 47,2 31,7 1629,0 293,2 906,0 130,1 44,4 168,0 30,2 28,0 25,2 83,3 76,0 13,7 46,0 5,4 39,5 47,0 8,5 31,0 2,9 34,0 136,0 24,5 93,0 7,7 31,6 0,3 0,1 0,3 0,0 19,4 1.2x1 Praghmites australis 0,6 0,6 3 a 8 5,8

1,6 10,0 3,1 50,0 7,6 98,0 3,0 126,7 3,9 19,6 3,3 84,6 5,0 0,2 0,0 0,0 67,2 10,0 0,3 9,1 0,0 9,5 1,9 0,1 0,9 0,0 53,7 14,5 0,4 10,2 0,1 29,5 17,0 0,5 11,2 0,2 34,0 2,9 0,1 2,4 0,0 17,3 2.5x0.65 Phragmites australis 0,6 6 a 9 (meio) e 9 a 12 Sintéctico 18,5

1,6 11,0 3,1 50,0 7,6 98,0 3,0 126,7 3,9 24,5 3,1 80,7 5,0 0,2 0,0 0,0 38,5 10,0 0,3 9,5 0,0 5,5 1,9 0,1 1,1 0,0 41,4 14,5 0,4 9,7 0,1 33,0 17,0 0,5 10,9 0,2 36,1 2,9 0,1 2,3 0,0 18,0 2.5x0.65 Sem plantas 0,6 6 a 9 (meio) e 9 a 12 Sintéctico 18,5

1,6 12,0 3,1 50,0 7,6 98,0 3,0 126,7 3,9 12,4 3,5 90,3 5,0 0,2 0,0 0,0 21,4 10,0 0,3 7,5 0,1 25,4 1,9 0,1 0,9 0,0 54,6 14,5 0,4 8,0 0,2 44,7 17,0 0,5 8,9 0,2 47,5 2,9 0,1 1,7 0,0 40,5 2.5x0.65 Lythrum salicaria 0,6 6 a 9 (meio) e 9 a 12 Sintéctico 18,5

1,6 13,0 3,1 50,0 7,6 98,0 3,0 126,7 3,9 16,1 3,4 87,3 5,0 0,2 0,0 0,0 47,5 10,0 0,3 9,7 0,0 3,2 1,9 0,1 0,9 0,0 53,9 14,5 0,4 9,9 0,1 31,3 17,0 0,5 10,9 0,2 36,0 2,9 0,1 2,1 0,0 28,1 2.5x0.65 Cladium mariscus 0,6 6 a 9 (meio) e 9 a 12 Sintéctico 18,5

1,6 14,0 3,1 50,0 7,6 98,0 3,0 126,7 3,9 14,5 3,5 88,6 5,0 0,2 0,0 0,0 75,2 10,0 0,3 6,6 0,1 34,2 1,9 0,1 1,0 0,0 47,8 14,5 0,4 6,7 0,2 54,1 17,0 0,5 7,7 0,3 54,7 2,9 0,1 1,8 0,0 36,0 2.5x0.65 Iris pseudacorus 0,6 6 a 9 (meio) e 9 a 12 Sintéctico 18,5

0,5 9,0 3,6 20,0 3,0 170,0 6,2 41,0 4,7 76,0 11,6 0,4 8,3 0,1 29,0 0.93x0.59 Phragmites australis 0,4 0,4 0,3 D60= 3.5 mm Mat.orgânica dissolvida

0,5 9,0 1,8 10,0 6,0 330,0 6,0 40,0 5,3 88,0 23,1 0,4 10,0 0,2 57,0 0.93x0.59 Phragmites australis 0,4 0,3 D60= 3.5 mm Mat.orgânica dissolvida



0,5 9,0 3,6 20,0 3,0 150,0 5,5 45,0 3,8 70,0 12,3 0,4 7,6 0,2 38,0 0.93x0.59 Phragmites australis 0,4 0,3 D60= 3.5 mm Mat.organica particulada




0,5 4,0 3,6 20,0 3,0 606,0 22,1 50,0 20,3 92,0 42,0 1,5 18,0 0,9 57,0 1,4 0,1 0,1 0,0 95,0 130,0 8,0 93,0 0.93x0.59 Phragmites australis 40,0 0,4 0,3 D60= 3.5 mm Mat.orgânica dissolvida

