Química das Águas - parte 2

(1)

Química das Águas - parte 2

QUÍMICA AMBIENTAL

- Parâmetros de qualidade das águas

Prof. Rafael Sousa

Departamento de Química – UFJF

2º período de 2014

- Parâmetros de qualidade das águas

- Purificação de águas poluídas

(2)

Química Ambiental - contexto multidisciplinar

-- RelaçãoRelação entreentre poluiçãopoluição ee desenvolvimentodesenvolvimento sóciosócio--econômicoeconômico

Tecnicamente as águas naturais não são puras (sais)

Recapitulando

...

-- AA águaágua éé umum bembem naturalnatural dede altoalto valorvalor agregadoagregado

-- VáriosVários tipostipos dede substânciassubstâncias tóxicastóxicas podempodem serser encontradasencontradas nana águaágua

-- DiferentesDiferentes processosprocessos químicosquímicos ocorrem,ocorrem, naturalmente,naturalmente, nasnas águaságuas ee definem

definem suassuas característicascaracterísticas

(3)

CURIOSIDADE

Uso e Escassez da água

“Apenas as águas subterrâneas que se encontram a até cerca de 1000 m de profundidade podem ser aproveitadas economicamente”. 1000 m de profundidade podem ser aproveitadas economicamente”.

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O aporte de substâncias nos mananciais

Origina-se de várias FONTES:

- EfluentesEfluentes domésticosdomésticos ee industriaisindustriais

- EscoamentosEscoamentos superficialsuperficial urbanourbano ee agrícolaagrícola

Cada

Cada umauma dessasdessas FONTESFONTES possuipossui característicascaracterísticas própriaspróprias quantoquanto aos

aos poluentespoluentes queque transportam,transportam, comocomo::

INDICADORES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS

CONTEXTO:

Cada

Cada umauma dessasdessas FONTESFONTES possuipossui característicascaracterísticas própriaspróprias quantoquanto aos

aos poluentespoluentes queque transportam,transportam, comocomo::

-- ContaminantesContaminantes orgânicosorgânicos (que(que deveriamdeveriam serser biodegradáveis)biodegradáveis) -- NutrientesNutrientes (que(que podempodem causarcausar eutrofizaçãoeutrofização))

-- BactériasBactérias ...

4

(5)

Mesmo separando os poluentes em grupos,

a diversidadediversidade dasdas indústriasindústrias existentes aumenta, ainda mais, a variabilidade dos contaminantes aportados nos corpos de água

INDICADORES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS

Torna-se praticamente impossível a determinação sistemática de CONTEXTO...

Torna-se praticamente impossível a determinação sistemática de todos os poluentes que possam estar presentes nas águas

superficiais, em tempo relativamente curto...

Existem

Existem parâmetrosparâmetros de qualidade de qualidade de água, levando em conta de água, levando em conta

os poluentes

os poluentes mais representativosmais representativos

Físicos Físicos Químicos Químicos Microbiológicos Microbiológicos

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Usados para a MONITORAÇÃO e FISCALIZAÇÃO ambiental com Usados para a MONITORAÇÃO e FISCALIZAÇÃO ambiental com

base da legislação

base da legislação CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005

INDICADORES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS

Parâmetros de qualidade Indicadores de qualidade das águas

CETESBCETESB:: CompanhiaCompanhia dede TecnologiaTecnologia dede SaneamentoSaneamento AmbientalAmbiental (Secretaria

(Secretaria dede MeioMeio AmbienteAmbiente dede SP)SP) -- http://www.cetesb.sp.gov.br/

IGAMIGAM:: Instituto Mineiro de Gestão das Águasas

-- http://www.igam.mg.gov.br/

(7)

Os parâmetros de qualidade

PARÂMETROS

PARÂMETROS FÍSICOSFÍSICOS

Temperatura, condutividade elétrica, sólidos, cor e turbidez

Temperatura Temperatura

INDICADORES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS

Temperatura Temperatura

-- SolubilidadeSolubilidade dede gasesgases comocomo oo OO₂₂ O

O aumentoaumento da T diminui da T diminui -- Favorece processos anaeróbicos Favorece processos anaeróbicos

