14. Poluição da água

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Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 
POLUIÇÃO DAS 
ÁGUAS 
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“Metais Pesados”: em geral, são metais de transição (Pb, Hg, 
Cd, Cr, As, Co, Mn, entre outros). 
A terminologia é inadequada, pois nem todos possuem elevada 
massa específica, caso do Al, um metal leve 
Fatores importantes na determinação dos efeitos de metais 
sobre sistemas aquáticos: 
 • Toxicidade 
 • Disponibilidade à microorganismos 
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Ação dos Metais Pesados 
1. Por terem alta afinidade por enxofre, muitos metais rompem 
funções enzimáticas através de ligações com grupamentos de 
enxofre das enzimas. 
Cd, Hg, Cu e Pb, ligam-se às membranas celulares e impedem o 
processo de transporte através das paredes celulares 
2. Ligam-se também a grupos carboxílicos e amínicos de pro-
teínas. 
3. Podem precipitar biocompostos fosfatados ou catalisar sua 
decomposição. 
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Principais Fontes Antrópicas de Metais Pesados 
 
 
 
• Pesticidas e fertilizantes 
• Combustão de óleo e carvão 
• Emissões por veículos 
• Processos de fundição 
• Queima de biomassa 
• Incineração de lixo 
• Processos de mineração 
• Processos de refinamento 
 
Embora sejam considerados poluentes de corpos d’água e 
alimentos, em grande parte são transportados através do ar 
sob a forma gasosa ou são sorvidos por material particulado 
suspenso 
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Chumbo (Pb) 
Ponto de ebulição alto (1740 oC) e baixa pressão de vapor: 
  pequena liberação ao ar por aquecimento 
Usos: elemento estrutural, utensílios de cozinha, sistema de 
canalização de água(Roma antiga), equipamentos industriais, 
munições, soldas (forma liga Sn/Pb de baixo ponto de fusão). 
Principal aplicação do minério: baterias e acumuladores. 
Cerca de 10% é usado como pigmentos e tintas: PbO e PbCrO4 
(amarelos), PbCO3.Pb(OH)2 (branco) Pb3O4 (vermelho). 
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• Formas Iônicas: Pb4+ e Pb+2 (Pb+2 dissolvido apresenta proble-
mas ambientais, pois em condições muito oxidantes passa a 
Pb4+ cujos compostos são covalentes e muito tóxicos). 
• Forma Metálica (Pb0): na ausência de ar não reage razoavel-
mente com ácidos, mas ao ar pode dissolver-se até em meio 
ácido diluído. 
Embalagens de liga Pb/Sn para sucos ácidos não devem ser 
usadas devido à dissolução: 
2 Pbo + O2 + 4 H
+  2 Pb2+(solúvel) + 2 H2O 
 Sais de Pb foram usados como corantes em alimentos e tintas 
de parede (acidentes com crianças que ingeriram as tintas) 
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Solubilização de Sais de Chumbo na Água 
 Sal Kps s (molL-1) 
 PbS 8,4 x 10-28 2,9 x 10-14 
 PbCO3 1,5 x 10
-13 3,9 x 10-7 
Apesar de não serem muito solúveis, há significativa presença 
de Pb em águas naturais. 
A solubilidade (s) de PbS aumenta com decréscimo do pH 
s (molL-1) 2,5 x 10-8 2,5 x 10-6 
pH 4 2 
Dissolução em Águas Ácidas > > > Águas Neutras 
 