0,5 4,0 3,6 20,0 3,0 541,0 19,7 49,0 17,9 91,0 42,0 1,5 24,0 0,7 43,0 1,4 0,1 0,1 0,0 95,0 130,0 17,0 87,0 0.93x0.59 Phragmites australis 0,4 0,3 D60= 3.5 mm Mat.organica particulada

0,5 8,0 1,8 9,9 6,0 322,0 5,8 38,0 5,1 88,0 25,0 0,5 3,4 0,4 84,0 0.93x0.59 Phragmites australis 40,0 0,4 0,4 D60= 3.5 mm 2000±530 2000±280 Esgoto bruto

0,5 8,0 3,7 20,3 3,0 380,0 14,1 33,0 12,8 91,0 34,0 1,3 2,6 1,2 91,0 0.93x0.59 Phragmites australis 0,4 0,4 D60= 3.5 mm 2900±420 2800±360 Esgoto bruto





0,8 10,0 2,6 20,0 3,3 287,0 10,0 63,0 5,8 85,0 26,0 0,7 0,3 0,7 99,0 1.1x0.7 Phragmites australis 40,0 0,3 0,3 D60=3.5 mm Esgoto bruto

0,8 10,0 2,6 20,0 3,3 326,0 10,0 125,0 5,2 70,0 28,0 0,7 12,0 0,4 71,0 1.1x0.7 Phragmites australis 0,3 0,3 D60=3.5 mm Esgoto bruto





977,4 2000,0 5,0 18,1 177000,0 1,1 114,0 20,7 31,0 15,0 73,0 6,0 1,1 7,0 -0,2 -20,0 29.8x32.8 Phragmites australis 40,0 0,5 D60=9 Esgoto bruto 14,4

1236,6 290,0 5,0 4,9 60000,0 3,5 379,0 18,4 233,0 7,1 38,0 34,0 1,6 34,0 0,0 0,0 32.8x37.7 Phragmites australis 34,0 0,5 D60=10 Esgoto bruto 14,4

1225,0 2000,0 5,0 17,8 218000,0 1,1 306,0 54,5 173,0 23,7 43,0 36,0 6,4 27,0 1,6 25,0 35x35 Phragmites australis 38,0 0,5 D60=9.2 Esgoto bruto 14,4

466,1 164,0 5,0 5,4 25000,0 3,6 823,0 44,1 159,0 35,6 81,0 58,0 3,1 49,0 0,5 16,0 19.3x24.15 Phragmites australis 39,0 0,5 D60=8.98 Esgoto bruto 14,4

500,0 373,0 5,0 11,4 57000,0 1,7 444,0 50,6 151,0 33,4 66,0 42,0 4,8 35,0 0,8 17,0 22.36x22.36 Phragmites australis 39,0 0,5 D60=8.9 Esgoto bruto 14,4

3,0 1,0 20,0 28,0 6800,0 45,3 136,0 44,4 98,0 757,0 5,0 94,0 4,4 87,6 250,0 1,7 30,0 1,5 88,0 150,9 1,0 86,0 0,4 43,0 10,0 0,1 99,0 3x1 Typha augustifolia 0,8 0,7 30,0 Lixiviado






352,0 150,0 0,0 0,1 12,0 30,0 0,0 10,0 0,0 82,0 125,0 0,0 40,0 0,0 74,0 24,5 0,0 10,3 0,0 62,6 4,9 1,7 75,4 16x22 P. australis 10 a 20 Esgoto bruto 14.5 (Verão)

352,0 150,0 0,0 0,1 12,0 35,0 0,0 20,0 0,0 82,0 107,0 0,0 49,0 0,0 74,0 24,5 0,0 10,3 0,0 62,6 4,9 1,7 75,4 16x22 P. australis 10 a 20 Esgoto bruto 1.3 (Inverno)

45,4 8,0 6,5 2948,4 2,9 465,0 35,1 130,5 21,7 75,0 129,0 8,4 26,0 6,7 76,0 11,3 0,7 17,4 -0,4 -54,0 0,9 0,1 6,2 -0,3 -629,4 70,0 4,6 68,9 0,1 0,0 15,0 1,0 8,6 0,4 49,0 4115000,0 260000,0 2,2 5630000,0 30000,0 2,3 4790000,0 40000,0 2,1 8.4x5.4 P. australis and A. donax. 45,0 0,5 30,0 Esgoto bruto