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PARÂMETROS

PARÂMETROS FÍSICOSFÍSICOS DEDE QUALIDADEQUALIDADE

Temperatura,

condutividade elétrica

, sólidos, cor e turbidez

Condutividade

Condutividade elétricaelétrica

É

É ocasianadaocasianada pelaspelas substânciassubstâncias dissolvidasdissolvidas queque sese dissociamdissociam emem cátions

cátions ee ânionsânions ee cujacuja dissoluçãodissolução tambémtambém éé funçãofunção dada temperaturatemperatura

MuitosMuitos saissais encontradosencontrados nasnas águaságuas sãosão dede origemorigem antropogênicaantropogênica

MuitosMuitos saissais encontradosencontrados nasnas águaságuas sãosão dede origemorigem antropogênicaantropogênica -- DescargasDescargas industriaisindustriais

-- ConsumoConsumo dede salsal nasnas residênciasresidências -- ExcreçõesExcreções dada populaçãopopulação ee animaisanimais

MONITORAÇÃO = IDENTIFICAR MODIFICAÇÕES NA COMPOSIÇÃO

(9)

PARÂMETROS

Temperatura, condutividade elétrica,

sólidos

, cor e turbidez

Sólidos Sólidos

Correspondem

Correspondem aa partículaspartículas diversasdiversas,, sedimentáveissedimentáveis ouou nãonão ee queque podem

podem serser separadasseparadas porpor filtraçãofiltração

ImpurezasImpurezas nana águaágua contribuemcontribuem parapara oo aumentoaumento nana quantidadequantidade dede sólidos

sólidos

A

A MEDIÇÃOMEDIÇÃO DOSDOS SÓLIDOSSÓLIDOS NÃONÃO DISSOLVIDOSDISSOLVIDOS éé oo “peso”“peso” dosdos sólidos

(10)

PARÂMETROS

Temperatura, condutividade elétrica, sólidos,

cor

e

turbidez

Cor Cor

NATURAL

NATURAL:: teorteor dede matériamatéria orgânicaorgânica decompostadecomposta ee íonsíons (( principalmenteprincipalmente dede FeFe ee MnMn))

ALTERADA

ALTERADA:: açõesações antropogênicasantropogênicas... ALTERADA

ALTERADA:: açõesações antropogênicasantropogênicas...

Turbidez Turbidez

É

É umauma medidamedida queque representarepresenta oo quantoquanto umauma amostraamostra dede águaágua interfere

interfere nana luzluz queque passapassa porpor elaela

ÁguasÁguas turvasturvas desfavorecemdesfavorecem aa fotossíntesefotossíntese dede vegetaçõesvegetações

submersas

submersas (menos vegetação menos peixes)

(11)

PARÂMETROS QUÍMICOS PARÂMETROS QUÍMICOS

Alcalinidade, dureza, pH Alcalinidade, dureza, pH

Oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda Oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda

química de oxigênio (DQO) química de oxigênio (DQO)

Série de nitrogênio (orgânico, amoniacal, nitrato e nitrito) Série de nitrogênio (orgânico, amoniacal, nitrato e nitrito)

Fósforo total Fósforo total

Surfactantes Surfactantes

INDICADORES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS

Surfactantes Surfactantes Óleos e graxas Óleos e graxas Cianetos Cianetos Fenóis

Fenóis e demais contaminantes orgânicose demais contaminantes orgânicos

Ânions (cloretos, sulfetos) Ânions (cloretos, sulfetos)

Íons metálicos

Íons metálicos (ferro, potássio, sódio, magnésio, manganês, alumínio, zinco, bário, cádmio, níquel, chumbo, cobre, cromo (III), cromo (VI),

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PARÂMETROS QUÍMICOS PARÂMETROS QUÍMICOS

Alcalinidade,

Alcalinidade, dureza,dureza, pHpH

-- RelacionadosRelacionados comcom asas espéciesespécies COCO₂₂,, COCO₃₃ 22--_,, _Ca_Ca 22++_,, _Mg_Mg 22++ _e_e _H_H++ (correlacionadas)

pp.. exex.. ÁguasÁguas maismais alcalinasalcalinas

geralmentegeralmente “dureza“dureza moderada”moderada” aa “muito“muito dura”dura”

poucapouca quantidadequantidade dede íonsíons HH++

-- DurezaDureza podepode serser expressaexpressa dede váriasvárias formasformas -- DurezaDureza podepode serser expressaexpressa dede váriasvárias formasformas

( dureza de cálcio, dureza de magnésio e dureza total ([Ca 2+_{] + [Mg}2+_{] )}

-- IMPORTÂNCIAIMPORTÂNCIA dessesdesses parâmetrosparâmetros

SeresSeres vivosvivos necessitamnecessitam de água em pH próximo à neutralidade

TTubulaçõesubulações dede águaágua (domésticas ou industriais) podem ser entupidas (águas duras) ou ter elementos metálicos lixiviados...