Dissolução de PbS: PbS(s) + 2 H
+  Pb2+(aq)
 + H2S 
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Certos minérios são fontes naturais de Pb (ex., galena, PbS) a 
partir das quais o metal pode ser carreado para águas 
Perigosas concentrações ocorrem em meio aquático ácido 
contendo minerais de Pb considerados “insolúveis” 
Pb não é mais um problema em águas potáveis, mas no 
passado foi uma fonte de envenenamento devido aos 
reservatórios e encanamentos à base do metal 
Em geral, a absorção do metal a partir da água é muito menor 
que através do ar e de alimentos 
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Compostos Orgânicos Tetraalquila (PbR4) 
Mais importantes: Pb(CH3)4 e Pb(C2H5)4 
No PbEt4 
Uma das principais fontes de Pb no 
ar e solos podendo passar à água. 
Foram muito usados como 
aditivos da gasolina para 
aumentar o índice de 
octanagem (performance 
do motor). 
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Processo de Combustão no Motor (T  2500 ºC; P  40 atm): 
Formam-se compostos voláteis que são liberados ao ar. Por ação 
da luz solar passam a aerossóis de PbO, material particulado 
persistente (horas a dias) e deposita-se em gramíneas e culturas, 
passando à cadeia alimentar. 
Fração de PbR4 Desprendida para o Ar: 
Insolúvel, lipossolúvel e absorvida pela pele. No fígado converte-
se em PbR3
+ muito tóxico, e até baixos teores levam a estados 
psicóticos podendo ser fatal em altos níveis de exposição. 
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Apesar do uso industrial ter crescido, 
análises de cabelos evidenciam 
redução de contaminação devido ao 
menor uso na gasolina e em 
embalagens de bebidas e alimentos. 
* Ilha próxima à costa norte do 
Canadá e ao oceano Glacial Ártico 
Acúmulo de Pb no Gelo da 
Groenlândia* 
Efeitos do Pb: são cumulativos 
Absorção: sobretudo, no intestino delgado. Apesar 
de não ser muito absorvido por esse órgão, os 
efeitos são cumulativos. 
Intoxicação Crônica: saturnismo. 
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Envenenamentos Agudos: graves disfunções renais, sistema 
reprodutor, fígado, pulmões e sistema nervoso central, convul-
sões, alucinações, paralisia. Alguns casos podem levar à morte. 
Exposição Moderada: anemia, dor de cabeça e muscular, 
espasmos, irritação e fadiga. 
Crianças: susceptíveis à absorção. Até em baixos níveis de con- 
taminação do sangue podem ter distúrbios mentais e físicos. 
Pessoas de Meia-Idade: hipertensão. 
Acentuada Absorção: pessoas com deficiência de Ca ou Fe. 
 
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Grávidas: pode provocar aborto ou parto pre-
maturo, pois Pb2+ atravessa facilmente a pla-
centa. Eventualmente, pode substituir Ca2+ nos 
ossos. Grávidas contendo Pb no sangue devem 
submeter-se à dietas suplementares de Ca. 
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prejudica 
Neuropatias (doenças nervosas gerais) 
retardamento 
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NORMA EUROPÉIA ABNT 
Pb 250 mg/Kg 90 mg/Kg 
Cd 100 mg/Kg 75 mg/Kg 
Pb em Brinquedos de Plástico: para melhorar a rigidez do PVC 
são usados aditivos contendo metais pesados. 
(SANTOS, Z. L. et al. 2000. Anais Assoc. Bras. Quím. 49(4), 176-178) 
Análise de Cd e Pb em brinquedos à base de PVC comerciali-
zados no Brasil: encontrados baixos teores. 
Teores Encontrados em 
Brinquedos Brasileiros 
Pb máximo de 57 mg/Kg 
Cd máximo de 23 mg/Kg 
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INMETRO,Portaria nº 108/ 2005 
Em particular, para proteger a saúde 
das crianças, a biodisponibilidade 
diária resultante do uso dos 
brinquedos não deve exceder de: 
0,2 μg de Sb 0,1 μg de As 
25,0 μg de Ba 0,6 μg de Cd 
0,3 μg de Cr 0,7 μg de Pb 
0,5 μg de Hg 5,0 μg de Se 
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PROPRIEDADES: semelhantes ao Zn e ambos formam 
apenas o íon + 2. Pode substituir Zn em muitas enzimas, 
alterando as estruturas espaciais e consequentemente as 
propriedades catalíticas. 
OCORRÊNCIA E USOS: ocorre na natureza, usualmente, junto 
ao Zn. Durante a metalurgia do Zn, Cd é liberado como 
subproduto do processo de fusão. 
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Sulfeto de cádmio 
Fontes de Cd 
 