45,4 8,0 9,8 4422,6 1,9 465,0 52,7 99,6 35,6 83,0 129,0 12,6 20,7 10,6 87,0 11,3 1,1 11,4 0,0 -0,9 0,9 0,1 3,1 -0,2 -264,7 70,0 6,8 41,2 2,8 39,0 15,0 1,5 9,2 0,6 39,0 4115000,0 260000,0 2,2 5630000,0 30000,0 2,3 4790000,0 40000,0 2,1 8.4x5.4 P. australis and A. donax. 0,5 30,0 Esgoto bruto

45,4 8,0 13,0 5896,8 1,4 465,0 52,3 85,7 49,3 77,0 129,0 16,8 29,4 12,9 85,0 11,3 1,5 7,8 0,5 31,0 0,9 0,1 2,7 -0,2 -217,6 70,0 9,1 49,4 2,7 26,0 15,0 2,0 7,8 0,9 49,0 4115000,0 260000,0 2,2 5630000,0 30000,0 2,3 4790000,0 40000,0 2,1 8.4x5.4 P. australis and A. donax. 0,5 30,0 Esgoto bruto



45,4 8,0 22,8 10319,4 0,8 465,0 132,7 341,1 28,2 44,0 129,0 29,3 39,4 20,4 68,0 11,3 2,6 14,6 -0,8 -29,2 0,9 0,2 0,7 0,0 17,6 70,0 15,9 67,4 0,6 11,0 15,0 3,4 10,0 1,1 22,0 4115000,0 260000,0 2,2 5630000,0 30000,0 2,3 4790000,0 40000,0 2,1 8.4x5.4 P. australis and A. donax. 0,5 30,0 Esgoto bruto

55,0 12,0 3,4 1870,0 6,7 130,0 4,4 56,0 2,5 57,0 260,0 8,8 98,0 5,5 62,0 61,5 2,1 47,0 0,5 24,0 Phragmites australis 0,5 10,0 Doméstico
























0,5 5,0 3,6 20,0 3,0 350,0 12,8 26,0 11,8 92,0 32,0 1,2 2,3 1,1 93,0 170,0 170,0 0,0 0.93x0.59 Phragmites australis 40,0 0,4 0,3 3,5 Esgoto bruto

0,5 5,5 30,0 2,0 360,0 19,7 43,0 17,3 88,0 36,0 2,0 12,0 1,3 67,0 190,0 150,0 21,0 40,0 0,4 0,3 3,5 Esgoto bruto

0,5 3,6 20,0 3,0 180,0 6,6 25,0 5,6 86,0 28,0 1,0 1,3 1,0 95,0 170,0 170,0 0,0 0.93x0.59 Phragmites australis 40,0 0,4 0,3 3,5 Esgoto bruto

0,5 5,5 30,0 2,0 190,0 10,4 26,0 9,0 86,0 34,0 1,9 13,4 1,1 62,0 190,0 150,0 21,0 40,0 0,4 0,3 3,5 Esgoto bruto

R.1 0,3 1,3 6,0 15,0 5,0 184,6 11,1 50,6 8,0 69,1 21,7 1,3 23,8 1,4 1.25x0.2 Sem planta 20,0 Sintéctico

R.2 0,3 1,3 6,0 15,0 5,0 184,6 11,1 52,9 7,9 65,4 21,7 1,3 23,8 1,4 1.25x0.2 Sem planta Sintéctico

R.3 0,3 1,3 6,0 15,0 5,0 184,6 11,1 44,4 8,4 70,3 21,7 1,3 17,7 0,2 18,4 23,8 1,4 18,0 0,4 24,6 1.25x0.2 Sem planta Sintéctico

1,1 24,0 6,4 70,0 3,0 5011872,3 6,7 501,2 2,7 4,0 630957,3 5,8 758,6 2,9 2,9 63095,7 4,8 1000,0 3,0 1,8 Scirpus lacustris 35,0 6,0 Doméstico

