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Análises Ambientais Responsável pelo Conteúdo: Prof. Dr. Fernando Perna Revisão Textual: Prof. Me. Luciano Vieira Francisco Recursos Hídricos, Efluentes Domésticos e Tratamento de Água Recursos Hídricos, Efluentes Domésticos e Tratamento de Água • Conhecer as principais fontes naturais de água e os seus usos; • Conhecer as características dos efluentes domésticos e as condições legais para o seu lançamento; • Conhecer as etapas do tratamento de água. OBJETIVOS DE APRENDIZADO • Recursos Hídricos; • Tratamento de Água. UNIDADE Recursos Hídricos, Efluentes Domésticos e Tratamento de Água Recursos Hídricos A água é um recurso essencial para a vida; cobre 71% da superfície da Terra, sendo que quase 97% estão nos oceanos (Figura 1). Apesar da sua importância, não está distribuída uniformemente pelo Planeta, e apenas uma parte muito pequena está disponível para uso. Rios e lagos Congelada 3% 97% 77% 22% 1% Doce Oceanos Subterrânea Figura 1 – Distribuição da água O termo água doce se refere à água com concentração de sólidos dissolvidos abaixo de 500 ppm. A água doce disponível para consumo concentra-se em rios, lagos e no lençol freático, cerca de 23% do total de água doce. Você Sabia? Que os grandes lagos, entre os Estados Unidos e o Canadá, são o maior conjunto de água doce da Terra? De origem glacial, contêm 21% de todo o volume de água doce de superfície, em um total de 22.671 km3. E que a água fóssil é o nome dado à água que se infiltrou, geralmente milênios atrás e frequentemente sob condições climáticas diferen- tes das atuais, e que se manteve armazenada no subsolo desde então? O mapa a seguir mostra a disponibilidade de água doce por pessoa no mundo prevista para 2025. À medida que a população mundial aumenta, espera-se que o número de pessoas afetadas pela escassez de água aumente acentuadamente. 8 9 Disponibilidade de água per capita prevista para 2025, disponível em: https://bit.ly/315bhES As águas superficiais são aquelas que não penetram no solo; acumulam-se na superfície, escoam e originam rios, riachos, lagoas e córregos. Por essa razão, são consideradas as principais fontes de abastecimento de água potável do Planeta. O Brasil é o país com as maiores reservas de água doce no mundo (cerca de 12% da água doce disponível no mundo), mas, assim como acontece ao redor do Globo, a sua distribuição é desigual: enquanto a Região Norte concentra aproximadamente 68% da água do País, essa quantidade cai para 3% na Região Nordeste. Você sabia? Que aproximadamente um terço da precipitação mundial de chuvas se encontra na América do Sul e no Caribe? Sul Sudeste Nordeste Norte Centro-oeste População Disponibilidade de água 7,6 % 16% 27,6% 3% 41,9% 14,3% 7% 8,6% 68% 6% Figura 2 – Distribuição da água e população no Brasil Fonte: Adaptado de Getty Images A água é utilizada no Brasil principalmente para a irrigação (66,1%), o abaste- cimento humano – urbano e rural (11,6%) – e a indústria (9,5%). 9 UNIDADE Recursos Hídricos, Efluentes Domésticos e Tratamento de Água Irrigação 66,1% Abastecimento Urbano 9,1% Abastecimento Rural 2,5% Indústria 9,5% Termelétricas 0,3% Uso Animal 11,6% Mineração 0,9% Total de consumo 1.101 m3/s Figura 3 – Distribuição da água consumida no Brasil em 2019 Fonte: Adaptado de conjuntura.ana.gov.br A Assembleia Geral das Nações Unidas aprovou uma resolução que declarou o dia 22 de março de cada ano como o Dia Mundial da Água, celebrado a partir de 1993 para chamar a atenção de todos sobre a importância da água. O abastecimento doméstico no Brasil é feito predominantemente a partir da rede pública, mas divide espaço com outras formas de abastecimento. 6,6% 3,3% 2,1% 2,3% 85,7% Rede geral Poço raso, freático ou cacimba Fonte ou nascente Poço fundo ou artesiano Outra forma Figura 4 – Formas de abastecimento de água no Brasil em 2017 Fonte: Adaptado de IBGE, 2012 O consumo médio diário per capita de água no País é de cerca de 187 L – maior que o valor recomendado pela Organização das Nações Unidas (ONU), de 110 L –, compatível com o volume de água disponível no País. 10 11 Estador Unidos Austrália Japão França Alemanha Brasil Reino Unido Índia China Bangladesh Nigéria Angola 15 36 46 86 135 149 187 193 287 374 493 575 Moçambique 4 Figura 5 – Consumo diário médio per capita de água (L) por país Fonte: Adaptado de data360.org 6% 37% 41% 5% 4% 3% 3% 2% Descarga Banho Cozinha Bebida Lavanderia Jardim Limpeza lavagem de carro Figura 6 – Distribuição média do consumo doméstico de água no Brasil • Explique a distribuição de água no planeta Terra relacionando com a porcentagem de água doce e disponível para uso; • Defina água doce; • Quais são as principais fontes de abastecimento de água potável do Planeta? • Qual é a principal forma de abastecimento de água no Brasil? 