 Fertilizantes 
 Mineração 
 Processamento de Zn, Pb e Cu 
 Processos Metalúrgicos 
 Descargas Industriais 
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Cannabis sativa (maconha) tem grande tendência em retirar 
Cd de solos contaminados 
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Emissão de traços de Cd para o ar: combustão de carvão, papel, 
óleo, combustíveis, madeira, incineração de materiais que o 
contêm como pigmento (ex., brinquedos à base de PVC) 
Pode ser comum em águas próximas à indústrias e minas onde 
Zn é processado. Mas, em geral, o maior teor provém de alimen-
tos, sobretudo batata, arroz, trigo e outros grãos. 
 Fumante: exposto ao metal, pois Cd é absorvido pelas folhas do 
tabaco a partir do solo ou águas de irrigação. Na queima do 
cigarro são inalados vapores duplicando a taxa no organismo. 
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No Verão: camadas inferiores anaeróbias de águas poluídas e 
estagnadas, têm baixo teor de Cd solúvel devido à redução 
microbiológica de SO4
= a S=: 
2{CH2O} + SO4
= + H+  2CO2 + HS
- + 2H2O 
 CdCl+(s) + HS
-  CdS(s) + H
+ + Cl- 
No Inverno: os ventos misturam as águas e Cd é dessorvido por 
ação aeróbia. Ao dissolver-se, reage com materiais suspensos 
que incorporam-se aos sedimentos. 
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CdSe: usado na pigmentação de plástico, 
células fotovoltaicas, monitores de TV. 
 
Principais Usos 
 
CdS: pigmento amarelo. Os distúrbios mentais do 
pintor Van Gogh (Sunflowers) são atribuídos aos 
efeitos do composto. 
 Eletrodos de baterias Ni/Cd (calculadoras, celulares) ~ 5 g de Cd) 
Quando a corrente circula na bateria: o eletrodo de Cd se dissolve 
parcialmente. Forma-se Cd(OH)2(insolúvel) por incorporação de OH
- 
do meio: 
Cd(s) + 2OH
-  Cd(OH)2(s) + 2e
- 
 