1,1 24,0 6,4 70,0 3,0 5011872,3 6,7 47,9 1,7 5,0 630957,3 5,8 69,2 1,8 4,0 63095,7 4,8 120,2 2,1 2,7 Sem planta 35,0 6,0 Doméstico

16,8 13,0 8,9 1500,0 7,0 177827,9 5,3 1995,3 3,3 6 x 2.8 P. australis 0,6 Doméstico

16,8 13,0 8,9 1500,0 177827,9 5,3 5011,9 3,7 6 x 2.8 Sem planta 0,6 5 -- 10

16,8 13,0 8,9 1500,0 177827,9 5,3 3162,3 3,5 6 x 2.8 P. australis 0,6

16,8 13,0 8,9 1500,0 1,0 177827,9 5,3 3162,3 3,5 6 x 2.8 Sem planta 0,6

0,4 13,0 5,3 20,0 10964,8 4,0 15848,9 4,2 1.25 x 0.3 P. australis 0,3 10,0 Doméstico

0,4 13,0 5,3 20,0 1000,0 3,0 7943,3 3,9 1.25 x 0.3 P. australis 0,3

0,4 13,0 5,3 20,0 7943,3 3,9 7943,3 3,9 1.25 x 0.3 P. australis 0,3 10,0

0,4 13,0 5,3 20,0 15848,9 4,2 3162,3 3,5 1.25 x 0.3 P. australis 0,3

0,4 13,0 5,3 20,0 10964,8 4,0 3162,3 3,5 1.25 x 0.3 P. australis 0,3

0,4 13,0 5,3 20,0 1000,0 3,0 7943,3 3,9 1.25 x 0.3 P. australis 0,3

5,6 12,0 3,6 180,0 5,5 222,0 7,1 97,1 4,0 56,3 378,0 12,1 157,0 7,1 58,5 0,0 -100,0 48,1 1,5 53,6 -0,2 -11,4 0,5 0,0 0,2 0,0 60,0 82,3 2,6 72,7 0,3 11,7 40,3 9,1 77,4 4.7 x 1.2 P. australis 0,5 Doméstico

5,6 12,0 3,6 180,0 5,5 222,0 7,1 87,4 4,3 60,6 378,0 12,1 149,0 7,3 60,6 0,0 -100,0 48,1 1,5 55,1 -0,2 -14,6 0,5 0,0 0,3 0,0 40,0 82,3 2,6 78,9 0,1 4,1 40,3 7,3 81,9 4.7 x 1.2 Sem planta 0,5 Doméstico

655,2 36,0 3,1 11,0 121,7 1717,0 11,9 3,4 92,8 246,2 7,2 29,3 6,6 91,5 98,6 3,0 7,6 2,8 92,3 20,5 0,6 8,8 0,4 57,1 32,8 1,0 6,5 0,8 60,0 3,2 0,1 1,2 0,1 63,0 3880,0 3,9 2500000,0 2060,0 3,8 37.87 x 17.3Canna e Phragmites australis (2009)

e Cyperus papyrus (2010)0,9 Doméstico 26,0

3,2 12,0 4,0 128,0 4,0 115,5 4,6 24,3 3,6 76,0 247,5 9,8 51,7 7,7 75,5 57,5 2,3 11,4 1,8 79,2 28,7 1,1 13,1 0,6 53,7 8,3 0,3 4,2 0,2 44,7 1800000,0 85000,0 3.6 x 0.9 0,3 12,0 Doméstico 21,1

3,2 12,0 4,0 128,0 4,0 115,5 4,6 21,2 3,7 79,7 224,0 8,8 51,3 6,8 77,1 55,6 2,2 8,5 1,9 84,7 28,7 1,1 13,8 0,6 51,7 7,6 0,3 4,9 0,1 35,8 1800000,0 168000,0 3.6 x 0.9

Strelitzia reginae

+ Anthurium andreanum

+ plants of Agapanthus africanus

0,3 12,0 Doméstico 21,1

130,0 6,5 8500,0 4,0 170,0 11,0 52,0 7,7 70,0 430,0 28,1 165,0 17,3 0,6 130,0 8,5 22,0 7,1 83,0 56,0 3,7 55,0 0,1 1,7 1,3 0,1 2,0 0,0 -54,0 83,0 5,4 65,0 1,2 22,0 11,0 12,0 -0,8 36,0 21,0 41,0 250000,0 1700,0 20 x 6.5 Phragmitis australis 0,6 10,0 Doméstico30 (Verão);