11 UNIDADE Recursos Hídricos, Efluentes Domésticos e Tratamento de Água • Em quais setores estão concentrados os gastos domésticos relacionados ao consumo de água no Brasil? Efluentes Domésticos Efluente é a denominação dada a um resíduo líquido resultante de alguma ativi- dade ou algum processo. O efluente doméstico é toda água residuária resultante de atividades e necessidades humanas em uma residência e que flui através da rede de esgoto; pode também ser lançado diretamente no ambiente ou redirecionado para estações de tratamento. Água residuária: é aquela que apresenta as suas características naturais alteradas após a utilização humana. O esgoto doméstico compreende águas contendo material fecal e urina (denomi- na-se água negra) e águas servidas, resultantes de banho e lavagem de utensílios e roupas (denomina-se água cinza). Água negra: refere-se à água residual de banheiros contendo urina e fezes; água cinza corresponde à água residual gerada em residências e escritórios originada de processos de lavagem (louça, roupa, banho, pias). O tratamento de efluentes domésticos é o conjunto de medidas e tecnologias que podem ser utilizadas por pessoas ou pequenas empresas com o objetivo de retirar a maioria das impurezas contidas naquela água. As suas principais características são as seguintes: • Altos teores de sólidos totais; • Altos teores de nutrientes e matéria orgânica; • Elevada contagem de bactérias do grupo coliformes; • Elevada DBO. DBO significa Demanda Biológica de Oxigênio, ou Demanda Bioquímica de Oxigênio, correspondendo à quantidade de oxigênio requerida por microrganismos aeróbicos para degradar a matéria orgânica presente no meio aquático. Os efluentes domésticos têm composição variada, mas, em média, os seus prin- cipais constituintes são: 12 13 • Água: 99,9%; • Sólidos: 0,1%, divididos em: » Sólidos suspensos; » Sólidos dissolvidos; » Matéria orgânica; » Nutrientes nitrogenados e fosforados; » Organismos patogênicos – vírus, bactérias, protozoários, vermes. • Defina efluentes domésticos. Quais são os principais constituintes? • O que são águas negras e águas cinzas? • Qual é o objetivo do tratamento de efluentes domésticos? Legislação Existe, no Brasil, uma série de leis e decretos federais, estaduais e municipais que regulamentam os parâmetros e limites de emissão de efluentes no meio ambiente. O tratamento dos efluentes resultantes do esgoto doméstico urbano (residências e comércio) é de responsabilidade do Poder Público, que cobra por esse serviço, que é feito pelas companhias de saneamento. Em nível federal, a Resolução n.º 430 do Conama – Conselho Nacional do Meio Ambiente –, de 13 de maio de 2011, dispõe sobre os parâmetros, as condições, os pa- drões e as diretrizes para a gestão do lançamento de efluentes em corpos de águas re- ceptores, alterando parcialmente e complementando a Resolução n.º 357 do Conama, de 17 de março de 2005, que “[...] dispõe sobre a classificação e diretrizes ambientais para o enquadramento dos corpos de águas superficiais, bem como estabelece as con- dições epadrões de lançamento de efluentes”. Os comitês de bacia devem aplicar essa legislação, definindo a classe dos corpos hídricos presentes na bacia; o licenciamento ambiental para o descarte de efluentes pelas indústrias deve ser feito considerando tais classes. Devem ser observados ainda os padrões estabelecidos tanto pelas normais estaduais quanto federais, valendo sempre aquele que for o mais restritivo. Comitês de bacia: são grupos de gestão compostos por representantes dos três níveis do Poder Público, dos usuários da água e sociedade civil, todos encarregados de avaliar os reais e diferentes interesses sobre os usos das águas das bacias hidrográficas; possuem poder de decisão e cumprem papel fundamental na elaboração de políticas para gestão das bacias. A Resolução n.º 430/2011 foi elaborada para detalhar e atualizar os parâmetros de lançamento de efluentes para substâncias orgânicas e inorgânicas, acompanhan- do a evolução tecnológica nos métodos de tratamento. Foi dada ênfase ao estabele- 13 UNIDADE Recursos Hídricos, Efluentes Domésticos e Tratamento de Água cimento de novas condições e padrões de lançamento para o setor de saneamento, compatibilizando a política de saneamento do governo e as tecnologias utilizadas no País para esse fim com as diretrizes da legislação ambiental. Segundo a Resolução n.