 
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Quando a bateria é recarregada: 
Cd(OH)2 depositado no eletrodo dissolve-se. 
Cd(OH)2(s)  Cd(s) + 2OH
- 
Cd volatiliza e desloca-se para o ar na incineração. A bateria 
deve ser adequadamente descartada, pois Cd tende a condensar 
sobre partículas formadas na incineração (difícil captura nos 
sistemas de controle de poluição). 
Alguns países proíbem o descarte de metais pesados no lixo 
comum e certos estados americanos e países europeus 
proíbem a fabricação dessa bateria. 
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Absorção de Cd (Dose letal: cerca de 1 g) 
Trato Gastrintestinal: manipulação de materiais que o contêm 
Vias Respiratórias: inalação de material particulado 
Cd pode estar presente no sangue, sobretudo nos 
eritrócitos, ligado à metalotioneína (MT), proteína 
rica em enxofre que regula o metabolismo do Zn. 
Até mesmo em exposições de baixo teor, 40 a 
80% depositam-se no fígado e rins. 
É excretado, sobretudo, pela urina. 
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Efeitos: um dos metais mais tóxicos tanto na forma elementar 
quanto iônica. Os efeitos são muito sérios e cumulativos, 
podendo permanecer no organismo por décadas. 
Proteção contra Exposições Crônicas: a metalotioneína protege 
o organismo em exposições de baixos teores, pois os grupos 
sulfidrílicos da proteína são capazes de complexionar Cd. 
O complexo é eliminado na urina quando: 
[Cd absorvido] > Capacidade complexante da proteína 
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Exposições a longo prazo: sintomas gastrintestinais, anemia, 
eosinofilia, rinite, manchas nos dentes, microfaturas, enfisema 
pulmonar e problemas renais. 
Sinais Posteriores de Intoxicação: ataque à medula óssea com 
redução de hemácias e retirada crescente de Ca ósseo implican-
do em redução de até 30 cm de altura (o esqueleto encolhe). 
Sintomas de Envenenamento: redução do olfato e formação de 
anel amarelo nos dentes. 
Intoxicação: aumento da pressão sanguínea, efeito sobre os rins 
onde concentra-se, alterando a capacidade excretora do órgão. 
Destruição do tecido testicular. 
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Episódio mais sério de contaminação (anos 50, 
século XX) 
Vale do Rio Jintsu, Japão: a água de irrigação 
numa lavoura de arroz foi contaminada devido à 
mineração de Zn. Centenas de pessoas tiveram 
intoxicação crônica com resultados dolorosos e 
degenerativos dos ossos devido à substituição de 
Ca2+ por Cd2+ (doença de Itai-Itai). 
Rio Jintsu, região de 
Funchu-Machi, Japão, 
Os ossos tornam-se lentamente porosos com subsequentes 
rupturas e atrofias do esqueleto. 
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(arrozal) 
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Usos: forma metálica, inorgânica e orgânica (em geral, muito 
tóxica) em processos industriais, combustão de carvão, pro-
dutos farmacêuticos, atividades laboratoriais, consultórios 
dentários, rejeitos (tintas, baterias, plásticos, termômetros). 
Por ser volátil, Hg é liberado para o ar, água, solos. 
Através de chuvas, Hg presente no ar agrega-
se aos solos e sistemas aquáticos 
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Compostos Arílicos e Alquílicos: usados em pesticidas e fungi-
cidas. Os compostos alquílicos resistem à degradação e são 
ambientalmente mais perigosos que os arílicos e os inorgânicos. 
 
Hg forma facilmente ligações covalentes, sobretudo com aromá-
ticos. Na forma iônica Hg2+ liga-se firmemente aos sedimentos e 
não se redissolve totalmente na água. 
Em certos efluentes o teor pode ser 10 vezes maior 
que em águas naturais. 
Em geral: Compostos inorgânicos são menos 
prejudiciais, pois são praticamente insolúveis 
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Liberação para o Ar ou Diretamente em Corpos d’Água 
 
 
A partir de: 
Combustão do carvão 
Consultórios dentários 
Atividades laboratoriais 
Produtos farmacêuticos 
Rejeitos domésticos (tintas, baterias, 
plásticos, termômetros quebrados). Amálgama dentário É prejudicialou não?? 
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Efeitos do Mercúrio: neurológicos e teratogênicos (defeitos 
congênitos, ou seja, são geradas crianças com deformações). 
É capaz de romper cromossomos causando distúrbios renais. 
Concentração Tóxica: 0,2 g/mL de sangue. Acúmulos no orga-
nismo causam sérias alterações do sistema nervoso. 
Hg (I) e Hg (II): formam complexos com o grupo – SH das proteí-
nas nas membranas celulares, inativando-as. As funções dessas 
proteínas são importantes para o cérebro e rins e portanto, os 
efeitos do Hg sobre esses órgãos são muito sérios. 
Prolongadas exposições a Hg: causam distúrbios renais e 
retardamento mental em crianças. 
 
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 Sintomas Neurológicos 
• Irritabilidade 
• Perda de sensibilidade periférica 
• Perturbações locomotoras 
• Paralisia 
• Convulsões 
• Insanidade 
• Diminuição da capacidade auditiva e visual ou até cegueira 
• Dependendo do grau de contaminação pode levar a óbito 
Teores nos cabelos de 50 a 425 ppm indicam envenenamento 
Japão / 1956 
 
