O escoamento de fertilizantes prejudica a água potável de comunidades de baixa renda

O técnico Craig Lassig investigando estações de tratamento no Meio-Oeste dos EUA.

https://thecounter.org/fertilizer-runoff-harms-low-income-communities-drinking-water-treatment/

31/08/2021

[NOTA DO WEBSITE: incrível, mas esse material não é de países periféricos, mas sim dos Estados Unidos da América do Norte. Sendo assim, se isso ocorre lá, o que deve estar ocorrendo com as comunidades brasileiras tanto nas áreas de criação intensiva de porcos, galinhas e gado, como nas avassaladoras monoculturas da soja? Essa poluição tratada aqui vem do nitrogênio do adubo químico NPK, onde o ‘n’ é o nitrogênio, e das fezes dos animais confinados que, pelas enormes quantidades, favorecem a formação dos temidos nitratos.]

Em Minnesota, 73% das concessionárias de água com nitrato elevado estão em áreas que ficam abaixo da renda média estadual. O tratamento é caro.

A tempestade perfeita estourou no aniversário de Doug Rainforth.

Secas em anos anteriores haviam secado o solo em Fairmont, Minnesota, onde Rainforth gerencia a estação de tratamento de água da cidade. Rainforth suspeita que a seca concentrou nutrientes e poluentes – incluindo nitrato que sobrou do fertilizante – nos campos agrícolas ao redor da pequena cidade.

Então, em 2016, o estado registrou o maior volume de precipitação de sua história.

O que aconteceu a seguir é um exemplo dos problemas – e engenhosidade – que cidades e condados sem dinheiro têm para proteger sua água potável das centenas de milhares de toneladas de fertilizantes espalhados nos campos agrícolas circundantes.

As chuvas da primavera diminuíram, eliminando os nutrientes armazenados no solo. A água carregada de nitrato então se infiltrou em canos de drenagem colocados sob os campos, que canalizaram os pântanos e formam um riacho para bacias hidrográficas próximas. Eventualmente, a água fez o seu caminho para a cadeia de lagos onde a comunidade de Fairmont obtém sua água potável.

Em 19 de maio de 2016, os níveis de nitrato aumentaram para mais de 20 por cento acima do padrão federal.

O nitrato é um composto natural indetectável pelo paladar, visão ou cheiro. Quando consumido em grandes quantidades, pode afetar a forma como o sangue transporta oxigênio, especialmente em bebês e pessoas imunocomprometidas. O nitrato também está ligado a certos tipos de câncer.

Mais de 800.000 toneladas de estrume líquido são produzidas a cada ano no Condado de Martin, o condado onde Fairmont está localizado.

Quando o Departamento de Saúde de Minnesota detectou os altos níveis de nitrato e emitiu um aviso aos clientes de água de Fairmont, Rainforth já havia começado a bombear água de um poço de emergência para reduzir os níveis de sua presença.

Naquele dia, Rainforth recebeu muitas ligações de residentes preocupados: mães de bebês, pessoas imunocomprometidas e donos de animais de estimação, todos com maior risco de efeitos negativos para a saúde.

Em julho, os níveis de nitrato no lago caíram para menos de 10 partes por milhão, o padrão seguro para água potável estabelecido pela Agência de Proteção Ambiental (nt.: EPA/Environmental Protection Agency). Mas a “tempestade perfeita”, como Rainforth a chamou, expôs as deficiências no plano de tratamento de água da cidade.

“Esta estação de tratamento nunca foi feita para tratar nitratos”, disse Rainforth.

A futura localização do biorreator com temperatura elevada, que extrairá nitratos do escoamento do campo antes que a água entre na bacia hidrográfica de Dutch Creek e chegue ao lago onde a água potável é puxada para a Estação de Tratamento de Água Fairmont, 16 de julho, em Fairmont MN.

Quando a estação foi inaugurada em 2013, o sabor e o odor da água da cidade eram a principal preocupação e o nitrato não tinha sido um problema nos lagos de Fairmont. Um sistema capaz de remover nitratos teria custado milhões de dólares à pequena cidade, disse Rainforth.