NíveisNíveis forafora dosdos padrõespadrões

(13)

PARÂMETROS

PARÂMETROS QUÍMICOSQUÍMICOS Alcalinidade,

Alcalinidade, durezadureza,, pHpH

Dureza mg/L de CaCO

3

Classificação da água

<15 muito branda

Ex de classificação da dureza total da água, expressa em quantidade de CaCO₃

de 15 a 50 branda

de 50 a 100 moderadamente branda

de 100 a 200 dura

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Oxigênio

Oxigênio dissolvidodissolvido,, demandademanda bioquímicabioquímica dede oxigêniooxigênio (DBO)(DBO),, demanda

demanda químicaquímica dede oxigêniooxigênio (DQO)(DQO)

-- ExpressamExpressam oo teorteor dede oxigêniooxigênio dissolvidodissolvido ee indicamindicam osos tipostipos possíveis

possíveis dede poluentespoluentes

- Demanda bioquímica dede oxigênio,oxigênio, DBODBO

“É a quantidade de oxigênio necessária para oxidar a matéria orgânica por meio de processosprocessos bioquímicosbioquímicos (e que podem ser monitorados no laboratório)”

monitorados no laboratório)”

-- DemandaDemanda químicaquímica dede oxigêniooxigênio,, DQODQO

“É a quantidade de oxigênio necessária para oxidar a matéria orgânica através de um agenteagente químicoquímico”

Útil para detectar substâncias resistentes à degradação biológica => Os valoresvalores obtidosobtidos são geralmente maiores do que os da DBO e podem ser conseguidosconseguidos emem menosmenos temptempo 14

(15)

Série de nitrogênio (orgânico, amoniacal, nitrato e nitrito)

NH₃ é geralmente encontrada em baixas concentrações APESAR DA TOXICIDADE, não é persistente

Em concentrações baixas não causa danos aos seres

humanos mas pode ocasionar sufocamentosufocamento dede peixespeixes

Fósforo total: medida pouco seletiva Usam-se métodos espectroscópicos

TeoresTeores relativamenterelativamente altosaltos dede espéciesespécies destadesta classeclasse indicamindicam poluição

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Ânions

Ânions (cloretos,(cloretos, sulfetos)sulfetos)

-- ConstituemConstituem saissais presentespresentes nana águaágua

AumentoAumento nana concentraçãoconcentração

poluiçãopoluição domésticadoméstica (Cl(Cl--_{)) e}_{e industrial}_industrial

Íons

Íons metálicosmetálicos (Al, Sb, Ba, Be, Cd, Pb, Co, Cu, Cr, Fe, Li, Mn, Hg, Ni, Ag, Se, U, V, Zn), arsênioarsênio e boroboro

-- FontesFontes:: despejodespejo dede efluentesefluentes ee lixiviaçãolixiviação dede fertilizantesfertilizantes

-- ToxidadeToxidade:: dependedepende dada espécieespécie (especiação(especiação química)química)

(17)

Surfactantes Surfactantes

SãoSão osos constituintesconstituintes dosdos detergentesdetergentes

i)

i) aniônicosaniônicos (R(R--SOSO₃₃--_)Na_)Na++

i)

i) catiônicoscatiônicos (RMe(RMe₃₃--NN++_)Cl_)Cl --iiii)) nãonão iônicosiônicos

DiminuemDiminuem aa tensãotensão superficialsuperficial dada águaágua

geram espuma e deixam a “sujeira” em suspensão

inconvenientesinconvenientes estéticoestético ee parapara aa biotabiota inconvenientesinconvenientes estéticoestético ee parapara aa biotabiota

