Poluição de fonte difusa - Nonpoint source pollution

Rio lamacento

A poluição de fonte difusa (NPS) refere-se à contaminação difusa (ou poluição ) da água ou do ar que não se origina de uma única fonte discreta. Esse tipo de poluição costuma ser o efeito cumulativo de pequenas quantidades de contaminantes coletados em uma grande área. Está em contraste com a poluição de fonte pontual que resulta de uma única fonte. A poluição de fonte difusa geralmente resulta do escoamento da terra , precipitação, deposição atmosférica , drenagem , infiltração ou modificação hidrológica (chuva e derretimento da neve) onde rastrear a poluição de volta a uma única fonte é difícil. A poluição da água de fonte difusa afeta um corpo d'água a partir de fontes como o escoamento poluído de áreas agrícolas que drenam para um rio ou detritos transportados pelo vento que chegam ao mar. A poluição do ar de fonte difusa afeta a qualidade do ar, de fontes como chaminés ou escapamentos de carros . Embora esses poluentes tenham se originado de uma fonte pontual, a capacidade de transporte de longo alcance e as fontes múltiplas do poluente tornam-no uma fonte difusa de poluição; se as descargas ocorressem em um corpo d'água ou na atmosfera em um único local, a poluição seria de um único ponto.

A poluição da água de fonte difusa pode derivar de muitas fontes diferentes, sem soluções ou mudanças específicas para retificar o problema, tornando-a difícil de regular . A poluição da água de fonte difusa é difícil de controlar porque vem das atividades diárias de muitas pessoas diferentes, como fertilização de gramados , aplicação de pesticidas , construção de estradas ou construção de edifícios . O controle da poluição de fonte difusa requer a melhoria do gerenciamento de áreas urbanas e suburbanas, operações agrícolas, operações florestais e marinas.

Os tipos de poluição da água de fonte difusa incluem sedimentos , nutrientes , contaminantes tóxicos e produtos químicos e patógenos . As principais fontes de poluição da água de fonte difusa incluem: áreas urbanas e suburbanas, operações agrícolas, insumos atmosféricos, escoamento de rodovias, operações florestais e de mineração, marinas e atividades náuticas. Em áreas urbanas, a água pluvial contaminada lavada de estacionamentos , estradas e rodovias, chamada de escoamento urbano , é geralmente incluída na categoria de fontes não pontuais (pode se tornar uma fonte pontual se for canalizada para sistemas de drenagem pluvial e descarregada através canos para águas superficiais locais). Na agricultura, a lixiviação de compostos de nitrogênio de terras agrícolas fertilizadas é uma fonte difusa de poluição da água. O escoamento de nutrientes nas águas pluviais do "fluxo em folha" sobre um campo agrícola ou uma floresta também são exemplos de poluição de fonte difusa.

Principais tipos (para poluição da água)

Escoamento de solo e fertilizante durante uma tempestade

Sedimento

Características de fontes pontuais e não pontuais de insumos químicos (modificado de Novonty e Olem 1994)
Fontes pontuais
  • Efluente de águas residuais (municipal e industrial)
  • Escoamento e chorume dos sistemas de eliminação de resíduos
  • Escoamento e infiltração de confinamentos de animais
  • Escoamento de minas, campos de petróleo, instalações industriais não drenadas
  • Transbordamentos de tempestade combinada e esgotos sanitários
  • Escoamento de canteiros de obras com menos de 20.000 m 2 (220.000 pés²)
  • Esgoto não tratado


Fontes não pontuais

  • Escoamento da agricultura devido a fertilizantes e pesticidas / irrigação
  • Escoamento da pastagem e extensão
  • Escoamento urbano de áreas sem esgoto
  • Lixiviado de fossa séptica
  • Escoamento de canteiros de obras> 20.000 m 2 (220.000 pés²)
  • Escoamento de minas abandonadas
  • Deposição atmosférica sobre a superfície da água
  • Outras atividades terrestres que geram contaminantes