Fairmont está longe de ser único. Um estudo do Grupo de Trabalho Ambiental (nt.: EWG/Environmental Working Group, uma das ONGs mais importantes e responsáveis dos EUA) publicado em 23 de junho descobriu que a poluição por nitrato na água da torneira é mais provável em comunidades de baixa renda. Em Minnesota, 73% das concessionárias de água com nitrato elevado estavam em áreas que ficavam abaixo da renda média estadual.

A renda familiar média em Fairmont é de $ 47.876 por ano (nt.: fazendo as contas, caso o dólar esteja em R$ 5,00 = +ou – 240.000 reais por ano!) 33 por cento abaixo da média do estado.

A contaminação por nitrogênio está ligada à produção de gado, uma vez que as toneladas de estrume rico em nitrogênio produzidas por operações de alimentação animal são usadas como fertilizante em plantações.

Mais de 800.000 toneladas de estrume líquido são produzidas a cada ano no condado de Martin, o condado onde Fairmont está localizado, de acordo com uma análise dos planos de gestão de estrume da Investigate Midwest.

Uma análise separada do EWG publicada em maio de 2020 projetou que os agricultores no condado de Martin aplicaram 76% mais nitrogênio do que o recomendado em seus campos.

Embora as operações pecuárias devam levar em consideração os níveis de nitrogênio no solo e no estrume ao aplicar estrume nos campos de cultivo, o estrume combinado com fertilizantes comerciais pode resultar na aplicação de muito nitrogênio no solo.

O padrão federal para nitrato na água potável é de 10 partes por milhão desde 1992. Pesquisas mais recentes sugerem que mesmo níveis de nitrato bem abaixo de 10 ppm podem aumentar o risco de efeitos adversos à saúde.

O Departamento de Saúde de Minnesota monitora de perto os sistemas de água com níveis de nitrato acima da metade do padrão federal, disse Tannie Eshenaur, gerente de políticas de água do Departamento de Saúde de Minnesota.

O EWG define qualquer concentração abaixo de 0,14 ppm como proteção contra todos os efeitos adversos à saúde e qualquer concentração acima de 3 ppm como um nível de nitrato “elevado”.

Anne Schechinger, autora do estudo, disse que as comunidades mais afetadas pelos nitratos também têm menos probabilidade de pagar por plantas de tratamento caras.

“É por isso que fazemos este trabalho”, disse Schechinger. “Não apenas porque é um fardo de custo adicional para e essas comunidades de baixa renda, mas também porque beber esse nitrato na água potável por muitos anos pode causar problemas de saúde.”

Estações de tratamento de remoção de nitrato são caras

Quando um teste de rotina em Ellsworth, Minnesota, detectou altos níveis de nitrato, o gerente de água e esgoto, Ray Palmer, foi direto para as duas creches e o lar de idosos na cidade.

“Temos um problema”, disse ele à equipe.

Ellsworth é uma cidade com uma população de menos de 500 pessoas em Nobles County, um dos maiores condados de produção de gado de Minnesota. Localizada a apenas 1,6 km da divisa com o estado de Iowa, a água da cidade vem em grande parte de poços rasos. A renda familiar média anual é cerca de US $ 26.000 abaixo da média do estado.

A cidade luta contra os nitratos há décadas e sua unidade de remoção de nitrato funciona desde 1994.

A cada poucos anos, os materiais usados para filtrar a água se desgastam e precisam ser substituídos, disse Palmer. A última vez que isso aconteceu foi em 2016, disse ele, e um erro de teste em 2019 também resultou em uma violação dos padrões de nitrato.

A cidade comprou água engarrafada para as instalações afetadas e, em seguida, pagou cerca de US $ 9.000 pelos novos filtros na fábrica, disse Palmer.

Mas as estações de tratamento para a remoção de nitrato não removem todo o composto. Em Ellsworth, que opera uma planta de remoção de nitrato desde 1994, o nível de nitrato está geralmente entre 4,1 e 4,6 partes por milhão, disse Palmer.