12 (Inverno)

8,8 4,0 352,0 10,1 113,7 4,5 36,8 1,5 43,1 1,7 43,1 1,7 5.5 x 1.6 Schoenoplectus tabernaemontani 1,0 1,0 10,0 Doméstico


8,8 4,0 352,0 10,1 113,7 4,5 5,0 4,3 95,5 36,8 1,5 19,5 0,7 46,4 43,1 1,7 20,5 0,9 51,8 43,1 1,7 20,9 0,9 50,9 5.5 x 1.6 Schoenoplectus tabernaemontani 1,0 1,0 10,0 Doméstico



8,8 2,5 220,0 16,1 131,1 3,3 8,2 3,1 94,6 34,8 0,9 11,8 0,6 70,6 43,7 1,1 18,5 0,6 63,2 45,7 1,1 24,0 0,5 54,3 5.5 x 1.6 Schoenoplectus tabernaemontani 1,0 1,0 10,0 Doméstico

13,3 140000,0 12,0 2,8 368,0 113,5 3,1 2,3 3,1 98,0 72,3 2,0 3,0 1,9 96,0 32,9 0,9 12,7 0,6 0,6 41,7 1,2 21,3 0,6 49,0 5,2 0,1 2,0 0,1 62,0 3500000,0 6100,0 2,8 2.9 x 2.3 Baumea articulata + Schoenoplectus

tabernaemontani0,4 1,0 20,0 Doméstico 22,5

27,0 5,0 19,3 5200,0 1,2 18,1 5,6 30,6 21,5 7,8 36,2 9,6 0,7 7,7 0,0 0,0 46,7 4,0 4,0 100,0 0,7 0,7 100,0 9.0x3.0 P. australis 0,7 0,5 Doméstico

2,0 5,5 110,0 135,0 7,4 23,0 6,2 83,0 47,0 2,6 1,9 2,5 96,0 27,0 1,5 17,0 0,5 37,0 9,8 0,5 6,4 0,2 35,0 2 x 1 Canna 1,0 Doméstico 30,8

2,0 5,5 110,0 135,0 7,4 28,4 5,9 79,0 47,0 2,6 1,4 2,5 97,0 27,0 1,5 23,2 0,2 14,0 9,8 0,5 8,5 0,1 13,0 2 x 1 Heliconia 1,0 Doméstico 30,8







0,7 6,0 16,3 113,8 28,8 5,3 4,3 4,0 85,1 640000,0 26000,0 1,4 280000,0 17000,0 1,2 1.4 x 0.5 Typha angustifolia 0,2 Doméstico

0,7 6,0 16,3 113,8 28,8 5,3 4,3 4,0 85,1 640000,0 26000,0 1,4 280000,0 17000,0 1,2 1.4 x 0.5 Typha angustifolia 0,2 Doméstico

0,7 6,0 16,3 113,8 28,8 5,3 7,0 3,5 75,7 640000,0 44000,0 1,2 280000,0 26000,0 1,0 1.4 x 0.5 Sem planta 0,2 Doméstico

33,0 24,0 9,0 3041,7 24,6 2,3 6,7 1,6 72,4 54,2 5,0 12,7 3,8 75,7 28,7 2,6 10,2 1,7 64,3 12,6 1,2 6,3 0,6 49,6 17,8 1,6 8,5 0,9 51,6 8,0 0,7 4,2 0,4 47,9 23442,3 4,4 2511,9 3,4 1,0 16218,1 4,2 2089,3 3,3 0,9 1174,9 3,1 120,2 2,1 1,0 8317,6 3,9 1445,4 3,2 0,8 33 x 1 Typha latifolia L. ( A1, B3 and C1) 0,5 25,0 Doméstico

33,0 24,0 9,0 3041,7 24,6 2,3 8,5 1,5 64,8 54,2 5,0 17,5 3,4 66,6 28,7 2,6 15,2 1,2 47,0 12,6 1,2 7,7 0,5 38,3 17,8 1,6 11,2 0,6 36,1 8,0 0,7 5,6 0,2 31,7 23442,3 4,4 4365,2 3,6 0,7 16218,1 4,2 2089,3 3,3 0,9 1174,9 3,1 169,8 2,2 0,8 8317,6 3,9 2089,3 3,3 0,6 33 x 1 Cyperus alternifolius L. ( A3, B2 and