Óleos

Óleos ee graxasgraxas (parâmetro

(parâmetro OG)OG)

-- SubstânciasSubstâncias orgânicasorgânicas poucopouco encontradasencontradas emem águaságuas superficiaissuperficiais

-- MASMAS porpor seremserem poucopouco solúveissolúveis emem água,água, dificultamdificultam tantotanto oo tratamentotratamento dede efluentes

(18)

Fenóis

Fenóis ee demaisdemais contaminantescontaminantes orgânicosorgânicos

Ocorrem

Ocorrem emem consequênciaconsequência dede despejosdespejos industriaisindustriais

Além

Além dede afetaremafetarem oo saborsabor dosdos peixespeixes ee dada água,água, podempodem causarcausar::

- lesões na pele - lesões na pele

- indisposições físicas de diversos tipos Toxicidade

Toxicidade

-- depende da espécie

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PARÂMETROS MICROBIOLÓGICOS

ColiformesColiformes fecaisfecais ee totaistotais

- Bactérias encontradas principalmente nos intestinos de animais de “sangue quente”

não representam, porpor sisi sósó, perigo à saúde

- Dentre as cepas: Escherichia coli é de origem fecal - Dentre as cepas: Escherichia coli é de origem fecal

EstreptococosEstreptococos totaistotais

-- BactériasBactérias patogênicaspatogênicas

-- ClassificadasClassificadas emem gruposgrupos (sinais(sinais clínicosclínicos ee sintomas)sintomas)

Escherichia

(20)

BIOENSAIOS

BIOENSAIOS ECOTOXICOLÓGICOSECOTOXICOLÓGICOS (ENSAIOS DE TOXICIDADE)

Determinação

Determinação dodo potencialpotencial tóxicotóxico dede umum agenteagente químicoquímico ouou dede umauma mistura

mistura

Efeito poluentes - resposta sobre organismos vivos

Método Método

OO crustáciocrustácio CeriodaphniaCeriodaphnia dubiadubia éé colocadocolocado emem contatocontato comcom aa água contendo as substâncias emem avaliçãoavalição

OsOs efeitosefeitos observadosobservados definemdefinem oo graugrau dada toxicidadetoxicidade:: -- AgudaAguda (efeito(efeito dede 00 aa 9696 horas)horas)

observação principal é o efeito morte

-- CrônicaCrônica (efeito(efeito dede 11//1010 dodo ciclociclo vitalvital atéaté aa totalidadetotalidade da

da vidavida dodo organismo)organismo)

resposta causa mudanças comportamentais, alterações fisiológicas, reprodutivas, etc 20

(21)

para

para facilitarfacilitar aa interpretaçãointerpretação dasdas informaçõesinformações sobresobre aa qualidade

qualidade dada águaágua dede formaforma abrangenteabrangente ee útil,útil, ,, aa CETEBCETEB ee oo IGAMIGAM,, adaptaram

adaptaram ee desenvolveramdesenvolveram oo ÍndiceÍndice dede QualidadeQualidade dasdas ÁguasÁguas -- IQAIQA

O

O IQAIQA incorporaincorpora novenove parâmetrosparâmetros consideradosconsiderados relevantesrelevantes para

para aa avaliaçãoavaliação dada qualidadequalidade dasdas águaságuas:: -- OxigênioOxigênio dissolvidodissolvido

-- ColiformesColiformes fecaisfecais

Nesse contexto,

-- ColiformesColiformes fecaisfecais -- pHpH

-- DemandaDemanda bioquímicabioquímica dede oxigêniooxigênio -- NitratosNitratos

-- FosfatosFosfatos

-- VariaçãoVariação nana temperaturatemperatura

(22)

Cálculo do

Cálculo do IQAIQA e aplicaçãoe aplicação

Produto ponderado de parâmetros de qualidadeProduto ponderado de parâmetros de qualidade

Variando de 0 a 100Variando de 0 a 100

ÍNDICE DE QUALIDADE DAS ÁGUAS

ÍNDICE DE QUALIDADE DAS ÁGUAS -

- IQA

IQA

IQA =

_Π

qi wi

9

i=1

qi qualidade do parâmetro i

obtido através da curva média específica de qualidade (parâmetro

Utilizado para avaliar águas destinadas ao abastecimento público Utilizado para avaliar águas destinadas ao abastecimento público

obtido através da curva média específica de qualidade (parâmetro gráfico) usado como referência

wi peso atribuído ao parâmetro

função de sua importância na qualidade, em função de uma tabela

(23)

