Definição e origem da turbidez

A qualidade de uma água é definida por sua composição química, física e biológica. As características desejáveis de uma água dependem de sua utilização. Para o consumo humano, há a necessidade de uma água pura e saudável, isto é, livre de matéria suspensa visível, cor, gosto e odor, de quaisquer organismos capazes de provocar enfermidades e de quaisquer substâncias orgânicas ou inorgânicas que possam produzir efeitos fisiológicos prejudiciais (RICHTER e AZEVEDO NETTO, 1991).

A água bruta proveniente de corpos d’água superficiais geralmente contém material flutuante e em suspensão, tais como folhas de árvores, grama, pequenos galhos, areia, silte, argila, matéria orgânica natural, algas e microrganismos, tais como protozoários, vírus e bactérias que podem representar riscos à saúde pública (PROSAB, 1999).

Um manancial superficial pode apresentar variações significativas de turbidez durante as diferentes épocas do ano (DI BERNARDO e DANTAS, 2005). Em períodos chuvosos, a água geralmente apresenta concentrações elevadas de turbidez, sólidos suspensos e microrganismos (PROSAB, 1999).

A Tabela 1 mostra os valores de turbidez das águas superficiais e sua respectiva classificação como baixa, intermediária e alta (OPS, 2005).

Tabela 1 – Classificação de turbidez em águas superficiais (OPS, 2005) Nível Turbidez

Baixa < 10 uT

Intermediária 10 – 20 uT

Alta 20 – 70 uT

Segundo Von Sperling (1996), a turbidez representa o grau de interferência com a passagem da luz através da água, conferindo uma aparência turva devido aos sólidos em suspensão. As fontes e natureza da turbidez são variáveis e complexas e são influenciadas pelas características físico-químicas e biológicas da água. A turbidez é causada pela presença de vários elementos, incluindo partículas de rocha, argila, silte e outros minerais, além de algas e microrganismos, causando implicações importantes nos processos de tratamento de água e afetando a segurança e aceitação da água pelos consumidores (CAMPOS, 2006). De acordo com a Portaria n° 518/2004 do Ministério da Saúde (BRASIL, 2004), o padrão de

turbidez para água pós-filtração ou pré-desinfecção submetida à filtração lenta é de 2 uT em 95% das amostras analisadas e 1 uT para água submetida ao tratamento de ciclo completo ou filtração direta, consolidando-se como um dos principais parâmetros na avaliação do desempenho das estações de tratamento.

A qualidade microbiológica da água potável pode ser significativamente afetada pela turbidez juntamente com as partículas sólidas que são parâmetros indicadores da presença de microrganismos como Giardia e Cryptosporidium. Esses microrganismos são de difícil detecção, quantificação e remoção nos filtros de ETAs, além de resistirem aos métodos tradicionais de desinfecção, representando grandes riscos sanitários. Devido a esses agravantes, as normas mundiais para água de consumo estão cada vez mais restritas para os limites de turbidez da água filtrada (DANTAS, 2004).

O crescimento microbiano na água é maior sobre as superfícies das partículas sólidas e nos flocos (quando se utiliza o processo de coagulação e floculação no tratamento da água). Alguns estudos demonstraram uma correlação entre a redução da turbidez da água tratada (valores abaixo de 0,1 uT) e redução do número de bactérias e algas (HEALTH CANADÁ, 2003).

Se a possibilidade de contaminação industrial estiver descartada no manancial, devem ser levados em consideração, basicamente os resultados das análises dos parâmetros turbidez, cor e coliformes termotolerantes como características relevantes para a água tratada (OPS, 2005).

A elevação da turbidez do efluente filtrado pode sinalizar um potencial aumento da passagem de organismos indesejáveis, mesmo que a turbidez do efluente seja menor que 1,0 uT. Podem-se citar dois exemplos: (1) o aumento das concentrações de cistos de Giardia pode ocorrer com aumentos de turbidez de apenas 0,2 - 0,3 uT e (2) foram encontrados coliformes em água com turbidez variando entre 3,8 a 84,0 uT, mesmo após a desinfecção, aplicando 0,1 e 0,5 ml/L de cloro residual livre com tempo de contato de 30 minutos. As partículas orgânicas e inorgânicas em suspensão promovem uma barreira protetora contra os efeitos da desinfecção (HEALTH CANADÁ, 2003).

