Controlo da Poluição no estuário do Tejo e sua vizinhança

Apresentação em tema: "Controlo da Poluição no estuário do Tejo e sua vizinhança"— Transcrição da apresentação:

1 Controlo da Poluição no estuário do Tejo e sua vizinhança

2 Limite de Jusante do Estuário
Foi definido como a linha que delimita a zona a partir da qual a água que sai do estuário na vazante tem pequena probabilidade de voltar a entrar .

3 Poluição e Poluentes Concentração ou Quantidade?
Poluição: Quantas definições? O Clean Water Act (US EPA, 1977) define poluição como: “A alteração da integridade física, biológica, química ou radiológica da água ou de qualquer outro meio produzida ou induzida pelo Homem”. Poluente: É o agente indutor de poluição. Que substâncias podem ser poluentes? Todas! Concentração ou Quantidade? Costumo usar este slide para por em evidência que o problema é a Concentração e não a Quantidade. A Quantidade só é relevante na medida em que afecta a concentração (o Oceano Atlântico tem muito mais sal do que o mar morto....). Há uns tempos fui à procura de definições de poluição na net e encontrei muitas. Esta da Agência do Ambiente Americana pareceu-me a melhor. Eu costumo dizer que a água do Luso é um poluente para um peixe de água salgada e que a água salgada por mais pura que seja é um poluente para um peixe de água doce.

4 Gestão da Concentração
Na fonte (ETAR) Promovendo a diluição no meio receptor (e.g. Emissários submarinos), Através de sistemas mistos.

5 Este Slide mostra algumas das plumas de coliformes fecais de descargas no Estuário e na Guia. A Figura da direita ilustra a dispersão no campo próximo (é do emissário de S. Jacinto – SIMRIA). O slide mostra que o emissário é eficaz na redução de coliformes, permitindo uma redução de cerca de 1:1000 no campo próximo. O facto de afastar a descarga das zonas balneares garante que problemas de contaminação fecal que ocorram nas praias são devidos a efluente que não foi descarregado através do emissário. Actualmente a concentração na vertical do emissário atinge valores da ordem de 10E4 numa pequena zona na vizinhança do difusor. Com a entrada em funcionamento da nova ETAR a concentração deverá baixar para valores da ordem de 10. No interior do Estuário o controlo da contaminação fecal tem que ser feito através nas ETAR porque as descargas são feitas ao longo das margens do estuário. Este slide mostra que a melhor solução técnica depende do meio receptor.

6 Serão os nutrientes um poluente no Tejo?
Há muita gente que pensa que sim. O estudo do nível trófico do estuário baseado em monitorização e em modelação matemática mostrou que não. A Comissão Europeia avaliou esses estudos e concluiu que o estuário é uma zona normal em termos tróficos.

7 Nitrato e clorofila e turbidez (programa de monitorização do Estuário)
Este slide mostra nitrato, salinidade, clorofila , matéria em suspensão (turbidez). O nitrato no rio é cerca de 1.5 mgN/L e no mar é 0.1mgN/L. A salinidade no mar são 36 g/L e no rio zero. Se a água do rio fosse simplesmente misturada na do mar enquanto passa no estuário, então o nitrato graficado em função da salinidade seria uma recta (linha azul). Os desvios para baixo representam consumo e para cima regeneração (ou fontes). Se o nitrato limitasse a produção ele deveria mostrar valores baixos nalguma zona. Representando a clorofila em função do nitrato vemos que não há correlação, o que mostra que o nitrato não afecta a produção primária. Representando em função da turbidez vê-se que é esta que limita a actividade trófica, através da limitação da penetração da luz na coluna de água. Poderemos por isso dizer que os nutrientes provenientes das descargas urbanas não são um poluente no estuário porque não afectam o seu funcionamento. Esta conclusão é confirmada pelo modelo matemático que permitiu verificar o que se alteraria no estuário se reduzíssemos as cargas.

8 Modelação Ecológica Phytoplankton Ammonia Nitrate Inorganic Phosphorus
Este slide mostra resultados do modelo ecológico. Serve só para dizer que são muitas variáveis que variam no tempo (com a maré e sazonalmente) e que é necessário usar ferramentas de integração para apoio à decisão. Claro que só vale a pena processar estes resultados se forem bons. O slide seguinte mostra a comparação com dados de campo numa estação de monitorização do estuário.

9 Ecological Modelling Comparação entre resultados do modelo e dados de campo na estação representada no mapa. A “espessura” do traço representa a variação durante um ciclo de maré. A figura mostra que o modelo reproduz globalmente o funcionamento do estuário. IST- MARETEC 2006

10 5000 7300 60 10 5700 1300 Phytoplankton 5800 Anual Budgets
(Reference Situation) Ton C/year 1300 5700 16300 12100 17800 7300 60 5000 5800 800 10 Estes 4 slides mostram a integração dos resultados do modelo em caixas ao longo de um ano (acho que não vale a pena mostrar todos, mas ficam para outra oportunidade). Os slides mostram que o estuário consome matéria orgânica particulada e produz clorofila (fitoplancton). Isso não é um problema porque as concentrações se mantêm dentro de valores aceitáveis. O modelo permitiu verificar que temperatura limita a produção primária no Inverno e a turbidez a limita no resto do ano.