Cálculo

Cálculo dodo IQAIQA –– “qualidade”“qualidade” dosdos parâmetrosparâmetros

Exemplo Exemplo::

(24)

Parâmetro Peso - wi Oxigênio Dissolvido – OD (%OD Sat) 0,17

Coliformes fecais (NMP/100mL) 0,15

pH 0,12

Cálculo do IQA

Cálculo do IQA –– “pesos” dos parâmetros“pesos” dos parâmetros

INDICADORES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS

pH 0,12

Demanda Bioquímica de Oxigênio – DBO (mg/L) 0,10

Nitratos (mg/L NO₃) 0,10 Fosfatos (mg/L PO₄) 0,10 Variação na temperatura (0_C) _0,10 Turbidez (NTU) 0,08 Resíduos Totais (mg/L) 0,08 24

(25)

Nível de

Qualidade

Faixa

Excelente

_{90 < IQA ≤ 100}

Bom

_{70 < IQA ≤ 90}

Médio

_{50 < IQA ≤ 70}

INDICADORES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS

Valores de referência do IQA Valores de referência do IQA

Médio

_{50 < IQA ≤ 70}

Ruim

_{25 < IQA ≤ 50}

Muito Ruim

_{0 < IQA ≤ 25}

O IQA reflete a interferência por esgotos sanitários e outros O IQA reflete a interferência por esgotos sanitários e outros materiais orgânicos, nutrientes e sólidos

(26)

Sendo a poluição das águas um fato “real”,

Necessidade de tratamento de águas e efluentestratamento de águas e efluentes – causa histórica O aumento da população e o desenvolvimento industrial

Poluem a água usada no abastecimento

geram efluentes domésticos e industriais

-- poluem também a água e o solo ...poluem também a água e o solo ...

Existem PROCESSOS físicos, químicos e biológicos para tratar ÁGUAS

ÁGUAS POLUÍDASPOLUÍDAS

Águas usadas para abastecimento Efluentes em geral 26

(27)

INTRODUÇÃO

A ÁGUA usada para ABASTECIMENTO

A água para essa finalidade A água para essa finalidade sempresempre deve ser tratada deve ser tratada

?

FONTES potáveispotáveis:

Processo de desinfecção Processo de desinfecção

FONTES nãonão potáveispotáveis:

Estação de Tratamento de Água (ETA) Estação de Tratamento de Água (ETA)

FONTES de água para abastecimento

Águas superficiais (geralmente menos “puras”)

Expostas

Expostas continuamentecontinuamente aa váriosvários tipostipos dede poluentespoluentes

Águas subterrâneas 27

(28)

ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DA ÁGUA (

ETA

)

PROCESSO REALIZADO EM ETAPAS

1º- Coagulação/floculaçãoCoagulação/floculação

2º- DecantaçãoDecantação

3º- FiltraçãoFiltração

4º- DesinfecçãoDesinfecção

Estas operações têm como principais objetivos: Estas operações têm como principais objetivos:

-- AA remoçãoremoção dede materialmaterial particuladoparticulado,, bactériasbactérias ee algasalgas

-- RemoçãoRemoção dada matériamatéria orgânicaorgânica dissolvidadissolvida queque confereconfere corcor àà águaágua

--.RemoçãoRemoção ouou destruiçãodestruição dede organismosorganismos patogênicospatogênicos taistais comocomo bactérias

bactérias ee vírusvírus

Estas operações podem sofrer variações dependendo podem sofrer variações dependendo da fonte de água e dos padrões de qualidade a serem alcançados ₂₈

(29)

A ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DA ÁGUA

Esquema simplificado de uma ETA * Esquema simplificado de uma ETA *

(Linha líquida)

A ETA também tem uma estação de tratamento de sólidos (Linha sólidaLinha sólida)

(30)

AS ETAPAS DO TRATAMENTO DA ÁGUA

1

1-- Captação

A água que chega à Estação de Tratamento de Água é captada diretamente nos rios (águaságuas superficiaissuperficiais) ou no subsolo (águaságuas subterrâneassubterrâneas)

