Nitratos, Nitritos, Nitrogênio Amoniacal, Nitrogênio Total Kjeldahl e

O nitrogênio manifesta-se no ambiente de diversas formas, quais sejam:

Nitrogênio molecular (N2): livre na atmosfera;

Nitrogênio orgânico: dissolvido e em suspensão no corpo d’água; é o

Nitrogênio albuminóide resultante da degradação das proteínas por microrganismos heterotróficos secretores;

66

Amônia (livre=NH3): é um produto da atividade de degradação microbiana nos aminoácidos, p.ex.; ou oriundo de processos de tratamento da água por residual de cloro;

Amônia inorgânica: ionizada; amônio; íon amônio; NH4+; Nitrito: oxidado (NO2-);

Nitrato: oxidado (NO3-).

O nitrogênio é encontrado no meio aquático em diversas formas, sendo de origem natural (proteínas, clorofila e outros compostos biológicos) ou origem humana e/ou animal, oriundo dos resíduos domésticos, industriais e excrementos. Nos esgotos domésticos predomina a forma de amônia/albuminóide e o orgânico (amônia livre/amoniacal), sendo o nitrogênio total o somatório destes dois, mais o nitrato e o nitrito. Está intimamente relacionado ao consumo do oxigênio, pois este é necessário durante o processo de nitrificação do nitrogênio (transformação do nitrogênio amoniacal a nitrito e posteriormente a nitrato). Destaca-se como elemento de grande importância (como o fósforo) no desenvolvimento do fito e zooplâncton, com influência no processo de eutrofização.

A Amônia Orgânica é resultante de excretas, urina, fezes ou da morte dos seres vivos, ou mesmo ainda da presença de aminoácidos. Também é a fração formada pela adição de uma solução alcalina no que resultou da destilação do nitrogênio amoniacal, sendo indicador de poluição orgânica. Sua transformação em nitrogênio amoniacal e depois em amônia inorgânica (NH4+) indica o início da

oxidação que produzirá o nitrito/NO2-, (nitrogênio nitroso) e em seguida o

nitrato/NO3- (nitrogênio nítrico), sendo estas duas etapas finais realizadas por

Se o nitrogênio albuminóide (amônia orgânica/NH3, sem ação dos

organismos) for maior que o nitrogênio amoniacal, indica a presença de matéria orgânica ainda não degradada por organismos. Se o contrário, revela que a água já se encontra em processo de decomposição. A transformação do N- _albuminóide

para N- _{amoniacal é mais rápida quando a matéria orgânica provém de excretas}

de animais do que de vegetais (folhas e galhos, p.ex.), apontando que a água teve contato recente com excretas.

O Nitrogênio Amoniacal é a forma intermediária ainda não ionizada entre o composto nitrogenado de origem natural (proteínas, clorofila e outros compostos biológicos) e dos excretos dos animais e dos humanos. Quando sob ação microbiana sofrem degradação, decomposição e hidrólise, originando a amônia inorgânica/NH4+ (íon amônio) ionizada. Então, as frações encontradas na

amostra analisada podem ser fração tóxica e a não tóxica como matéria orgânica não ionizada livre/NH3 e ionizada/NH4+.

O Nitrogênio Amoniacal pode ser pouco ou muito tóxico, dependendo sempre do pH, temperatura e salinidade do corpo hídrico. Está intimamente relacionado ao consumo do oxigênio, pois este é necessário durante o processo de nitrificação do nitrogênio (transformação do nitrogênio amoniacal a nitrito e posteriormente a nitrato).

A Amônia Inorgânica é a primeira forma de composto nitrogenado não orgânico formado com a água. O nitrogênio albuminóide/NH3, na forma orgânica

(por degradação, decomposição e hidrólise), ao chegar à água é rapidamente transformado em nitrogênio amoniacal/NH4-, ou amônia inorgânica, passando

depois para nitrogênio nitroso/NO2-, e finalmente nitrogênio nítrico/NO3-. Essas

duas últimas transformações só ocorrem em águas que contenham oxigênio dissolvido.

68

O aumento do pH na água (alcalinização) diminui gradativamente a concentração da amônia inorgânica, porém não caracterizando uma menor toxicidade na água, visto que com isso, a presença ou retenção da amônia livre se torna maior. Em pH 7,0 espera-se 99% de amônia inorgânica/ NH4+ para 1% da

amônia livre; mas em pH 9,0 essa relação é de 64% para a forma inorgânica e 36% para a forma livre/orgânica e em pH 9,5 tem uma inversão nesses valores.

O Nitrito é a forma química do nitrogênio normalmente encontrada em quantidades diminutas nas águas superficiais, pois é instável na presença do oxigênio, ocorrendo como uma forma intermediária. A presença de nitritos em água indica processos biológicos ativos influenciados por poluição orgânica. É encontrado na água como resultado da decomposição biológica devido à ação de microrganismos sobre o nitrogênio amoniacal, ou também proveniente de aditivos oriundos de efluentes industriais (anticorrosivos de instalações industriais).