C3)0,5 25,0 Doméstico

33,0 24,0 9,0 3041,7 24,6 2,3 12,2 1,1 49,6 54,2 5,0 26,5 2,6 49,2 28,7 2,6 19,2 0,9 32,9 12,6 1,2 9,8 0,3 20,9 17,8 1,6 14,2 0,3 19,3 8,0 0,7 7,0 0,1 14,2 23442,3 4,4 13803,8 4,1 0,2 16218,1 4,2 10471,3 4,0 0,2 1174,9 3,1 660,7 2,8 0,3 8317,6 3,9 5011,9 3,7 0,2 33 x 1 Sem planta (A2, B1 and C2) 0,5 25,0 Doméstico

22,5 12,0 3,0 13,3 3000,0 1,5 232,0 30,9 29,0 27,1 87,0 424,0 56,5 58,0 48,8 86,0 118,0 15,7 19,0 13,2 84,0 39,0 5,2 36,0 0,4 8,0 4,0 0,5 3,0 0,1 26,0 7.5 x 3 (x 0.5) Cyperus papyrus Doméstico

22,5 12,0 3,0 13,3 3000,0 1,5 232,0 30,9 39,0 25,7 83,0 424,0 56,5 98,0 43,5 77,0 118,0 15,7 34,0 11,2 71,0 39,0 5,2 39,0 0,0 0,0 4,0 0,5 3,0 0,1 13,0 7.5 x 3 (x 0.5) Sem planta Doméstico

4,5 12,0 0,9 40,0 22,9 0,2 10,3 0,1 55,0 0,8 1,2 -44,6 8,6 0,1 7,7 0,0 10,5 8,4 0,1 5,4 0,0 35,7 1.5 x 3 0,6 0,6 12,5 Doméstico

4,5 12,0 0,9 40,0 63,9 0,6 47,5 0,1 25,7 0,2 0,1 66,7 22,1 0,2 16,6 0,0 24,9 0,3 0,0 0,2 0,0 47,1 1.5 x 3 P. australis 0,6 0,6 12,5 Doméstico

4,5 12,0 0,9 40,0 63,9 0,6 48,2 0,1 24,6 0,2 0,0 88,9 22,1 0,2 20,4 0,0 7,7 0,3 0,0 0,1 0,0 64,7 1.5 x 3 0,6 0,6 12,5 Doméstico

299,0 2033,2 2,2 6600,0 979,0 21,6 19,0 21,2 98,0 1005,0 22,2 19,0 21,8 98,0 224,0 4,9 104,0 2,6 53,0 49,0 1,1 16,0 0,7 67,0 29,0 6,0 79,0 81283,1 4,9 741,3 2,9 2,0 23 x 13 Zizaniopsis bonariensis 0,7 Doméstico 25,0

50,0 50,0 13,2 6600,0 330,0 43,6 89,0 31,8 73,0 371,0 49,0 117,0 33,5 69,0 34,0 4,5 15,0 2,5 56,0 49,0 6,5 56,0 -0,9 -15,0 27,0 5,0 81,0 776247,1 5,9 42658,0 4,6 1,3 10 x 5 Zizaniopsis bonariensis 0,7 Doméstico 17,1

72,0 38,9 9,2 6600,0 232,0 21,3 35,0 18,1 85,0 485,0 44,5 87,0 36,5 82,0 640,0 58,7 84,0 51,0 87,0 18,0 1,7 11,0 0,6 39,0 48,0 4,4 16,0 2,9 68,0 77624711,7 7,9 30199,5 4,5 3,4 12 x 6 Zizaniopsis bonariensis 0,7 Doméstico 23,0

40,5 29,2 16,3 6600,0 201,0 32,8 39,0 26,4 80,0 476,0 77,6 68,0 66,5 86,0 50,0 8,1 22,0 4,6 56,0 39,0 6,4 21,0 2,9 46,0 19,0 9,0 53,0 2344228,8 6,4 371535,2 5,6 0,8 9 x 4.5 Zizaniopsis bonariensis 0,7 Doméstico 14,2