11 6000 8300 DON 4200 Anual Budgets (Reference Situation) 450 ton N/year
580 7100 6000 4600 4200 40 1000 60 240 500 200 450 1100 270 4

12 940 1800 3800 2000 PON Anual Budgets (Reference Situation) 450
ton N/year 1800 440 1200 940 2000 3 1100 220 3800 200 100 800 900 300 450 15

13 300 200 20 600 880 Nitrate 11400 Anual Budgets (Reference Situation)
Ton N/year 880 1200 15300 14500 13000 11600 11400 10 600 140 850 150 200 300 20 100

14 A remoção de 50% das cargas dos rios (Nitratos) não altera o nível trófico.

15 A Remoção COMPLETA dos efluentes das ETAR não afecta a produção primária.

16 E fora do Estuário? Esta imagem de satélite mostra concentrações de clorofila ao longo da costa. As concentrações máximas fora dos estuários são nas zonas de upwelling mais intenso (a norte de Aveiro). A zona da Guia - Peniche também têm upwelling intenso. As medidas de nitrato na Guia (slide seguinte) mostram que as concentrações ´de nitratos só são elevadas quando o caudal do rio é elevado (de inverno) e na altura do upwelling de verão.

17 The study area Tagus estuary: 320 km2 Tagus river flow: 300 -2000 m3/s
Population: 2.5 millions people around the estuary Lisbon Submarine outfall~ p.e. ~3 km long 40 m deep Cascais EASYCO-2012

18 Este slide mostra séries temporais de nitrato e de clorofila na vertical do difusor. A figura mostra que os nitratos são tipicamente inferiores a 0.1 mgN/L e só ultrapassam 0.2 em períodos de muito alto caudal (inverno). Nos meses de Verão são mais elevados junto ao fundo porque têm origem no upwelling. A clorofila está normalmente abaixo dos 3 microgramas por litros e é máxima nas alturas de maior upwelling.

19 Station P8 Surface EASYCO-2012

20 Surface salinity – July 2011
Shift in the wind regime Possible explanation: submarine outfall, river discharge NW NE EASYCO-2012

21 Wind influence on the plume
estuary plume NW wind wind estuary plume NE wind EASYCO-2012

22 Surface temperature – July 2011
Upwelling Estuary Temperature: Surface Study area Vertical profile Nitrate: Vertical profile SO SO Study area Study area EASYCO-2012

23 O controlo da contaminação microbiológica fecal é prioritário no controlo da poluição. Requer desinfecção nas ETAR e controlo das fontes de contaminação de origem difusa.

24 O nível de Contaminação nas ribeiras está normalmente associado a variações de nível (e por isso do caudal) Dados de contaminação e de caudal nas ribeiras da Laje e de Barcarena em 2005. As figuras mostram uma contaminação de base da ordem de 10E3 e aumentos quando o caudal aumenta. O problema é que não é possível correlacionar directamente o caudal com a precipitação, pois o caudal gerado pela chuva depende do teor de humidade do solo). A previsão da contaminação requer o uso de modelos de bacia capazes de simular regimes transientes rápidos. O modelo MOHID Land foi desenvolvido com esse objectivo. IST- MARETEC 2005

25 O Modelo MOHID Land 2D Overland flow Precipitation Variable in Time & Space 3D Porous Media 1D Drainage network O modelo MOHID Land simula de forma integrada o escoamento superficial sobre o solo (runoff), o escoamento no rio, a infiltração na zona vadosa e o escoamento no aquífero. Efectivamente este modelo está na vanguarda deste tipo de modelação a nível mundial. Mohid Land – Modelo Integrado composto por um conjunto de módulos (Overland flow, Drainage Network, Atmosphere, Porous Media, etc.) IMAR

26 Hidrologia num evento de 3 dias
Série temporal de precipitação, Escoamento superficial no solo, Caudal nos rios, Humidade no solo (superfície) Esta figura apresenta resultados de um evento de chuva intensa (3 dias) na bacia do Trancão. Os resultados são apresentados de ”hora a hora”, mas a chuva é utilizada de 10 em 10 minutos. IMAR

27 Bactérias Coliformes - Resultados
Só ETAR’s não explicam medidas ETAR’s & Difusas aproximam-se mais das medidas Esta figura resultados de contaminação fecal na bacia do Trancão medida (bolinha) e simulada em dois cenários: (a) contaminação só pelas descargas das ETAR e (b) ETAR mais 15% de contaminação de origem difusa. Os resultados mostram que a contaminação de origem difusa é essencial para explicar os valores medidos. O seu controlo requer o conhecimento dos processos de transferência para os rios, o qual requer capacidade de modelação do fluxo de água na bacia. IMAR

28 Conclusões O controlo da poluição de origem urbana na região do Estuário do Tejo requer: Tratamento secundário (excepto na Guia) para proteger as linhas de água e respeitar a legislação. Desinfecção por questões de saúde pública (e protecção de áreas conquícolas na margem sul). Controlo da contaminação urbana de origem difusa. O gestão e o planeamento do sistema tem que incluir monitorização e modelação do estuário e das bacias hidrográficas para compreender o estado actual do sistema e para escolher as melhores repostas.