º 430/2011, os efluentes de qualquer fonte poluidora somente podem ser lançados diretamente nos corpos receptores após o devido tra- tamento e desde que obedeçam a condições, exigências e padrões dispostos na própria Resolução e em outras normas aplicáveis. Proíbe o lançamento de efluentes que alterem as características de qualidade do corpo receptor e veda o lançamento de efluentes que contenham Poluentes Orgânicos Persistentes (POP), bem como a mistura de efluentes com água de melhor qualidade a fim de dilui-los. Poluentes orgânicos persistentes são substâncias químicas orgânicas sintéticas, alta- mente estáveis e que persistem no ambiente, resistindo à degradação química, fotolítica e biológica; acumulam-se em organismos vivos, sendo tóxicas. A Resolução ainda estabelece que, em casos excepcionais, o órgão ambiental competente pode permitir o lançamento de material em desacordo com os parâ- metros determinados na Resolução (por exemplo, realização de estudo ambiental ou estabelecimento de tratamento e exigências para esse lançamento). Tais casos excepcionais devem ser analisados pelo órgão ambiental, que somente permitirá a emissão em caráter temporário e desde que tecnicamente fundamentada. Os principais parâmetros estabelecidos para o lançamento de efluentes, constan- tes no Artigo 16 da Resolução n.º 430/2011, são mostrados na Tabela 1: Tabela 1 – Especificações de efluentes para o lançamento em corpos receptores* Parâmetro Valor DBO (5 dias a 20 °C) Máximo de 120 mg O2/L, com remoção mínima de 60% Potencial Hidrogeniônico (pH) 5-9 Temperatura Abaixo de 40 °C Materiais flutuantes Ausentes Materiais sedimentáveis Máximo de 1 mL/L Óleos e graxas (animais e vegetais) Máximo de 50 mg/L Chumbo total Máximo de 0,5 mg/L Cromo hexavalente Máximo de 0,1 mg/L Mercúrio total Máximo de 0,01 mg/L Nitrogênio amoniacal total Máximo de 20,0 mg/L Benzeno Máximo de 1,2 mg/L Clorofórmio Máximo de 1,0 mg/L Fenóis totais Máximo de 0,5 mg/L *Para mais detalhes, verificar o disposto no Artigo 16 da Resolução n.º 430/2011. Fonte: Adaptada do Artigo 16 da Resolução n.º 430, de 13 de maio de 2011. 14 15 É interessante notar na Resolução n.º 430/2011 a inexistência de especificação de turbidez do efluente e que o único parâmetro de controle biológico é a DBO, estando ausentes outros itens, tais como cargas de coliformes e patógenos (por exemplo, Escherichia coli e enterococos). Como mencionado, existem regulamentações nas três esferas de governo; de modo que sempre que houver dúvidas ou conflitos entre essas, deve-se seguir a re- gulamentação que for mais rigorosa. Enterococos: correspondem à bactéri a na forma de coco (esferoidal), habitante do intestino humano, causadora eventual de endocardite (infecção no endocárdio) bacteriana, infecções intestinais e urinárias. Resolução n.º 430/2011 encontra-se disponível em: https://bit.ly/3l5Ular • De quem é a responsabilidade pelo tratamento dos efluentes resultantes do esgoto do- méstico urbano? • O que são e o que fazem os comitês de bacia? • O que diz e qual é a importância da Resolução n.º 430/2011 do Conama? O que é permitido e proibido de acordo com essa Resolução? • Quais são os principais parâmetros estabelecidos para o lançamento de efluentes, constan- tes no Artigo 16 da Resolução n.º 430/2011? • O que são Poluentes Orgânicos Persistentes (POP)? • Qual é o único parâmetro de controle biológico presente na Resolução n.º 430/2011? Você, futuro(a) profissional biomédico(a), considera este parâmetro suficiente? Justifi- que a sua resposta. Tratamento de Água Água Potável Para que a água seja potável e adequada ao consumo humano, deve apresentar características físico-químicas, microbiológicas e radioativas que atendam a um pa- drão de potabilidade estabelecido. Antes de ser consumida, a água passa por esta- ções de tratamento, onde são realizados processos de purificação e desinfecção para garantir o seu consumo sem riscos à saúde. 15 UNIDADE Recursos Hídricos, Efluentes Domésticos e Tratamento de Água O critério de potabilidade adotado por padrões de qualidade da água é o seguinte: a água destinada ao consumo humano deve ser isenta de contaminantes quí- micos ou biológicos, além de apresentar requisitos de ordem estética. O tratamento de água é feito a partir da água doce encontrada na natureza, que contém resíduos orgânicos, sais dissolvidos, metais pesados, partículas em suspensão e microrganismos. Esse processo é realizado em uma Estação de Tratamento de Água (ETA). O tratamento da água é feito para atender a diversos aspectos, tais como: • Higiênicos: remoção de microrganismos, de substâncias nocivas, redução do excesso de impurezas e dos teores elevados de compostos orgânicos; • Estéticos: correção de cor, odor e sabor; • Econômicos: redução de corrosividade, cor, turbidez e teores de ferro e manganês. A primeira legislação estabelecendo padrões de potabilidade da água no Brasil surgiu no Estado de São Paulo, com o Decreto Estadual n.