Tratamento de Água e Esgoto

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Tratamento de água e esgoto
Química
2o bimestre – Aula 05
Ensino Médio
2a
SÉRIE
2024_EM_V1
Química ambiental (políticas ambientais, parâmetros qualitativos e quantitativos dos resíduos e das substâncias encontradas nas águas).
Avaliar a importância de preservar os recursos hídricos; 
Avaliar o processo de tratamento de água e esgoto residencial; 
Avaliar que são necessárias ações individuais, coletivas e governamentais para garantir a preservação. 
Conteúdo
Objetivos
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(EM13CNT206) Discutir a importância da preservação e conservação da biodiversidade, considerando parâmetros qualitativos e quantitativos, e avaliar os efeitos da ação humana e das políticas ambientais para a garantia da sustentabilidade do planeta. 
Observe e compare as imagens abaixo. Em seguida, responda aos questionamentos, vire e converse. Podemos beber água de um rio poluído? Como ocorre o tratamento de água? Quais parâmetros são necessários para considerar uma água potável? 
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Virem e conversem
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Para começar
Tratamento de água e esgoto: Assista aos vídeos.
https://youtu.be/hRZcupJbnpg?si=TW9a-fuspn3DzR8o 
https://youtu.be/5-emVWiBeUQ?si=g4s9B3MBxHxBogaz 
Animação sobre tratamento de água 
O que acontece com o esgoto depois que ele sai da sua casa | Trato pelo saneamanto 
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Foco no conteúdo
Qualidade e tratamento de água
Qual é a diferença entre água pura e potável?
A água potável não contém substâncias nocivas à saúde, ou contém concentrações que não oferecem riscos, tanto dos seres humanos quanto dos outros seres vivos. Ela contém outras substâncias diluídas, como vários minerais. Já a água pura ou água destilada é composta basicamente por moléculas de H2O.
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Foco no conteúdo
O que é concentração de uma solução? 
Uma das maneiras de expressar a concentração de uma solução é por meio da massa de soluto dissolvida em certo volume dessa solução (concentração comum). A concentração em quantidade de matéria é a quantidade de mols de soluto em cada litro de solução:
Representa a massa de soluto em gramas por litro de solução.
Indica a quantidade de matéria do soluto por litro de solução.
Porcentagem do soluto na solução
percentual peso/peso ou peso/volume.
Massa em gramas do soluto por milhão de gramas da mistura total ou mg/kg.
Concentração comum (C)
Concentração molar ou molaridade (M )
Quantidade de matéria ou número de mol (n)
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Foco no conteúdo
O que significa DBO?
A concentração de oxigênio diminui com o aumento de matéria orgânica, provocando desequilíbrios ecológicos e a extinção dos organismos aeróbios. 
Para verificar a qualidade da água, um dos índices observados é a determinação do teor de matéria orgânica na água: 
a Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO). DBO é a quantidade de oxigênio necessária à oxidação da matéria orgânica por ação de
bactérias aeróbias. 
Representa a quantidade de oxigênio necessária às bactérias aeróbias, para consumirem a matéria orgânica presente na água ou no esgoto.
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Foco no conteúdo
    Vamos investigar a seguinte situação: 
Uma amostra de 3 L de água foi submetida à incubação por cinco dias, em uma temperatura de 20 °C, para determinação da sua Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO). Foi observado um consumo de 211 mg de oxigênio. Sabendo-se que a água de esgoto, quando tratada, deve apresentar uma DBO máxima de 60 mg/L (Sabesp) para poder ser lançada nos rios, será que essa amostra analisada está adequada para ser lançada nos rios? 
1L   ----  60 mg
3L   ----- x 
X = 180 mg
Para 3 litros, o máximo seria 180 mg. Como o consumo foi de 211 mg, excedeu o limite de 180 mg (em 31 mg a mais de consumo). Portanto, essa amostra analisada não está adequada para ser lançada nos rios. 
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Foco no conteúdo
A cidade X tem três rios em suas imediações, que apresentam os parâmetros de qualidade indicados na tabela abaixo. Para que as águas dos rios da cidade sejam tratadas, precisam atender a determinadas concentrações de metais indicadas pelo limite permitido. De acordo com esses parâmetros permitidos na tabela, quais amostras devem ser tratadas? 
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Na prática
De acordo com esses parâmetros permitidos na tabela, quais amostras devem ser tratadas?
Amostra A, pois apresenta 4,72 mg/L de zinco (Zn).
Amostra B, pois apresenta níveis elevados de níquel e cromo.
Amostra C, pois apresenta níveis elevados de níquel.
Amostras A e B, pois apresentam níveis elevados de zinco e níquel.
Amostra C, pois apresenta 4,88 mg/L de zinco.
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Na prática
De acordo com esses parâmetros permitidos na tabela, quais amostras devem ser tratadas?
Amostra A, pois apresenta 4,72 mg/L de zinco (Zn)
Amostra B, pois apresenta níveis elevados de níquel e cromo.
Amostra C, pois apresenta níveis elevados de níquel.
Amostras A e B, pois apresentam níveis elevados de zinco e níquel.
Amostra C, pois apresenta 4,88 mg/L de zinco.
Correção​
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Na prática
O que a falta de cuidados com a água pode causar?
A Organização Mundial da Saúde (OMS) define água contaminada como aquela que sofre alterações em sua composição até ficar inutilizável, ou seja, é uma água tóxica que não pode ser bebida nem usada em atividades essenciais como a agricultura, pois a poluição hídrica altera as propriedades físico-químicas de um corpo d’água.