Os sedimentos ( solo solto ) incluem lodo (partículas finas) e sólidos suspensos (partículas maiores). Os sedimentos podem entrar nas águas superficiais da erosão das margens dos riachos e do escoamento superficial devido à cobertura vegetal inadequada em terrenos urbanos e rurais. O sedimento cria turbidez (nebulosidade) nos corpos d'água, reduzindo a quantidade de luz que atinge profundidades menores, o que pode inibir o crescimento de plantas aquáticas submersas e, consequentemente, afetar espécies dependentes delas, como peixes e crustáceos . Altos níveis de turbidez também inibem os sistemas de purificação de água potável .

Os sedimentos também podem ser descarregados de várias fontes diferentes. As fontes incluem locais de construção (embora sejam fontes pontuais, que podem ser gerenciadas com controles de erosão e controle de sedimentos ), campos agrícolas, margens de riachos e áreas altamente perturbadas.

Nutrientes

A poluição de fonte difusa é causada quando a precipitação (1) carrega poluentes do solo, como nitrogênio (N) e fósforo (P), que vêm de fertilizantes usados ​​em terras agrícolas (2) ou áreas urbanas (3). Esses nutrientes podem causar eutrofização (4).

Nutrientes referem-se principalmente à matéria inorgânica do escoamento, aterros , operações de gado e terras de cultivo. Os dois nutrientes principais de preocupação são o fósforo e o nitrogênio.

O fósforo é um nutriente que ocorre em muitas formas biodisponíveis . É notoriamente superabundante em lodo de esgoto humano . É um ingrediente principal em muitos fertilizantes usados ​​na agricultura, bem como em propriedades residenciais e comerciais, e pode se tornar um nutriente limitante em sistemas de água doce e alguns estuários . O fósforo é mais frequentemente transportado para corpos d'água por meio da erosão do solo porque muitas formas de fósforo tendem a ser adsorvidas nas partículas do solo. O excesso de fósforo em sistemas aquáticos (particularmente lagos de água doce, reservatórios e lagoas) leva à proliferação de algas microscópicas chamadas fitoplâncton . O aumento da oferta de matéria orgânica devido ao crescimento excessivo do fitoplâncton é denominado eutrofização . Um sintoma comum de eutrofização é o surgimento de algas que podem produzir escórias de superfície desagradáveis, sombrear tipos de plantas benéficas, produzir compostos causadores de sabor e odor e envenenar a água devido às toxinas produzidas pelas algas. Essas toxinas são um problema específico em sistemas usados ​​para beber água porque algumas toxinas podem causar doenças humanas e a remoção das toxinas é difícil e cara. A decomposição bacteriana da proliferação de algas consome oxigênio dissolvido na água, gerando hipóxia com consequências prejudiciais para peixes e invertebrados aquáticos.

O nitrogênio é o outro ingrediente-chave dos fertilizantes e geralmente se torna um poluente na água salgada ou nos sistemas estuarinos salobros, onde o nitrogênio é um nutriente limitante. Semelhante ao fósforo em águas doces, quantidades excessivas de nitrogênio biodisponível em sistemas marinhos levam à eutrofização e proliferação de algas. A hipóxia é um resultado cada vez mais comum da eutrofização em sistemas marinhos e pode impactar grandes áreas de estuários, baías e águas costeiras próximas à costa. A cada verão, condições de hipóxia se formam nas águas profundas, onde o rio Mississippi desagua no Golfo do México . Durante os últimos verões, a extensão aérea desta "zona morta" é comparável à área de New Jersey e tem consequências prejudiciais importantes para a pesca na região.

O nitrogênio é mais frequentemente transportado pela água como nitrato (NO 3 ). O nitrogênio é geralmente adicionado a uma bacia hidrográfica como N orgânico ou amônia (NH 3 ), então o nitrogênio permanece preso ao solo até que a oxidação o converta em nitrato. Uma vez que o nitrato geralmente já está incorporado ao solo, a água que viaja através do solo (isto é, interfluxo e drenagem de ladrilhos ) tem maior probabilidade de transportá-lo, ao invés do escoamento superficial.

