agua intr poluicao 060509

(1)

Poluição Hídrica e

Parâmetros de Qualidade da água

Engenharia Ambiental –FOC

Disciplina: Introdução a Poluição

Turmas 2AX/2AY

Prof

a

Dr

a

Marcia Freire dos Reis

(2)

Continuação de Poluentes

4-) NUTRIENTES

 Excesso de nutrientes no corpos d’água  crescimento excessivo de algas.

 N e P  erosão do solo, fertilização artificial, esgotos domésticos, efluentes industriais

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  nutrientes na água   proliferação de

algas / vegetais   O₂ disponível.

 Nutrientes + importantes  N e P

 P  nutriente limitante na maioria dos sistemas aquáticos  limitação de crescimento

de organismos fotossintetizantes

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Excesso de nutrientes

 Biomassa vegetal

 Aeração superficial

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Condições anaeróbias

Predomínio de bactérias anaeróbias e facultativas no fundo do lago = camada superficial de macrófitas

(6)

POLUIÇÃO NA BAÍA DE GUANABARA , RJ

AMBIENTE SOB GRANDE STRESS

(7)

Impactos associados

 Diversidade biológica  poucas espécies

sobrevivem;

 Alteração de espécies de algas predominantes;

 Alteração de espécies de peixes;   transparência da água;

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 formação de poluentes secundários + tóxicos  matéria orgânica + Cl;

 Decomposição anaeróbia  liberação de metano, gás sulfídrico, amônia;

 Alteração das características químicas da água  alteração de pH;

 obstrução de filtros das estações de tratamentos  excesso de algas;

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  custos para controle de odor, sabor, cor, reparo de tubulações e filtros;

 Comprometimento do uso recreacional;

(10)

Graus de trofia

 Oligotrófico: lagos claros e com baixa

produtividade;

 Metrotrófico: lagos com produtividade

intermediária;

 Eutrófico: lagos com elevada produtividade,

(11)

Quadro 1. Caracterização trófica de lagos e reservatórios (Fonte: VON SPERLING, 1996)

Item Classificação de trofia

Ultraoligotrófico oligotrófico metrotrófico eutrófico Hipereutrófico

Biomassa Bastante baixa baixa variável alta Bastante alta

Fração de algas verdes e/ou cianofíceas

Baixa ou ausente baixa Variável Alta ou baixa Baixa

Macrófitas Baixa ou ausente Baixa Média alta Alta, instável

Dinâmica de produção

Bastante baixa baixa média alta Alta, instável

Dinâmica de O2 na camada

superior

Normalmente

saturado Normalmente saturado Variável em torno da supersaturaçã

o

Freqüentemente

supersaturado instável, de Bastante supersaturado a ausente Dinâmica de O2 na camada inferior Normalmente

saturado Normalmente saturado abaixo da Variável saturação Abaixo da saturação a completa ausência Bastante instável, de supersaturação a ausência Prejuízo aos

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5-) ORGANISMOS PATOGÊNICOS

 Ainda é grande o número de pessoas afetadas  principalmente me regiões menos desenvolvidas  saneamento básico precário / inexistente.

 Doenças  incapacitação temporária ou morte   qualidade de vida das pessoas.

(13)

 Organismos patogênicos  transmitem doenças pela ingestão /contato com a água contaminada Ex. bactérias, vírus parasitas, protozoários  disenteria, febre tifóide, cólera, hepatite...

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Classe de organismos patogênicos + comuns

Bactérias  leptospirose, febre tifóide , cólera Vírus  hepatite infecciosa e poliomielite

Protozoários  amebíase, giardíase

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Fontes Típicas

Resíduos de matadouros, processamento de lã, águas residuais do processamento de aves, etc.

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6-) CALOR

 > TºC água  características físicas, químicas,

biológicas alteradas  densidade, solubilidade dos

gases, taxa de sedimentação do fitoplâncton, tensão superficial, reações químicas e metabolismo do organismos aquáticos.

Exemplo: migração intensa de peixes, barreira para passagem de peixes migratórios,  organismos termófilos

(17)

7-) RADIOATIVIDADE

• Existe naturalmente no meio   quantidade • USINAS NUCLEARES   corpos d’agua superficial ou subterrânea  cadeia alimentar  bioacumulação ou não.

(18)

PARÂMETROS INDICADORES DE QUALIDADE DA ÁGUA

 Indicadores físicos

1 - Cor  natureza orgânica

2- Turbidez  material em suspensão

3- Sabor e odor  poluentes industriais ou subst. Indesejáveis (matéria orgânica, algas,...)