Os principais responsáveis pela poluição das águas são os lançamentos de efluentes industriais, agrícolas, comerciais e esgotos domésticos, além de resíduos sólidos. 
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Foco no conteúdo
Quais são os principais poluentes da água?
Quando buscamos os principais poluentes da água, incluem-se bactérias, vírus, parasitas, fertilizantes, pesticidas, medicamentos, nitratos, fosfatos, plásticos, resíduos fecais e até substâncias radioativas; 
No entanto, esses contaminantes nem sempre mudam a aparência da água, deixando, muitas vezes, a poluição hídrica invisível;
 - Por essa razão, utilizam-se análises químicas de pequenas amostras e organismos aquáticos para saber o estado da qualidade da água.
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Foco no conteúdo
Vamos praticar? Você vai realizar uma série de estudos, para determinar dados quantitativos e qualitativos de determinada amostra de água.
Utilize o simulador “Phet – Concentração”. Verifique o comportamento de várias concentrações de soluções (molaridade ou concentração em quantidade de matéria) de vários solutos, observando a relação soluto/solução, e preencha os valores que faltam na tabela a seguir, considerando as seguintes massas molares: K= 39 g/mol; Mn = 55 g/mol; O = 16 g/mol; Cr = 52 g/mol; Cu = 64 g/mol; S = 32 g/mol. 
https://phet.colorado.edu/sims/html/concentration/latest/concentration_pt_BR.html 
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Na prática
https://phet.colorado.edu/sims/html/concentration/latest/concentration_pt_BR.html
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Na prática
https://phet.colorado.edu/sims/html/concentration/latest/concentration_pt_BR.html
Correção​
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Na prática
https://phet.colorado.edu/sims/html/concentration/latest/concentration_pt_BR.html
Construa uma proposta viável
Nos últimos 60 anos, a população mundial duplicou, enquanto o consumo de água foi multiplicado por sete. Da água existente no planeta, 97% são água salgada (mares e oceanos), 2% formam geleiras inacessíveis e apenas 1% corresponde à água doce, armazenada em lençóis subterrâneos, rios e lagos. A poluição pela descarga de resíduos municipais e industriais, combinada à exploração excessiva dos recursos hídricos disponíveis, ameaça o meio ambiente, comprometendo a disponibilidade de água doce para o abastecimento das populações humanas. Se esse ritmo se mantiver, em alguns anos, a água potável poderá se tornar um bem extremamente raro e caro.
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Aplicando
Construa uma proposta viável
Considere o texto anterior e realize a simulação a seguir. Em seguida, construa uma proposta viável para conservar o meio ambiente e a água em sua região.
Simulador de consumo de água. Disponível em: http://simuladordeconsumo.sabesp.com.br/.Todo mundo escreve!
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Aplicando
A proposta desenvolvida pelos estudantes deverá conter a redução da poluição e a exploração dos recursos naturais, bem como a otimização do uso da água potável e o aumento da captação da água da chuva.
Avaliamos a importância de preservar os recursos hídricos; 
Avaliamos o processo de tratamento de água e esgoto residencial; 
Avaliamos que são necessárias ações individuais, coletivas e governamentais para garantir a preservação. 
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O que aprendemos hoje?
Lista de imagens e vídeos.
Slide 3 – https://br.freepik.com/fotos-gratis/vidro-transparente-com-agua_11684243.htm#query=%C3%A1gua%20pot%C3%A1vel&position=10&from_view=search&track=ais&uuid=b71adc9a-7908-4500-a363-207b811618bf ; https://br.freepik.com/fotos-gratis/conceito-de-poluicao-da-agua-com-lixo_18267974.htm#query=%C3%A1gua%20polu%C3%ADda&position=2&from_view=search&track=ais&uuid=4f7f4445-8b22-4989-82f0-112310b9ae82 ; https://gifs.alphacoders.com/gifs/view/8185 
Slide 4 – https://youtu.be/hRZcupJbnpg?si=TW9a-fuspn3DzR8o ; https://youtu.be/5-emVWiBeUQ?si=g4s9B3MBxHxBogaz       
Slide 6 – https://www2.ufjf.br/quimica/files/2020/03/QUI147-AULA02.pdf 
Slides 9 a 11, 15 e 16 – Produzido para o material
Slide 12 – https://br.freepik.com/vetores-gratis/um-vetorial-de-esgoto-desperdicio-sob-cidade-grande_2439560.htm#query=efluentes&position=10&from_view=search&track=sph; https://br.freepik.com/vetores-gratis/um-jogo-de-cano-esgoto-com-poluicao_2439492.htm#query=efluentes&position=15&from_view=search&track=sph 
Slide 18 – http://simuladordeconsumo.sabesp.com.br/   
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Referências
LEMOV, Doug. Aula nota 10 3.0: 63 técnicas para melhorar a gestão da sala de aula. Porto Alegre: Penso, 2023. 
SÃO PAULO (Estado). Currículo em Ação: Caderno do Professor – Química– Ensino Médio – 2a série – 1o Semestre. São Paulo: Seduc-SP. Disponível em: https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2023/01/2s%C3%A9rie-Professor-CNT-1sem-parte1.pdf. Acesso em: 21 fev. 2024. 
https://phet.colorado.edu/sims/html/concentration/latest/concentration_pt_BR.html 
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Referências
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