5 Quantidade e Qualidade da Água

(1)

5 – Quantidade e Qualidade da Água

• Distribuição espacial

• Distribuição temporal

• Demandas quantitativas

• Demandas qualitativas

• Legislação

(2)

Abastecimento doméstico

TH036 - Gerenciamento de RH 2

Quantidade mínima de água requerida

litres per capita per day Tolerable level of risk: 7.5

Emergency situation: 15

Basic hygiene needs and basic food hygiene: 20 Quantidade

(3)

Disponibilidade global

DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA E TERRA NO PLANETA água 71% terras emersas 29% DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA NO PLANETA água doce congelada 2% água doce líquida 1% água salgada 97% Volume estimado de água na Terra: 1380 milhões km3 Surface water: 3 % groundwater: 97 % Quantidade

(4)

Variabilidade espacial

TH036 - Gerenciamento de RH 4 > 2000 mm 500 - 1000 mm 1000 - 2000 mm < 250 mm 250 - 500 mm

Precipitacao

Quantidade

(5)

Variabilidade espacial na demanda

(6)

Potencial hídrico renovável per capita

Brasil:

20% água doce superficial 80% Amazônia Quantidade

(7)

Variabilidade temporal

(8)

Fontes alternativas de água

(9)

Processo de dessalinização:

Captação de água Pre-Tratamento

Dessalinização Pos-Tratamento

(10)

Qualidade da Água

Conceito de qualidade da água

H

₂

O

Propriedades de solvente Capacidade de transportar partículas Incorpora diversas substâncias Tipo, quantidade e características destas substâncias definem a qualidade TH036 - Gerenciamento de RH 10

(11)

O que é tóxico?

 Depende do uso da água

Água com presença de patogênicos não é potável e não serve para uso

recreacional ou irrigação de hortaliças ou frutas, porém pode ser usada para piscicultura, ecologia aquática em geral

Presença de certas substâncias pode agredir canalizações ou equipamentos, embora potável.

 Depende da concentração

Podem ser úteis, inócuos ou nocivos, dependendo da concentração que são encontradas na água. Exemplo: cloreto de sódio, sulfato de cobre, flúor.

 Bioacumulação

Mesmo sendo ingeridas em concentrações não-nocivas, pela sua capacidade de acumular no organismo, pode atingir quantidades tóxicas e, às vezes, letais. Exemplo: Mercúrio

 Efeitos sinergéticos ou antagônicos

Uma substância pode ter sua ação nociva aumentada ou reduzida, pela

associação com outras substâncias ou fatores físicos. Exemplo: amônia em água com alto pH.

(12)

Ciclo hidrológico

Condições naturais

(13)

Ciclo hidrológico e Fontes de poluição

Condições naturais x interferência antrópica

Fontes pontuais Fontes difusas

Poluição atmosférica

(14)

Outras fontes de poluição

(15)

Fontes de poluição

• Poluição natural

• Poluição produzida por esgotos domésticos

– Compostos orgânicos biodegradáveis

– Nutrientes

– Bactérias

• Poluição produzida por esgotos industriais

– Tipo de indústria => tipo de efluente

– Em função do tipo de matéria-prima e processo industrial

utilizados

• Poluição causada por drenagem de áreas agrícolas e

urbanas

• Poluição causada por disposição inadequada de

resíduos sólidos

(16)

Problemas

(17)

(18)

Efluentes – características quantitativas

Fontes de despejos Vazão específica

Esgoto doméstico 120 a 160 L/hab/dia

Abatedouro bovino 1.500 a 2.000 L/boi

Abatedouro avícola 17 a 20 L/ave

Fabricação de cerveja 8L/L cerveja

Fabricação de refrigerante 2 a 4 L/ L refrigerante Fabricação de álcool 15 L restilo/L álcool Fabricação de lacticínios/queijo 20 L/kg queijo Fabricação de lacticínios/leite 1 L/L leite

Fabricação de couros 800 a 1.000 L/couro Fabricação de papel 50 a 100 L/kg papel

Fonte: Philippi, Jr. et al. (2004)

