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Fisiologia 1 Tratamento de Água José Fransisco Ramos Zanca 2ª e di çã o Tratamento de Água 2 DIREÇÃO SUPERIOR Chanceler Joaquim de Oliveira Reitora Marlene Salgado de Oliveira Presidente da Mantenedora Wellington Salgado de Oliveira Pró-Reitor de Planejamento e Finanças Wellington Salgado de Oliveira Pró-Reitor de Organização e Desenvolvimento Jefferson Salgado de Oliveira Pró-Reitor Administrativo Wallace Salgado de Oliveira Pró-Reitora Acadêmica Jaina dos Santos Mello Ferreira Pró-Reitor de Extensão Manuel de Souza Esteves DEPARTAMENTO DE ENSINO A DISTÂNCIA Gerência Nacional do EAD Bruno Mello Ferreira Gestor Acadêmico Diogo Pereira da Silva FICHA TÉCNICA Direção Editorial: Diogo Pereira da Silva e Patrícia Figueiredo Pereira Salgado Texto: José José Fransisco Ramos Zanca Revisão Ortográfica: Rafael Dias de Carvalho Moraes Projeto Gráfico e Editoração: Antonia Machado, Eduardo Bordoni, Fabrício Ramos e Victor Narciso Supervisão de Materiais Instrucionais: Antonia Machado Ilustração: Eduardo Bordoni e Fabrício Ramos Capa: Eduardo Bordoni e Fabrício Ramos COORDENAÇÃO GERAL: Departamento de Ensino a Distância Rua Marechal Deodoro 217, Centro, Niterói, RJ, CEP 24020-420 www.universo.edu.br Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Universo – Campus Niterói Z27t Zanca, José Francisco Ramos. Tratamento de água / José Francisco Ramos Zanca ; revisão de Rafael Dias de Carvalho Moraes. – 2. ed. – Niterói, RJ: UNIVERSO: Departamento de Ensino a Distância, 2018. 125 p. : il. 1. Água - Tratamento. 2. Desenvolvimento de recursos hídricos. 3. Ciclo hidrológico. 4. Água - Estações de tratamento - Brasil. 5. Água - Parasitologia. 6. Direitos de águas. 8. Abastecimento de água - Métodos. 9. Ensino à distância. I. Moraes, Rafael Dias de Carvalho. II. Título. CDD 628.162 Bibliotecária: Elizabeth Franco Martins – CRB 7/4990 Informamos que é de única e exclusiva responsabilidade do autor a originalidade desta obra, não se r esponsabilizando a ASOEC pelo conteúdo do texto formulado. © Departamento de Ensi no a Dist ância - Universidade Salgado de Oliveira Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida, arquivada ou transmitida de nenhuma forma ou por nenhum meio sem permissão expressa e por escrito da Associação Salgado de Oliveira de Educação e Cultura, mantenedor a da Univer sidade Salgado de Oliveira (UNIVERSO). Tratamento de Água 3 Palavra da Reitora Acompanhando as necessidades de um mundo cada vez mais complexo, exigente e necessitado de aprendizagem contínua, a Universidade Salgado de Oliveira (UNIVERSO) apresenta a UNIVERSO EAD, que reúne os diferentes segmentos do ensino a distância na universidade. Nosso programa foi desenvolvido segundo as diretrizes do MEC e baseado em experiências do gênero bem-sucedidas mundialmente. São inúmeras as vantagens de se estudar a distância e somente por meio dessa modalidade de ensino são sanadas as dificuldades de tempo e espaço presentes nos dias de hoje. O aluno tem a possibilidade de administrar seu próprio tempo e gerenciar seu estudo de acordo com sua disponibilidade, tornando-se responsável pela própria aprendizagem. O ensino a distância complementa os estudos presenciais à medida que permite que alunos e professores, fisicamente distanciados, possam estar a todo momento ligados por ferramentas de interação presentes na Internet através de nossa plataforma. Além disso, nosso material didático foi desenvolvido por professores especializados nessa modalidade de ensino, em que a clareza e objetividade são fundamentais para a perfeita compreensão dos conteúdos. A UNIVERSO tem uma história de sucesso no que diz respeito à educação a distância. Nossa experiência nos remete ao final da década de 80, com o bem- sucedido projeto Novo Saber. Hoje, oferece uma estrutura em constante processo de atualização, ampliando as possibilidades de acesso a cursos de atualização, graduação ou pós-graduação. Reafirmando seu compromisso com a excelência no ensino e compartilhando as novas tendências em educação, a UNIVERSO convida seu alunado a conhecer o programa e usufruir das vantagens que o estudar a distância proporciona. Seja bem-vindo à UNIVERSO EAD! Professora Marlene Salgado de Oliveira Reitora. Tratamento de Água 4 Tratamento de Água 5 Sumário Apresentação da disciplina ............................................................................................. 07 Plano da disciplina ............................................................................................................ 09 Unidade 1 – Uma Visão Geral da Importancia da Água Para a Humanidade...... 11 Unidade 2 – Saneamento e Água............................................................................................27 Unidade 3 – A Água na Transmissão de Doenças ..................................................... 47 Unidade 4 – Qualidade da Água................................................................................... 73 Unidade 5 – Sistema de Abastecimento de Água .................................................... 97 Considerações finais ......................................................................................................... 118 Conhecendo o autor ......................................................................................................... 119 Referências .......................................................................................................................... 120 Anexos.................................................................................................................................. 121 Tratamento de Água 6 Tratamento de Água 7 Apresentação da disciplina Você acaba de receber o Livro de Estudo da disciplina Tratamento de Água do curso de Graduação da Universo EAD. Este livro foi elaborado página a página pensando em você e nas suas necessidades. Por isso, leia-o sempre e reflita sobre cada assunto. O estudo constante lhe garantirá maior segurança e aprendizado. Não esqueça de se organizar! Reserve um horário para leituras complementares, fazer seus exercícios, garantindo assim um ótimo desempenho. Desejamos que você tenha um excelente estudo e alcance o sucesso! Tratamento de Água 8 Tratamento de Água 9 Plano da Disciplina Unidade 1 - Uma Visão Geral da Importância da Água para a Humanidade Nesta unidade, você entenderá a importância da água para a humanidade, realizando uma introdução geral no tema. Objetivos da unidade: Conhecer a importância da água Conhecer como se distribui a água na natureza Conhecer seu ciclo hidrológico Unidade 2 - Uma Visão Geral da Importância da Água para a Humanidade Nesta unidade, você entenderá da importância da água, do saneamento e conhecerá os conceitos associados à sistema de tratamento de água e sistema de tratamento de esgoto. Objetivos da unidade: Conhecer a importância da água; Conhecer os conceitos associado ao saneamento; Conhecer os conceitos associados ao tratamento de água e esgoto; Conhecer seu ciclo hidrológico. Tratamento de Água 10 Unidade 3 - A Água na Transmissão de Doenças Nesta unidade, você entenderá as diferentes doenças que podem ser transmitidas na água e pela água. Objetivos da unidade: Conhecer a importância da água para a saúde; Conhecer as doenças de transmissão hídrica; Conhecer as doenças de origem hídrica; Conhecer medidas de proteção. Unidade 4 - Qualidade da Água Nesta unidade, você estudará os conceitos associados à qualidade da água. Objetivos da unidade: Entender o conceito de qualidade da água; Entender os diferentes graus de poluição das águas; Conhecer as característicasfísicas da água; Conhecer as características químicas da água; Conhecer as características biológicas da água. Unidade 5 - Sistema de Abastecimento de Água Nesta unidade, você estudará sobre um sistema de abastecimento de água e, ao longo da unidade, serão discutidas cada uma das partes que compõem um sistema de abastecimento de água. Objetivos da unidade: Conhecer a importância do sistema de abastecimento de água; Eiologia Tratamento de Água 11 1 Uma Visão Geral da Importância da Água para a Humanidade Tratamento de Água 12 Caro aluno, Nesta unidade, você entenderá a importância da água para a humanidade, realizando uma introdução geral no tema. Objetivos da unidade: Conhecer a importância da água Conhecer como se distribui a água na natureza Conhecer seu ciclo hidrológico Plano da unidade: Introdução Quantificação A água no mundo atual Distribuição da água na natureza Distribuição da água no Brasil Ciclo Hidrológico Lençóis freáticos e aquíferos Bons estudos! Tratamento de Água 13 Introdução A água é o componente chave e principal de todos os seres vivos, sem água não teríamos vida na terra. Segundo Leonardo Da Vinci, a água é um dom divino da natureza. De forma direta ou indireta a água é indispensável para todas as atividades humanas. A água constituiu e constitui um instrumento de progresso, um fator de desenvolvimento e um agente modelador de civilizações e de culturas. A água está intimamente ligada à história da humanidade. Pode-se dizer que a quantidade de água existente na Terra, nas suas três fases possíveis (sólida, líquida e gasosa), se tem mantido constante ao longo dos tempos, pelo menos desde