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 fa- vorecida pela elevação dos valores de pH, temperatura, tempo de contato, dosagem e residual do desinfetante. O Quadro 5.3 apresenta as principais fontes de compostos orgânicos, identificadas como potenciais fontes pre- cursoras de subprodutos da desinfecção, presentes em mananciais.
Quadro 5.3 – Principais fontes de compostos orgânicos precursores de trihalometanos
Fonte: Adaptada de Johnson e Jensen (1986).
Fonte Exemplos
Planta Produtos de degradação de ácidos húmicos e fúlvicos (resorcinol, ácido vanílico, ácido siríngico, ácido 3.5-dihidroxibenzoico)
Algas Biomassa de Algas
De acordo com Di Bernardo e Dantas (2005), o aumento da temperatura, apresentando-se como efeito sazonal em algumas áreas, tem acentuado a taxa de formação de subprodutos da desinfecção. Em razão das temperaturas maiores no verão, as velocidades 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 concen- tração de brometos, que depende das condições climáticas.
Em estudo realizado por Stevens et al. (1976), em que foi avaliado o efeito da temperatura na formação de trihalometanos, com a tempera- tura da água variando de 2 a 28ºC entre os períodos de inverno e verão, as concentrações de clorofórmio encontradas foram de 30 a 200μg.L-1, res-
pectivamente, 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 Di Bernardo e Dantas (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 e Evans (1974), ava- liando a influência do pH na formação do clorofórmio, ao colocar ácidos fúlvicos na presença de cloro, com tempo de contato de 4 horas a uma tem- peratura de 10ºC, os autores observaram que houve aumento na formação de clorofórmio ao se passar do pH 6,0 para o pH 10,0. Observou-se ainda que o aumento na formação de clorofórmio foi mais acentuado quando se passou do pH 8,0 para o pH 10,0. Kim, B. et al. (2002) estudaram a for- mação de subprodutos da desinfecção presentes nas águas superficiais de rios coreanos, em que houve elevação na taxa de formação de trihalome- tanos conforme o valor do pH da amostra era aumentado. Os experimentos de Kim, B. et al. (2002) 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. As águas utilizadas nesses estudos apresentaram valores médios de carbono orgânico dissolvido iguais a 5,45mg.L-1 e pH na faixa de 7,95. Borges (2002) rea-
de soluções de ácido húmico comercial. As dosagens de cloro variaram entre 5,0 e 15,0mg.L-1, os valores de pH ficaram entre 6,0 e 9,0 e tempo
de contato de 7 dias com temperaturas da água variando entre 20 e 25ºC. Os resultados estão apresentados na Tabela 5.1 e mostraram que, quando ocorre a elevação do pH, as concentrações dos trihalometanos são maiores.
Tabela 5.1 – Estudo da variação dos valores de pH em função da dosagem de cloro e pro- dução de trihalometanos
Fonte: Adaptada de 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 10mg.L-1.
Os resultados desse estudo mostraram que, quanto maior a concentração de precursores, maior a formação de trihalometanos. De acordo com Di Bernardo e Dantas (2005), enquanto as concentrações de trihalometanos e ácidos haloacéticos aumenta com o tempo de contato e, consequente- mente, continuam sendo formados no sistema de distribuição com a exis- tência de cloro residual livre, alguns subprodutos da desinfecção, como haloacetonitrilas e haloacetonas, são formados rapidamente durante a de- sinfecção, porém suas concentrações diminuem em decorrência da hidró- lise 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 cloro- fórmio por unidade de cloro consumido.
De acordo com Di Bernardo e Dantas (2005), a matéria orgânica natural é o principal precursor de subprodutos da desinfecção, e a con- centração de subprodutos da desinfecção é diretamente proporcional à
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
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 apre- sentando-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 con- centração de brometo na água do manancial é considerável, ocorre sua oxidação pelo íon hipoclorito gerando compostos bromados (SYMONS; STEVENS; CLARK, 1981).