Baía de minamata 
Desastre: indústria de PVC que durante 
mais de 20 anos despejou no mar tone-
ladas de Hg usado como catalisador 
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Metilação do Mercúrio: principais reações que podem 
ocorrer com Hg inorgânico e metálico em solos, água, 
sedimentos e ar. 
Bactérias anaeróbias convertem Hg em compostos metilados 
(CH3)2Hg, formação favorecida em água neutra ou básica. 
Esses compostos alquilados são: lipossolúveis, altamente tóxi-
cos, voláteis e deslocam-se para o ar, permanecendo no ambien-
te por longo tempo. Integram-se à cadeia alimentar. 
 Os compostos alquilados possuem toxicidade 
cerca de 100 vezes superior ao Hg metálico. 
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3. Redução por ação da coenzima metilcobalamina 
A metilcobalamina contém um átomo de 
Co e tem estrutura análoga à vitamina B12 
2. Formação de CH3Hg
+ ou (CH3)2Hg):
 favorecida pelo decaimen-
to anaeróbio 
1. Nos Sedimentos: bactérias anaeróbias reduzem CO2 a CH4 
CO2 + 4H
+ + 4e-  CH4 + H2O
 
Hg confinado em sedi-
mentos e água pode per-
manecer ativo como subs-
trato para a metilação por 
cerca de 100 anos 
HgCl2 
Metilcobalamina CH3HgCl + Cl
- 
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A partir de reações 
complexas os 
compostos tóxicos 
são concentrados e 
transmitidos a 
outras espécies, 
inclusive ao homem. 
Consequências da Conversão: transporte à cadeia alimentar. Os 
peixes são os maiores transmissores da cadeia. Além disso: 
A matéria orgânica contaminada é alimento da fauna. 
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Garimpos e Poluição 
Mercúrio é muito usado na purificação do Au por ser um metal 
líquido, barato e formar amálgama Hg-Au. 
Processo Convencional de Extração do Ouro 
Trituração do Minério Bruto 
Amalgamação 
Hg-Au Impurezas 
H
g 
Posteriormente, o Au é separado do amálgama. 
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Bateamento: processo rústico feito em 
bateias, baldes, latas. 
O excesso de Hg é reusado. O amálgama é 
submetido a pré-queima a altas temperaturas é 
muitas vezes feita a céu aberto. 
Queima a céu aberto 
Altas concentrações de Hg 
são volatilizadas e emitidas 
para o ar e oxida-se contami-
nando solos e águas. 
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Após a pré-queima o ouro é levado para a comercialização. Na 
presença do garimpeiro e do comprador é feita a 2ª queima para 
eliminar as impurezas restantes. O ouro é avaliado. 
Desde 2005, o Brasil tem produzido ouro mais ano a ano. Foram 62 
toneladas em 2010, e 65 em 2011 – recorde dos últimos tempos. 
http://cienciahoje.uol.com.br/especiais/rastros-do-mercurio/sobre-ouro-e-
historia/?searchterm=Sobre%20ouro%20e%20hist%C3%B3ria 
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Amazônia: intensa mineração no final dos anos 70, século XX. 
Poconé, MT: garimpo intenso em 1982. O Tanque 
dos Padres, lagoa artificial onde os cascalhos 
eram descarregados e feita a amalgamação, foi 
assoreado e a poluição se espalhou. 
A drenagem da lagoa deságua no Rio Bento Gomes, afluente do 
Rio Cuiabá um dos principais do Pantanal. 
Para cada kg de Au produzido 1,4 kg de Hg emitidos: 
metade para o ar, 0,4 kg para os rios e 0,3 kg perdido 
na evaporação no reaquecimento do amálgama. 
Tanque dos Padres 
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Tipos de garimpo 
 • Garimpo de Baixão: às margens do rio 
 • Garimpo de Balsas Flutuantes: feito em 
vastas extensões dos rios. As dragas 
trabalham nos leitos, revolvem o material 
submerso com uma bomba de sucção e 
causam assoreamento. 
O perigo maior deve-se ao ar respirado 
pelos garimpeiros, pois a queima é feita em 
maçarico (Hg infiltra-se nos pulmões). 
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Impactos Ambientais do Garimpo na Região Amazônica 
1. Extração aleatória do minério 
2. Dispersão de sólidos e de Hg 
diretamente nas zonas drenadas 
3. Emissão considerável de Hg para o ar, 
solos e águas 
4. O aquecimento do ouro na área urba-
na em condições inapropriadas 
(volatilização de cerca de 5% de Hg) 
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Consequências da Mineração 
 • Contaminação de peixes: podem sofrer mudanças genéticas 
• Erosão 
• Sedimentação de produtos da lavra 
• Assoreamento de rios devido à erosão e sedimentação 
 