º 15.642, de 6 de fevereiro de 1946, que determinava parâmetros de qualidade para a água potável e o gelo. Em âmbito federal, a primeira legislação foi o Decreto n.º 79.367, de 5 de março de 1977. As necessidades específicas de tratamento da água e os processos exigidos são determinados por inspeções sanitárias e análises físico-químicas e microbiológicas da água do manancial a ser utilizado como fonte de abastecimento. A qualidade da água a ser captada determina se alguma etapa do tratamento pode não ser necessária para tornar a água própria para consumo. Dependendo das características da água, um tratamento simplificado (apenas de- sinfecção e fluoretação) pode ser suficiente, ou pode ser necessário um tratamento completo em uma ETA convencional. Depois de captada (em rios, barragens ou poços), a água é levada para a estação de tratamento, onde passa por várias etapas, em processo mais ou menos complexo – dependendo das impurezas existentes. Um tratamento convencional da água é composto por diversas etapas. Captação A água bruta (sem tratamento e imprópria ao consumo humano) é captada de ma- nanciais (reservatórios hídricos utilizados para o abastecimento de água) através de adutoras. Nessa etapa, a água passa por um sistema de grades que impede a entrada na ETA de grandes impurezas contidas na água, tais como folhas, galhos e troncos. 16 17 Figura 7 – Sistema de captação de água do Rio São Francisco, BA Fonte: embasa.ba.gov.br Desarenação A água passa por um processo para a remoção de areia por sedimentação, oti- mizando o seu pré-tratamento; só então é bombeada para a estação de tratamento. Pré-Tratamentos Assimque a água chega à ETA, é adicionado um composto clorado (que facilita a retirada de matéria orgânica e metais) e, a seguir, cal (CaO) ou soda (NaOH) (para ajustar o pH aos valores exigidos nas fases seguintes do tratamento). Coagulação Na água existem impurezas cujas partículas são pequenas e não se depositam sob a ação da gravidade. Para removê-las, adiciona-se um agente coagulante químico que, em contato com a água, forma flocos gelatinosos que agregam essas impurezas e se depositam no fundo do decantador. No Brasil, o coagulante mais utilizado é o sulfato de alumínio [Al2(SO4)3], mas também podem ser usados sulfato de ferro (III) [Fe2(SO4)3], cloreto de ferro (III) (FeCl3) ou polímeros, veja: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 4 2 2 43 3 2 4 2 2 43 3 3 2 3 Al SO +6 H O 2Al OH + H SO Fe SO +6H O Fe OH + H SO FeCl +3H O Fe OH +3HCl → → → Note que as reações de diferentes agentes floculantes com a água geram os hi- dróxidos de alumínio [iOH)3] e de ferro [Fe(OH)3], sólidos gelatinosos que agregam impurezas em suspensão. 17 UNIDADE Recursos Hídricos, Efluentes Domésticos e Tratamento de Água Nessa etapa pode ser necessário adicionar um alcalinizante – cal virgem (CaO) ou cal hidratada [Ca(OH)2] – para corrigir o pH e favorecer a coagulação. Floculação Para acelerar o processo de coagulação, a água é submetida à agitação mecânica para que as impurezas formem flocos maiores e mais pesados. Decantação Decantação é o ato de separar, pela ação da gravidade, os sólidos em suspensão contidos em um meio líquido, que se depositam no fundo do recipiente A água passa lentamente por grandes tanques chamados de decantadores, em um processo que dura de 2 a 3 horas. Essa etapa facilita que os flocos de impurezas formados na etapa anterior se depositem no fundo dos tanques, de onde são removi- dos como lodo, enquanto a água, livre dos sólidos, escoa lentamente por vertedores localizados na borda do tanque. Filtração A água decantada é encaminhada às unidades filtrantes, atravessando filtros que retiram as impurezas remanescentes. Os filtros são formados por camadas de carvão ativado (que retiram odores e sabores), areia fina, areia grossa (que filtram as impure- zas restantes), pedregulho e cascalho (que sustentam o carvão e a areia). Decantadores e filtros devem ser limpos periodicamente, e os resíduos coletados (denominados coletivamente de lodo) são enviados a aterros sanitários. Tanque de decantação; na sua borda, localizam-se os vertedores: https://bit.ly/3i3LgwE Esquema de uma caixa de filtração, disponível em: https://bit.ly/3k8heJW Remoção de lodo de decantador de estação de tratamento de água: https://bit.ly/2XnsEzy Desinfecção Uma das primeiras formas de sanitização da água, conhecida como método de Traube, foi desenvolvida em 1893 pelo químico alemão Moritz Traube. O método envolve a adição de hipoclorito de cálcio [Ca(ClO)2] à água, que destrói as bactérias presentes em poucas horas, mesmo em baixas concentrações. 