Um agitador mistura cal com água para amolecê-la enquanto a água tratada é removida do topo na sala do clarificador na Estação de Tratamento de Água Fairmont, 16 de julho, em Fairmont MN.

A secretária e tesoureira da cidade de Ellsworth, Dawn Huisman, disse que a cidade não acompanha o custo do tratamento com nitrato por residente. A cidade gastou aproximadamente US $ 42.400 no departamento de água em 2020, de acordo com o orçamento da cidade.

Um estudo de 2018 realizado por Schechinger e seu colegada ONG EWG Craig Cox usou uma fórmula desenvolvida por pesquisadores da University of California-Davis para estimar o custo por pessoa das plantas de remoção de nitrato.

Schechinger e Cox descobriram que, em pequenas comunidades, o custo potencial de construção e operação de uma estação de tratamento de nitrato variava de US $ 47 a US $ 378 por pessoa por ano.

Um relatório de 2015 do Conselho de Qualidade Ambiental de Minnesota descobriu, nos casos mais extremos, a obtenção dos tratamentos de nitrato necessários custaria milhares de dólares por família.

Em Hastings, Minnesota, uma estação para remoção de nitrato custou US $ 3 milhões para construir e os custos anuais de manutenção variam de US $ 100.000 a US $ 130.000, disse o diretor do departamento de obras públicas de Hastings, Nick Eggers. A de Hastings está conectada a dois poços com níveis historicamente mais altos de nitrato.

“Não pretendemos construir outra estação de tratamento, a menos que seja absolutamente necessário.”

Mas os outros quatro poços da cidade sem tratamento com nitrato aumentaram até 8 ou 9 ppm de nitrato, disse Eggers.

“Não pretendemos construir outra estação de tratamento, a menos que seja absolutamente necessário”, disse Eggers. “Não acho que nenhuma comunidade queira ter isso, se puder evitar.”

Em vez disso, a cidade está gerenciando os níveis de nitrato nesses poços, trabalhando com as autoridades do condado na promoção da conservação e de práticas agrícolas responsáveis nas áreas ao redor dos poços e bacias hidrográficas.

Eshenaur, do departamento de saúde do estado, disse que o custo da remoção de nitrato de poços privados também é uma questão de equidade em saúde. Proprietários de terras que lidam com altos níveis de nitrato em seus poços pessoais precisam comprar um sistema de tratamento por osmose reversa em casa, que custa centenas de dólares.

Proteção da água subterrânea como uma opção mais econômica

Impedir que o nitrato entre em fontes de água potável é freqüentemente mais eficaz e menos caro do que remover o nitrato da água, disse o pesquisador Joe Magner da Universidade de Minnesota.

Magner está trabalhando no projeto Dutch Creek Watershed com Rainforth e outros, e fez um trabalho semelhante nos estados de Iowa e Indiana.

Um plano de conservação da cabeça do poço entrou em vigor por volta de 2010 para os poços ao redor de Ellsworth, disse Palmer. Os funcionários da cidade e do condado trabalharam com os fazendeiros para garantir que o fertilizante não fosse espalhado nas terras próximas aos poços, reduzindo a quantidade de nitrato no solo.

“Nós realmente achamos que as fazendas que mais contribuem com a poluição para este problema de água potável de nitrato precisam ser obrigadas a implementar práticas de conservação em seus campos.”

Demorou cerca de 10 anos para os resultados renderem, disse Palmer. Antes do programa de conservação da cabeça do poço, a água que entrava na estação de tratamento era mais de três vezes a concentração permitida de nitrato.

Agora, a água bruta chega a cerca de 13 ppm – apenas 3 partes por milhão acima do padrão – antes do processo de tratamento.

Mas os acordos de proteção de mananciais e de águas subterrâneas como o de Ellsworth são voluntários para os agricultores e as práticas de conservação não estão sendo adotadas com rapidez suficiente para combater o aumento dos níveis de nitrato, disse Schechinger.

“Nós realmente achamos que as fazendas que mais contribuem com a poluição para este problema de água potável de nitrato precisam ser obrigadas a implementar práticas de conservação em seus campos”, disse Schechinger.