o aparecimento do homem. Tal quantidade de água está em permanente circulação entre os três grandes “reservatórios ” pelos quais se encontra distribuída e que são, por ordem decrescente de importância, os oceanos, a atmosfera e os continentes. A água encontra-se sempre em um destes estados físicos: líquido, sólido ou gasoso. No estado líquido a água encontra-se em mares, oceanos, lagos, rios, outros tipos de fontes (lençóis freáticos e/ou subterrâneos) e também nos seres vivos, já a água para consumo se obtém dos rios, poços ou outras fontes (que vem dos lençóis freáticos ou subterrâneos). A maior parte do corpo dos animais é formada por água. Por exemplo, no homem, a água corresponde a 70% do seu peso. Nas frutas, a quantidade de água também é grande. O gelo é a água no seu estado sólido. Encontra-se na natureza em diversas formas, tais como: neve, nuvens, granizo, geada, icebergs e nas calotas polares. Nas nuvens, formam-se pequenos blocos de gelos, mas apenas nas nuvens do tipo cirros. Na neve, formam-se flocos de gelo que caem e formam grossas camadas. Isto acontece porque há um resfriamento de pequenas gotas de vapor de água que se condensam no ar, ou seja, passam do estado gasoso para líquido. Nas geadas, o vapor de água do ar atmosférico transforma-se em pequenas gotas de água, o orvalho. Este orvalho congelado é a geada. Formam-se em noites Tratamento de Água 14 muito frias, cobrindo de gelo as superfícies. No granizo, formam-se pedras de gelo formadas dentro das nuvens de tempestades. Nos icebergs, que são enormes blocos de gelos, forma-se com o desprendimento das geleiras que estão no litoral dar regiões polares. Os icebergs ficam flutuando nos mares e rios até que derretam transformando-se em água líquida. O iceberg é uma montanha de gelo onde a sua maior parte está submersa no mar. A água no estado gasoso é encontrada na forma de vapor de água que existe no ar que forma-se através da evaporação da água dos mares, rios e lagos. Na transpiração e respiração dos animais e vegetais também existe vapor de água. A água evaporada se condensa transformando-se em pequenas gotas. Estas gotas juntas formam as nuvens. Quantificação A água é a substância simples mais abundante no planeta Terra e como já foi mencionado pode ser encontrado tanto no estado líquido, gasoso ou sólido, na atmosfera, sobre ou sob a superfície terrestre, nos oceanos, mares, rios e lagos. Também o constituinte inorgânico mais presente na matéria viva: cerca de 70% do peso do homem é constituído de água e em certos animais aquáticos esta porcentagem alcança 98% Cientistas estimam que o nosso planeta tem três quartos de sua massa só de água (1,36 x 1018 m3) ou seja, 1 trilhão e 360 bilhões de quilômetros cúbicos, com 1,5 x 1012 metros cúbicos em estado livre no planeta. Os mares e os oceanos contêm cerca de 97,4 % de toda essa massa, formada pela água salgada. 2 % da água total está estocada sob a forma de neve ou gelo, no topo das grandes cadeias de montanhas ou nas zonas polares. Assim, apenas cerca de 0,6 % do total encontra-se disponível como água doce nos aquíferos subterrâneos (0,5959 %), os rios e lagos superficiais (0,0140 %) e na atmosfera na forma de vapor d’água (0,001 %). Tratamento de Água 15 A maior parte das águas subterrâneas encontra-se em condições inadequadas ao consumo ou em profundezas que inviabilizam sua exploração. Diante desta situação, é de importância fundamental para o futuro da humanidade, e sua própria sobrevivência, que se valorize a preservação dos recursos hídricos do planeta em suas condições naturais. A água no mundo atual A água está presente em múltiplas atividades do homem e, como tal, é utilizada para finalidades muito diversificadas, em que assumem maior importância o abastecimento doméstico e público, os usos agrícola e industrial e a produção de energia elétrica. Até um passado recente, as necessidades de água cresceram gradualmente acompanhando o lento aumento populacional. A era industrial trouxe a elevação do nível de vida e o rápido crescimento da população mundial: 1000 milhões em 1800, 2000 milhões em 1930, 4400 milhões em 1980, 6200 milhões em 2000. A expansão urbanística a industrialização, a agricultura e a pecuária intensivas e ainda a produção de energia elétrica - que estão estreitamente associadas à elevação do nível de vida e ao crescimento populacional - passaram a exigir crescentes quantidades de água. Assim, a satisfação das necessidades de água põe na atualidade sérios problemas às comunidades. Para além das grandes quantidades exigidas, algumas das utilizações prejudicam fortemente a qualidade da água que, se restituída aos meios naturais sem tratamento prévio, para além de não poder ser utilizada, é nociva ao próprio ambiente. Dificuldades crescentes na satisfação das necessidades de água, em consequência das elevadas quantidades exigidas e também da alteração da qualidade de água resultante dos seus usos, começaram a ser sentidas com inquietação nos países industrializados na década de cinquenta. Com a finalidade de diminuir os volumes de água captada, têm sido adotadas novas tecnologias industriais requerendo menores quantidades da água ou menos poluidoras e tem-se procedido à reutilização e reciclagem da água. Também na rega se têm desenvolvido técnicas que requerem menores quantidades de água. Para além dos problemas de satisfação das necessidades de água, põem-se problemas do domínio do excesso de água, que pode causar, níveis freáticos Tratamento de Água 16 prejudicialmente elevados, submersão, erosão dos solos e efeitos da corrente nos leitos de cursos de água e zonas marginais. As crescentes necessidades de água, a limitação dos recursos hídricos, os conflitos entre alguns usos e os prejuízos causados pelo excesso de água exigem que tanto o planejamento como a gestão da utilização e do domínio da água se façam em termos racionais e otimizados, devendo integrar-se na política de desenvolvimento econômico-social dos territórios. Assim, governos e instituições internacionaistêm-se preocupado desde um passado relativamente recente com os aspectos científicos e educacionais do planejamento e da gestão dos recursos hídricos e com as estruturas institucionais para a respectiva implementação, a nível nacional, regional e autárquico. Distribuição da água na natureza Toda a biota, assim como a maior parte dos ecossistemas terrestres, além dos seres humanos necessitam de água doce para sua sobrevivência. Entretanto, os mares e os oceanos contêm cerca de 97,4 % de toda essa massa, formada pela água salgada. 2 % da água total está estocada sob a forma de neve ou gelo, no topo das grandes cadeias de montanhas ou nas zonas polares. Assim, apenas cerca de 0,6 % do total encontra-se disponível como água doce nos aquíferos subterrâneos, os rios e lagos superficiais e na atmosfera na forma de vapor d’água. O segundo maior reservatório de água do planeta são as geleiras e calotas polares. O continente Antártico contém cerca de 85% de todo o gelo existente no mundo. O restante pode ser encontrado no Oceano Ártico e ainda na Groenlândia. As águas subterrâneas encontram-se abaixo da superfície em formações rochosas porosas denominadas de aquíferos. Estas águas têm influência e também são influenciadas pela composição química e pelos minerais com os quais estão em contato. Os aquíferos são reabastecidos pela água que se infiltra no solo e eventualmente flui para reservatórios que se localizam abaixo de seu próprio nível. Corpos de água doce em contato direto com a atmosfera compreendem lagos, reservatórios, rios e riachos. Coletivamente, estas águas são chamadas de superficiais. Tratamento de Água 17 A concentração de sais na água faz com que as águas superficiais sejam divididas em duas grandes categorias. Águas doces se distinguem de águas salinas pelo seu baixo conteúdo de sais, sendo normalmente encontradas em rios e lagos. O exemplo mais significativo de águas salinas é o das águas oceânicas. Via de regra, águas salinas apresentam níveis de cerca de 35 g.L-1 de espécies dissolvidas, entre as quais as predominantes são formadas por íons de sódio e cloreto. O encontro das águas doces e salinas resulta em regiões denominadas estuários. Nestas regiões, observa-se geralmente um gradiente de salinidade, cujos níveis aumentam à medida que se aproxima da foz do rio. Estuários se caracterizam por sua complexidade, onde espécies particuladas e dissolvidas estão sujeitas a mudanças bastante bruscas nos ambientes químico e físico. As maiores alterações ocorrem em função de fatores tais como pH e salinidade. Qualquer mudança em um deles pode levar à precipitação de espécies dissolvidas ou ainda à redissolução de materiais anteriormente presentes em sólidos suspensos ou nos sedimentos. Os elementos que não sofrem qualquer alteração durante este processo de mistura, ou seja, aqueles que não se precipitam ou não se dissolvem, apresentam um comportamento que é denominado conservativo. Comportamentos não conservativos resultam da precipitação ou ainda da redissolução de espécies através do estuário. Um exemplo típico de comportamento não conservativo é a precipitação do ferro coloidal, que ocorre à medida que se aumenta a salinidade da água de um estuário. Como resultado, o