18 19 Adiciona-se solução aquosa de cloro na forma de gás (Cl2) ou de hipoclorito de só- dio (NaClO, impropriamente chamado de “cloro líquido”) para que a água fornecida chegue ao consumidor isenta de bactérias e vírus. A sua ação desinfetante deve-se à reação com água para formar o ácido hipocloroso (HClO), que atravessa a parede ce- lular de bactérias e afeta o seu metabolismo – sendo um agente efetivo na desinfecção. ( ) ( ) 2 2 2 Cl +H O HCl+HClO 1 NaClO+H O HClO+NaOH 2 Você Sabia? Que a cloração da água como forma de sanitização somente passou a ser adotada mais amplamente após uma epidemia de febre tifoide na Cidade de Lincoln (Leste da Ingla- terra), em 1905? Figura 8 – Instalação para pré e pós-cloração em estação de tratamento de água (Espanha) Fonte: Reprodução Menos frequentemente, a desinfecção pode ser feita com a aplicação de ozônio (O3), radiação ultravioleta ou íons de prata (Ag +). Fluoretação Você Sabia? Que a necessidade de fluoretação da água tratada no Brasil foi determinada pela Lei n.º 6.050, de 24 de maio de 1974? Nessa etapa é adicionado um composto contendo flúor (NaF, CaF2, H2SiF6 ou Na2SiF6) para a prevenção de cáries. A adição de flúor fortalece a apatita do esmalte dos dentes, tornando-o menos susceptível à formação de cáries. 19 UNIDADE Recursos Hídricos, Efluentes Domésticos e Tratamento de Água ( ) ( ) ( )10 4 10 4 26 2 62Ca PO OH F Ca PO F OH Apatita Fluoroapatita − −+ + Ou seja, a fluoretação da água favorece a conversão da apatita, componente do esmalte dos dentes, em fluoroapatita, menos suscetível ao ataque por substâncias ácidas geradas pelo metabolismo bacteriano e, consequentemente, menos suscetível à formação de cáries A fluoretação da água é um fator decisivo para a diminuição da incidência de cáries na po- pulação brasileira. Figura 9 – Extensão do uso de água fluoretada (natural ou artificialmente) no mundo em 2012 Fonte: Adaptado de Wikimedia Commons Correção de Potencial Hidrogeniônico Se necessário, adiciona-se óxido de cálcio (CaO) ou cal hidratada [Ca(OH)2] para a correção do pH da água; para o consumo humano, recomenda-se um pH entre 6,0 e 9,5. Adição de Polifosfato de Sódio Na última etapa do tratamento, adiciona-se polifosfato de sódio [(NaPO3)n] para proteger a tubulação de transporte de água contra a corrosão e oxidação. Armazenamento A água, pronta para o consumo, é armazenada em reservatórios fechados e im- permeabilizados (subterrâneos ou elevados) até ser distribuída para consumo. 20 21 • Reservatório de água tratada da Sabesp (Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo) em Peruíbe, SP, com capacidade para armazenar 5.000 m3 de água, disponível em: https://bit.ly/2XnuLDM • Esquema de estação de tratamento de água: 1) represa; 2) captação e bombeamento; 3) pré-tratamentos (cloração e alcalinização); 4) coagulação e floculação; 5)decantação; 6) fil- tração; 7) cloração, fluoretação, correção de pH; 8) reservatório da ETA; 9) reservatório dos bairros; 10) rede de distribuição, disponível em: https://bit.ly/30oForz Qualidade da Água Tratada A Portaria do Ministério da Saúde n.º 518, de 25 de março de 2004, determina que a água tratada para o consumo humano deve ter as suas características contro- ladas. Para isso é necessário analisar a água em diferentes pontos, desde a captação até a distribuição; são realizados testes físico-químicos e microbiológicos para moni- torar a qualidade da água tratada. Tabela 2 – Alguns parâmetros de qualidade para a água potável Parâmetro Valor Características físicas Temperatura 5-30 °C Cor < 5 unidades Odor Ausente Sabor Ausente Turbidez < 1 unidade Sólidos totais dissolvidos Máximo de 1.000 mg/L Condutividade elétrica 10-100 S/cm Características químicas pH 6,5-9,5 Alcalinidade (como CaCO3) 30-500 mg/L Dureza (como CaCO3) Máximo de 500 mg/L Ferro 0,3 mg/L Manganês 0,1 mg/L Características biológicas DBO (5 dias a 20 °C) 1-10 mg O2/L Escherichia coli Ausente Coliformes termotolerantes Ausentes Fonte: Adaptado de Secretaria de Vigilância em Saúde • Defina água potável e critério de potabilidade. Quais são os parâmetros analisados para que a água seja considerada potável? • Quais aspectos devem ser atendidos durante o processo de tratamento da água? • Quais etapas ocorrem em uma Estação de Tratamento de Água (ETA)? A realização de todas as etapas é obrigatória nas ETA de todo o País? Explique. 