Contaminantes tóxicos e produtos químicos

Compostos incluindo metais pesados ​​como chumbo , mercúrio , zinco e cádmio , orgânicos como bifenilos policlorados (PCBs) e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs), retardadores de fogo e outras substâncias são resistentes à degradação. Esses contaminantes podem vir de uma variedade de fontes, incluindo lodo de esgoto humano, operações de mineração , emissões de veículos, combustão de combustível fóssil , escoamento urbano, operações industriais e aterros sanitários.

Os produtos químicos tóxicos incluem principalmente compostos orgânicos e compostos inorgânicos . Esses compostos incluem pesticidas como DDT , ácidos e sais que têm efeitos graves no ecossistema e nos corpos d'água. Esses compostos podem ameaçar a saúde humana e das espécies aquáticas, ao mesmo tempo em que são resistentes à degradação ambiental, permitindo que persistam no meio ambiente. Esses produtos químicos tóxicos podem vir de plantações, viveiros, pomares, canteiros de obras, jardins, gramados e aterros sanitários.

Ácidos e sais são principalmente poluentes inorgânicos de terras irrigadas, operações de mineração, escoamento urbano, áreas industriais e aterros sanitários.

Patógenos

Patógenos são bactérias e vírus que podem ser encontrados na água e causam doenças em humanos. Normalmente, os patógenos causam doenças quando estão presentes em fontes públicas de água potável. Os patógenos encontrados no escoamento contaminado podem incluir:

Bactérias coliformes e matéria fecal também podem ser detectadas no escoamento. Essas bactérias são um indicador comumente usado de poluição da água, mas não uma causa real de doenças.

Patógenos podem contaminar o escoamento devido a operações pecuárias mal administradas, sistemas sépticos defeituosos , manuseio impróprio de dejetos de animais domésticos, aplicação excessiva de lodo de esgoto humano, esgoto pluvial contaminado e transbordamento de esgoto sanitário .

Fontes principais (para poluição da água)

Áreas urbanas e suburbanas

As áreas urbanas e suburbanas são as principais fontes de poluição de fonte difusa devido à quantidade de escoamento que é produzida devido à grande quantidade de superfícies pavimentadas. Superfícies pavimentadas, como asfalto e concreto, são impermeáveis ​​à água que as penetra. Qualquer água que entre em contato com essas superfícies escorrerá e será absorvida pelo meio ambiente. Essas superfícies tornam mais fácil para a água da chuva transportar poluentes para o solo circundante.

Os locais de construção tendem a ter solo perturbado que é facilmente erodido por precipitação como chuva , neve e granizo . Além disso, os detritos descartados no local podem ser carregados pelas águas de escoamento e entrar no ambiente aquático.

As águas pluviais contaminadas lavadas de estacionamentos, estradas e rodovias e gramados (geralmente contendo fertilizantes e pesticidas ) são chamadas de escoamento urbano . Esse escoamento é frequentemente classificado como um tipo de poluição NPS. Algumas pessoas também podem considerá-lo uma fonte pontual porque muitas vezes é canalizado para sistemas municipais de drenagem pluvial e descarregado através de canos para águas superficiais próximas . No entanto, nem todo escoamento urbano flui através de sistemas de drenagem pluvial antes de entrar em corpos d'água. Alguns podem fluir diretamente para corpos d'água, especialmente em áreas urbanas e suburbanas. Além disso, ao contrário de outros tipos de fontes pontuais, como descargas industriais, estações de tratamento de esgoto e outras operações, a poluição no escoamento urbano não pode ser atribuída a uma atividade ou mesmo grupo de atividades. Portanto, como não é causada por uma atividade facilmente identificada e regulamentada, as fontes de poluição do escoamento urbano também são frequentemente tratadas como verdadeiras fontes difusas, já que os municípios trabalham para reduzi-las.