(19)

Efluentes – características qualitativas

Fontes de despejos Equivalente populacional de carga orgânica

Abatedouro bovino 55 hab/boi

Abatedouro avícola 200 hab/1.000 aves

Fabricação de cerveja 175 hab/m3_cerveja

Fabricação de álcool 7 hab/ L álcool sem restilo Fabricação de lacticínios/queijo 2 hab/kg queijo

Fabricação de lacticínios/leite 20 hab/1.000 L leite Fabricação de couros 40 hab/pele bovina

(20)

EFEITO

Tipo de Poluicao

Variável Efeito Fonte

Matéria Orgânica Biodegradável DBO – Demanda bioquímica de oxigênio Diminuição de OD na água, vital para os organismos aquáticos aeróbios

Efluentes domésticos, efluentes de indústrias alimentícias

Poluicao Tóxica

Cádmio Danos nos rins (cumulativo)

Corrosão de canalizações galvanizadas, erosão de depósitos naturais, efluentes de refinarias de metais, escoamento superficial dos lixões (Cd proveniente das baterias)

Poluicao Nitrato Hemoglobinemia em bebês abaixo de 6 meses

Fertilizantes, tanques sépticos, efluentes.

Giardia lmblia Giardia lmblia Giardíase, doenças intestinais

Efluente doméstico e resíduos fecais de animais

Ecossistema Saúde pública Usos múltiplos

(21)

21

Poluição Fonte Impacto Parâmetros indicadores

Matéria orgânica Áreas agrícolas, pecuária, efluentes doméstico e industrial

Redução de OD; mortandade de peixes. DBO, DQO, OD

Patogênico Esgoto bruto ou parcialmente tratado, excremento de animais

Transmissão de doenças como cólera, disenteria e esquistossomose e proibição de usos nobres da água.

Coliformes totais e fecais

Nutrientes Agricultura, pecuária, esgoto doméstico e industrial

Proliferação excessiva de algas resultando em redução de OD; liberação de toxinas do sedimento; redução de diversidade da comunidade de invertebrados e

vertebrados; mortandade de peixes; risco de redução da capacidade de transporte de oxigênio no sangue dos recém-nascidos.

Nitrogênio, fósforo

Metais pesados Descargas industriais, lodo de estações de tratamento de esgoto, efluente de minas de carvão, deposição atmosférica, aterro sanitário

Redução da população de peixes devido falha na reprodução; efeito letal nos invertebrados; diversos problemas à saúde humana, como: disfunção dos rins, problemas nos ossos ou no sistema nervoso,

dependendo do metal.

Mercúrio, cádmio, chumbo, cromo, etc.

Substâncias tóxicas Escoamento superficial urbano e rural, descargas doméstica e industrial, infiltração.

Crescimento e sobrevivência reduzidos de alevinos; doenças nos peixes; aumento no risco de câncer no cólon, rins e bexiga nos seres humanos.

(22)

Crescimento populacional

TH036 - Gerenciamento de RH 22 0 1*109 2*109 3*109 4*109 5*109 6*109 7*109 8*109 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2006 3 Milliarden 4 Milliarden 1 Milliarde 5,2 Milliarden 2 Milliarden Quantidade Qualidade Influência:

(23)

Controle da qualidade da água

• Estações de tratamento de esgoto

• Limites de lançamento

• Padrões de qualidade da água – enquadramento dos corpos

de água

• Gestão dos recursos hídricos:

– considerando aspectos regionais físicos, bióticos, sociais, dentre outros

– articulação do planejamento de recursos hídricos com o dos setores usuários e com os planejamentos regional, estadual e nacional

(24)

Padrões & Limites

• Legislações:

– Padrões de qualidade para corpos de

água

– Limite de lançamento de efluentes

– Padrões de potabilidade

– Padrões de balneabilidade

• Exigências

– Equipamento com tecnologia não

poluente

– Processos menos poluentes

Resolução

CONAMA 357/05

Resolução CONAMA 274/2000 Ministério da Saúde: portaria nº 518/2004

(25)

Padrão de qualidade da água superficial

Classe especial Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4

ÁGUA DOCE _{ÁGUA SALINA} _{ÁGUA SALOBRA}

Resolução CONAMA 357/05 (antiga 20/86)

As águas doces, salobras e salinas do Território Nacional são

classificadas, segundo a qualidade requerida para os seus

usos preponderantes, em treze classes de qualidade.