21 UNIDADE Recursos Hídricos, Efluentes Domésticos e Tratamento de Água • Faça um mapa mental contendo todas as etapas que ocorrem em uma ETA e os processos que acontecem em cada uma. • Qual é o papel do sulfato de alumínio [Al2(SO4)3] e em qual etapa é utilizado? • Qual é a importância da etapa de cloração da água e por que passou a ser adotada a partir de 1905? Quais são os métodos alternativos da cloração? • Por que foi adotada a etapa da fluoretação da água tratada no Brasil a partir de 1974? Veja mais sobre tratamento de água e esgoto, disponívelem: https://bit.ly/326A0Jn Água Purificada A água fornecida pelo sistema de abastecimento não é apropriada para ser utiliza- da em aplicações que exigem grau de maior pureza, tais como em análises laborato- riais, na produção de medicamentos e de produtos químicos específicos. Para essas e outras aplicações, é necessário utilizar a água denominada pura ou ultrapura, que passa por processos específicos de tratamento, tornando-a apropriada ao uso. Cada finalidade requer um tratamento apropriado. Existem diferentes processos que podem ser usados para obter a purificação desejada, vejamos: • Adsorção orgânica: utiliza copolímeros porosos; remove contaminantes orgânicos; • Deionização: utiliza resinas de troca iônica, remove os íons da água trocando cátions por íons h+ e ânions por íons oh–, que reagem entre si para formar água; é geralmente usada em laboratórios para produzir água purificada de consumo no dia a dia; • Destilação: consiste na vaporização de um líquido seguida da sua condensação, separando uma substância volátil de outras substâncias menos voláteis; é o mé- todo mais antigo de purificação da água; Figura 10 – Destilador de laboratório Fonte: Reprodução 22 23 • Eletrodeionização: remove íons da água, combinando resinas de troca iônica e membranas de seleção iônica com corrente contínua; • Filtro de carvão ativado: retira por adsorção cloro e substâncias orgânicas dissolvidas; • Filtro microporoso ou submicrônico: utiliza fibra oca com poros de 0,22 µm, que evitam a passagem de contaminantes de maior tamanho; retém partículas do filtro de carvão ativado, fragmentos de resina da deionização e bactérias existentes no sistema; • Osmose reversa: sob alta pressão, força a água a passar através de uma mem- brana semipermeável, retendo partículas, compostos orgânicos e bactérias; re- move a maior parte das impurezas de natureza iônica, orgânica e partículas e contaminantes com menos de 1 nm de diâmetro, sendo usada para obter água pré-purificada de alta qualidade para muitas aplicações rotineiras de laboratório; • 1 µm (micrômetro) = 10–6 m; • 1 nm (nanômetro) = 10–9 m. Figura 11 – Sistema de osmose reversa de grande porte Fonte: Reprodução • Radiação Ultravioleta (UV): amplamente usada como bactericida; causa a de- composição e foto-oxidação de contaminantes orgânicos para espécies polares e ionizadas e posterior remoção através de troca iônica; • Ultrafiltração: remove partículas minúsculas e bactérias através de filtros de membrana com diâmetros de poros de 1 e 10 nm. • As normas para a purificação da água, reconhecidas internacionalmente, defi- nem três níveis de água purificada: » Tipo I: maior grau de purificação: usada em métodos de análise que requei- ram grande exatidão e precisão e em processos nos quais a presença de microrganismos deve ser mínima – métodos analíticos instrumentais, como cromatografia a gás (CG), cromatografia a líquido de alta eficiência (HPLC), 23 UNIDADE Recursos Hídricos, Efluentes Domésticos e Tratamento de Água absorção atômica; preparo de soluções-tampão e meios de cultura para células de mamíferos e fertilização in vitro, produção de reagentes para aplicações de biologia molecular (sequenciamento de DNA, PCR) e preparo de soluções para eletroforese –, devendo também estar isenta de substâncias pirogêni- cas, nucleases (dnases e rnases), bactérias e partículas em suspensão; não deve ser armazenada devido à lixiviação de metais e/ou compostos orgâni- cos do recipiente de estocagem e à grande susceptibilidade de desenvolvimen- to/contaminação por bactérias; por isso, deve ser produzida imediatamente antes de ser