90,0 5,0 1,0 900,0 27,0 0,3 13,0 0,1 51,9 57,0 0,6 13,0 0,4 77,2 58,0 0,6 0,4 0,6 99,3 0,5 0,0 0,7 0,0 -40,0 39,8 0,4 1,6 0,4 96,0 9,6 0,1 0,4 0,1 95,8 422000,0 234,0 3,3 379000,0 140,0 3,4 19.2 x 4.7 Gynerium sagittatum 37,7 15,5 Doméstico

28,0 6,0 34,0 9500,0 0,4 220,0 74,6 40,0 61,1 82,0 385,0 70,0 70,0 106,9 82,0 63,0 21,4 58,0 1,7 8,0 60,0 20,4 53,0 2,4 11,0 11,0 3,7 9,0 0,7 15,0 6,0 4,0 33,0 1000000,0 100000,0 1,0 8 x 3.5 Arundo 50,0 0,8 Doméstico 14,0

28,0 6,0 34,0 9500,0 0,4 220,0 74,6 45,0 59,4 79,0 385,0 70,0 85,0 101,8 78,0 63,0 21,4 57,0 2,0 9,0 60,0 20,4 55,0 1,7 8,0 11,0 3,7 9,0 0,7 15,0 6,0 5,0 17,0 1000000,0 100000,0 1,0 8 x 3.5 P. australis 0,8 Doméstico 14,0

28,0 6,0 34,0 9500,0 0,4 220,0 74,6 70,0 50,9 68,0 385,0 70,0 130,0 86,5 66,0 63,0 21,4 60,0 1,0 5,0 60,0 20,4 55,0 1,7 8,0 11,0 3,7 9,0 0,7 15,0 6,0 5,0 17,0 1000000,0 1000000,0 0,0 8 x 3.5 Sem planta 0,8 Doméstico 14,0

700,0 18,0 10,0 70000,0 2,6 110,8 11,1 23,7 8,7 78,6 308,3 30,8 72,4 23,6 76,5 81,0 8,1 20,8 6,0 74,3 5,3 0,5 5,0 0,0 6,0 69,6 7,0 14,3 5,5 79,5 8000000,0 140000,0 Phragmitis karka 16,0 Doméstico



375,0 150,0 4,8 18000,0 543,0 220000,0 29,7 24,6 94,5 308,0 14,8 5,0 14,5 98,4 52,0 2,5 7,6 2,1 85,4 0,8 0,0 0,6 0,0 29,8 11,0 6,1 44,4 165150000,0 40983,0 3,6 154048333,0 33919,0 3,7 58335667,0 20302,0 3,5 38483,0 907,0 1,6 Reed bed 0,5 12..5 Doméstico

700,0 350,0 8,0 56000,0 251,5 200000,0 94,8 12,5 62,3 138,8 11,1 72,7 5,3 47,6 33,8 2,7 19,7 1,1 41,7 4,0 0,3 0,8 0,3 80,0 11,7 5,6 52,1 Reed bed 0,6 12,5 Doméstico

160,0 60,0 5,6 9000,0 599,9 340000,0 78,3 29,3 86,9 114,2 6,4 14,5 5,6 87,3 74,6 4,2 40,8 1,9 45,3 1,5 0,1 3,7 -0,1 -146,7 3,4 2,2 35,3 2088000,0 340100,0 0,8 126000,0 73433,0 0,2 73333,0 3083,0 1,4 261600,0 57513,0 0,7 Reed bed 0,5 7,5 Doméstico

550,0 500,0 22,7 125000,0 175,3 450000,0 45,9 29,4 73,8 31,5 7,2 18,2 3,0 42,2 29,3 6,7 11,6 4,0 60,4 16,1 3,7 9,3 1,5 42,2 2,4 2,0 19,3 28340,0 1400,0 1,3 2250,0 700,0 0,5 100,0 10,0 1,0 2250,0 137,0 1,2 Reed bed 0,6 7,5 Doméstico

1250,0 42,0 9,6 120000,0 116,0 11,1 22,6 9,0 83,9 53,1 5,1 3,3 4,8 93,7 19,7 1,9 13,7 0,6 30,4 3,8 0,4 2,2 0,2 43,7 2,9 0,3 2,3 0,1 21,4 1478000,0 18800,0 1,9 50 x 25