ferro acaba sendo depositado nos sedimentos. Do ponto de vista ambiental, um importante reservatório são os mangues, nos quais os níveis do lençol freático se encontram praticamente na superfície. Estes ecossistemas suportam uma vasta população de plantas e animais, constituindo-se em berçários bastante importantes para a vida selvagem. Finalmente, a atmosfera é o compartimento que contém a menor quantidade de água, além de ser aquele onde a água tem o menor tempo de residência, cerca de 10 dias. A atmosfera contribui para a precipitação, que em última instância é o meio através do qual a água que se evapora predominantemente dos oceanos é devolvida a terra. Tratamento de Água 18 Distribuição da água no Brasil A distribuição das águas doce de superfície e da população no Brasil é mostrado no Quadro 1.1. Já o Quadro 1.2 mostra a distribuição da água no Brasil conforme a distribuição urbana e industrial. Quadro 1.1: Distribuição das águas doces no Brasil Quadro 1.2: Distribuição das águas do Brasil; Urbana e Industrial. O Brasil apresenta 8% de toda água doce disponível no mundo. O gráfico 1.1 apresenta o consumo de água por setor no Brasil. Gráfico 1.1 Consumo de Água no Brasil Tratamento de Água 19 Ciclo Hidrológico É o fenômeno global de circulação fechada da água entre a superfície terrestre e a atmosfera, impulsionado fundamentalmente pela energia solar associada à gravidade e à rotação terrestre. O conceito de ciclo hidrológico (Figura 1.1) está ligado ao movimento e à troca de água nos seus diferentes estados físicos, que ocorre na Hidrosfera, entre os oceanos, as calotes de gelo, as águas superficiais, as águas subterrâneas e a atmosfera. Figura 1.1 – Ciclo Hidrológico Este movimento permanente deve-se ao Sol, que fornece a energia para elevar a água da superfície terrestre para a atmosfera (evaporação), e à gravidade, a qual faz com que a água condensada se caia (precipitação) e que, uma vez na superfície, circule através de linhas de água que se reúnem em rios até atingir os oceanos (escoamento superficial) ou se infiltre nos solos e nas rochas, através dos seus poros, fissuras e fraturas (escoamento subterrâneo). Nem toda a água precipitada Tratamento de Água 20 alcança a superfície terrestre, já que uma parte, na sua queda, pode ser interceptada pela vegetação e volta a evaporar-se. A água que se infiltra no solo é sujeita a evaporação direta para a atmosfera e é absorvida pela vegetação, que através da transpiração devolve à atmosfera. Este processo chamado evapotranspiração ocorre no topo da zona não saturada, ou seja, na zona onde os espaços entre as partículas de solo contêm tanto ar como água. A água que continua a infiltrar-se e atinge a zona saturada, entra na circulação subterrânea e contribui para um aumento da água armazenada (recarga dos aquíferos). Na Figura 2 observa-se que, na zona saturada (aquífero), os poros ou fraturas das formações rochosas estão completamente preenchidos por água (saturados). O topo da zona saturada corresponde ao nível freático. Figura 1.2 - Absorção da água No entanto, a água subterrânea pode ressurgir à superfície (nascentes) e alimentar as linhas de água ou ser descarregada diretamente no oceano. A quantidade de água e a velocidade com que ela circula nas diferentes fases do ciclo hidrológico são influenciadas por diversos fatores como, por exemplo, a cobertura vegetal, altitude, topografia, temperatura, tipo de solo e geologia. Tratamento de Água 21 Lençóis freáticos e aquíferos Lençol Freático O “Lençol Freático” ou “Lençol de Água” é um reservatório de água presente nas partes subterrâneas da Terra, os quais variam de 500 a 1000 metros de profundidade. Dessa maneira, uma parte da água da chuva escoa na superfície, enquanto outra parte se infiltra nos solos, formando os lençóis freáticos. Alguns desses “rios subterrâneos” vão escoando até encontrarem um local para a expulsão da água, que pode ser uma nascente. Quando o lençol freático é muito profundo é chamado de "lençol artesiano". (ver figura 1.3) Aquífero Os aquíferos são reservas de água subterrâneas e, por isso, os lençóis freáticos também são denominados de “aquíferos artesianos livres”. São importantes fontes de abastecimento os quais tem a função de equilibrar a natureza, mantendo a quantidade de água subterrânea e da superfície. Figura 1.3 Esquema Ilustrativo de Poço Artesiano e Lençol Freático Tratamento de Água 22 Merecem destaque os dois maiores aquíferos do mundo, os quais apresentam as maioresreservas de água do mundo: “Aquífero Alter do Chão” (maior em volume de água, com 86 mil quilômetros cúbicos de água), localizado nos estados brasileiros do Pará, Amapá e Amazonas; e o Aquífero Guarani (maior em extensão, com 1,2 milhões de km²), localizado nos países latino-americanos (Argentina, Brasil, Uruguai e Paraguai). Nesta primeira unidade, apresentou-se a importância da água, tanto para a humanidade como para o planeta; nas unidades seguintes, serão apresentados temas relacionados à problemática da água. É hora de se avaliar Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo. Elas irão ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de ensino-aprendizagem. Tratamento de Água 23 Exercícios – Unidade 1 1. A água pode ser encontrada em quantas fases: a) 3 b) 4 c) 5 d) 4 e) Nenhuma das opções anteriores. 2. O estado gasoso da água se deve: a) À evaporação da água dos mares, rios e lagos; b) Aos Processos produtivos; c) À Transpiração e respiração dos animais e vegetais; d) À Combustão de carros; e) Às Chuvas. São certas as alternativas: a) Alternativas 1 e 3. b) Alternativas 1 e 2. c) Alternativas 4 e 5. d) Alternativas 2 e 5. e) Alternativas 3 e 5. 3. Os mares e oceanos contêm: a) 97,4% da água. b) 95,4 % da água. c) 94,7% da água. d) 96,4 % da água. e) Nenhuma das opções anteriores. Tratamento de Água 24 4. As formações rochosas porosas que contêm água são denominadas de: a) Apíferos. b) Manancial. c) Aquífero. d) Poço. e) Nenhuma das opções anteriores. 5. A concentração de sais na água faz com que as águas superficiais sejam divididas em: a) 3 categorias. b) 2 categorias. c) 4 categorias. d) 5 categorias. e) 6 categorias. 6. A maior porcentagem de água doce de superfície encontra-se na região: a) Norte. b) Centro oeste. c) Nordeste. d) Sul. e) Sudeste. 7. A menor vazão urbana encontra-se na região: a) Norte. b) Centro oeste. c) Nordeste. d) Sul. e) Sudeste. 8. A diferença entre um lençol freático e artesiano se dá em relação: a) Ao seu volume de água. b) À salubridade dos mesmos. c) A sua profundidade. d) Todas as alternativas acima são verdadeiras. e) Nenhuma das opções anteriores. Tratamento de Água 25 9. Explique e comente o Ciclo Hidrológico. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 10. Explique o que são os Lençóis freáticos e aquíferos. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Tratamento de Água 26 Tratamento de Água 27 2 Saneamento e Água Tratamento de Água 28 Caro aluno, Nesta unidade, você entenderá da importância da água, do saneamento e conhecerá os conceitos associados à sistema de tratamento de água e sistema de tratamento de esgoto. Objetivos da unidade: Conhecer a importância da água; Conhecer os conceitos associado ao saneamento; Conhecer os conceitos associados ao tratamento de água e esgoto; Conhecer seu ciclo hidrológico. Plano da unidade: Introdução: Importância da água O saneamento básico Sistema de abastecimento de água Tratamento de esgoto Sistema de esgotos Disposição do lixo Drenagem urbana Bons estudos! Tratamento de Água 29 Introdução: Importância da água A água é um recurso estratégico para a humanidade, pois mantém a vida no planeta Terra, sustenta a biodiversidade e a produção de alimentos e suporta todos os ciclos naturais. A água tem, portanto, importância ecológica, econômica e social. As grandes civilizações do passado e do presente, assim como as do futuro, dependem e dependerão da água para sua sobrevivência econômica e biológica, e para o desenvolvimento econômico e cultural. Há uma cultura relacionada com a água e um ciclo hidrossocial na inter-relação da população humana com as águas continentais e costeiras. Embora dependam da água para sua sobrevivência e para o desenvolvimento econômico e social, as sociedades humanas poluem e degradam este recurso, tanto as águas superficiais como as subterrâneas. A diversificação de usos múltiplos, a deposição de resíduos sólidos e líquidos em rios, lagos e represas, e o desmatamento e ocupação de bacias hidrográficas têm produzido crises de abastecimento e crises na qualidade das águas. Todas as avaliações atuais sobre a distribuição, quantidade e qualidade das águas apontam para mudanças substanciais na direção do planejamento, gerenciamento de águas superficiais e subterrâneas. Para uma adequada gestão dos recursos hídricos, é necessária uma integração mais efetiva e consistente das informações sobre o funcionamento de lagos, rios, represas e áreas alagadas e dos processos econômicos e sociais que influenciam os recursos. Ciclo hidrossocial: A água pode ser entendida como um fluxo de vida e saúde, a qual é insubstituível e está fortemente ligada ao desenvolvimento das comunidades e dos distintos ecossistemas. Bacias hidrográficas: A bacia hidrográfica ou