A turbidez das águas é devida à presença de: (1) partículas em estado coloidal, (2) partículas em suspensão, (3) matéria orgânica (húmus), (4) matéria inorgânica (óxidos) finamente dividida, plâncton, algas e (5) outros organismos microscópicos. O comportamento dessas partículas no meio dispersante está ligado às dimensões, como mostrado na Figura 1.

Figura 1 – Distribuição de tamanhos de partículas (Adaptado de LEVINE; TCHOBANOGLOUS; ASANO, 1985)

De acordo com alguns autores como Alcócer (1993) e Dantas (2004), é muito importante o conhecimento do tamanho das partículas presentes na água bruta, pois águas que contém grande quantidade de partículas finamente divididas, dificilmente podem ser tratadas convenientemente apenas por filtração lenta.

Nas soluções, o fracionamento ocorre em nível: (1) de moléculas e átomos e nas dispersões coloidais, (2) das partículas que são finamente divididas (semelhante a uma mistura homogênea), (3) das partículas que não se sedimentam e também não podem ser filtradas apenas pela filtração comum. As partículas coloidais podem ser formadas por milhares de átomos ou moléculas. As suspensões, que podem ser orgânicas ou inorgânicas, não estão em solução ou em suspensão na água e originam a névoa ou turvação da água. A separação de fases é realizada por simples decantação em um curto espaço de tempo. O grau de contaminação coloidal pode ser determinado por turbidimetria (DANTAS, 2004).

A propriedade ótica expressa como turbidez pode ser considerada como a interação entre a luz e as partículas em suspensão na água. Em amostras contendo partículas

em suspensão, a maneira como a água interfere na transmissão de luz está relacionada com as características destas partículas (tamanho, forma e composição) e com o comprimento de onda da luz incidente (DANTAS, 2004).

Um fator importante a ser considerado em trabalhos nos quais a turbidez é o principal parâmetro de controle, é a diferença que existe entre os diversos equipamentos de medida de turbidez. O princípio básico do funcionamento dos equipamentos de determinação nefelométrica de turbidez consiste em um detector disposto a um determinado ângulo em relação ao raio de luz incidente, que mede a reflexão da luz pelas partículas. Para o ângulo de 90°, o equipamento denomina-se nefelômetro ou turbidímetro (HACH; VANOUS; HEER, 1989).

Teixeira et al. (2004), realizaram estudo sobre a confiabilidade analítica, em termos de turbidez, dos efluentes das unidades de filtração em escala piloto. Foram realizadas determinações deste parâmetro com turbidímetro de bancada e de escoamento contínuo. A partir dos resultados experimentais, foram efetuados testes de confiabilidade e de validade, considerando o turbidímetro de bancada como padrão. Os resultados concluíram que as determinações de turbidez estão condicionadas aos princípios de funcionamento de cada equipamento.

LeChevallier et al. (1981), estudaram a relação entre elevação da turbidez e eficiência da cloração na inativação de coliformes em sistemas de águas superficiais de comunidades onde a cloração era o único tratamento. Os autores concluíram que, um aumento na turbidez de 1 para 10 uT resulta na diminuição da eficiência da desinfecção com dosagem fixa de cloro, reduzindo a proteção contra possíveis contaminações durante o percurso da água nas redes de distribuição. A turbidez pode fornecer um meio para crescimento microbiológico. A matéria orgânica é, geralmente, uma fonte de nutrientes para os microrganismos e pode criar condições favoráveis aos mesmos quando utilizada desinfecção química ou por ultravioleta. Os sólidos em suspensão podem conter toxinas tais como metais pesados, biocidas e podem também adsorver microrganismos, protegendo-os da desinfecção. Elevada turbidez de origem orgânica na água requer maior demanda de cloro.