LINHALINHA LÍQUIDALÍQUIDA 2

2-- Gradagem

São retirados da água os resíduos de maior dimensão como folhas, ramos, embalagens, etc., que ficam retidos em grades por onde a água é forçada a passar

embalagens, etc., que ficam retidos em grades por onde a água é forçada a passar

PROCESSOSPROCESSOS DEDE CLARIFICAÇÃOCLARIFICAÇÃO 3

3-- Floculação/ coagulação

São

São formados “flocos” comcom asas susbtânciassusbtâncias dispersasdispersas e um reagente floculante:: os contaminantes co-precipitam com o Al(OH)Al(OH)₃₃, p. ex., na etapa de DecantaçãoDecantação

melhora osos índicesíndices dede cor e sabor (partículas menores que 10-4 _{mm) e,}

turbidez (partículas > 10-4 _mm)

(31)

Floculação/ coagulação

São

São formados “flocos” comcom asas susbtânciassusbtâncias dispersasdispersas ee umum reagentereagente floculantefloculante:: os contaminantes co-precipitam com o Al(OH)₃, p. exx., na etapa de Decantação

melhora osos índicesíndices dede turbidez (partículas > 10-4 _{mm), cor e sabor (partículas}

menores que 10-4 _mm)

-- UsoUso dede agentesagentes “floculantes”“floculantes”:: Al₂(SO₄)₃ ,, saissais dede ferroferro ee polímerospolímeros orgânicos

orgânicos

Necessidade

Necessidade dede remoçãoremoção dede MgMg22++_:: _Al

2 (SO4)3 ++ NaAlO2 Necessidade

Necessidade dede remoçãoremoção dede MgMg :: Al₂ (SO₄)₃ ++ NaAlO₂

Ex

Ex dede reaçãoreação emem águaágua levementelevemente alcalinaalcalina:: Al

Al22(SO(SO44))33 14,3 H14,3 H22O + 3O + 3Ca(HCOCa(HCO33))22 2 2 Al(OH)Al(OH)33 + 3CaSO+ 3CaSO44 + 6CO+ 6CO22 + 14,3H+ 14,3H22OO

(32)

Esta

Esta etapaetapa éé realizadarealizada emem câmarascâmaras ((floculadoresfloculadores)) ondeonde aa águaágua éé levementelevemente agitada,

agitada, facilitandofacilitando aa aglutinaçãoaglutinação dede impurezasimpurezas

Água superficial sendo tratada em uma ETA, após a adição de um agente floculante

Parte da purificação da água ocorre por meio de um processo de Parte da purificação da água ocorre por meio de um processo de “transferência de fase”

“transferência de fase”

(33)

4

4-- Decantação

É um processo de separação física das partículas em suspensão, clarificando

clarificando aa águaágua e reduzindoreduzindo em grande porcentagem as impurezasimpurezas

As partículas decantadas, mais “pesadas” que a água, ficam depositadas no fundo do decantador

Processo que dura, em média, 3 h Processo que dura, em média, 3 h 5

5-- Filtração

A água passa por filtros de areia e/ou carvão ativado, nos quais ficam retidas as partículas pequenas (não decantadas) e uma infinidade de substâncias solúveis (adsorção no carvão) melhora mais acentuada nas características como odor e sabor

(34)

6

6-- Desinfeção

(geralmente cloração ouou ozonização ouou radiação UV)

É a eliminação de microorganismos não retidos nas etapas anteriores

Adição de “cloro” (gás ou solução de hipoclorito) Fluoretação: adição de “flúor”

(fluorsilicato de sódio ouou ácido fluorsilícico)

34

H

(35)

CONSIDERAÇÕES SOBRE O TRATAMENTO DA ÁGUA

(DESINFECÇÃO)

•• AA desinfecçãodesinfecção ocorreocorre parapara assegurarassegurar queque aa águaágua estejaesteja livrelivre dede

microorganismos

microorganismos patogênicospatogênicos

•• OsOs processosprocessos utilizadosutilizados temtem vantagensvantagens ee desvantagensdesvantagens !!