bacia de drenagem de um curso d'água é a área onde, devido ao relevo e geografia, a água da chuva escorre para um rio principal e seus afluentes. A forma das terras na região da bacia fazem com que a água corra por riachos e rios menores para um mesmo rio principal, localizado num ponto mais baixo da paisagem. Tratamento de Água 30 Desníveis dos terrenos orientam os cursos d'água e determinam a bacia hidrográfica, que se forma das áreas mais altas para as mais baixas. Ao longo do tempo, a passagem da água da chuva vinda das áreas altas desgasta e esculpe o relevo no seu caminho, formando vales e planícies. O saneamento básico Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), saneamento é o controle de todos os fatores do meio físico do homem, que exercem ou podem exercer efeitos nocivos sobre o bem estar físico, mental e social. De outra forma, pode-se dizer que saneamento caracteriza o conjunto de ações socioeconômicas que têm por objetivo alcançar Salubridade Ambiental. A oferta do saneamento associa sistemas constituídos por uma infraestrutura física e uma estrutura educacional, legal e institucional, que abrange os seguintes serviços: Abastecimento de água às populações, com a qualidade compatível com a proteção de sua saúde e em quantidade suficiente para a garantia de condições básicas de conforto; Coleta, tratamento e disposição ambientalmente adequada e sanitariamente segura de águas residuárias (esgotos sanitários, resíduos líquidos industriais e agrícolas); Acondicionamento,coleta, transporte e/ou destino final dos resíduos sólidos (incluindo os rejeitos provenientes das atividades doméstica, comercial e de serviços, industrial e pública); Coleta de águas pluviais e controle de empoçamentos e inundações; Controle de vetores de doenças transmissíveis (insetos, roedores, moluscos etc.); Saneamento dos alimentos; Saneamento dos meios transportes; Saneamento e planejamento territorial; Saneamento da habitação, dos locais de trabalho, de educação e de recreação e dos hospitais; Controle da poluição ambiental – água, ar e solo, acústico e visual. Tratamento de Água 31 O saneamento básico se restringe: Abastecimento de água às populações, com a qualidade compatível com a proteção de sua saúde e em quantidade suficiente para a garantia de condições básicas de conforto; Coleta, tratamento e disposição ambientalmente adequada e sanitariamente segura de águas residuárias (esgotos sanitários, resíduos líquidos industriais e agrícolas); Acondicionamento, coleta, transporte e/ou destino final dos resíduos sólidos (incluindo os rejeitos provenientes das atividades doméstica, comercial e de serviços, industrial e pública); Coleta de águas pluviais e controle de empoçamentos e inundações. Objetivos do saneamento básico Dentre os objetivos do saneamento, podem ser identificados os seguintes: a) abastecimento de água; b) coleta, remoção, tratamento e disposição final dos esgotos; c) coleta, remoção, tratamento e disposição final dos resíduos sólidos - lixos; d) drenagem das águas pluviais; e) higiene dos locais de trabalho e de lazer, escolas e hospitais; f) higiene e saneamento dos alimentos; g) controle de artrópodes e de roedores (vetores de doenças); h) controle da poluição do solo, do ar e da água, poluição sonora e visual; i) saneamento em épocas de emergências (quando ocorrem calamidades, como: enchentes, terremotos, maremotos, tufões, tornados, ciclones etc., ou quando ocorrem epidemias de determinadas doenças). Tratamento de Água 32 Histórico do saneamento básico Os primeiros sistemas de esgotos visavam apenas ao escoamento pluvial, não existindo assim redes de esgotos domésticos. Em virtude da importância da água para a vida humana, as cidades tendiam a se instalar próximo às margens de rios e o padrão seguido pelo homem, durante esse período, favorecia à constante poluição destes rios, pois era comum o lançamento de dejetos e lixo nestes locais, o que influenciava a constante mudança dos moradores e a repetição desse padrão nos novos locais de domicílio. Houve, no entanto, exceções, como por exemplo, as cidades de Harappa e Mohenjo Daro, no vale da Índia, nas quais foram encontrados vestígios, datados com mais de 3000 anos A.C, de ruas pavimentadas e sistemas de canalização de esgotos subterrâneos e a existência de banheiros com esgotos nas residências. Dentre as práticas sanitárias destinadas à população, talvez umas das que mais se destacaram, na idade Antiga, foram as construções de aquedutos para o banho público na Europa, sobretudo em Roma. Na América do Sul, foram encontradas em ruínas da civilização Quíchua de redes de esgotos e drenagem de áreas afetadas por enchentes, sinalizando o possível conhecimento dessa sociedade em conhecimentos de engenharia sanitária. No palácio de Cnossos, na ilha de Creta, existiam sistemas de drenagem com coletores das águas residuais, essas eram despejadas em locais distantes da população. Em cidades como Babilônia, Jerusalém e Bizâncio haviam redes de drenagens construídas, mas a quantidade insuficiente destas redes colaboraram para que essas cidades se tornassem conhecidas pelos seus odores desagradáveis. Durante o período medieval ocorre certa estagnação nas práticas sanitárias urbanas. As ruas das cidades medievais não eram pavimentadas, não possuíam sistema de drenagem, o lixo e dejetos eram despejado nas ruas. Na Europa, cidades como Paris, Praga e Nuremberg foram umas das primeiras a retomarem a construção de sistemas de drenagem pluviais e águas servidas, isso ocorreu no final do século XII, mas só a partir do século XIV que surgem as primeiras leis relacionadas ao controle e uso de serviços. Tratamento de Água 33 Durante os séculos XVI e XVIII, o saneamento básico sofre um período de transição havendo um desenvolvimento no processo de abastecimento de água o qual passa a utilizar a máquina a vapor para o seu bombeamento. Com a revolução industrial, as ruas começam a serem pavimentadas, serviços de iluminação, drenagem e encanamento de água começam a ser oferecidos. Ocorre também a disseminação de peças sanitárias com descarga hídrica, porém os esgotos eram lançados nos leitos das ruas o que influenciou no processo de contaminação do solo e de lençóis freáticos. Para solucionar o problema, algumas cidades como Paris buscaram utilizar fossas domésticas as quais pela ausência de manutenção adequada, poluíram águas de poços e fontes de abastecimento da população o que gerou problema de diversas doenças. As águas de esgotos também eram eliminadas por canais que atravessavam as cidades, no entanto esses canais eram destinados para as águas pluviais drenadas as quais eram depositadas em rios, o que transformou os rios das grandes cidades em grandes esgotos a céu aberto. Os resíduos produzidos pelas indústrias que eram despejados nas águas serviam para agravar os problemas de saúde pública. Houve então o retorno de epidemias como cólera e febre tifoide as quais foram causas de morte de muitas pessoas. Nesse período, cientistas descobriram que muitas doenças infecciosas poderiam ser causadas por microrganismos. As autoridades começaram a perceber a relação existente entre a sujeira e as doenças nas cidades, se notava também que as doenças ocorriam em maior intensidade nas áreas mais poluídas. Surge, então, a proposta de reforma sanitária, em 1842, que previa a separação da água potável da água servida e a utilização de encanamentos subterrâneos para os esgotos. Em 1859, o sistema de esgoto londrino passa a ser considerado eficiente. Outros países desenvolvidos começaram a adotar sistemas e medidas sanitárias eficazes. Ainda no Brasil colônia, o imperador D. Pedro II chegou a contratar projetistas ingleses para implantar sistemas de esgotos. Foi criado na época um sistema separador parcial que buscava redução dos custos de implantação e das tarifas pagas pelo usuário. O sistema separador absoluto só foi adotado em 1912. Porém, ainda nos dias atuais, a situação brasileira de saneamento básico é precária, diversas cidades brasileiras ainda não possuem redes esgotos, é o que sinaliza os dados fornecidos pelo IBGE em 2010, relativos ao ano de 2008. Tratamento de Água 34 De acordo com as informações, o acesso a serviços como coleta de lixo cresceu entre os anos de 2001 a 2008. Em 2008 esse serviço alcançou 97, 8% da população urbana o que em 2001 era 94,3%, o que contribuiu para a redução do lixo descartado em terrenos baldios e rios. Em relação à população rural apesar de também ter havido um crescimento na disponibilização da coleta de lixo para esses brasileiros, a abrangência para essa população é menor, comparando com a zona urbana. Sistema de abastecimento de água A água potável é a água própria para o consumo humano. Para ser assim considerada, ela deve atender aos padrões de potabilidade. Se ela contém substâncias que desrespeitam estes padrões, ela é considerada imprópria para o consumo humano. As substâncias que indicam esta poluição por matéria orgânica são compostos nitrogenados, oxigênio consumido e cloretos. O Sistema de Abastecimento de Água representa o “conjunto de obras, equipamentos e serviços destinados ao abastecimento de água potável de uma comunidade para fins de consumo doméstico, serviços públicos, consumoindustrial