Normalmente, em áreas suburbanas, os produtos químicos são usados ​​para cuidar do gramado. Esses produtos químicos podem acabar no escoamento e entrar no ambiente circundante por meio de bueiros na cidade. Como a água dos bueiros não é tratada antes de fluir para os corpos d'água ao redor, os produtos químicos entram na água diretamente.

Outras fontes significativas de escoamento incluem a modificação do habitat e a silvicultura (silvicultura).

Operações agrícolas

Nutrientes ( nitrogênio e fósforo ) são normalmente aplicados em terras agrícolas como fertilizante comercial , esterco animal ou pulverização de águas residuais municipais ou industriais (efluentes) ou lodo. Os nutrientes também podem entrar no escoamento de resíduos de colheitas , água de irrigação , vida selvagem e deposição atmosférica . Os sedimentos ( solo solto ) lavados dos campos são uma forma de poluição agrícola . Fazendas com grandes operações de criação de gado e aves, como fazendas industriais , são freqüentemente descarregadores de fontes pontuais. Essas instalações são chamadas de "operações concentradas de alimentação animal" ou "confinamentos" nos Estados Unidos e estão sujeitas a crescente regulamentação governamental.

As operações agrícolas respondem por uma grande porcentagem de toda a poluição de fonte difusa nos Estados Unidos. Quando grandes extensões de terra são aradas para o cultivo , isso expõe e solta o solo que antes estava enterrado. Isso torna o solo exposto mais vulnerável à erosão durante as tempestades . Também pode aumentar a quantidade de fertilizantes e pesticidas transportados para corpos d'água próximos.

Entradas atmosféricas

A deposição atmosférica é uma fonte de constituintes inorgânicos e orgânicos porque esses constituintes são transportados de fontes de poluição do ar para receptores no solo. Normalmente, as instalações industriais, como as fábricas , emitem poluição do ar por meio de uma chaminé . Embora esta seja uma fonte pontual, devido à natureza distributiva, transporte de longo alcance e fontes múltiplas de poluição, pode ser considerada uma fonte difusa na área deposicional. As entradas atmosféricas que afetam a qualidade do escoamento podem vir de deposição seca entre eventos de tempestade e deposição úmida durante eventos de tempestade. Os efeitos do tráfego de veículos na deposição úmida e seca que ocorre nas ou próximo a rodovias, rodovias e áreas de estacionamento cria incertezas nas magnitudes de várias fontes atmosféricas no escoamento. As redes existentes que usam protocolos suficientes para quantificar essas concentrações e cargas não medem muitos dos constituintes de interesse e essas redes são muito esparsas para fornecer boas estimativas de deposição em escala local

Escoamento da rodovia

O escoamento da rodovia é responsável por uma porcentagem pequena, mas generalizada, de toda a poluição de origem difusa. Harned (1988) estimou que as cargas de escoamento foram compostas de precipitação atmosférica (9%), deposição de veículos (25%) e materiais de manutenção de rodovias (67%), ele também estimou que cerca de 9 por cento dessas cargas foram reentradas na atmosfera.

Operações de silvicultura e mineração

As operações de silvicultura e mineração podem ter contribuições significativas para a poluição de fonte difusa.

Silvicultura

As operações florestais reduzem o número de árvores em uma determinada área, reduzindo também os níveis de oxigênio nessa área. Essa ação, associada ao deslocamento de máquinas pesadas (colhedoras, etc.) sobre o solo, aumenta o risco de erosão .

