Estimativas da formação de TAM, parâmetros substitutos e

Nesta sessão, expõem-se alguns dos procedimentos, parâmetros indicadores e experimentos, comumente aplicados na água, para determinar sua potencialidade de formar TAM e caracterizar a MON e suas transformações durante o percurso no subsolo.

2.1.5.1 Testes para avaliar o potencial de formação de TAM

A formação de TAMs, em uma determinada amostra de água, não pode ser calculada utilizando um método convencional, no entanto, o potencial de formação desses compostos pode ser avaliado por meio de procedimentos laboratoriais.

Estes procedimentos, no caso da cloração, incluem o método do potencial de formação de trialometanos (PFTAM) e o método da simulação de TAM em sistemas de distribuição. Ambos são recomendados como métodos padrão no Standard Methods (APHA, AWWA; WEF, 2005). O primeiro procedimento consiste em clorar amostras de água a pH 7,0 ± 0,2, incubá-las a 25 ± 2 ºC por 7 dias consecutivos, sem contato com a luz. Deve-se garantir excesso de cloro, em pelo menos 3 a 5 mgCl2/L, ao final da reação. No segundo procedimento, as condições específicas de cloração são utilizadas afim de reproduzir as práticas de cloração da ETA, utilizada em estudo.

Ao final do período de incubação específico, é analisada a quantidade de TAM formada, normalmente por técnicas cromatográficas ou colorimétricas. O PFTAM permite ter uma estimativa da quantidade de precursores presentes na água e é utilizado para avaliar e comparar diferentes métodos de tratamento. O segundo procedimento procura estimar as concentrações de SPDs no sistema de distribuição real.

2.1.5.2 Parâmetros substitutos para estimar o PFTAM

A presença e a potencialidade da MON para a formação de SPDs têm sido relacionadas a vários parâmetros que substituem a medição direta do potencial de formação de SPDs, os quais são procedimentos relativamente caros e precisam de tempo de análise.

Entre os parâmetros utilizados como substitutos, temos: carbono orgânico total (COT), carbono orgânico dissolvido (COD), absorção ultravioleta (UVA254), absorção ultravioleta específica (SUVA), cor e, em alguns casos, a turbidez.

Os parâmetros COT e COD têm mostrado uma boa correlação com o PFTAM. Por exemplo, na água de 50 poços em Kansas, Estados Unidos, mostrou-se uma boa correlação entre PFTAM e COT (r2=0,953) (MILLER et al., 1990). Atualmente, o COD é considerado como o responsável por até 94% do PFTAM (STEPCZUK et al., 1998). No entanto, ambos os parâmetros podem induzir a erros porque a concentração de TAM formada depende da concentração e da reatividade dos precursores presentes, e não da totalidade da MON medida pelo COD e pelo COT.

Outra forma de estimar o PFTAM é mediante a análise da absorbância 254 nm (UV-254). As ligações insaturadas, altamente reativas com o cloro, absorvem esse comprimento de onda (Singer, 1999). Todavia, outros materiais precursores de TAM, como os carboidratos, não apresentam absorção nesse comprimento de onda, ocasionando interferências. Outras interferências são derivadas de substâncias inorgânicas como nitrato, nitrito, ferro (II) e brometo (APHA, AWWA, WEF, 2005).

Edzwald e Tobiason (1999) têm desenvolvido o uso da absorção ultravioleta específica (SUVA) como um indicador da natureza da MON (hidrofobicidade) e como uma medida da efetividade da coagulação para remover MON, precursores de SPD e COD.

SUVA é definida como a absorção de luz 254 nm por unidade de COD em mg/L de amostras filtradas em filtros de 0,45 µm. As unidades do SUVA são L mg-1 m-1. Na Tabela 2.2, pode-se observar que a água com um valor de SUVA menor a 2 L mg-1 m-1 é constituída principalmente por substâncias não húmicas com baixa hidrofobicidade e massa molar, e apresenta umaremoção de COD muito baixa por meio da coagulação. Portanto, um valor de SUVA maior do que 4 L mg-1 m-1 indica que a MON é constituída principalmente de substâncias húmicas com alta hidrofobicidade e alta massa molar; e pode ser facilmente removida por coagulação.