 
 
Consequências do Assoreamento 
• Maior transporte de Hg devido alteração do pH da água 
• Menor penetração da luz solar: fauna e flora aquáticas afetadas 
• Transferência de peixes para regiões mais favoráveis 
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Garimpo (Poconé, MT) 
46 
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Assinada no dia 23 de maio de 2001 por 92 países e pela Comu-
nidade Européia, em Estocolmo, Suécia. 
Objetivos: proteção ao meio ambiente e à saúde humana dos 
efeitos de Poluentes Orgânicos Persistentes (POPs), visando o 
descarte seguro e a redução de produção e uso. 
12 POPs (Classes ou Compostos) 
 
Aldrin Clordano DDT Dieldrin Dioxinas 
Hexaclorobenzeno Heptacloro Mirex PCBs 
Endrin Furanos 
Toxafeno 
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Classe de compostos bifenilas com variável 
grau e posição de átomos de cloro substituintes. 
Nos dois anéis podem ser substituídos de 1 a 10 
átomos decloro 
  
 209 compostos possíveis 
50 
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Propriedades 
• Isolantes elétricos 
•Elevada estabilida-
de química, bioló-
gica e térmica 
•Elevada constante 
dielétrica 
• Baixa pressão de 
vapor 
Usos 
• Condensadores 
elétricos 
• Transformadores 
• Fluidos refrigeran-
tes 
•Aditivos em tintas 
• Plastificantes 
A estabilidade e o uso desses compostos contribuíram 
para a dispersão e acúmulo no meio ambiente 
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• Detectados em corpos d’água, sedimentos, tecidos de aves e 
peixes. Por serem densos e insolúveis acumulam-se nos sedi-
mentos e bioacumulam-se em peixes. 
 
 
 
 
• Têm alta afinidade por material particulado e 
são facilmente sorvidos por finas partículas 
de sedimentos e matéria orgânica. 
 
 
• Insolúveis em água, mas solúveis 
em meio hidrofóbico. 
 
 
 
 
 
52 
Descarte: problemático, pois podem ser liberados na 
incineração e, portanto, devem ser usados processos especiais 
 
 
 
 
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 Efeitos dos PCBs 
• Câncer em cobaias animais 
• Retardamento mental em crianças 
Água contaminada 
com PCBs 
 
