ESTUDO DE VARIAÇÃO DE PH, CO2 E OXIGÊNIO CONSUMIDO, EM ÁGUAS CONTENDO A ALGA NOSTOC sp

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ESTUDO DE VARIAÇÃO DE PH, CO2 E OXIGÊNIO CONSUMIDO, EM ÁGUAS CONTENDO A ALGA NOSTOC sp

Edson Schulze

Laboratorista em Análise de Água – SAMAE, Técnico em Saneamento – SENAI Blumenau

Ricardo A. Bonelli

Estagiário, graduando em Engenharia Química pela FURB Sílvio Josino de Souza

Químico Júnior– SAMAE, bacharel em Química pela FURB 13100024 CRQ/SC XIII Região

Joseane Regina Cidral

Gerente de Águas, licenciatura plena em Química e bacharel em Química pela FURB 13100644 CRQ/SC XIII Região

Endereço: Rua Bahia, nº 1530 – Bairro Salto – Blumenau – SC – 89031-001 – Brasil – Tel: (47) 331-8400– Fax: (47) 331-8430 e-mail: edsonschulze@yahoo.com.br .

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RESUMO:

Conforme a Portaria 518 do Ministério da Saúde, em estações de tratamento de água para consumo humano, exige-se a contagem de células por mL de cianofíceas. O presente estudo está enfocado em um tipo de alga do Reino Monera, da Classe das Cianofíceas, pertencente à Ordem das Nostocales, fazendo parte da Família Nostocacées, sendo do gênero Nostoc (fig. 01 e 02), e espécie piscinales. Este tipo de alga apresenta, em sua estrutura, heterocistos responsáveis pela reserva de nitrogênio, e acinetos, que são responsáveis pela resistência. A reprodução é realizada assexuadamente, ou seja, através de hormogônios. Elas são algas filamentosas, consideradas produtoras de toxinas. A alga em questão foi coletada próximo à estação de tratamento (fig. 03-05), em solo, no qual é realizado, esporadicamente, a capina química com veneno à base de glifosato. A coleta foi realizada em dias secos, onde a alga se apresentava desidratada (fig. 06-08). Após a coleta, a alga foi limpa, retirando-se ao máximo, alguma matéria orgânica visível. Primeiramente o estudo baseou-se, em verificar as mudanças de pH em vários tipos de águas, contendo uma certa quantidade da alga desidratada (fig.09-12). Durante as semanas de estudo, foi feito um acompanhamento, do pH, do CO2 e do Oxigênio Consumido, realizados uma vez por semana. Onde constatou-se que todos os parâmetros, até a terceira semana, tiveram alterações significativas. Paralelamente ao estudo, foi realizada uma visualização, com auxílio de um “Jar-test”, com a intenção de observar o comportamento das algas perante à adição de coagulante, com concentrações variadas. Ainda foi realizado um acompanhamento do crescimento de algas em pH favorável à florações de algas cianofíceas. Em estações de Tratamento com sistema de filtragem rápida, este tipo de alga não é muito preocupante, porém, em estações com tratamento lento, ou seja, com leito filtrante de camada bacteriológica, um carreamento destas algas poderá formar uma camada que obstruirá a filtração, acarretando assim, a redução do tempo de carreira do filtro.

PALAVRAS-CHAVE: Algas Nostoc, Coagulante, Estações de Tratamento, Físico-Químico, Jar-test

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INTRODUÇÃO

O trabalho foi realizado no período de novembro de 2004 à Janeiro de 2005. Ele baseou-se na interferência da Alga Nostoc sp. em alguns parâmetros físico-químicos da água, tais como, pH, CO2 e O2 consumido. Foi realizado em balões volumétricos de 1 L tampados com a mesma quantidade de algodão para proporcionar trocar gasosas iguais entre os frascos e o ambiente. A alga em seu estado desidratado foi triturada, para obter partículas de uma mesma granulometria, e em seguida, adicionado 1g da alga para 1 Litro de água.

O estudo foi realizado nas águas Destilada, Bruta, Filtrada e Tratada, sendo que nos dois primeiros meses apenas o pH foi analisado e no último mês continuou-se realizando o pH e , além disso, foram analisados o CO2 e o Oxigênio Consumido. Os parâmetros foram realizados com a freqüência de uma vez por semana, para cada parâmetro.

A coleta da alga realizou-se em solos próximos as regiões do curso do rio Itajaí-Açú, coletadas com espátula e limpadas para tirar as sujeiras presentes, como, areia, pedras, plásticos, entre outros. Quando encontrada a alga apresentava-se em estado desidratado, formando uma pasta escura sobre o solo, e quando reidratada obtêm um aspecto gelatinoso, isto é devido ao revestimento de mucilagem dos filamentos, apresentando uma coloração esverdeada.