Uma vasta gama de tubos, válvulas e placas de controle monitoram e controlam a água conforme ela flui por diferentes partes da planta na Estação de Tratamento de Água de Fairmont, 16 de julho, em Fairmont MN

As práticas de conservação que reduzem a contaminação por nitrato podem incluir separar terras que margeiam um poço, plantar safras de cobertura em campos entre as rotações de milho e soja e usar fertilizantes que liberam nitrogênio lentamente.

Neste ano fiscal, Minnesota reservou mais de US $ 15 milhões para proteção e restauração de bacias hidrográficas.

A cidade de Fairmont está tomando medidas semelhantes para proteger seu lago. Uma estação de tratamento de nitrato não faz sentido para a cidade por causa do custo e da natureza do abastecimento de água da cidade, disse Rainforth.

Os níveis de nitrato dependem muito da época do ano e do clima, em parte porque a cidade usa água de superfície em vez de poços. Em 2016, a “tempestade perfeita” criou as condições para o pico do nível de nitrato. Atualmente, a concentração de nitrato está abaixo de 1 ppm.

Mas a cidade precisava de um plano para lidar com picos adicionais no futuro. Assim, eles se concentraram na principal fonte de nitrato: a bacia hidrográfica de Dutch Creek.

É um riacho despretensioso que serpenteia por campos de milho e soja nos arredores da cidade. Mas ele coleta nitrato do escoamento do campo e o carrega para o lago Budd.

Após o pico de nitrato de 2016, Rainforth se reuniu com representantes da cidade de Fairmont, o distrito de Conservação de Água e Solo do Condado, a Agência de Controle de Poluição de Minnesota, a Universidade de Minnesota e o Departamento de Agricultura de Minnesota para discutir como resolver o problema da bacia hidrográfica do Dutch Creek.

Uma linha de torneiras de amostra de processo traz amostras de água de diferentes partes da planta na Estação de Tratamento de Água de Fairmont, 16 de julho, em Fairmont MN.

Os pesquisadores sugeriram um biorreator de nitrato com temperatura controlada.

Biorreatores de nitrato são essencialmente grandes poços de aparas de madeira colocados em áreas com alto escoamento. Um microorganismo na fossa converte o nitrato da água em gás nitrogênio, que é liberado no ar.

Mas essa reação natural é mais eficaz em temperaturas superiores a 50 graus Fahrenheit. Isso representa um problema no Upper Midwest, onde as chuvas da primavera podem empurrar o nitrato para as fontes de água antes que a temperatura média alcance 50 graus e a reação de remoção de nitrato comece.

Ao colocar uma estrutura semelhante a uma estufa sobre o biorreator, os pesquisadores esperam aquecer o fosso para que a remoção de nitrato possa começar no início do ano.

O projeto foi financiado com uma doação de US $ 175.000 do Fundo Estadual de Meio Ambiente e Recursos Naturais.

“É triste que ainda haja muito que eu acho que está bloqueado na esperança de que as pessoas façam a coisa certa, especialmente em áreas onde não podemos impor nada.”

Seria o primeiro de seu tipo no Upper Midwest e, se funcionar, poderia ser um passo à frente para outras pequenas comunidades no norte dos Estados Unidos.

Além do biorreator, o Distrito de Conservação de Água e Solo do Condado de Martin está incentivando os agricultores a adotarem práticas de economia de nitrogênio fora dos limites da cidade. Esforços semelhantes estão em andamento nos condados ao redor de Hastings.

O governo Biden também está pressionando por colaboração entre governos locais e proprietários de terras para aumentar a quantidade de terras conservadas e promover a adoção de práticas agrícolas sustentáveis, como plantações de cobertura.

“É triste que ainda haja muito que eu acho que está bloqueado na esperança de que as pessoas façam a coisa certa, especialmente em áreas onde não podemos impor nada”, disse Eggers. “Estamos apenas pedindo gentilmente e tentando alertar os usuários da terra que, ‘Ei, os tipos de práticas que você pode ter no manejo de sua terra podem impactar esta população rio abaixo.”