Mineração

As operações de mineração ativas são consideradas fontes pontuais, no entanto, o escoamento de operações de mineração abandonadas contribui para a poluição de fonte difusa. Nas operações de mineração a céu aberto , o topo da montanha é removido para expor o minério desejado . Se esta área não for devidamente recuperada após o término da mineração, pode ocorrer erosão do solo . Além disso, pode haver reações químicas com o ar e a rocha recém-exposta para criar um escoamento ácido. A água que vaza de minas subterrâneas abandonadas também pode ser altamente ácida. Isso pode infiltrar-se no corpo de água mais próximo e alterar o pH do ambiente aquático.

Marinas e atividades náuticas

Produtos químicos usados ​​na manutenção de barcos, como tintas , solventes e óleos , chegam à água através do escoamento. Além disso, derramar ou vazar combustíveis de barcos diretamente na água contribui para a poluição de fonte difusa. Os níveis de nutrientes e bactérias são aumentados por recipientes de lixo sanitário mal conservados no barco e nas estações de bombeamento.

Controle (para poluição da água)

Tiras de proteção de contorno usadas para reter o solo e reduzir a erosão

Áreas urbanas e suburbanas

Para controlar a poluição de fonte difusa, muitas abordagens diferentes podem ser realizadas em áreas urbanas e suburbanas. As faixas de proteção fornecem uma barreira de grama entre o material de pavimentação impermeável, como estacionamentos e estradas, e o corpo de água mais próximo. Isso permite que o solo absorva qualquer poluição antes de entrar no sistema aquático local. Lagoas de retenção podem ser construídas em áreas de drenagem para criar um amortecedor aquático entre a poluição do escoamento e o ambiente aquático. O escoamento e a água da chuva drenam para o tanque de retenção, permitindo que os contaminantes se assentem e fiquem presos no tanque. O uso de pavimento poroso permite que as águas pluviais e pluviais sejam drenadas para o solo sob o pavimento, reduzindo a quantidade de escoamento que escoa diretamente para o corpo d'água. Métodos de restauração, como a construção de pântanos, também são usados ​​para diminuir o escoamento e absorver a contaminação.

Os canteiros de obras geralmente implementam medidas simples para reduzir a poluição e o escoamento. Em primeiro lugar, cercas de sedimentos ou silte são erguidas em torno dos locais de construção para reduzir a quantidade de sedimentos e grandes materiais drenando para o corpo de água próximo. Em segundo lugar, colocar grama ou palha ao longo da fronteira dos canteiros de obras também ajuda a reduzir a poluição de fonte difusa.

Em áreas atendidas por sistemas sépticos residenciais, os regulamentos do governo local podem forçar a manutenção do sistema séptico para garantir a conformidade com os padrões de qualidade da água. Em Washington (estado) , uma nova abordagem foi desenvolvida por meio da criação de um "distrito de proteção de moluscos" quando um leito comercial ou recreativo de moluscos é rebaixado devido à poluição de origem difusa contínua. O distrito de proteção de moluscos é uma área geográfica designada por um condado para proteger a qualidade da água e os recursos tideland, e fornece um mecanismo para gerar fundos locais para serviços de qualidade da água para controlar fontes difusas de poluição. Pelo menos dois distritos de proteção de moluscos no sul de Puget Sound instituíram a operação do sistema séptico e os requisitos de manutenção com as taxas do programa vinculadas diretamente aos impostos sobre a propriedade.

Operações agrícolas

Para controlar os sedimentos e o escoamento, os agricultores podem utilizar controles de erosão para reduzir os fluxos de escoamento e reter o solo em seus campos. As técnicas comuns incluem aragem em contorno , cobertura morta , rotação de culturas , plantio de culturas perenes ou instalação de barreiras ribeirinhas . A lavoura de conservação é um conceito usado para reduzir o escoamento durante o plantio de uma nova safra. O agricultor deixa um pouco da colheita do plantio anterior no solo para ajudar a prevenir o escoamento durante o processo de plantio.