e outros usos". (figura 2.2) Figura 2.1: Sistema de abastecimento de água Tratamento de Água 35 A água constitui elemento essencial à vida. O homem necessita de água de qualidade adequada e em quantidade suficiente para atender a suas necessidades, para proteção de sua saúde e para propiciar o desenvolvimento econômico. Para o abastecimento de água, a melhor saída é a solução coletiva, exceto no caso das comunidades rurais que se encontram muito afastadas. As partes do Sistema Público de Água são: captação; adução (transporte); tratamento; reservação (armazenamento) e distribuição. Portanto, um sistema de abastecimento de água é composto pelas seguintes unidades: Manancial: fonte de onde se retira a água. Captação: conjunto de equipamentos e instalações utilizado para a tomada de água do manancial. Adução: transporte da água do manancial para a estação de tratamento de água ou da água tratada para a reservação. Tratamento: melhoria das características qualitativas da água, dos pontos de vista físico, químico, bacteriológico e organoléptico, a fim de que se torne própria para o consumo. É feito nas Estações de Tratamento de Água (ETA). Reservação: armazenamento da água para atender a diversos propósitos, como a variação de consumo e a manutenção da pressão mínima na rede de distribuição. Rede de distribuição: condução da água para os edifícios e pontos de consumo, por meio de tubulações instaladas nas vias públicas. Importância dos sistemas de abastecimento de água A importância da implantação do sistema de abastecimento de água, dentro do contexto do saneamento básico, deve ser considerada tanto no aspecto sanitário e social quanto nos aspectos econômicos, visando atingir aos seguintes objetivos: Tratamento de Água 36 Nos aspectos sanitário e social: Melhoria da saúde e das condições de vida de uma comunidade; Diminuição da mortalidade em geral, principalmente da infantil; Aumento da esperança de vida da população; Diminuição da incidência de doenças relacionadas à água; Implantação de hábitos de higiene na população; Facilidade na implantação e melhoria da limpeza pública; Facilidade na implantação e melhoria dos sistemas de esgotos sanitários; Possibilidade de proporcionar conforto e bem-estar; Incentivo ao desenvolvimento econômico. Nos aspectos econômicos: Aumento da vida produtiva dos indivíduos economicamente ativos; Diminuição dos gastos particulares e públicos com consultas e internações hospitalares; Facilidade para instalações de indústrias, onde a água é utilizada como matéria-prima ou meio de operação; Incentivo à indústria turística em localidades com potencialidades para seu desenvolvimento. Importância sanitária de um sistema de abastecimento de água Qualquer tipo de ação que venha melhorar ou implantar um sistema de abastecimento de água terá consequências diretas sob a população, já que: Consegue-se erradicar e doenças de veiculação ou de origem hídrica; Tratamento de Água 37 Existe uma diminuição dos índices de mortalidade geral e em especial da mortalidade infantil; Melhoria das condições de higiene pessoal e do ambiente que proporciona vai implicar diminuição de uma série de doenças não relacionadas diretamente à água. Importância econômica de um sistema de abastecimento de água O fato de implantar o abastecimento público de água, tem como consequência direta o aumento de vida média útil da população, como também a redução das horas úteis perdidas por doenças relacionadas à água, o que traz um aumento do número de horas trabalhadas dos membros das comunidades beneficiadas, aumentando assim a produção do setor / área / país. Também se pode pensar na água como fazendo parte do processo produtivo de uma variada gama de setores econômicos, sendo assim, peça chave no desenvolvimento de diferentes setores econômicos. A importância da água na economia dos países de um sistema de abastecimento de água Pelo fato da água ser um solvente para uma grande variedade de substâncias químicas, cumpre um papel importante na economia dos países do mundo, a água também facilita os processos industriais como também o transporte. Quase 70% da água doce é consumida pela agricultura. Por ter reservas limitadas no planeta, a água doce tem valor econômico e cada vez mais vem sendo explorada pelos empresários. A conta deles é bastante simples: como a população do mundo cresce velozmente e os 0,7% da água disponível ao homem na terra é pouco para tanta gente, daí o lucro é certo e grande para quem se tornar dono dessa fonte. É como ser dono de uma máquina de imprimir dinheiro. Tratamento de Água 38 Somente nos últimos 20 anos, a população mundial aumentou em mais de 1 bilhão e 800 milhões de pessoas e este contingente diminuiu em um terço o suprimento de água do planeta. Aliasse o fato de que a necessidade de água cresce numa escala mais rápida do que o aumento populacional, pois aumenta a quantidade de indústrias (que consomem muita água) e a agricultura passa a usar mais água para produzir mais alimentos. (ver figura 2.2) Figura 2.2 - Distribuição de água doce Sistema de esgotos O sistema de esgotos sanitários é o conjunto de obras e instalações que propicia coleta, transporte e afastamento, tratamento, e disposição final das águas residuárias, de uma forma adequada do ponto de vista sanitário e ambiental. O sistema de esgotos existe para afastar a possibilidade de contato de dejetos humanos com a população, com as águas de abastecimento, com vetores de doenças e alimentos. Com a construção de um sistema de esgotos sanitários em uma comunidade procura-se atingir os seguintes objetivos: afastamento rápido e seguro dos esgotos; coleta dos esgotos individual ou coletiva (fossas ou rede coletora); tratamento e disposição adequada dos esgotos tratados, visando atingir benefícios como conservação dos recursos naturais; melhoria das condições sanitárias locais; Tratamento de Água 39 eliminação de focos de contaminação e poluição; eliminação de problemas estéticos desagradáveis; redução dos recursos aplicados no tratamento de doenças; diminuição dos custos no tratamento de água para abastecimento (LEAL, 2008). A Tabela 1 relaciona as principais consequências, no meio ambiente e na saúde, de poluentes encontrados nos esgotos. Disposição do lixo O lixo é o conjunto de resíduos sólidos resultantes da atividade humana. Ele é constituído de substâncias putrescíveis, combustíveis e incombustíveis. O lixo tem que ser bem acondicionado para facilitar sua remoção. Quando o lixo é disposto de forma inadequada, em lixões a céu aberto, por exemplo, os problemas sanitários e ambientais são inevitáveis. Isso porque estes locais tornam-se propícios para a atração de animais que acabam por se constituírem em vetores de diversas doenças, especialmente para as populações que vivem da catação, uma prática comum nestes locais. Além do mais, são responsáveis pela poluição do ar, quando ocorre a queima dos resíduos, do solo e das águas superficiais e subterrâneas. À medida que soluções técnicas são adotadas, e quanto mais adequada for a operação dos sistemas de disposição final do lixo, que incorporem modernas tecnologias de tratamento, menores são os impactos para a saúde pública e para o meio ambiente. No que diz respeito aos aterros controlados, embora os problemas sanitários sejam bastante minimizados em relação aos lixões, pois adotam a técnica do recobrimento dos resíduos com terra diariamente, os problemas ambientais ainda persistem, uma vez que são responsáveis pelo comprometimento das águas subterrâneas e superficiais, pois não adotam medidas como a impermeabilização da base do aterro, além de não haver tratamento dos líquidos percoladospela decomposição do lixo. A coleta e o tratamento do biogás também não são feitos, havendo, portanto, a poluição atmosférica. Já os aterros sanitários incorporam avanços tecnológicos da Engenharia Sanitária e Ambiental, e por isso mesmo minimizam os impactos em relação aos sistemas anteriores, lixões a céu aberto e aterros controlados. Além de promoverem a adequada disposição final dos resíduos, são áreas Tratamento de Água 40 impermeabilizadas com mantas sintéticas de alta resistência que minimizam o comprometimento dos lençóis freáticos. A captação e o tratamento dos líquidos percolados são outras medidas trazidas pela Engenharia Sanitária e Ambiental que colocam estes sistemas entre aqueles que podem ser utilizados para a disposição adequada do lixo urbano. A boa operação e a incorporação dessas modernas tecnologias, no entanto não eliminam a necessidade de políticas públicas voltadas para mudanças nos padrões de consumo, incentivo à minimização da geração de resíduos, à coleta seletiva e à reciclagem, também importantes ferramentas do processo de gerenciamento integrado de resíduos sólidos que está cada vez mais deixando de ser resíduo para se transformar em novos produtos, num círculo virtuoso para a saúde pública e o meio ambiente. Drenagem urbana Os sistemas de drenagem urbana são essencialmente sistemas preventivos de inundações; empoçamentos; erosões, ravinamento e assoreamentos, principalmente nas áreas mais baixas das comunidades sujeitas a alagamentos ou marginais de cursos naturais de água. No campo da drenagem urbana, os problemas agravam-se em função da