A

A cloraçãocloração éé oo métodométodo dede desinfecçãodesinfecção maismais comumentecomumente utilizadoutilizado na

na maioriamaioria dosdos paísespaíses

Quantidades

Quantidades suficientessuficientes dede “cloro”“cloro” sãosão adicionadasadicionadas àà águaágua visandovisando destruirdestruir ouou inativarinativar osos organismosorganismos alvoalvo

É

É umum métodométodo confiável,confiável, dede relativorelativo baixobaixo custo,custo, simplicidadesimplicidade operacional

(36)

Reações

Reações químicasquímicas:: O

O gásgás clorocloro reagereage quasequase completamentecompletamente comcom aa águaágua formandoformando oo

ácido

ácido hipoclorosohipocloroso::

Cl

Cl₂₂ + H+ H₂₂O O HOClHOCl + H+ H++ _{+ Cl}_{+ Cl}

--Em

Em meiosmeios maismais alcalinos,alcalinos, oo ácidoácido hipoclorosohipocloroso sese dissocia,dissocia, gerandogerando

CONSIDERAÇÕES SOBRE O TRATAMENTO DA ÁGUA:

DESINFECÇÃO COM CLORO

Em

Em meiosmeios maismais alcalinos,alcalinos, oo ácidoácido hipoclorosohipocloroso sese dissocia,dissocia, gerandogerando os

os íonsíons HH++ _e_{e OCl}_OCl--_::

HOCl

HOCl HH++ ₊₊ _OCl_OCl-

-ESPÉCIES BACTERICIDAS DE “CLORO LIVRE” ESPÉCIES BACTERICIDAS DE “CLORO LIVRE”

MAS

MAS o Cl₂ reage também com outras espécies presentes na água, antes de se converter em HOCl ou OCl

-“Problema”

“Problema”:: oo clorocloro reagereage comcom substânciassubstâncias orgânicasorgânicas presentespresentes na

na águaágua produzindoproduzindo trialometanostrialometanos (THM)(THM):: CHX₃ (X = cloro, bromo ou

(37)

ProblemasProblemas dada desinfecçãodesinfecção comcom clorocloro

•• OO compostocomposto dede maiormaior preocupaçãopreocupação éé oo CHClCHCl33:: clorofórmioclorofórmio Produto

Produto dada reaçãoreação dodo HOClHOCl comcom matériamatéria orgânicaorgânica

CONSIDERAÇÕES SOBRE O TRATAMENTO DA ÁGUA:

DESINFECÇÃO COM CLORO

•• OsOs THMTHM nãonão sãosão removidosremovidos dada águaágua atravésatravés dodo tratamentotratamento convencional

convencional !!!!

DeveDeve--sese assegurarassegurar queque aa matériamatéria orgânicaorgânica estejaesteja ausenteausente da

da águaágua queque vaivai serser submetidasubmetida àà cloraçãocloração !!

O

O risco de contrair doenças risco de contrair doenças causadas por esses compostos é causadas por esses compostos é menormenor do do que o de contrair doenças por organismos patogênicos !

(38)

Se a água contém fenol ou um derivado, o cloro substitui facilmente os átomos de hidrogênio do anel para dar lugar a fenóis clorados que além do gosto e odor “ofensivos”, são tóxicos

Troca-se o clorocloro por dióxidodióxido dede clorocloro quando o suprimento de

OutroOutro pproblemaroblema dada desinfecçãodesinfecção comcom clorocloro

CONSIDERAÇÕES SOBRE O TRATAMENTO DA ÁGUA:

DESINFECÇÃO COM CLORO

E DIÓXIDO DE CLORO

Troca-se o clorocloro por dióxidodióxido dede clorocloro quando o suprimento de água bruta está contaminado temporariamente com fenóisfenóis, sendo isto usando especialmente nos EUA e Europa

ENTRETANTO,

ENTRETANTO, oo usouso dodo ClOClO₂₂.. nãonão éé umauma cloraçãocloração propriamente

propriamente

Reação

Reação dede obtençãoobtenção

Obtenção a partir de clorito: ClO₂- _ClO 2

..

