Avaliação interada dos parâmetros dísico-químicos e dos isótopos δ¹³ nas etapas de tratamento de esgoto no sistema de esgotamento de Tramandaí (RS)

Abstract

Um Sistema de Esgotament o Sanitário (SES), é um componente da infraestrutura de saúde pública e ambiental essencial, atuando no tratamento de efluentes. Estudos aprofundados acerca desses sistemas, são de suma importância para o bem comum. Visando isso, esse trabalho objetivou av aliar a assinatura isotópica do carbono no SES de Tramandaí, que fica localizado no Litoral Norte do Rio Grande do Sul, utilizando a integração entre parâmetros físico - químicos, como alcalinidade, pH, condutividade elétrica, sólidos totais dissolvidos e te mperatura, juntamente com a assinatura isotópica δ 13 C - DIC. Como metodologia, foram realizadas duas campanhas de coletas e análises (C1 e C2), sendo coletadas e realizadas medidas físico - químicas nas duas campanhas 1) efluente bruto; 2) efluente filtrado; 3 ) efluente das quatro bacias de infiltração; e 4) água do abastecimento da cidade, totalizando sete medidas e amostragens. E na segunda campanha, além dos pontos já citados, foram realizadas quatro coletas para realização de análises isotópicas. Os resulta dos das duas campanhas (C1 e C2) demonstraram que o sistema de tratamento é regido por um balanço dinâmico de consumo e recuperação da capacidade de tamponamento. A fase inicial de tratamento, do efluente bruto para o efluente filtrado evidenciou um estres se ácido, com queda do pH , na C2 e consumo acentuado de Alcalinidade. Em relação à condutividade elétrica e aos sólidos totais dissolvidos, houve um aumento do efluente bruto para o tratado, demonstrando que pode ter ocorrido um aumento na concentração de elementos dissolvidos durante o processo. A transformação do carbono juntamente do pH fo i mapeada pela assinatura isotópica, onde o δ 13 C - DIC evoluiu da assinatura leve, - 9,77‰ do efluente bruto, para o pico positivo de 2,96‰ na Bacia 2. Esta transição de um valor negativo para um positivo tende a ser um indício da ação da fotossíntese de algas que estão presentes nas bacias, e ao consumir CO 2 , eleva o pH ácido para alcalino. E a assinatura do efluente da última bacia de infiltração mostra uma transformação de 8,66‰ em relação ao efluente bruto, com assinatura de - 1,11‰. Esse comportamento indica a transformação da matéria orgânica presente no efluente, com perda do 12 C e enriquecimento do 13 C. Portanto o pH e a alcalinidade tornam o sistema biogeoquímico eficiente e estável, no qual o uso do isótopo δ 13 C - DIC demonstrou ser uma ferramenta que pode possibilitar a interpretação do comportamento do carbono no tratamento de efluentes, todavia são necessários estudos mais aprofundados para interpretações mais robustas.

A Sewage Treatment System (STS) constitutes a vital component of public health and environmental infra structure, essential for effluent treatment. In - depth studies of such systems are of paramount importance for the common good. Accordingly, this work aimed to evaluate the carbon isotopic signature within the Tramandaí STS, located on the North Coast of Ri o Grande do Sul, by integrating physicochemical parameters, including alkalinity, pH, electrical conductivity, total dissolved solids, and temperature, along with the δ 13 C - DIC isotopic signature. Methodologically, two collection and analysis campaigns C1 a nd C2 were conducted. Physicochemical measurements were taken in both campaigns from: 1) raw effluent; 2) filtered effluent; 3) effluent from the four infiltration basins; and 4) city water supply, totaling seven measurements and samplings. During the seco nd campaign, four samples were additionally collected for isotopic analyses at the previously mentioned points. Results from both campaigns (C1 and C2) demonstrated that the treatment system is governed by a dynamic balance involving the consumption and re covery of its buffering capacity. The initial treatment phase, from raw to filtered effluent, evidenced acid stress, characterized by a drop in pH in C2 and significant consumption of Alkalinity. Regarding electrical conductivity and total dissolved solids , an increase was observed from the raw to the treated effluent, suggesting a possible increase in the concentration of dissolved elements during the process. The transformation of carbon, coupled with pH changes, was successfully mapped by the isotopic si gnature, where the δ 13 C - DIC evolved from a light signature of - 9.77‰ in the raw effluent to a positive peak of 2.96‰ in Basin 2. This negative - to - positive transition suggests the action of algal photosynthesis within the basins, which consumes CO 2 and cons equently shifts the acidic pH towards alkaline values. Furthermore, the signature of the final infiltration basin effluent shows an 8.66‰ transformation relative to the raw effluent, registering a signature of - 1.11‰. This behavior indicates the transform ation of organic matter present in the effluent, characterized by the loss of 12 C and enrichment of 13 C. Therefore, pH and alkalinity ensure that the biogeochemical system remains efficient and stable, and the use of the δ 13 C - DIC isotope proved to be a valuable tool for interpreting carbon behavior in effluent treatment, although more in - depth studies are required for more robust interpretations.