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Indicadores químicos: Em função das

substâncias dissolvidas

4- Salinidade  bicarbonatos , cloretos , sulfatos

5- Dureza  sais de metais alcalinos- terrosos (Ca, Mg)

6- Alcalinidade  bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos, metais alcalinos- terrosos.

7- Corrosividade  ácidos minerais, oxigênio, gás carbônico e gás sulfídrico em solução

(20)

9- Compostos tóxicos  metais pesados 10- Fenóis  resíduos industriais

11- Detergentes  vários inconvenientes

12- Defensivos agrícolas  práticas agrícolas

13- radioatividade  industria e arraste de chuva



tó

xic

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Indicadores biológicos

 MO patogênicos  material fecal  Algas

Coliforme fecal  MO habitam somente intestino humano  presença indica contaminação fecal

Coliforme fecal = Escherichia coli  caracterização e quantificação métodos relativamente fáceis

(22)

1 -) Cor

 Conceito: Responsável pela coloração da

água.

 Forma dos constituintes responsável:

sólidos dissolvidos.

 Origem:

Natural  decomposição da matéria orgânica, ferro e manganês.

Antropogênica  resíduos industriais, esgotos domésticos.

(23)

 Importância:

Origem natural  não representa risco a saúde,

mas consumidores pode rejeitá-la, cloração pode formar trihalometanos.

Origem industrial  pode ou não apresentar

toxicidade.

 Unidade: uH (Unidade Hazen – padrão de

platina – cobalto).

 Interpretação dos resultados:

Deve-se distinguir a cor aparente e cor verdadeira  centrifugar amostra = cor

(24)

Água bruta:

< 5uH  dispensam coagulação química.

> 25 uH  requerem coagulação quimica +

filtração.

Cor   tratamento mais cuidadoso no

tratamento de água. Padrão de potabilidade.

(25)

2-) Turbidez

 Conceito: grau de interferência para a

passagem de luz através da água  aparência turva.

 Origem:

Natural partículas de rocha, argila, silte, algas e

outros microrganismos.

Antropogênica despejos domésticos,

industriais, microrganismos e erosão.

Origem natural  não traz inconvenientes

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Origem antropogênica  pode estar associado

a compostos tóxicos e organismos patogênicos,  fotossíntese.

 Unidade: uT (Unidade de turbidez – unidade

de Jackison ou nefeloméricas.

Turbidez 10uT  ligeira nebulosidade

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Água bruta: < 20 uT  filtração lenta, sem

coagulação quimica. >50uT  coagulação / pré-filtro

grosseiro + filtração.

Abastecimento  Padrão de potabilidade. Corpos d’água  CONAMA 357/2005.

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3-) Sabor e cor

 Conceito: O sabor é a interação entre o

gosto (salgado, doce, azedo) + odor (sensação olfativa).

 Forma do constituinte responsável :

sólidos em suspensão, sólidos dissolvidos, gases dissolvidos.

 Origem:

Natural  matéria orgânica em decomposição,

microrganismos, gases dissolvidos (H₂S).

Antropogênica  despejos domésticos/

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 Importância: não representa risco à saúde,

mas consumidores irão rejeitá-la, maior causa de reclamações.

 Unidade: Concentração limite mínima

detectável.

Importante vincular a origem x sabor e odor. Padrão de potabilidade.

(30)

4-) Temperatura

 Conceito: Medição da intensidade de calor.  Origem:

 Natural  transferência de calor por

radiação, condução, e convecção.

 Antropogênica  águas de torres de

resfriamento, despejos industriais

 T   reações químicas e biológicas, 

solubilidade dos gases, taxa de transferência dos gases.

(31)

 Unidade: C

T + OD

Tratamento de águas residuárias  T deve proporcionar condições para as reações bioquimicas de remoção de poluentes

(32)

5-) pH

 Conceito: Potencial hidrogeniônico. Representa

a concentração de íons de H+  indicação da

acidez, neutralidade e alcalinidade.Faixa = 0 – 14.

 Forma dos constituintes responsáveis: sólidos

dissolvidos, gases dissolvidos

 Origem:

Natural  dissolução de rochas, absorção de

gases da atm, oxidação da matéria orgânica, fotossíntese.

(33)

Antropogênica  despejos domésticos/

industriais.