urbanização desordenada e falta de políticas de desenvolvimento urbano. Um adequado sistema de drenagem urbana, quer de águas superficiais quer de subterrâneas, onde esta drenagem for viável, proporcionará uma série de benefícios, tais como: Desenvolvimento do sistema viário; redução de gastos com manutenção das vias públicas; valorização das propriedades existentes na área beneficiada; Escoamento rápido das águas superficiais, reduzindo os problemas do trânsito e da mobilidade urbana por ocasião das precipitações; Eliminação da presença de águas estagnadas e lamaçais; rebaixamento do lençol freático; Recuperação de áreas alagadas ou alagáveis; segurança e conforto para a população. Tratamento de Água 41 Nesta unidade, foram apresentados os temas associados ao saneamento básico, como também a importância do tratamento da água. Na próxima unidade, será discutido o tema da importância da água para a saúde das pessoas. É HORA DE SE AVALIAR Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo. Elas irão ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de ensino-aprendizagem. Tratamento de Água 42 Exercício - Unidade 2 1. São objetivos do saneamento básico: 1. abastecimento de água; 2. coleta, remoção, tratamento e disposição final dos esgotos; 3. coleta, remoção, tratamento e disposição final dos resíduos sólidos - lixos; 4. drenagem das águas pluviais; 5. higiene dos locais de trabalho e de lazer, escolas e hospitais; 6. higiene e saneamento dos alimentos; 7. controle de artrópodes e de roedores (vetores de doenças). A opção certa é: a) Opções 1,2,3,4,5,e 6. b) Opções 2,3,4,5,6 e 7. c) Opções 4,5,6,7,e 8. d) Opções 3,5,6 e 7. e) Todas as opções estão certas. 2. Quando devido ao relevo e à geografia, a água da chuva escorre para um rio principal e seus afluentes: a) Bacia hidrográfica; b) Bacia de drenagem; c) Bacia de absorção; d) Bacia hilográfica; e) Bacia de terra. A opção certa é: a) Alternativas 1 e 2 b) Alternativas 1 e 3 c) Alternativas 2 e 3 d) Alternativas 2 e 5 e) Alternativas 1 e 4 Tratamento de Água 43 3. A oferta do saneamento associa sistemas constituídos por: a) Uma infraestrutura física e uma estrutura educacional, legal e institucional. b) Uma infraestrutura física e uma estrutura educacional, legal e operacional. c) Uma infraestrutura física e uma estrutura industrial, legal e institucional. d) Uma infraestrutura solida e uma estrutura educacional, legal e institucional. e) Nenhuma das opções apresentadas esta certa. 4. O saneamento básico se restringe a: a) Abastecimento de água às populações; b) Coleta, tratamento de águas residuárias; c) Acondicionamento, coleta, transporte e/ou destino final dos resíduos sólidos; d) Coleta de águas pluviais e controle de empoçamentos e inundações. e) Nenhuma das opções apresentadas esta certa. São certas as alternativas a) Alternativa 1 , 2 e 3. b) Alternativa 2,3 e 4. c) Alternativa 1,3 e 4. d) Todas as alternativas acima. e) Nenhuma das opções acima. 5. Um sistema de abastecimento de água está composto de: a) Manancial; b) Captação; c) Adução; d) Tratamento; e) Reservação; f) Rede de distribuição. Tratamento de Água 44 As alternativas certas são: a) Alternativa 1 , 2, 3, 4 e 5 b) Alternativa 2, 3, 4, 5 e 6 c) Alternativa 1 , 2, 3, 4 e 6 d) Alternativa 1,3 e 4 e) Todas as alternativas acima. f) Nenhuma das opções acima. 6. Um sistema de abastecimento de água tem importância: a) Só econômica b) Só social c) Só ambiental d) Só sanitária e) Ambiental, social e sanitária. f) Econômica, social e sanitária. 7. O sistema de esgoto sanitário é o conjunto de obras e instalações que propicia a: a) Coleta, transporte, afastamento, tratamento, e disposição final das águas residuárias. b) Coleta, transporte, tratamento, e disposição final das águas residuárias. c) Coleta, transporte, afastamento e tratamento. d) Coleta, transporte, afastamento, tratamento, e disposição final das águas residuárias. e) As alternativas apresentadas não correspondem às etapas do sistema de esgoto sanitário. 8. O lixo é constituído de substância: a) Putrescíveis, combustíveis e incombustíveis. b) Putrescíveis e incombustíveis. c) Putrescíveis e combustíveis. d) Putrescíveis. e) Nenhuma das alternativas esta certa. Tratamento de Água 45 9.Explique as etapas do sistema de saneamento de água: ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 10. Explique a importância dos sistemas de abastecimento de água, desde os pontos de vistas, econômico e social. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Tratamento de Água 46 Tratamento de Água 47 3 A Água na Transmissão de Doenças Tratamento de Água 48 Caro aluno, Nesta unidade, você entenderá as diferentesdoenças que podem ser transmitidas na água e pela água. Objetivos da unidade: Conhecer a importância da água para a saúde; Conhecer as doenças de transmissão hídrica; Conhecer as doenças de origem hídrica; Conhecer medidas de proteção. Plano da unidade: Usos da água e saúde Doenças de transmissão hídrica Doenças de origem hídrica Água e doenças Medidas gerais de proteção Doenças transmitidas na agua Bons estudos! Tratamento de Água 49 Noções preliminares Saúde: é o estado de completo bem-estar físico, mental e social, e não apenas a ausência de doenças ou de enfermidades. (Conforme a Organização Mundial de Saúde); Saúde Pública: são formas de preservar, melhorar ou recuperar a saúde, através de medidas coletivas e com a participação da população, de forma motivada; Salubridade ambiental: é estado de higidez (estado de saúde normal) em que vive a população urbana e rural, tanto no que se refere a sua capacidade de inibir, prevenir ou impedir a ocorrência de endemias ou epidemias veiculadas pelo meio ambiente, como no tocante ao seu potencial de promover o aperfeiçoamento de condições mesológicas (que diz respeito ao clima e/ou ambiente) favoráveis ao pleno gozo de saúde e bem-estar. Usos da água e saúde Dos muitos usos que a água pode ter, alguns estão mais intimamente relacionados com a saúde humana: a) água utilizada como bebida ou na preparação de alimentos; b) água utilizada no asseio corporal ou a que, por razões profissionais ou outras quaisquer, venha a ter contato direto com a pele ou mucosas do corpo humano: ex.: trabalhadores agrícolas em cultura por inundações, lavadeiras, atividades recreativas (lagos, piscinas etc.); c) água empregada na manutenção da higiene do ambiente e, em especial, dos locais, instalações e utensílios usados no manuseio, preparo e ingestão de alimentos (domicílio, restaurantes, bares etc.); d) água utilizada na rega de hortaliças ou nos criadouros de moluscos – ostras, mariscos e mexilhões. Tratamento de Água 50 Em (a) e (b) há contato direto entre a água e o organismo humano; em (c) e (d) há principalmente contato indireto. Pessoas com doenças causadas, direta ou indiretamente, pela água de má qualidade e por falta de saneamento ocupam 80% dos leitos hospitalares, nos países em desenvolvimento. A nocividade da água pode resultar de sua má qualidade. A quantidade insuficiente de água também pode causar problemas. Em (a) e (d) influi a qualidade, e em (b) e (c), além da qualidade, é muito importante à quantidade disponível, que, em alguns casos é fator preponderante. A relação entre qualidade da água e doenças, intuitivamente suspeitada ou admitida desde a mais remota antiguidade, só ficou provada cientificamente, a partir de meados do século passado (epidemia de cólera em Londres, 1854). Reconhece-se que o fator quantidade tem tanta ou mais importância que a qualidade, na prevenção de algumas doenças. A escassez da água, dificultando a limpeza corporal e a do ambiente, permite a disseminação de enfermidades associadas à falta de higiene. Assim, a incidência de certas doenças diarreicas, do tipo c varia inversamente à quantidade de água disponível “per capita”, mesmo que essa água seja de qualidade muito boa. Também algumas doenças cutâneas e infestações por ectoparasitos, como os piolhos, podem ser evitadas ou atenuadas onde existe conjugação de bons hábitos higiênicos e quantidades de água suficiente. Doenças de transmissão hídrica A água é um importante veículo de transmissão de doenças notadamente do aparelho intestinal. Os microrganismos patogênicos responsáveis por essas doenças atingem a água com os excretos de pessoas ou animais infectados, dando como consequências as denominadas “doenças de transmissão hídrica”. Tratamento de Água 51 Em geral, os microrganismos normalmente presentes na água podem: ter seu “habitat” normal nas águas de superfície; ter sido carreados pelas enxurradas; provir de esgotos domésticos e outros resíduos orgânicos, que atingiram a água por diversos meios; ter sido trazidos pelas chuvas na lavagem da atmosfera. Os microrganismos patogênicos não são de fácil identificação em laboratório. Utilizam-se assim os microrganismos do grupo coliforme. Neste grupo, encontram- se os coliformes fecais, habitantes normais dos intestinos dos animais superiores e outros de vida livre, que são de identificação mais fácil; sua presença indica provável existência de excreta e, portanto, possibilidade de ocorrência de germes patogênicos de origem intestinal. Emprega-se assim o chamado índice de coli para determinar o grau de contaminação de uma água. Oportuno