Propriedades químicas

Os parâmetros químicos se configuram como importantes indicativos de elementos que reagem com a água, podendo influir nos organismos vivos em determinadas concentrações e também indicar a poluição do meio aquático (ZUMACH, 2003). Com relação às propriedades químicas, são descritas neste item: pH, oxigênio dissolvido, nitrogênio/nitrato e cloreto.

3.2.2.1 pH

O potencial hidrogeniônico (pH) é o cologarítimo da concentração de íons hidrogênio em uma amostra, expresso em mol/L. Seu valor varia de 0 a 14, onde, à temperatura de 25 °C, água com valor de pH inferior a 7 é considerada ácida; com valor acima de 7 é considerada básica ou alcalina; e, com valor igual a 7 é considerada como uma água neutra (TUNDISI e MATSUMURA TUNDISI, 2008; LIBÂNIO, 2010; CETESB e ANA, 2011). Quanto menor for o valor do pH de uma substância, maior é a concentração de íons hidrônio (H3O+) e menor a concentração de íons OH-; o inverso é verdadeiro para água básica ou alcalina (CETESB e ANA, 2011).

O pH influencia diretamente os ecossistemas aquáticos naturais, devido a seus efeitos sobre a fisiologia das diversas espécies (PARRON et al., 2011). Há também o efeito indireto, em que determinadas condições de pH podem contribuir para a precipitação de elementos químicos e/ou exercer efeitos sobre as solubilidades de diversas substâncias (CETESB, 2009). Ao influir na solubilidade de substâncias, há como consequência alteração na intensidade da cor, na distribuição das formas livres e ionizadas de diversos compostos químicos, definindo também o potencial de toxidade de vários elementos (LIBÂNIO, 2010).

Conforme Libânio (2010), as águas naturais de superfícies apresentam pH variando de 6,0 a 8,5, intervalo adequado à manutenção da vida aquática. A presença de CO², ácidos minerais e sais hidrolisados é uma das principais causas da acidez no meio aquático (pH baixo), uma vez que na reação entre um ácido e a água, o íon hidrogênio é liberado,

acidificando o meio. As variações do pH no meio aquático estão relacionadas a fatores naturais, como a dissolução de rochas, absorção de gases da atmosfera, oxidação da matéria orgânica e fotossíntese, e também a fatores antropogênicos, a exemplo do despejo de esgotos domésticos e efluentes industriais (PEREIRA, 2004, VON SPERLING, 2005; TUNDISI e MATSUMURA TUNDISI, 2008).

A determinação de pH é realizada direto no corpo d’água ou em uma amostra coletada com equipamento apropriado, como balde de aço inox, em superfície. A determinação de pH deve ser realizada com eletrodos específicos e os procedimentos de ajustes dos equipamentos eletrométricos devem ser realizados de acordo com as recomendações e especificações técnicas do fabricante (CETESB e ANA, 2011).

3.2.2.2 Oxigênio dissolvido

A concentração de Oxigênio Dissolvido (OD) é referente ao percentual da concentração de saturação, sendo a concentração de OD à saturação diretamente proporcional à pressão atmosférica, inversamente à altitude e indiretamente proporcional à temperatura, de modo que, a concentração de OD à saturação traduz a concentração teórica máxima àquela temperatura e pressão (LIBÂNIO, 2010).

O autor destaca ainda que, além das ações antrópicas no lançamento de efluentes, as concentrações de OD podem variar em função de fatores naturais. Cursos d’água com velocidade elevada favorecem o aporte de oxigênio da atmosfera, devido à diminuição da temperatura e maior contato água/atmosfera. Assim, a taxa de reintrodução de oxigênio dissolvido em águas naturais através da superfície depende das características hidráulicas e é proporcional à velocidade, sendo a taxa de reaeração superficial, em trechos encachoeirados, maior do que em trechos com gradiente menor (CETESB, 2009). Há ainda a produção de OD pelos organismos fotossintéticos (VON SPERLING, 2014).

Contudo, em corpos d’água lênticos a concentração de OD pode superar à de saturação em dias de intensa atividade fotossintética das plantas aquáticas e da comunidade de algas (LIBÂNIO, 2010). Todavia, estas fontes de OD não são significativas nos trechos de rios à jusante de lançamentos de despejos industriais e domésticos, uma vez que as elevações da turbidez e da cor da água dificultam a penetração dos raios solares. Assim, apenas algumas espécies, resistentes às condições severas de poluição, sobrevivem (CETESB, 2009).

As variações nos teores de OD estão associadas aos processos físicos, químicos e biológicos que ocorrem nos corpos d’água. Tundisi e Matsumura Tundisi (2008) destacam que a concentração de oxigênio dissolvido na água superficial pode sofrer redução quando

aumenta consideravelmente a concentração de material em suspensão na água, após intensas precipitações. Para a manutenção da vida aquática aeróbia são necessários teores mínimos de 2 a 5 mg/L, conforme o grau de exigência de cada organismo (LIBÂNIO, 2009). Assim, os níveis de OD indicam a capacidade de um corpo d’água natural em manter a vida aquática (CETESB, 2009).