Os nutrientes são normalmente aplicados em terras agrícolas como fertilizantes comerciais; esterco animal ; ou pulverização de águas residuais municipais ou industriais (efluentes) ou lamas. Os nutrientes também podem entrar no escoamento de resíduos de colheitas , água de irrigação , vida selvagem e deposição atmosférica . Os agricultores podem desenvolver e implementar planos de gestão de nutrientes para reduzir a aplicação excessiva de nutrientes.

Para minimizar os impactos dos pesticidas, os agricultores podem usar técnicas de Manejo Integrado de Pragas (MIP) (que podem incluir o controle biológico de pragas ) para manter o controle sobre as pragas, reduzir a dependência de pesticidas químicos e proteger a qualidade da água .

Operações florestais

Com um posicionamento bem planejado de ambas as trilhas de extração, também chamadas de trilhas de arraste, pode-se reduzir a quantidade de sedimentos gerados. Ao planejar a localização das trilhas o mais longe possível da atividade madeireira, bem como contornar as trilhas com o terreno, pode-se reduzir a quantidade de sedimentos soltos no escoamento. Além disso, ao replantar árvores na terra após a extração, ele fornece uma estrutura para que o solo recupere a estabilidade, bem como substitui o ambiente de extração.

Marinas

Instalar válvulas de corte em bombas de combustível em uma doca de marina pode ajudar a reduzir a quantidade de derramamento na água. Além disso, as estações de bombeamento que são facilmente acessíveis aos velejadores em uma marina podem fornecer um local limpo para descartar o lixo sanitário sem despejá-lo diretamente na água. Finalmente, algo tão simples como ter contêineres de lixo ao redor de uma marina pode evitar que objetos maiores entrem na água.

Exemplos de países

Estados Unidos

A poluição de fonte difusa é a principal causa da poluição da água nos Estados Unidos hoje, com o escoamento poluído da agricultura e a hidromodificação como fontes primárias.

Regulamentação de Poluição de Fonte Difusa nos Estados Unidos

A definição de uma fonte difusa é abordada na Lei de Água Limpa dos EUA conforme interpretada pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA). A lei não prevê a regulamentação federal direta de fontes difusas, mas os governos estaduais e locais podem fazê-lo de acordo com as leis estaduais. Por exemplo, muitos estados tomaram medidas para implementar seus próprios programas de gestão para locais como suas costas, todos os quais devem ser aprovados pela Administração Oceânica e Atmosférica Nacional e pela EPA. As metas desses programas e de outros semelhantes são criar fundações que incentivem a redução da poluição em todo o estado, aumentando e melhorando os sistemas já existentes. Os programas dentro desses governos estaduais e locais buscam as melhores práticas de gestão (BMPs) para cumprir seus objetivos de encontrar o método mais barato para reduzir a maior quantidade de poluição. BMPs podem ser implementados para escoamento agrícola e urbano, e também podem ser métodos estruturais ou não estruturais. As agências federais, incluindo a EPA e o Serviço de Conservação de Recursos Naturais , aprovaram e forneceram uma lista de BMPs comumente usados ​​para as muitas categorias diferentes de poluição de fonte difusa.

Disposições da Lei de Água Limpa dos EUA para estados

O Congresso autorizou o programa de subsídios da seção 319 do CWA em 1987. Os subsídios são fornecidos a estados, territórios e tribos para incentivar a implementação e o desenvolvimento de políticas. A lei exige que todos os estados operem programas de gerenciamento de NPS. A EPA requer atualizações regulares do programa para gerenciar com eficácia a natureza em constante mudança de suas águas e para garantir o uso eficaz dos 319 fundos e recursos de subsídios.

As Emendas de Reautorização da Lei da Zona Costeira (CZARA) de 1990 criaram um programa sob a Lei de Gestão da Zona Costeira que determina o desenvolvimento de medidas de gestão da poluição de fonte difusa em estados com águas costeiras. O CZARA exige que os estados com litoral implementem medidas de gestão para remediar a poluição da água e garantam que o produto dessas medidas seja a implementação, e não a adoção.

Veja também

Referências

links externos