usada; Substâncias pirogênicas: são produtos do metabolismo de organismos, tais como bac- térias e fungos, que podem causar febre. » Tipo II: usada na maioria das aplicações de laboratório, como preparo de tampões e de meios de cultura, ou para alimentar sistemas de purificação de água capazes de produzir água de tipo I, analisadores clínicos, incubadoras de culturas de células, câmaras climáticas e para o preparo de reagentes químicos, bem como em métodos analíticos e processos que permitem a presença de bactérias, nos quais não se usa água de tipo I e para aplicações especiais, em reagentes e sistemas de microbiologia; pode ser armazenada por, no máximo, uma semana; » Tipo III: menor grau de purificação: utilizada em lavagem de vidrarias, banho- maria, na produção de água de maior pureza e no preparo de meios de cultura; pode ser armazenada por, no máximo, uma semana. Especificações para água de laboratório são definidas por diferentes organizações, tais como Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), American Society for Testing and Materials (ASTM), Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), International Organization for Standardization (ISO), Organização Mundial da Saúde (OMS) e United States Pharmacopeia (USP). No Brasil, normalmente são seguidas as especificações do CLSI. Tabela 3 – Especificações para águas purificadas Contaminante Parâmetro Tipo de água I II III Acidez pH (25 °C) – – 5,0-8,0 Íons dissolvidos Condutividade (S/cm a 25 °C) Máximo de 0,1 Máximo de 1 Máximo de 10 Resistividade (MΩ.cm a 25 °C) Mínimo de 10 Mínimo de 1 Mínimo de 0,1 Compostos orgânicos Carbono Orgânico Total (COT1) (mg/L) Máximo de 0,05 Máximo de 0,2 Máximo de 1 24 25 Contaminante Parâmetro Tipo de água I II III Material dissolvido Sólidos totais (mg/kg) Máximo de 0,1 Máximo de 1 Máximo de 5 Coloides (mg/L, como SiO2) Máximo de 0,05 Máximo de 0,1 Máximo de 1 Contaminação microbiológica Colônias (UFC2/mL) Máximo de 10 Máximo de 1.000 – 1 – A abreviação em inglês TOC – Total Organic Carbon – é igualmente comum; 2 – Unidade formadora de colônia, usada para estimar o número de bactérias ou fungos capazes de se multiplicar. Fonte: Adaptação de WasserLab2 O CLSI substituiu as classificações de água de tipos I, II e III por novos padrões, a saber: • Clinical Laboratory Reagent Water (CLRW): água reagente para laboratório clínico: substitui as classificações de água de tipos I e II; essa água não contém bactérias, compostos orgânicos e inorgânicos e partículas coloidais; • Special Reagent Water (SRW): água reagente especial: isenta de nucleases (dnases e rnases); é utilizada nas técnicas de biologia molecular; • Instrumental Feed Water (IFW): água para alimentação de instrumentos: uti- lizada em equipamentos automatizados, para banhos aquosos, diluições e enxá- gues, entre outros. Tabela 4 – Especifi cações para água CLRW Contaminante Parâmetro Valor Acidez pH (25 °C) – Íons dissolvidos Condutividade(S/cm a 25 °C) Máximo de 0,1 Íons dissolvidos Resistividade(MΩ.cm a 25 °C) Mínimo de 10 Compostos orgânicos Carbono Orgânico Total(COT) (ppb*) Máximo de 500 Material dissolvido Sólidos totais (mg/kg) Máximo de 0,1 Coloides (mg/L, como SiO2) – Contaminação microbiológica Colônias (UFC/mL) Máximo de 10 * Parte por bilhão. Fonte: Adaptação de https://bit.ly/32i9BZ4 As especificações para as águas SRW e IFW devem ser definidas pelo laboratório, de acordo com o uso. 25 UNIDADE Recursos Hídricos, Efluentes Domésticos e Tratamento de Água • Para que a água fornecida pelo sistema de abastecimento seja utilizada em análises labo- ratoriais, na produção de medicamentos e de produtos químicos específicos é necessário obter maior grau de pureza realizando procedimentos adicionais. Cite e explique 7 proces- sos de purificação da água para esses fins. • Defina o que é e quais são as aplicações das águas de tipos I, II e III. • Considerando este conteúdo, justifique porque a água de tipo I deve ser utilizada em rea- ções de PCR, fundamentando cientificamente a sua resposta. • Quais são as novas classificações de água de tipos I, II e III determinadas pelo CLSI – Clinical and Laboratory Standards Institute? 