Todos os desinfetantes químicos usados no tratamento de água (cloro, monocloramina, ozônio e dióxido de cloro) formam vários tipos de subprodutos. Os precursores dessa formação incluem matéria orgânica dissolvida na água, algas e brometos e a formação dos subprodutos é favorecida pela elevação dos valores de pH, temperatura, tempo de contato, dosagem e residual do desinfetante. O Quadro 3 apresenta as principais fontes de compostos orgânicos, identificadas como potenciais fontes precursoras de subprodutos da desinfecção, presentes em mananciais.
Quadro 3 - Principais fontes de compostos orgânicos precursores de trihalometanos.
Fonte Exemplos
Planta Produtos de degradação de ácidos húmicos e fúlvicos (resorcinol, ácido vanílico, ácido siríngico, ácido 3.5-dihidroxibenzóico)
Algas Biomassa de Algas
Indústria Efluentes fenóis metil cetona, etc. Fonte: JOHSON e JENSEN (1986).
De acordo com Singer (1994 apud Di BERNARDO, 2005), o aumento da temperatura, se apresentando como efeito sazonal em algumas áreas, tem acentuado a taxa de formação de subprodutos da desinfecção. Em razão das temperaturas maiores no verão, a velocidade das reações são maiores e com o aumento da demanda de cloro, há aumento da concentração de subprodutos da desinfecção, enquanto no inverno, a concentração de subprodutos resulta menor. Há que considerar também a natureza dos precursores, cuja composição pode variar, e a concentração de brometos, depende das condições climáticas.
Em estudo realizado por Stevens et al. (1976), onde foi avaliado o efeito da temperatura na formação de trihalometanos, com a temperatura da água variando de 2 a 28ºC entre os períodos de inverno e verão, as concentrações de clorofórmio encontradas foram de
30 a 200 μg.L-1, respectivamente, com o aumento da temperatura e do tempo de contato entre
o oxidante cloro e os precursores de trihalometanos presentes na água.
De acordo com Singer (1994 apud Di BERNARDO, 2005), o aumento do pH concorre para o incremento da concentração de trihalometanos e ácidos haloacéticos; a maior parte dos demais subprodutos da desinfecção diminui com o aumento do pH. Em estudo realizado por Rook (1974), avaliando a influência do pH na formação do clorofórmio, ao colocar ácidos fúlvicos na presença de cloro, com tempo de contato de 4h a uma temperatura de 10ºC. O autor observou que houve um aumento na formação de clorofórmio ao se passar do pH 6,0 para o pH 10,0. O autor observou ainda que, o aumento na formação de clorofórmio foi mais acentuado quando se passou do pH 8,0 para o pH 10,0. Kim. et al. (2002a), estudaram a formação de subprodutos da desinfecção presentes nas águas superficiais de rios coreanos, houve elevação na taxa de formação de trihalometanos conforme o valor do pH da amostra era aumentado. Os experimentos de Kim et al. (2002a) foram realizados com tempos de contato de 6, 24 e 48 horas e valores de pH variando na faixa de 5,5 a 7,0. O incremento encontrado nas concentrações de subprodutos da desinfecção variou de 55 a 93%, para o maior valor de pH, comparando-o com os menores. A água utilizada nestes estudos apresentaram valores médios de carbono orgânico dissolvido iguais a
5,45 mg.L-1 e pH na faixa de 7,95.
Borges (2002) realizou ensaios investigando o efeito da variação do valor do pH em amostras de soluções de ácido húmico comercial. As dosagens de cloro variaram entre 5,0
temperaturas da água variando entre 20 e 25 ºC. Os resultados estão apresentados na Tabela 4, e mostraram que quando a elevação do pH as concentrações dos trihalometanos são maiores.
Tabela 4 - Estudo da variação dos valores de pH em função da dosagem de cloro e produção de trihalometanos. Dosagem de cloro (mg/L) pH 6,0 pH 9,0 pH 6,0 pH 9,0 THM (µg.L-1) 20ºC THM (µg.L-1) 20ºC THM (µg.L-1) 20ºC THM (µg.L-1) 20ºC 5,0 26 45 72 86 10,0 46 63 117 135 15,0 50 64 90 148 Fonte: BORGES (2002).
A concentração de ácidos húmicos também influencia na formação de trihalometanos. Stevens et al. (1976) realizaram pesquisa avaliando o efeito da concentração de ácidos húmicos na formação de trihalometanos. O estudo foi realizado sob as seguintes condições: água filtrada, pH de 6,7, temperatura mantida a 25ºC e dosagem de cloro aplicada
igual a 10 mg.L-1. Os resultados desse estudo mostraram que, quanto maior a concentração de
precursores, maior a formação de trihalometanos. De acordo com Singer (1994 apud Di BERNARDO, 2005), enquanto as concentrações de trihalometanos e ácidos haloacéticos aumenta com o tempo de contato e, consequentemente, continuam sendo formados no sistema de distribuição com a existência de cloro residual livre, alguns subprodutos da desinfecção, como haloacetonitrilas e haloacetonas, são formados rapidamente durante a desinfecção, porém suas concentrações diminuem em decorrência da hidrólise dos compostos e da continuidade da reação com cloro residual.
Babcook e Singer (1979) avaliaram os ácidos húmicos como os mais significativos na formação dos trihalometanos do que os ácidos fúlvicos, pois eles consomem 75% mais cloro e produzem 117% mais clorofórmio por unidade de carbono orgânico total e 23% mais clorofórmio por unidade de cloro consumido.
De acordo com Singer (1994 apud Di BERNARDO, 2005), a matéria orgânica natural é o principal precursor de subprodutos da desinfecção e a concentração de subprodutos da desinfecção é diretamente proporcional à de matéria orgânica natural; a natureza do material orgânico depende da vegetação na bacia hidrográfica e das espécies de Algas
presentes na água; o carbono orgânico total (COT) e a absorvância em radiação ultravioleta têm sido empregados como parâmetros de medida indireta da concentração de precursores de subprodutos da desinfecção.
O clorofórmio tem sido o mais frequentemente encontrado e apresentando-se com maior concentração nas águas utilizadas como fonte de abastecimento, principalmente quando a cor verdadeira está presente devido à existência de compostos orgânicos dissolvidos. Quando a concentração de brometo na água do manancial é considerável ocorre a oxidação do mesmo pelo íon hipoclorito gerando compostos bromados (SYMONS, 1981).