Geralmente, MON com um valor mais alto de SUVA apresenta maior reatividade com o cloro, adsorção em sólidos inorgânicos e é menos biodegradável (KRASNER et al., 1996; OWEN et al., 1995; RECKHOW; SINGER, MALCOLM, 1990; SINGER, 1999). Inclusive, (KITIS et al., 2002) atribuíram o parâmetro SUVA como uma ferramenta apropriada e boa correlação com a formação de SPDs (TAM

e AHA). Porém, alguns estudos não têm mostrado a mesma correlação entre a formação de TAM e o parâmetro SUVA (GARCIA, 2005; WEISHAAR et al., 2003). Logo, deve-se considerar o parâmetro SUVA, preferencialmente, como indicador de substâncias hidrofóbicas do que de TAM (GARCIA, 2005). Para poder admitir o SUVA como indicador de potencial de formação de SPDs, a qualidade da água do manancial avaliado deve ser caracterizada em termos de formação de SPDs e SUVA.

Tabela 2.2: Guia sobre a natureza da MON e remoção de COD esperada por coagulação.

SUVA Composição Coagulação COD removido

> 4 Principalmente substâncias húmicas. Alta hidrofobicidade, alta massa molar

Controle da MON, boa remoção do COD > 50 % para sulfato de alumínio, um pouco maior para sais férricos 2 - 4 Misturas de substâncias

húmicas e outros tipos de MON, Mistura de MON hidrofílica e hidrofóbica, Mistura de massas molares Influência da MON, remoção baixo a boa do COD 25-50% para sulfato de alumínio, um pouco maior para sais férricos < 2 Principalmente substâncias não húmicas. Baixa hidrofobicidade. Baixa massa molar

MON tem pouca influência. Baixa remoção do COD < 25% para sulfato de alumínio, um pouco maior para sais férricos FONTE: Edzwald e Tobiason (1999).

Garcia (2005) encontrou na água bruta de uma ETA, em Nicaragua, uma boa relação entre COD e UVA254 (r2=0,91) e entre COD e SUVA (r2=0,84). No caso da cor, a correlação foi menor (r2= 0,70), indicando que a cor é só um indicativo da presença de substâncias húmicas. Quanto a COT-UV-254, COT-COD e COT-SUVA, as correlações foram muito fracas, indicando que, mesmo assim, o COT é uma medida direta do conteúdo de carbono orgânico na água e não uma medida direta da presença de precursores da formação de SPD (GARCIA, 2005). Entretanto, como foi mencionado acima, devemos considerar que nem sempre o SUVA é um bom indicador de PFTAM.

2.1.5.3 Caracterização da MON

Além dos parâmetros anteriores, existem outras formas de caracterizar a MON, as quais são baseadas em métodos de separação. Uma delas é o uso de resinas XAD. Pode-se separar a matéria orgânica segundo sua polaridade e em três frações: hidrofílica, hidrofóbica (LEENHEER, 1981; THURMAN; MALCOM, 1981; OWEN et al., 1995; KRASNER et al., 1996; LEENHEER et al., 2001) e uma terceira fração menor que 10% da MON total, com caráter neutro hidrofóbico (WEISS et al., 2004). Essas frações individuais podem ser divididas em suas próprias subfrações ácidas, neutras e básicas mediante o uso de procedimentos seletivos de precipitação e evaporação (LEENHEER; CROUÉ, 2003).

Outra forma de separar e caracterizar a MON é de acordo com o tamanho molecular, utilizando ultrafiltração (ZIEGLER et al., 2001; LUDWIG et al., 1998). A exclusão cromatográfica por tamanho (size exclusion cromatograph) permite separar em polissacarídeos, ácidos húmicos e ácidos de menor peso molecular (ZIEGLER, 2001). A cromatografia líquida, acoplada a um detector de carbono orgânico dissolvido (LC-OCD), permite distinguir entre o conteúdo de polissacarídeos (PS), substâncias húmicas (HS), compostos formadores das substâncias húmicas (HS building blogs) e ácidos de baixo peso molecular (LMA) (GRÜNHEID, AMY, JEKEL, 2005; JEKEL; GRÜNHEID, 2006). Outras técnicas, como a excitação-emissão por fluorescência, pirólise, cromatografia de gases acoplada à espectrofotometria de massas e técnicas de ressonância magnética nuclear (RMN) têm sido utilizadas na caracterização da MON (LEENCHER; CROUÉ, 2003).

2.2 TRATAMENTO DE ÁGUA POR FILTRAÇÃO EM MARGEM