+ e- _{(realizada in situ)}

(39)

CONSIDERAÇÕES SOBRE O TRATAMENTO DA ÁGUA:

DESINFECÇÃO COM CLORO

E DIÓXIDO DE CLORO

Desvantagens na utilização de dióxido de cloro

• Assim como o ozônio, nãonão podepode serser estocadoestocado (explosivo) sendo gerado

in

in situsitu

• “Pequenas” frações de dióxido de cloro são convertidas em íons ClO2 -e ClO₃- _{cuja presença RESIDUAL na água final pode causar problemas}

Vantagens na utilização de dióxido de cloro

O dióxido de cloro não é um agente de cloração: geralmente não introduz átomos de cloro nas substâncias com as quais reage

Oxida a matéria orgânica formando quantidades muitomuito menoresmenores de subprodutos orgânicos tóxicos que quando é usado cloro molecular e ClO₃- _{cuja presença RESIDUAL na água final pode causar problemas} de saúde

(40)

ANÁLISESANÁLISES DEDE CONTROLECONTROLE

ETAPA FINAL: análises físico-químicas e microbiológicas para atestar a qualidade da águaágua ((PortariaPortaria númeronúmero 518518 dodo MinistérioMinistério dada SaúdeSaúde,, dede 25 25 dede marçomarço dede 20042004)) ARMAZENAGEM ARMAZENAGEM ARMAZENAGEM ARMAZENAGEM DISTRIBUIÇÃO

DISTRIBUIÇÃO PARAPARA ASAS RESIDÊNCIASRESIDÊNCIAS (podem ocorrer contaminações)

(41)

NoNo tanquetanque dede decantaçãodecantação ficamficam resíduosresíduos::

tratamento

tratamento dada LinhaLinha SÓLIDASÓLIDA

Desidratação de Lamas

“Sobram” resíduos provenientes dos processos de clarificação: lamas São encaminhadas para a desidratação (estabilizaçãoestabilização químicaquímica) e estabilização

estabilização microbiológicamicrobiológica devido à grande quantidade de água

-- AA desidrataçãodesidratação (secagem)(secagem) podepode serser feitafeita dede váriasvárias formasformas:: evaporação

evaporação emem leitos,leitos, usouso dede filtrosfiltros (tipo(tipo prensa),prensa), etcetc

-- AA lamalama tratadatratada éé transportadatransportada parapara umum destinodestino finalfinal adequado,adequado, sendosendo possívelpossível oo seuseu aproveitamentoaproveitamento comocomo aduboadubo orgânicoorgânico::

Composição, em % média, de lamas de

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REFERÊNCIAS CONSULTADAS

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1 –– BAIRD, C., Química Ambiental, BAIRD, C., Química Ambiental, BookmanBookman, 2002, p. 483, 2002, p. 483--524.524. 2

2 -- http://www.igam.mg.gov.brhttp://www.igam.mg.gov.br ((Qualidade das Águas Superficiais do Estado de Minas Qualidade das Águas Superficiais do Estado de Minas Gerais em 2004: Superficiais na Bacia do Rio Jequitinhonha em 2004. Belo Horizonte: Gerais em 2004: Superficiais na Bacia do Rio Jequitinhonha em 2004. Belo Horizonte: IGAM Monitoramento das Águas, 2004, 116p).

IGAM Monitoramento das Águas, 2004, 116p). 3

3-- Manual de Procedimentos e Técnicas Laboratoriais Voltado para Análises de Águas e Esgotos Sanitário e Industrial. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2004. 4

4-- http://www.emite.com.br/orbeco/611_a.htmlhttp://www.emite.com.br/orbeco/611_a.html, acessado em 30, acessado em 30--0505--13.13. 5

5-- http://www.quimis.com.br/produtos.php?cat=5&sub=2&prod=21http://www.quimis.com.br/produtos.php?cat=5&sub=2&prod=21, , acessado em 30

acessado em 30--0505--13.13. 6

6-- Nascentes, C. C.; Costa, L. M. Química Ambiental. UFMG, 2011.Nascentes, C. C.; Costa, L. M. Química Ambiental. UFMG, 2011. 7

7-- http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/coliformes/coliformes.php, , acessado 02

acessado 02--0606--1313 8

8–– Pita, F. A. G. Armazenamento e tratamento de resíduos. Vol. II – Tratamento de Águas Residuais Domésticas, Universidade de Coimbra, 2002.

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