O nitrito é uma forma transitória, sendo rapidamente oxidado a nitratos/NO3-. Sua persistência indica despejo contínuo de matéria orgânica. Não

se pode esperar concentrações acima de 0,2 mg/L nas águas naturais. O íon nitrito pode ser utilizado pelas plantas como uma fonte de nitrogênio. A presença de nitrito (NO2-) ou nitrogênio nitroso em concentração elevada indica que a

fonte de matéria orgânica presente na água encontra-se a pouca distância do ponto onde foi feita a amostragem para análise.

A forma de nitrogênio mais oxidada é o Nitrato (NO3-), constituindo um

importante nutriente das algas e plantas vasculares. Quando em grande concentração (junto ao fósforo) propicia o crescimento de algas e/ou macrófitas aquáticas. É a principal forma de nitrogênio configurado encontrado nas águas.

Representa a fase oxidada no ciclo do nitrogênio, e é normalmente encontrado em concentrações maiores nos estágios finais da oxidação biológica.

Águas naturais em geral contêm nitrato em solução. Já as que recebem esgotos podem conter quantidades variadas de outros compostos nitrogenados mais complexos, ou menos oxidados, tais como: compostos orgânicos quaternários, amônia e nitrito, denunciando, no caso, poluição recente.

Elevadas concentrações indicam condições sanitárias inadequadas, pois a principal fonte de nitrato são os dejetos de humanos e animais. Por outro lado, em concentração baixa estimula o desenvolvimento de plantas, sendo que organismos aquáticos como algas, florescem na presença deste.

O Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK) é a forma predominante do nitrogênio nos esgotos domésticos brutos. É basicamente a soma do nitrogênio orgânico (aminas e amidas) e inorgânico (amônias). Ambas as formas estão presentes em detritos de nitrogênio orgânico oriundos de atividades biológicas naturais. Representa o menor estado de oxidação do nitrogênio, podendo ser separado em fração orgânica e inorgânica. Na água pode representar o inverso da capacidade de degradação da matéria de origem orgânica, mais a fração inorgânica.

4.1.3.6 Avaliação do comportamento dos parâmetros nos pontos de amostragem:

Durante a presente campanha o comportamento das diferentes formas de nitrogênio apresentou discretas variações entre os pontos amostrais, salvo algumas exceções relacionadas ao Ponto PS3 e suas diferentes profundidades, como pode ser visualizado na Tabela 4 e Figura 30.

Para o parâmetro Nitratos verificou-se uma concentração bastante homogênea entre os pontos, com uma média de 3,53 mg/L. Uma concentração

70

levemente maior foi verificada para o ponto SJ1 (4,35 mg/L). A Resolução CONAMA 357/05 estabelece a concentração de 10 mg/L de Nitratos para o enquadramento nas Classes de Uso 1, 2 e 3. Sendo assim, todos os pontos analisados nesse período atendem aos limites previstos por essa resolução.

A concentração de Nitritos também apresentou comportamento homogêneo entre os pontos analisados, apresentando uma concentração média de 0,048 mg/L. Apenas o ponto PS3, profundidades meio e fundo, apresentou um discreto incremento na concentração de Nitritos em relação aos demais pontos (0,07 e 0,05 mg/L, respectivamente). Os valores registrados para esse parâmetro foram bastante inferiores aos registrados para Nitratos. Todos os pontos atenderam o limite estabelecido pela Resolução CONAMA 357/05 (1 mg/L de nitritos para as Classes de Uso 1, 2 e 3).

Todos os pontos analisados apresentaram concentração de Nitrogênio Amoniacal (NA) e Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK) ≤0,02 mg/L, exceto o ponto PS3, profundidade meio (NA = 0,04 mg/L e NTK = 0,73 mg/L) e fundo (NA = 0,08 mg/L e NTK = 0,42). Tais resultados sugerem que no ponto PS3, profundidades meio e fundo há a presença de nitrogênio orgânico e amoniacal, já nos pontos Jus PSJ, PS2, PS3 (superfície), PS5, PS6 e SJ1 foi verificado somente nitrogênio amoniacal.

Como a toxicidade do nitrogênio amoniacal está relacionada principalmente com o pH, a Resolução CONAMA 357/05 estabelece as concentrações de NA de acordo com o pH do corpo hídrico. Assim, para pH ≤7,5, como o verificado para a atual campanha (pH médio = 7,26), a concentração de NA não deve ser superior a 3,7 mg/L para águas doces Classe 1 e 2 e 13,3 mg/L para Classe 3. Nesse sentido, todos os pontos atingiram os padrões estabelecidos para Classe 1 e 2, no período analisado. Já para o parâmetro Nitrogênio Total a

referida resolução determina que para águas doces de classes 1 e 2, quando o nitrogênio for fator limitante para eutrofização, nas condições estabelecidas pelo órgão ambiental competente, o valor de Nitrogênio Total (após oxidação) não deverá ultrapassar 1,27 mg/L para ambientes lênticos e 2,18 mg/L para ambientes lóticos, na vazão de referência. Dessa forma, considerando os pontos SJ1, PS6, PS5, PS2, e Jus PSJ como regime lótico e o ponto PS3 (superfície, meio e fundo) como lêntico, todos os pontos analisados atendem os padrões estabelecidos para a classe de uso 1 e 2.