Typha latifolia +

Typha domingensis

+ Scripus acutus

+ Phragmites communis

0,2 0,6 Doméstico

1250,0 42,0 9,6 120000,0 54,9 5,3 16,1 3,7 79,7 54,9 5,3 2,4 5,0 95,7 17,8 1,7 15,3 0,2 14,0 3,5 0,3 2,5 0,1 30,4 2,5 0,2 2,2 0,0 12,6 811000,0 13600,0 1,8 50 x 25

Typha latifolia +

Typha domingensis

+ Scripus acutus

+ Phragmites communis

0,2 0,6 Doméstico

8,5 20,0 0,6 54,0 25,2 104,0 0,7 9,4 0,6 91,0 383,0 2,4 76,6 1,9 80,0 75,0 21,8 71,0 1.7 x 5 P. australis 0,3 0,5 0.25 12,5 Doméstico 17,5

8,5 20,0 0,6 54,0 22,8 104,0 0,7 8,3 0,6 92,0 383,0 2,4 46,0 2,1 88,0 75,0 15,8 79,0 1.7 x 5 Sem planta 0,3 0,5 0,3 12,5 Doméstico 17,5

1,5 1,0 2,2 32,3 1,7 193,6 4,3 43,4 3,3 77,6 38,5 0,8 36,8 0,0 4,4 46,5 1,0 41,8 0,1 10,1 47,0 1,0 41,8 0,1 11,1 (5.5*1/6) x 1.6 P. australis 0,5 10,0 Doméstico

2,9 1,0 2,2 64,5 3,5 193,6 4,3 24,8 3,7 87,2 38,5 0,8 33,6 0,1 12,7 46,5 1,0 38,5 0,2 17,2 47,0 1,0 38,8 0,2 17,4 (5.5X2/6) x 1.6 P. australis 0,5 10,0 Doméstico




8,8 1,0 2,2 193,6 10,5 193,6 4,3 6,6 4,1 97,0 38,5 0,8 15,8 0,5 59,0 46,5 1,0 18,0 0,6 61,3 47,0 1,0 23,0 0,5 51,1 5.5 x 1.6 P. australis 0,5 10,0 Doméstico

104,0 12,0 12,0 11520,0 43,0 4,8 22,0 2,3 48,8 9,6 1,1 1,3 0,9 86,5 12,5 1,4 12,3 0,0 1,6 21,8 2,4 19,0 0,3 12,8 26 x 4

Baumea articulata

+ Carex fascicularis

+ Philydrum lanuginosum

+ Schoenoplectus mucronatus

5,0

104,0 12,0 12,0 11520,0 57,0 6,3 28,0 3,2 50,9 9,6 1,1 1,6 0,9 83,3 12,9 1,4 12,5 0,0 3,1 23,7 2,6 17,3 0,7 27,0 26 x 4

Baumea articulata




20,0

104,0 12,0 12,0 11520,0 44,0 4,9 25,0 2,1 43,2 8,4 0,9 1,1 0,8 86,9 12,3 1,4 12,1 0,0 1,6 22,6 2,5 17,3 0,6 23,5 26 x 4

Baumea articulata




20,0

104,0 12,0 12,0 11520,0 37,0 4,1 24,0 1,4 35,1 9,8 1,1 1,4 0,9 85,7 12,9 1,4 10,6 0,3 17,8 23,2 2,6 15,3 0,9 34,1 26 x 4

Baumea articulata




5,0

E. Coli [log cfu/100 ml] Fecal Streptococci [log cfu/100 ml]TKN (mg/l) TN (mg/l) TP (mg/l) PO4 (mg/l) SO4 (mg/l) Col. Totais CQO (mg/l) SST (mg/l)OD (mg/l)

Publicação

CBO5 (mg/l) NH4-N (mg/l) NH3 (mg/l) NO3-N (mg/l)NO2-N (mg/l) Col. Fecais [log cfu/100 ml] Enterococus [log cfu/100 ml]

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Desempenho de leitos de macrófitas para o tratamento de ... · Demonstrou-se que existe um padrão de remoção semelhante entre a matéria orgânica e os sólidos suspensos totais,