assinalar que, em princípio, existe certa correlação entre o número de coliformes e doenças de transmissão hídrica; estudos epidemiológicos, com base na estatística, podem, inclusive, correlacionar o número de coliformes com o número de determinados microrganismos patogênicos. Oportuno também assinalar que a presença de coliformes nem sempre indica a obrigatoriedade de existência de agentes patogênicos e, portanto, de ocorrência de doenças. Assim, a presença de coliformes, em determinadas concentrações, deve ser encarada como um sinal de alerta, indicando a possibilidade de haver uma poluição e/ou contaminação fecal, principalmente quando ocorrem variações bruscas do número de coliformes numa determinada água. Relativamente aos microrganismos patogênicos, as doenças de transmissão hídrica podem ser ocasionadas por: Bactérias: febre tifoide, febres paratifoides, disenteria bacilar, cólera; Protozoários: amebíase ou disenteria amebiana; Vermes (helmintos) e larvas: esquistossomíase; Vírus: hepatite infecciosa e poliomielite. Tratamento de Água 52 Doenças de origem hídrica Os quatro tipos de contaminantes tóxicos podem ser nos sistemas públicos de abastecimento de água são: I. contaminantes naturais de uma água que esteve em contato com formação minerais venenosas; II. contaminantes naturais de uma água na qual se desenvolveram determinadas colônias de microrganismos venenosos; III. contaminantes introduzidos na água em virtude de certas obras hidráulicas defeituosas (principalmente tubos metálicos) ou de práticas inadequadas no tratamento da água; IV. contaminantes introduzidos nos cursos d’água por certos dejetos industriais. Os contaminantes de origem mineral incluem o flúor, o selênio, o arsênico e o boro, e, com exceção do flúor, raramente são encontrados em teores capazes de ocasionar danos. Quanto ao flúor, teores maiores que 1 ppm são responsáveis pela fluorose dos dentes, e, por outro lado, ausência de fluoretos beneficia o aparecimento de cáries dentárias; o teor ótimo é em torno de 1 ppm. Os contaminantes naturais ocasionados por colônias de microrganismos venenosos, como certos tipos de algas, dão à água aspecto repulsivo ao homem, que tem assim uma defesa natural através dos seus sentidos; não obstante, a mortalidade de gado que ingere esses contaminantes tem sido verificada. Os contaminantes introduzidos pela corrosão de tubulações metálicas podem ocasionar distúrbios, principalmente em águas moles ou que contenham certo teor de bióxido de carbono (o que pode ocorrer por prática inadequada no tratamento da água). Tratamento de Água 53 Dos metais empregados nas tubulações, o único de toxidez comprovada (e cumulativa) é o chumbo, que pode ocasionar o envenenamento conhecido como saturnismo. Cobre, zinco e ferro, mesmo em pequenas quantidades, dão à água gosto metálico característico e são responsáveis por certos distúrbios em determinadas operações industriais. O tratamento químico da água para a coagulação, desinfecção e destruição de algas ou controle da corrosão pode ser umafonte potencial de contaminação. Todas as variedades de contaminantes tóxicos podem provir dos despejos líquidos industriais. Daí, a importância sanitária do controle de despejos industriais. Água e doenças As doenças relacionadas com a água podem ser causadas por: a) Agentes microbianos; b) Agentes químicos. Doenças causadas por agentes microbianos: São doenças que apresentam caráter infeccioso ou parasitário. Quanto às vias de penetração no organismo podem-se adquirir doenças por: I. via predominantemente oral; II. via predominantemente cutânea-pele ou mucosa. Tratamento de Água 54 I.Doenças adquiridas por via oral Agrupando as doenças de via predominantemente oral, segundo a importância de água como veículo, tem-se: Cólera (bactéria: Vibrio Cholerae); Febre tifoide (bactéria: salmonelatyphi) ; Febres paratifoides (bactéria: Salmonela Paratyphi); Hepatite infecciosa (vírus); Gastroenterites (diarreias) infantis (p.ex.: bactéria: Escherichia Coli). A veiculação dos agentes etiológicos destas moléstias através da água é a mais frequente e mais eficiente; para comprová-lo basta lembrar o declínio da incidência da febre tifoide e o desaparecimento da cólera em todos os países que adotaram práticas eficientes de purificação da água potável. II.Doenças adquiridas principalmente por via cutânea – pele e mucosa: Esquistossomose; Leptospirose; Outras doenças que se referem aos banhos em piscinas, praias, rios etc.: doenças nos olhos, ouvidos e vias áreas superiores (conjuntivites, otites, corizas, sinusites etc.) têm sido atribuídas a banhos em piscinas, praias etc., pela possibilidade das águas poderem estar contaminadas por bactérias ou vírus. Tratamento de Água 55 Assinale-se ainda que existam doenças, como a ancilostomíase e a ascaridíase, em cuja transmissão à água, eventualmente, pode também atuar como veículo de certos casos. A água é imprescindível, também, ao ciclo biológico de muitos vetores animados, responsáveis por graves doenças. Por exemplo, os mosquitos que transmitem a malária e a febre amarela, têm a fase larvária, obrigatoriamente, em meio aquático. Assim, doenças como malária, indiretamente, estão relacionadas com a água; neste caso, a água não atua como veículo, mas o mosquito transmissor se procria nas coleções de água, e, portanto, ao se estudar a construção de um reservatório de acumulação e destinado ao abastecimento de água, deve-se investigar as espécies de mosquitos existentes na área de inundação e vizinhança, bem como aspectos epidemiológicos relacionados à malária. b) Doenças causadas por agentes químicos A água, através de seu ciclo hidrológico, está em permanente contato com os constituintes da atmosfera e da crosta terrestre, dissolvendo muitos elementos e carreando outros em suspensão. Além disso, o homem por suas múltiplas atividades, nela introduz substâncias das mais diversas naturezas. Assim, podemos distinguir poluentes naturais e artificiais. Os poluentes naturais compreendem substâncias minerais e orgânicas, dissolvidas ou em suspensão e gases provenientes da atmosfera ou das transformações microbianas da matéria orgânica. Os poluentes artificiais podem resultar: das substâncias empregadas no tratamento da água: sulfato de alumínio, cal etc.; do uso crescente de pesticidas (herbicidas, carrapaticidas, inseticidas, raticidas etc.), largamente empregados no combate às pragas da agricultura e aos vetores de doenças humanas e de animais. Em sua grande maioria são compostos orgânicos sintéticos, que de um modo ou de outro, podem poluir as águas subterrâneas ou superficiais; dos esgotos sanitários que, além de substâncias como detergentes, encerram matéria orgânica, cujas transformações por ação microbiana têm muita importância para o balanço de oxigênio dos cursos d´água, além de outras alterações de natureza química que aí podem promover; Tratamento de Água 56 da emissão das chaminés das fábricas, incineradores etc. Algumas dessas substâncias acabam por se precipitar diretamente na água ou para ela são carregadas pelas chuvas, ou em decorrência do processo de incineração, por exemplo. Os efeitos que os poluentes naturais ou artificiais podem ter sobre o organismo humano dependem da concentração da substância na água, da toxidez específica para o ser humano e da suscetibilidade individual, que é variável de pessoa a pessoa. Praticamente, para todos os poluentes, existem concentrações inofensivas, que, aumentadas, podem começar a agir sobre o organismo e, se atingirem certo nível, os fenômenos tóxicos se acentuarão, sendo capazes de levar até à morte. Às vezes são agudos, mas, em outros casos, quando o tóxico é cumulativo, doses que, isoladamente seriam inofensivas, com o consumo continuado, podem acarretar doenças de eclosão tardia; é o caso do chumbo, causador do saturnismo. Como exemplos, temos também os nitratos e o flúor, que, excedendo certos limites, podem causar, respectivamente, a metemoglobinemia e a fluorose. Nos poucos exemplos, ao contrário, os malefícios decorrem não do excesso, mas da carência do elemento na água, e esta ação também se revela ao longo do prazo; é o caso do iodo que em quantidade inferior pode causar o bócio. Medidas gerais de proteção O perigo da transmissão de doenças infecciosas pela água refere-se, na prática, às doenças infecciosas intestinais e a profilaxia gira em torno das seguintes medidas: proteção dos mananciais, inclusive medidas de controle de poluição das águas; tratamento adequado da água, com operação continuamente satisfatória; sistema de distribuição da água bem projetado, construído, mantido e operado. Deve-se manter a água na rede com pressão adequada; Tratamento de Água 57 controle permanente da qualidade bacteriológica e química da água da rede de distribuição, ou, preferivelmente, na torneira do consumidor; solução sanitária para o problema da coleta e da disposição dos esgotos e, em particular dos dejetos humanos, tendo sempre como uma das finalidades a proteção do abastecimento de água potável; observar, na zona rural, as medidas indicadas para a proteção dos poços, nascentes e mananciais de superfície, inclusive a construção de sistema mais aconselháveis para o destino satisfatório dos dejetos, evitando a