26 27 Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade: Vídeos Os Desafios para o Acesso à Água Potável no Mundo Pelo menos até os6 minutos iniciais a reportagem mostra os problemas ligados ao consumo de água. https://youtu.be/pYjg-sZDopg Como é feito o Tratamento de Água O vídeo mostra todas as etapas de purificação da água em uma estação de tratamento. https://youtu.be/cWBSF0VyiMI Leitura As Águas do Planeta Terra Texto abrangente, que trata da importância da água para os seres vivos, apresenta as propriedades mais importantes e a sua distribuição no Planeta, descreve formas de uso, as principais fontes de poluição e discute a importância do tratamento da água na melhoria da qualidade de vida da população mundial. https://bit.ly/2EeaTfQ A Fluoretação da Água de Abastecimento Público e seus Benefícios no Controle da Cárie Dentária – Cinquenta Anos no Brasil O texto trata da importância e do alcance da fluoretação da água no controle da cárie. https://bit.ly/34kJxPH 27 UNIDADE Recursos Hídricos, Efluentes Domésticos e Tratamento de Água Referências ALMEIDA, A. L. M. Leis regulamentam o tratamento para emissão de efluentes. Revista TAE, n. 2, 2011. Disponível em: <http://revistatae.com.br/edicoes.asp?link =ultima&tipo=A&edicao=02>; reproduzida em: <http://www.meiofiltrante.com.br/ internas.asp?id=11766&link=noticias>. Acesso em: 27/12/2019. ARCHELA, E. et al. Considerações sobre a geração de efluentes líquidos em centros urbanos. Geografia, v. 12, n. 1, p. 517-525, 2003. Disponível em: <https://www. teraambiental.com.br/blog-da-tera-ambiental/os-padroes-e-condicoes-para-lanca- mento-de-efluentes-nas-redes-coletoras-ou-corpos-dagua>. Acesso em: 27/12/2019. BRASIL. Agência Nacional de Águas. Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil 2019 – informe anual. Brasília, DF, 2019. Disponível em: <http://conjuntura.ana. gov.br/static/media/conjuntura-completo.bb39ac07.pdf>. Acesso em: 25/12/2019. ________. Ministério da Saúde. Portaria n.º 518, de 25 de março de 2004. Estabelece os procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade, e dá outras providências. Diário Oficial da União, Brasília, DF, n. 59, p. 266-270, 26 mar. 2004. Disponível em: <http://app4.cidades.gov.br/snisweb/src/pdf/Portaria-518-2004.pdf>. Acesso em: 31/12/2019. ________. Ministério da Saúde. Fundação Nacional de Saúde. Manual de fluoretação da água para consumo humano. Brasília, DF, 2012. Disponível em: <http://www.funasa.gov.br/site/wp-content/files_mf/mnl_fluoretacao_2.pdf>. Acesso em: 30/12/2019. ______. Manual de controle de qualidade da água para técnicos que traba- lham em ETA. Brasília, DF, 2014. Disponível em: <http://www.funasa.gov.br/do- cuments/20182/38937/Manual+de+controle+da+qualidade+da+%C3%A1gua+pa ra+t%C3%A9cnicos+que+trabalham+em+ETAS+2014.pdf/85bbdcbc-8cd2-4157- -940b-90b5c5bcfc87>. Acesso em: 31/12/2019. ________. Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Vigilância e controle da qualidade da água para consumo humano. Brasília, DF, 2006. Dis- ponível em: <http://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/vigilancia_controle_quali- dade_agua.pdf>. Acesso em: 31/12/2019. ________. Ministério do Meio Ambiente. Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução n.º 430, de 13 de maio de 2011. Dispõe sobre as condições e padrões de lançamento de efluentes, complementa e altera a Resolução n.º 357, de 17 de março de 2005, do Conselho Nacional do Meio Ambiente – Conama. Diário Oficial da União, Brasília, DF, n. 92, p. 89-91, 16 maio 2011. Disponível em: <http://www2. mma.gov.br/port/conama/res/res11/propresol_lanceflue_30e31mar11.pdf>. Acesso em: 27/12/2019. 28 29 BROWN, T. L. et al. Química: a Ciência central. Trad. Eloiza Lopes, Tiago Jonas e Sônia Midori Yamamoto. 13. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2016. CERON, L. P. Efluentes: Resolução Conama n.º 430/2011, o que mudou? Revista TAE, n. 5, 2012. 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STEWART, B. M. The production of high-purity water in the clinical laboratory. Laboratory Medicine, v. 31, n. 11, p. 605-612, 2000. Disponível em: <https://bit. ly/3l8g7dK>. Acesso em: 31/12/2019. TURNEAURE, F.; RUSSELL, H. Public water-supplies: requirements, resources, and the construction of works. 2nd ed. New York: John Wiley & Sons. 1916. Disponível em: <https://archive.org/stream/publicwatersuppl00turnrich#page/544/mode/2up>. Acesso em: 30/12/2019. Sites visitados ÁGUA purificada e ultrapurificada. Instituto de Pesquisas em Saúde, [20--]. Dispo- nível em: <https://lpha.com.br/site/agua-purificada-e-ultrapurificada>. Acesso em: 02/01/2020. COMITÊS de bacia hidrográfica. Agência Nacional de Águas, [20--]. Disponível em: <https://www.ana.gov.br/gestao-da-agua/sistema-de-gerenciamento-de-recursos-hi- dricos/comites-de-bacia-hidrografica-antigo>. Acesso em: 27/12/2019. TRATAMENTO de água. Sabesp, [20--]. 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