A elevação da temperatura ou a eutrofização do corpo d’água podem acarretar no decréscimo de OD da água superficial (CLESCERI et al., 1999). De acordo com o Guia Nacional de Coleta e Preservação de Amostras (CETESB e ANA, 2011), existem três métodos eletrométricos para a determinação de oxigênio dissolvido em corpos d’água:

• Polarográfico –O sistema trabalha por pulso elétrico;

• Galvânico – O sistema é constituído de uma célula galvânica que, pela difusão do oxigênio dissolvido através da membrana, realiza a determinação.

• Ótico – O sistema realiza a determinação por luminescência.

A medição de OD pode ser realizada diretamente no corpo d’água ou no recipiente coletor de amostras com a utilização de um oxímetro e sonda acoplada, e os procedimentos de ajustes dos equipamentos eletrométricos devem ser realizados de acordo com as recomendações e especificações técnicas do fabricante (CETESB e ANA, 2011).

3.2.2.3 Nitrogênio/nitrato

Quando presente em corpos d’água, o nitrogênio pode ser encontrado em função do seu estado de oxidação, que varia de -3 a +5, sob as formas:

“i) nitrogênio orgânico na forma dissolvida (compostos orgânicos nitrogenados como ureia e aminoácidos) e partícula integrando a biomassa dos organismos do meio aquático;

ii) nitrogênio molecular (N2), sujeito a constantes perdas na atmosfera;

iii) nitrogênio amoniacal, gás amônia (NH3) e íon amônio (NH4+), formas reduzidas

presentes em condições anaeróbicas;

iv) nitrito (NO2-), forma intermediária encontrada em concentrações insignificantes

sob condições aeróbicas em virtude da quase instantânea oxidação a nitrato;

v) nitrato (NO3-), forma oxidada e nutriente essencial para a maioria dos organismos

do corpo hídrico” (LIBÂNIO, 2010, p.56).

As etapas de degradação da poluição orgânica podem ser associadas por meio da relação entre as formas de nitrogênio. “Nas zonas de autodepuração natural em rios, distinguem-se as presenças de nitrogênio orgânico na zona de degradação, amoniacal na zona de decomposição ativa, nitrito na zona de recuperação e nitrato na zona de águas limpas” (CETESB, 2009, p.25). Ou seja, se as análises da água, de um corpo d’água poluído, demonstrarem predominância das formas reduzidas significa que o foco de poluição se

encontra próximo. Por outro lado, se prevalecerem o nitrito e o nitrato, significa que as descargas de esgotos se encontram distantes (CETESB, 2009).

As principais fontes naturais da parcela dissolvida do nitrogênio nas águas superficiais constituem basicamente a decomposição e excreção do fitoplâncton e das macrófitas, proteínas, clorofila e outros compostos biológicos (VON SPERLING, 2007; LIBÂNIO, 2010; VON SPERLING, 2014). A presença do nitrogênio de origem antrópica nos corpos d’água são decorrentes de despejos domésticos - do qual a totalidade de nitrogênio é proposta por 40% de nitrogênio orgânico e 60% de amônia -; efluentes industriais; criadores de animais; e fertilizantes, na forma de nitrato, utilizados na agricultura e lixiviados pelas chuvas (TUNDISI e MATSUMURA TUNDISI, 2008; LIBÂNIO, 2010; VON SPERLING, 2014).

O nitrato (ânion NO3-) tende a ocorrer em quantidades traços em águas superficiais,

geralmente inferiores a 2 mg/L, não devendo apresentar concentração superior à 10 mg/L em águas de consumo, conforme estabelecido pela Portaria 518/04 do Ministério da Saúde (LIBÂNIO, 2010; PARRON et al., 2011). A análise química do nitrato pode ser feita por espectrometria UV-Visível ou cromatografia iônica (PARRON et al., 2011).

3.2.2.4 Cloreto

O cloreto (ânion Cl-), quando presente em águas superficiais, pode ser de origem natural, oriundo de fontes de água subterrânea (nesta, o cloreto é proveniente da percolação da água através de solos e/ou rochas) e intrusão de águas salinas, e de origem antrópica, proveniente de descargas de esgotos sanitários (cada pessoa expele através da urina cerca 4g de cloreto por dia), efluentes industriais (indústria do petróleo, algumas indústrias farmacêuticas, curtumes e outras) e águas utilizadas em irrigação (CETESB, 2009; VON SPERLING, 2014). Assim, o aumento brusco do teor do íon cloreto em águas superficiais é uma indicação de poluição da água por águas residuais.

O Cl- ocorre normalmente nas águas naturais em quantidades muito variáveis (águas residuais apresentem concentrações de cloreto que ultrapassam 15 mg/L), e sua presença torna-se indesejável quando acima de 250 mg/L, devido ao gosto salino (ZUMACH, 2003). A Portaria 518/04 do Ministério da Saúde estabelece o valor máximo de 250 mg/L de cloreto na água potável como padrão de aceitação de consumo. Em ecossistemas aquáticos naturais, células de microrganismos podem ter sua pressão osmótica alterada em função da concentração de cloreto (CETESB, 2009).