poluição direta da superfície, do solo ou das coleções líquidas; melhoria da qualidade da água suprida às pequenas comunidades, auxiliando-as técnicas e financeiramente a utilizarem métodos simples e pouco dispendiosos de tratamento, inclusive desinfecção, quando necessário. Assinale-se ainda que dados os diferentes modos de transmissão das doenças relacionadas à água e sua profilaxia, torna-se necessário que, a par dos serviços de abastecimento de água, outros também devam ser executados, tais como: acondicionamento, coleta, transporte, tratamento e/ou disposição final de lixo; controle de artrópodes, notadamente moscas domésticas e das baratas; controle dos seus manipuladores. A execução destes diversos serviços de saneamento do meio, bem como os demais aspectos do saneamento dentro de um adequado programa onde os diversos problemas forem devidamente equacionados, face sua importância e os meios financeiros e humanos disponíveis, permitirá ao homem atingir o estado de saúde, no seu sentido amplo, usufruindo assim melhor a sua existência, elevando-se material e espiritualmente e, atingindo a sensação de verdadeiro bem estar geral. É evidente que, concomitantemente com as medidas de saneamento do meio, torna-se necessário que as medidas relacionadas à nutrição, à educação sanitária, entre outras, devem também ser tomadas, visando à elevação do nível de saúde da comunidade. Tratamento de Água 58 Doenças Transmitidas na Água AMEBÍASEDescrição da Doença 1. Etiologia e sinonímia Infecção causada por um protozoário que se apresenta em duas formas: cisto e trofozoíto. Esse parasito pode atuar como comensal ou provocar a invasão de tecidos, originando as formas intestinal e extra-intestinal da doença. O quadro clínico varia de até uma forma branda, caracterizada por desconforto abdominal leve ou moderado, com sangue e/ou muco nas dejeções, a uma diarreia aguda e fulminante, de caráter sanguinolento ou mucoide, acompanhada de febre e calafrios. Podem ou não ocorrer períodos de remissão. Em casos graves, as formas trofozoíticas se disseminam pela corrente sanguínea, provocando abcesso no fígado (com maior frequência), nos pulmões ou cérebro. Quando não diagnosticadas a tempo, podem levar o paciente a óbito. 2. Reservatório O homem. 3. Modo de transmissão As principais fontes de infecção são as ingestões de alimentos ou água contaminados por fezes contendo cistos amebianos maduros. Ocorre mais raramente na transmissão sexual, devido a contato oral-anal. A falta de higiene domiciliar pode facilitar a disseminação de cistos nos componentes da família. Os portadores assintomáticos, que manipulam alimentos, são importantes disseminadores dessa protozoose. Tratamento de Água 59 4. Características epidemiológicas Estima-se que mais de 10% da população mundial está infectada por E. dispar e E. histolytica, que são espécies morfologicamente idênticas, mas só a última é patogênica, sendo a ocorrência estimada em 50 milhões de casos invasivos/ano. Em países em desenvolvimento, a prevalência da infecção é alta, sendo que 90% dos infectados podem eliminar o parasito durante 12 meses. Infecções são transmitidas por cistos através da via fecal-oral. Os cistos, no interior do hospedeiro humano, liberam os trofozoítos. A transmissão é mantida pela eliminação de cistos no ambiente, que podem contaminar a água e alimentos. Estes permanecem viáveis no meio ambiente, ao abrigo de luz solar e condições de umidade favoráveis, durante cerca de 20 dias. Sua ocorrência está associada com condições inadequadas de saneamento básico, deficiência de higiene pessoal/ambiental e determinadas práticas sexuais. CÓLERA - Descrição Da Doença 1. Etiologia e Sinonímia Doença infecciosa intestinal aguda, causada pela enterotoxina do Vibrio cholerae, podendo se apresentar de forma grave, com diarreia aquosa e profusa, com ou sem vômitos, dor abdominal e câimbras. Esse quadro, quando não tratado prontamente, pode evoluir para desidratação, acidose, colapso circulatório, com choque hipovolêmico e insuficiência renal. Mas, frequentemente, a infecção é assintomática ou oligossintomática, com diarreia leve. A acloridria gástrica agrava o quadro clínico da doença. A infecção produz aumento de anticorpos e confere imunidade por tempo limitado (em torno de 6 meses). 2. Modo de Transmissão A transmissão ocorre principalmente pela ingestão de água contaminada por fezes ou vômitos de doente ou portador. Os alimentos e utensílios podem ser contaminados pela água, pelo manuseio ou por moscas. A propagação de pessoa a pessoa, por contato direto, também pode ocorrer. Tratamento de Água 60 3. Reservatório O principal é o homem. Estudos recentes sugerem a existência de reservatórios ambientais. DENGUE - Descrição Da Doença 1. Etiologia e Sinonímia É uma doença infecciosa febril aguda, que pode se apresentar de forma benigna ou grave. Isso vai depender de diversos fatores, entre eles: o vírus e a cepa envolvidos, infecção anterior pelo vírus da dengue e fatores individuais como doenças crônicas (diabetes, asma brônquica, anemia falciforme). Esta doença, também, é conhecida como Febre de quebra osso. 2. Modo de Transmissão A doença é transmitida pela picada da fêmea do mosquito Aedes aegypti. Não há transmissão pelo contato direto com um doente ou suas secreções, nem por meio de fontes de água ou alimento. 3. Reservatório O ser humano é a fonte de infecção e é também o reservatório vertebrado. 4. Vetores São mosquitos do gênero Aedes. A espécie Aedes aegypti é a mais importante na transmissão da doença e também pode ser transmissora da febre amarela urbana. Doenças diarreicas agudas - Descrição da doença 1. Descrição Síndrome causada por vários agentes etiológicos (bactérias, vírus e parasitas), cuja manifestação predominante é o aumento do número de evacuações, com fezes aquosas ou de pouca consistência. Com frequência, é acompanhada de vômito, febre e dor abdominal. Em alguns casos, há presença de muco e sangue. No geral, é autolimitada, com duração entre 2 a 14 dias. As formas variam desde Tratamento de Água 61 leves até graves, com desidratação e distúrbios eletrolíticos, principalmente quando associadas à desnutrição. Dependendo do agente, as manifestações podem ser decorrentes de mecanismo secretório provocado por toxinas ou pela colonização e multiplicação do agente na parede intestinal, levando à lesão epitelial e, até mesmo, à bacteremia ou septicemia. Alguns agentes podem produzir toxinas e, ao mesmo tempo, invasão e ulceração do epitélio. Os vírus produzem diarreia autolimitada, só havendo complicações quando o estado nutricional está comprometido. Os parasitas podem ser encontrados isolados ou associados (poliparasitismo) e a manifestação diarreica pode ser aguda, intermitente ou não ocorrer. 2. Agentes Etiológicos Bactérias - Staphyloccocus aureus, Campylobacter jejuni, Escherichia coli enterotoxigênica, Escherichia coli enteropatogênica, Escherichia coli enteroinvasiva, Escherichia coli enterohemorrágica, salmonelas, Shigella dysenteriae, Yersinia enterocolítica, Vibrio cholerae e outras; Vírus - Astrovírus, calicivírus, adenovírus entérico, norovírus, rotavírus grupos A, B e C e outros; Parasitas - Entamoeba histolytica, Cryptosporidium, Balatidium coli, Giardia lamblia, Isospora belli e outras. 3. Reservatório, modo de transmissão, período de incubação e transmissibilidade. Específicos para cada agente etiológico. ESQUISTOSSOMOSE - Descrição da doença 1. Descrição Infecção produzida por parasito trematódeo digenético, cuja sintomatologia clínica depende de seu estágio de evolução no homem. A fase aguda pode ser assintomática ou apresentar-se como dermatite urticariforme, acompanhada de erupção papular, eritema, edema e prurido até cinco dias após a infecção. Com cerca de três a sete semanas de exposição, pode evoluir para a forma de esquistossomose aguda ou febre de Katayama, caracterizado por febre, anorexia, Tratamento de Água 62 dor abdominal e cefaleia. Esses sintomas podem ser acompanhados de diarreia, náuseas, vômitos ou tosse seca, ocorrendo hepatomegalia. Após seis meses de infecção, há risco do quadro clínico evoluir para a fase crônica, cujas formas clínicas são: - Intestinal - Pode ser assintomática ou caracterizada por diarreias repetidas, mucossanguinolentas, com dor ou desconforto abdominal; - Hepatointestinal - Diarreia, epigastralgia, hepatomegalia, podendo ser detectadas nodulações à palpação do fígado; - Hepatoesplênica compensada - Hepatoesplenomegalia, hipertensão portal com formação de varizes de esôfago; - Hepatoesplênica descompensada - Considerada uma das formas mais graves. Apresenta fígado volumoso ou contraído devido à fibrose, esplenomegalia, ascite, varizes de esôfago, hematêmese, anemia, desnutrição e hiperesplenismo. A fibrose de Symmers é característica da forma hepatoesplênica. O aparecimento de formas grave está relacionado à intensidade da infecção. 2. Reservatório O homem é o principal reservatório. Os roedores, primatas e marsupiais são potencialmente infectados; o camundongo e hamster são excelentes hospedeiros, não estando ainda determinado o papel desses animais na transmissão. Hospedeiro intermediário - No Brasil são os caramujos do gênero
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