As algas são microorganismos que são encontrados nos solos, nas águas e até mesmo em crateras de vulcões e geleiras. São organismos que necessitam de certa substância para o seu desenvolvimento. As algas são divididas em classe, subclasse, ordem, família, gênero e espécie. As algas pertencentes ao reino Monera são consideradas bactérias, pois possuem características das mesmas, sendo chamadas de cianobactérias, algas azuis ou cianofíceas. Este grupo não possui núcleo e sim nucléolos, têm plastos, como também cloroplastos. São pigmentados. A maioria possui os pigmentos ficocianina e ficoeritrina, que gera a cor verde-azulada das mesmas, e é daí que vêm seu nome. As demais famílias de algas são consideradas eucariontes pois possuem núcleo definido.

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Ambientes eutrofizados são propícios para o aparecimento de florações de cianobactérias, pois contém excesso de nutrientes necessários para o seu crescimento, como O2, Nitrogênio e Fósforo.

A Luz também é um fator importante de crescimento, pois é necessária para que ocorra a fotossíntese. O calor é outro fator ambiental importante, pois eleva a temperatura de por exemplo, lagos, propiciando o meio para o crescimento de algas. O oxigênio dissolvido, encontrado principalmente na atmosfera gasosa, é importante para a respiração das algas.

A alga em estudo é da classe das Cianofíceas, da ordem Nostocales, da Família Nostocacées e do gênero Nostoc e espécie sp. (geral)

A Nostoc é uma espécie filamentosa e suas células são arredondadas, de mesmo diâmetro, porém podem ser encontrados em seus filamentos, células maiores, as quais são estruturas chamadas de acinetos (resistência) e heterocistos (reserva de nutrientes, fig. 24, 25 e 26), ou seja, esta alga em condições adversas ao seu ambiente, retrai-se, encapsulando-se e devido as suas estruturas especiais, pode ficar um bom tempo sem receber nutrientes mantendo-se inertes até que, as condições necessárias para o seu crescimento retornem ao normal.

METODOLOGIA: COLETA:

– coletada amostra de alga seca, diretamente no solo, utilizando uma espátula;

– limpeza da alga com escova de cerdas macias, retirou-se a matéria orgânica visível; – realizada uma lavagem, com água destilada, em bacia plástica(fig.18), até a ausência de turvação na água. As algas foram colocadas para secar (fig. 16 e 17) a temperatura ambiente.

PREPARO DO ESTUDO:

– verificação de pH em pH metro de eletrodo combinado das águas bruta, filtrada, tratada e destilada;

– pesadas 1 (um) grama da alga triturada (fig.13 e 14), distribuídos em 4 (quatro) balões volumétricos de 1 (um) Litro (fig. 15), completar os balões com água, já contendo as algas, até o menisco e deixar os balões em local, com presença de luminosidade, por uma semana.

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ANOTAÇÃO DE VALORES:

– medir novamente os valores de pH, CO2 e Oxigênio;

– anotá-los em uma tabela, para comparar os resultados com os resultados iniciais; OBSERVAÇÃO:

– foi realizada a medição de pH, de sete em sete dias. Nos meses de novembro, dezembro e janeiro;

– no meses de fevereiro e março, foram incluídos mais dois parâmetros, CO2 e O2 consumido, a título de curiosidade, realizados com a mesma freqüência que o pH; – no início do estudo, em paralelo ao experimento, colocamos em um balão de fundo chato 1 L (fig.22 e 23), um grama de alga seca, em água destilada, onde seu pH foi elevado com Hidróxido de Sódio até pH 9;

– no mês de março, realizamos um Jar-test, com seis jarros, para observarmos, o comportamento da alga em contato com um coagulante (Sulfato de Alumínio). Nos jarros foram colocados 1 L de água destilada e medido pH, após foram colocadas nos jarros 2, 3, 4, 5 e 6, dosagens de coagulantes na proporção de, respectivamente, 0,5mL; 1mL; 1,5mL; 2mL e 5mL, sendo que o último jarro teve seu pH ajustado a 9 com Hidróxido de Sódio.

RESULTADOS :

TABELA DOS PARAMETROS DO ESTUDO Novembro 2004 AGUA BRUTA FILTRADA TRATADA DESTILADA Semana pH CO2 O2 pH CO2 O2 pH CO2 O2 PH C02 O2

1ª 7,4 NR NR 7,0 NR NR 7,2 NR NR 5,4 NR NR 2ª 5,2 NR NR 5,1 NR NR 4,9 NR NR 4,9 NR NR 3ª 6,7 NR NR 6,3 NR NR 6,6 NR NR 6,2 NR NR 4ª 6,9 NR NR 7,0 NR NR 7,0 NR NR 6,9 NR NR

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TABELA DOS PARAMETROS DO ESTUDO Dezembro 2004 AGUA BRUTA FILTRADA TRATADA DESTILADA Semana pH CO2 O2 pH CO2 O2 pH CO2 O2 PH C02 O2

TABELA DOS PARAMETROS DO ESTUDO Janeiro 2005

AGUA BRUTA FILTRADA TRATADA DESTILADA Semana pH CO2 O2 pH CO2 O2 pH CO2 O2 PH C02 O2

TABELA DOS PARAMETROS DO ESTUDO Fevereiro 2005 AGUA BRUTA FILTRADA TRATADA DESTILADA Semana pH CO2 O2 pH CO2 O2 pH CO2 O2 PH C02 O2