Diversas etapas do tratamento de água pH  = incrustações nas águas de

abastecimento

pH  = corrosividade e agressividade nas aguas de abastecimento

pH   = alteração da vida aquatica

(34)

- Interpretação:

Geral  pH < 7  condições ácidas,

pH > 7  condições basicas , pH = 7  neutralidade.

≠ faixas de pH  ≠ faixas de atuação ótima de coagulantes.

pH afastados da neutralidade tendem a afetar a tx de crescimento dos microrganismos.

 pH = proliferação de algas.

Padrão de lançamento de efluentes CONAMA 357/2005

(35)

6-) Dureza

 Conceito: Concentração de cátions

multimetálicos em solução. Cátions +

frequentemente associados à dureza são Ca

+2 e Mg +2 . Em condições de supersaturação

os cátions reagem com os ânions na água  precipitados.

 Forma do constituinte principal: sólidos

dissolvidos.

 Origem:

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Antropogenica  despejos industriais

> Dureza problemas cardíacos; sabor desagradável, efeitos laxativos; Formação de espumas;

Incrustações nas tubulações de água quente , ex. Caldeiras, devido a precipitação em altas

temperaturas.

 Unidade: mg/L CaCO3.

Dureza….

< 50 mg/ L CaCO3  água mole

50 – 150 mg/L CaCO3 dureza moderada 150-300 mg/L CaCO3  água dura

(37)

7-) Ferro e Manganês

 Conceito: O Fe e Mn estão presentes nas

formas insolúveis (Fe+3, Mn+4) numa grande

quantidade de tipos de solos. Na ausência de O2 (ex. Águas subterrâneas, fundos de lagos)

eles se apresentam nas formas solúveis (Fe+2, Mn+2). Caso a água contenha as

formas reduzidas seja exposta ao ar atm o Fe e Mn voltam a oxidar as suas formas insolúveis, o que pode causar cor na água.

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 Forma do constituinte responsável: sólidos

em suspensão ou dissolvidos.

 Origem:

Natural  dissolução dos compostos no solo. Antropogênica  despejos industriais.

 Importância: tem pouco significado sanitário,

em pequenas concentrações pode causar cor, em certas concentrações pode ocasionar odor e sabor.

(39)

Padrão de potabilidade Padrão de lançamento

(40)

8-) Cloretos (Cl-)

 Conceito: Todas as águas minerais, em > ou

< escala  contêm íons resultantes da

dissolução de minerais. Cl- resultantes da dissolução de sais (cloreto de sódio).

 Forma responsável: sólidos dissolvidos.  Origem

(41)

Antropogênica: despejos domésticos, despejos industriais, águas utilizadas irrigação.

 Importância: sabor salgado na água.  Unidade: mg/L

 Interpretação:

Tratamentos e abastecimento público de água: padrão de potabilidade (250 mg/L)

Corpos d’água: padrão de corpos d’água (Classe I , III 250 mg/L).

(42)

9-) Nitrogênio

 Conceito: Ciclo do N várias formas e

estados de oxidação  meio aquático: N

orgânico, amônia, NO-2, NO-3.

 Constituinte responsável: sólidos em

suspensão e sólidos dissolvidos.

 Origem:

Natural: constituintes de proteínas, clorofila, e

(43)

Antropogênica: despejos domésticos, industriais,

excrementos de animais, fertilizantes.

 Metahemoglobinemia (síndrome do bebê azul),

eutrofização;

 amônianitrito  nitrato (OD);  Amônia tóxica aos peixes;

 N elemento indispensável para o crescimento de

microrganismos responsáveis pelo tratamento de esgotos, estágio de poluição (N  forma

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orgânica ou de amônia = poluição recente ou N  nitrato = poluição mais remota).

 Unidade: mg/L.

 Tratamento e abastecimento público de

águas (padrão de potabilidade);

 Tratamento de águas residuárias (balanço

adequado C:N:P para o desenvolvimento dos microrganismos);

 Corpos d’água (Resolução CONAMA

(45)

10-) Fósforo

 Conceito: Principal forma nas águas

ortofosfato, polifosfato, fósforo orgânico.

Ortofosfato diretamente disponíveis para o metabolismo biológico (PO_4-3, HPO_4-2, H₂PO4-,

H₃PO₄); Polifosfatos mais complexas (2 ou mais átomos de P) e Fósforo orgânico menor importância.

 Constituinte principal: sólidos em suspensão,

(46)

 Origem

Natural: Dissolução dos compostos no solo,

decomposição de matéria orgânica.

Antropogênica: despejos domésticos, industriais, detergentes, excrementos de animais e fertilizantes.