Classe especial Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe especial Classe 1 Classe 2 Classe 3

(26)

Classificação dos corpos de água

classe especial: águas destinadas:

a) ao abastecimento para consumo humano, com desinfecção;

b) à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas; e,

c) à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral.

classe 1: águas que podem ser destinadas:

a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento simplificado; b) à proteção das comunidades aquáticas;

c) à recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA no 274, de 2000;

d) à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película; e

e) à proteção das comunidades aquáticas em Terras Indígenas.

a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional ou avançado; b) à irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras;

c) à pesca amadora;

d) à recreação de contato secundário; e e) à dessedentação de animais.

classe 4: águas que podem ser destinadas: a) à navegação; e

b) à harmonia paisagística.

ÁGUAS DOCES

(27)

a) à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral; e b) à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas.

a) à recreação de contato primário, conforme Resolução CONAMA no 274, de 2000; b) à proteção das comunidades aquáticas; e

c) à aqüicultura e à atividade de pesca.

classe 2: águas que podem ser destinadas: a) à pesca amadora; e

b) à recreação de contato secundário.

(28)

a) à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral; e, b) à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas.

a) à recreação de contato primário, conforme Resolução CONAMA no 274, de 2000; b) à proteção das comunidades aquáticas;

c) à aqüicultura e à atividade de pesca;

d) ao abastecimento para consumo humano após tratamento convencional ou avançado; e e) à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes

ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película, e à irrigação de parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os quais o público possa vir a ter contato direto.

classe 2: águas que podem ser destinadas: a) à pesca amadora; e

b) à recreação de contato secundário.

ÁGUAS SALOBRAS

(29)

Corpo de água

Parâmetro DBO (mg/L) OD (mg/L) Turbidez (UNT) Fósforo total (mg/L) Nitrato (mg/L) Mercúrio (mg/L) 2,4-D (ug/L) Coliformes (NMP/100mL)* Clorofila a (ug/L)

Dens. de cianobactérias (cel/mL)

Classe 1 3 6 40 0,020/0,025/0,1 10 0,0002 4,0 200 10 20.000 Classe 2 5 5 100 0,030/0,050/0,1 10 0,0002 4,0 1000 30 50.000

(30)

Balneabilidade

Avaliação: Excelente Muito boa Satisfatória Coliformes fecais: < 250 < 500 < 1000

• não atendimento aos anteriores

• na região: enfermidades transmissíveis por via hídrica

• sinais de poluição por esgoto, perceptíveis pelo olfato ou visão • presença de resíduos tóxicos, óleos e graxas

• presença de parasitas ou hospedeiros infectados

Resolução CONAMA 274/2000 Imprória: Escherichia coli: < 200 < 400 < 800 Enterococos: < 25 < 50 < 100 TH036 - Gerenciamento de RH 30

(31)

Corpo de água

Mananciais

Águas de classe especial

PROIBIDO:

Lançamento de: esgotos domésticos e industriais (bruto ou tratado) lixo

pesticida fertilizante

(32)

Corpo de água

• Óleos e Graxas

• Materiais flutuantes

Espumas artificiais • Corantes artificiais

• Substâncias que formem depósitos objetáveis

• Substâncias que comuniquem odor ou gosto

Teores desprezíveis

(33)

Limitação das fontes de poluição

Resolução CONAMA 357/05 –

cap.IV

Nacional

Decreto nº. 5.316/PR de 17/04/74

Estadual

(34)

Efluentes

Alguns limites de parâmetros de controle: Parâmetro Temperatura Óleos minerais (mg/L) Chumbo (mg/L) Mercúrio (mg/L) Sulfetos (mg/L) ... Efluente