1ª 7,2 4,04 2,9 7,0 5,20 1,46 7,1 15,78 0,30 5,4 1,38 0,58 2ª 5,0 89,58 14,95 5,0 80,00 13,62 5,0 107,02 16,07 4,9 73,69 15,64 3ª 6,6 31,78 18,35 6,3 29,19 16,11 6,5 34,11 25,83 6,1 31,18 23,10 4ª 6,9 29,95 14,54 7,0 27,19 14,63 6,8 25,08 14,36 6,2 18,60 19,80

TABELA DOS PARAMETROS DO ESTUDO Março 2005

1ª 7,4 4,08 3,70 6,9 5,24 1,90 7,2 15,54 0,34 5,2 1,72 0,46 2ª 5,3 91,82 17,33 4,9 76,26 14,52 5,0 104,92 16,87 4,8 79,47 14,92 3ª 6,7 34,74 20,83 6,2 28,83 18,93 6,7 32,41 24,83 6,0 33,80 19,52 4ª 7,0 30,39 17,38 6,9 26,95 16,15 7,0 19,02 13,98 6,7 20,84 16,66

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CONCLUSÃO:

– conforme tabela abaixo

TABELA DE MÉDIAS DOS PARAMETROS DO ESTUDO

1ª 7,30 4,06 3,30 6,90 5,22 1,68 7,20 15,66 0,32 5,30 1,55 0,52 2ª 5,10 90,70 16,14 5,00 78,13 14,07 4,90 105,97 16,47 4,90 76,58 15,28 3ª 6,70 33,26 19,59 6,30 29,01 17,52 6,60 33,26 25,33 6,10 32,49 21,31 4ª 7,00 30,17 15,96 7,00 27,07 15,57 7,00 22,05 14,17 6,80 19,72 18,23 Obs.: Média dos pH´s dos meses de Novembro, Dezembro e Janeiro. CO2 e O2 Consumido de Fevereiro e Março. As unidades de CO2 e O2 estão expressas em mg/L.

Conforme médias de pH observou-se que a alga em estudo interfere diretamente no pH. A água bruta inicialmente tinha um pH de 7,3 e na segunda semana passou para 5,1, pois as algas respiraram, liberando CO2 e tornando o meio levemente ácido; porém na terceira semana e quarta semana o pH voltou a subir devido a lise celular da alga, deixando um odor característico de esgoto. Como também observou-se o aumento de CO2 e O2 consumido, por exemplo na água tratada, com CO2 inicial 15,66 e O2 0,32 mg/L e na segunda semana os mesmos alteraram para 105,97 e 16,47 mg/L, respectivamente. Porém, da terceira semana em diante os valores voltaram a diminuir, devido à lise celular, onde ocorreu o aumento de matéria orgânica, também com odor de esgoto.

A visualização em Jar-test (fig. 19-21), onde não existia o coagulante, as algas deixaram uma coloração esverdeada na água destilada como também aconteceu no jarro 6, onde havia 2,5 mL de coagulante e pH alterado para 9. Nos demais jarros as algas se comportaram como partículas, sofrendo a ação do coagulante, porém não liberando cor na água e realizando uma decantação rápida, quando interrompido o movimento do aparelho. Apresentou em todos os jarros uma massa de aspecto gelatinoso a qual julgamos que seja a mucilagem que a Nostoc sp possui.

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No experimento a parte, onde foi colocado amostra de Nostoc com água destilada, com pH corrigido para 9, continuam com aspecto normal e crescimento aparente das mesmas. Este experimento foi iniciado em Novembro de 2004 e até o presente momento, não foi detectado cheiro de esgoto, característica de lise celular.

As algas Nostoc em sistema de tratamento com auxílio de coagulante, não interferirão no processo, pois decantam com facilidade porém em filtração lenta com camada biológica, ela poderá interferir, pois forma uma pasta gelatinosa, a qual dificultará a passagem de água.

O pH começou a alterar a partir da 13º hora de experimento. Até então, a alga começa está se hidratar, fazendo a respiração, e, consequentemente liberação de CO2.

FIGURAS

Fig.:03 Fig.:02 400X

Fig.:01 400X

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Fig.:07 Fig.:08 Fig.:09

Fig.:13 Fig.:14 Fig.:15

Fig.:16 Fig.:17 Fig.:18

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REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

1. BOURRELLY, Pierre; Les Algues d´Eau Douce. 6ª ed. França: Société Nouvelle de Éditions Boubée, 1985, p. 414, 424-427.

2. STANDART METHODS – Dióxido de Carbono. In: - For the Examination of Water and Wastewater, 19ª ed. Washington: American Public Health Association, 1995. p. 2.25 , 4-12.

3. ADAD, Jesus Miguel Tajra – DQO. In: - Controle Químico de Qualidade, Ed. Guanabara Dois S.A. Rio de Janeiro – RJ, 1982. p. 34 e 35.

4. PORTARIA Nº 518, DE 25 DE MARÇO DE 2004. MINISTÉRIO DA SAÚDE. Capítulo V, art. 19, § 1 e § 2.

Fig.:25 Fig.:26

Fig.:19 Fig.:20 Fig.:21