 Importância: eutrofização, nutriente

essencial para o crescimento dos

(47)

 Unidade : mg/L.

 Tratamento de águas residuárias  balanço

adequado C:N:P;

 Corpos d’água  concentração de P

< 0,01-0,02 mg/L não eutrófico;

Entre 0,01 - 0,02 mg/L estágio intermediário; >0,05 mg/L eutrófico

(48)

11-) O.D.

 Conceito: Essencial importância para os

microrganismos aeróbios, peixes.

 Constituinte: gás dissolvido.  Origem:

Natural: dissolução do oxigênio atm,

fotossíntese.

(49)

 Importância: O.D. vital para os seres

aquáticos aeróbios, principal de

caracterização da poluição oriunda de despejos orgânicos.

 Unidade : mg/L.

Tratamento de águas residuárias (mínimo de O.D em reatores aeróbios =1 mg/L);

Corpos d’água conc. de saturação 9,2 mg/L (nível do mar, a 20°C);

(50)

OD > conc. de saturação  algas presentes; OD < conc. De saturação  presença de

matéria orgânica (esgotos);

OD em torno de 4-5 mg/L  morrem peixes mais exigentes;

OD = 2 mg/L  todos os peixes estão mortos;

(51)

12-) Matéria orgânica

 Conceito: Poluição da águas (proteína,

carboidratos, gorduras e óleos, uréia, surfactantes, fenóis, pesticidas....

Matéria carbonácea  não biodegradável e

biodegradável.

 Forma constituinte responsável: sólidos

(52)

 Origem:

Natural  matéria orgânica de origem vegetal

e animal.

Antropogênica  despejos domésticos e

despejos industriais.

 Importância: responsável pelo consumo de

O.D.  D.B.O

(53)

 Interpretação dos resultados :  Tratamento de águas residuárias

DBO esgotos domésticos em torno de 300mg/L, DBO de esgotos industriais variável (Padrão de lançamento),

 Corpos d’água (Resolução CONAMA

(54)

13-) Micropoluentes Inorgânicos

 Conceito: Tóxicos  Metais pesados 

Arsênio, Cádmio, cromo, chumbo, mercúrio, prata.

Fluor, cianetos ....

 Forma do constituinte responsável:

sólidos em suspensão e sólidos dissolvidos.

 Origem:

(55)

Antropogênica  despejos industriais,

atividades mineradoras, atividades de garimpo, agricultura

Metais pesados tóxicos para seres aquáticos, seres humanos.

(56)

 Tratamento e abastecimento público de

água (padrão de potabilidade);

 Tratamento de águas residuárias (padrão

de lançamento );

(57)

14-) Micropoluentes orgânicos

 Conceito: Tóxico , não biodegradáveis –

agroquímicos, detergentes (ABS), produtos químicos....

 Forma do constituinte responsável:

sólidos dissolvidos.

 Origem

Natural: vegetais com madeira (tanino,

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 Origem:

Antropogênica: despejos industriais, detergentes,

processamento de refinamento de petróleo, atividades agrícolas...

 Importância: não biodegradáveis, tóxicos.

 Unidade: g/L ou mg/L.

 Interpretação dos Resultados:

 Tratamento de abastecimento público de águas (padrão de potabilidade);

 Tratamento de águas residuárias (padrão de lançamento);

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PARÂMETROS BIOLÓGICOS

Ingestão de água contaminada

Disenteria bacilar cólera Leptospirose Salmonelose Febre tifóide Disenteria amebiana Hepatite infecciosa Gastroenterite Paralisia infantil

Contato com a água Escabiose (sarna)

Tracoma

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Verminoses tendo a água com um Estágio no ciclo

Esquistossomose

Insetos , tendo a água como meio de procriação

Malária

Febre amarela Dengue

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Definição de critérios para a classificação dos corpos receptores em função de seus usos preponderantes.

�Classificação das águas por grau de salinidade;

Águas doces – Salinidade ≤ 0,5%

Águas salobras – Salinidade 0,5 < 30% Águas salgadas – Salinidade ≥ 30%

Classificação em função de seu uso.

Definição dos valores máximos para parâmetros físico-químicos e biológicos para os efluentes lançados em função da classe das águas.

RESOLUÇÃO CONAMA 357/05

“Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências”

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RESOLUÇÃO CONAMA 357/05

“Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências”

Água doce Água salina Água salobra

Classe especial Classe Especial Classe Especial

Classe I Classe I Classe I

Classe II Classe II Classe II

Classe III Classe III Classe III

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