< 40 e nao deve ultrapassar 3 °C da T do rio < 20

0,5 0,01 1,0

Resolução CONAMA 430/2011 dispõe sobre condições, parâmetros, padrões e diretrizes para gestão do lançamento de efluentes em corpos de água receptores, alterando parcialmente e complementando a Resolucão CONAMA 357/05

(35)

Outras considerações

• Filme x foto

– Indicadores biológicos

• Integridade do corpo hídrico

– Desvio com relação ao natural

• Bom estado ecológico

(36)

Corpo de água

Portaria nº. 20 de 12/05/1992 - SUREHMA - atual SUDERHSA

Enquadra os cursos d’água da Bacia do Rio Iguaçu

Lei 9433/07

(37)

Lei 9433/97

• Uma das diretrizes da Política Nacional de

Recursos Hídricos: gestão sistemática dos

recursos hídricos, sem dissociação dos

(38)

Resolução CONAMA 357/05

• Os efluentes não poderão conferir ao corpo receptor características em desacordo com as metas (intermediária/final) do seu enquadramento. • As metas de qualidade da água deverão ser atingidas em regime de

vazão de referência

• Quando a vazão estiver abaixo da vazão de referência poderão ser estabelecidas restrições de lançamentos.

Q

_95%

Antes era

Q

_10,7

No Estado do Paraná:

(39)

Distribuição temporal da vazão

• Q x t:

• Modificações dos hidrogramas:

• Do ponto de vista da qualidade da água:

Represamento (picos de Q serão amortecidos)

Urbanização e canalização (Ex.: maior área impermeável  maior escoamento superficial concentrado)

Uso da água (Ex.: irrigação: maior consumo na fase de crescimento da planta)

Estudo de cargas pontuais: caso crítico quando ocorrem baixas vazões Influência da distribuição da chuva (e degelo

(40)

Vazão mínima

Q

_10,7

Vazão mínima de 7 dias com tempo de retorno de 10 anos. • Menor vazão que ocorreu em 7 dias consecutivos no período considerado

• ordenar a vazão em ordem crescente

• a probabilidade cumulativa de ocorrência é dada por: • o tempo de retorno é dado por:

1 



N

m

p

T



1

m: rank N: total de amostras TH036 - Gerenciamento de RH 40

(41)

Q

_95%

• Vazão com 95% de permanência

– Em 5% do tempo a vazão está abaixo desse valor.

(42)

Controle

• Na

zona de mistura

dos efluentes poderão ser admitidos

valores em desacordo com os previstos na respectiva classe

de enquadramento, desde que:

– não comprometam a integridade do corpo de água como um todo – não exista risco significativo à saúde humana, considerando as

possíveis exposições da população

– não causem a letalidade de organismos que passem através da zona de mistura

(43)

ETA

Indústria

ETE

Efluente industrial

Portaria nº. 020/96 - SUDERHSA

Art.2° - parágrafo 5º.: Para preservação do recurso hídrico qualquer captação em curso de água realizada por indústria instalada no Estado do Paraná deverá ter o lançamento de seus efluentes à montante do ponto de captação.

(44)

Exercício 1

• Na figura 1 é mostrado o uso e ocupação do solo de uma bacia hidrográfica. Há um predomínio de agricultura irrigada. Os usos do reservatório são para abastecimento de água da região, atendendo

também uma população fora da bacia, e para geração de energia. Você faz parte de uma equipe que está iniciando um plano de gestão dos recursos hídricos para a área. Atenção para as exigências legais e técnicas.

– A bacia é grande e numa análise do uso e ocupação do solo, a equipe decidiu que seria mais eficiente tratar a bacia em áreas menores. Propor divisão da bacia, desenhando as unidades de gestão na figura, justificando sua decisão. – É preciso fazer um diagnóstico da área. Por onde vocês começariam? Quais

dados devem ser levantados?

– Citar problemas potenciais com relação aos usos e de qualidade da água na bacia

– No caso de conflito de usos da água, por exemplo, em época de seca, o que preconiza a legislação?