O parâmetro Nitrogênio Inorgânico Total foi analisado somente para o ponto PS3 nas profundidades superfície (3,43 mg/L), meio (3,59 mg/L) e fundo (3,79 mg/L) e apresentou uma tendência crescente em relação à lâmina da água. Tais resultados foram semelhantes aos obtidos para Nitrato, que é a forma mais oxidada de todas as combinações dos compostos nitrogenados.

72

Figura 30: Concentração das diferentes formas de nitrogênio (Nitratos, Nitritos, Nitrogênio Amoniacal, Nitrogênio Inorgânico Total e Nitrogênio total Kjeldahl em mg/L.), obtida através de coletas nos pontos amostrais durante a 30º campanha de monitoramento da qualidade das águas superficiais na UHE Passo do São João, janeiro/2016.

Ao longo do monitoramento pós-enchimento os parâmetros Nitratos, Nitritos, Nitrogênio Amoniacal, Nitrogênio Total Kjeldahl e Nitrogênio Inorgânico Total apresentaram variações significativas, como pode ser observado nos gráficos a seguir.

Nitrato:

Os valores registrados para esse parâmetro, de uma certa forma, apresentaram uma tendência crescente ao longo do tempo, com concentrações de Nitrato mais baixas nos primeiros anos de monitoramento e mais altos na atual campanha. Esse comportamento indica um discreto incremento de Nitrato no reservatório ao longo do tempo (Figura 31).

Figura 31: Valores médios de Nitrato (mg/L) registrados durante os diferentes períodos de monitoramento da qualidade das águas superficiais (fase pós-enchimento) na UHE Passo São João.

Nitrito:

Com exceção do terceiro ano de monitaramento pós-enchimento, que apresentou um pico na concentração de nitritos, chegando a atingir 0,173 mg/L, o comportamento desse parâmetro aprentou tendência inversa do verificado para Nitrato, ou seja, ao longo do tempo a concentração de Nitritos diminuiu na maioria dos pontos amostrados (Figura 32).

74

Figura 32: Valores médios de Nitrito registrados durante os diferentes períodos de monitoramento da qualidade das águas superficiais (fase pós-enchimento) na UHE Passo São João.

Nitrogênio Amoniacal:

A concentração de Nitrogênio Amoniacal oscilou muito ao longo do período monitorado. De forma geral, as maiores concentrações foram registradas durante o quarto ano de monitoramento e as menores na campanha atual. Tais resultados indicam processos pouco representativos de decomposição de compostos nitrogenados como proteínas, por exemplo. O ponto PS3, fundo, apresentou valores relativamente constantes entre a 3º, 4º e atual campanha (Figura 33).

Figura 33: Valores médios de Nitrogênio Amoniacal registrados durante os diferentes períodos de monitoramento da qualidade das águas superficiais (fase pós-enchimento) na UHE Passo São João.

Nitrogênio Inorgânico Total:

A partir da 30º campanha de monitoramento da qualidade das águas superficiais na UHE PSJ, esse parâmetro passou a ser analisado somente para o ponto PS3, nas profundidades superfície, meio e fundo. Por isso, para fins de comparação com os demais períodos, foram utilizadas somente as médias das concentrações obtidas para esse ponto. Observando o gráfico a seguir (Figura 34) é possível afirmar que os valores obtidos variaram pouco entre os pontos dentro de cada período amostral, sendo que as menores concentrações foram verificadas para o segundo ano de monitoramento (concentração média 1,19 mg/L), os demais períodos apresentaram concentração média de 3,70 mg/L. O Ponto PS3, fundo, destacou-se por apresentar as maiores concentrações de cada período amostral.

76

Figura 34: Valores médios de Nitrogênio Inorgânico Total registrados durante os diferentes períodos de monitoramento da qualidade das águas superficiais (fase pós-enchimento) na UHE Passo São João.

Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK):

Ao analisar a média dos valores obtidos para Nitrogênio Total Kjeldahl, ao longo do período pós-enchimento, observa-se uma grande oscilação entre os valores registrados para cada ponto ao longo do tempo. A campanha atual apresentou o menor e o maior valor registrado durante do período analisado, com destaque para o ponto PS3, meio e fundo (Figura 35), onde foram registradas as maiores concentrações. O nitrogênio total de Kjeldahl, estima a presença de nitrogênio orgânico na água. Em ambientes pobres em atividade biológica ou baixa presença de esgotos, os valores dos resultados são baixos, como verificado para os pontos Jus PSJ, PS2, PS3s, PS5, PS6 e SJ1. Já os resultados obtidos para o ponto PS3, meio e fundo, indicam a influência do esgoto da cidade de Roque Gonzales, a montante do ponto de coleta PS3, resultando na perda da qualidade ambiental nesse trecho.

Figura 35: Valores médios de Nitrogênio Inorgânico Total registrados durante os diferentes períodos de monitoramento da qualidade das águas superficiais (fase pós-enchimento) na UHE Passo São João.