• Persistência (cerca de 10 anos) em crianças 
cuja mãe foi contaminada na gestação 
O ascarel usado como dielétrico em transformadores contém 50 
a 70% de PCBs e 30 - 50% de triclorobenzenos TCBs. 
Vários compostos têm sido sintetizados com o 
objetivo de encontrar-se substitutos que apresen-
tem as mesmas aplicações elétricas dos PCBs 
Chemical Abstracts Service, CAS 
ETIQUETA NFPA - DIAGRAMA DE HOMMEL 
Azul – risco à saúde 
Vermelho – inflamabilidade 
Amarelo - reatividade 
Branco - informação de um perigo especial 
Números altos: Alto risco 
Números baixos: baixo risco 
W cortado: pode explodir em contato com água, etc. 
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Transporte Através da Cadeia Alimentar 
0,025 ppm 
0,123 ppm 
1,04 ppm 
4,83 ppm 
124 ppm 
54 
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Charcoal = carvão vegetal 
Formação: a partir de compostos de 
carbono incompletamente queimados. 
Compostos aromáticos conten-
do anéis condensados (anéis que 
compartilham par de átomos de 
carbono adjacentes. Muitos são 
estáveis e planares. 
São poluentes atmosféricos e de 
corpos d’água. 
55 
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Fontes Naturais: sintetizados por bactérias, fungos, vegetais, 
processos naturais em florestas, erupções vulcânicas, combus-
tíveis fósseis em sedimentos orgânicos em condições de baixa 
ou média temperatura. 
Fontes Antrópicas 
Queima, derramamento, vazamento de combustíveis fósseis 
(derramamento e refino de petróleo, produção de asfalto) 
Descargas industriais 
Incineração de resíduos sólidos Fumaça de cigarro 
Lixiviação nos solos 
Pirólise de matéria orgânica Deposição atmosférica 
56 
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• PAHs com até 4 anéis aromáticos: permanecem no ar no estado 
gasoso. 
• PAHs com mais de 4 anéis aromáticos: não permanecem muito 
tempo no estado gasoso, pois têm baixa Pvapor
. Condensam e 
são adsorvidos por partículas de fuligem e cinzas. 
• Poluição de águas e sedimentos: descarga direta ou deposição 
de material particulado do ar. 
• Persistência: agregam-se aos sedimentos onde são menos sus-
ceptíveis à oxidação fotoquímica e biológica que na água e acu-
mulam-se por longo tempo, inclusive em organismos marinhos. 
 
 
 
 
57 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 
Benzopireno: é carcinogênico. Presente no cigarro e 
petróleo. Em atmosferas urbanas já foi detectado em 
altos teores. 
Na queima do cigarro podem ser encontrados teores 
de 300 ppm. Uma pessoa que fuma 20 cigarros/dia se 
expõe a um teor equivalente a uma exposição atmos-
férica de 20 ng/m3. 
Raio X de pulmão cance-
roso. Áreas vermelhas: 
atingidas pela doença 
A presença de PAHs tem sido detectada na superfície 
de partículas que penetram no sistema respiratório 
Muitos PAHs são em potencial, carcinogênicos, 
mutagênicos e teratogênicos ao homem e 
organismos aquáticos 
58 
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Trialometanos (THMs) e Ácidos Haloacéticos (HAAs): formados 
quando cloro e outros desinfetantes são empregados para con-
trolar organismos patogênicos na água para consumo humano. 
são derivados do CH4 originados por substituição de 3 
átomos de hidrogênio por F, Cl, Br e/ou I. 
59 
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Iodobromoclorometano 
Triclorometano 
 ou clorofórmio Bromodiclorometano Dibromoclorometano 
Br 
Tribromometano 
ou bromofórmio 
Purificação da Água pelo Processo de Cloração 
Cl2, HOCl, Ca(OCl)2 são agentes que penetram nas membranas 
celulares dos microorganismos, matando-os. 
Cl2 + H2O  HOCl + HCl 
 HOCl  OCl- + H+ 
60 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 
Problema da Cloração: possibilidade de formação de THM em 
Águas de Consumo Humano 
OCl- + Precursores  THM (CHCl3: o mais abundante) 
THM são voláteis e lipossolúveis 
Gerados a partir da reação entre OCl- usado na desinfecção e 
substâncias húmicas e fúlvicas resultantes da decomposição da 
matéria orgânica ou do metabolismo da biota aquática. 
61 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 
Ácidos Húmicos Ácidos Fúlvicos 
Ácidos húmicos e fúlvicos contêm 
radicais cetona que podem 
produzir halofórmios ao reagirem 
com cloro, bromo, iodo: 
62 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 
• Carcinogênicos: câncer de fígado, bexiga, reto, cólon até 
mesmo em concentrações da ordem de 30 ppb. 
• Neoplasma maligno (resultando em metástase) 
• Teratogenia (geração de indivíduos deformados) 
EFEITOS DOS THM 
Exposição pré-natal 
aos derivados do cloro 
pode causar 
anencefalia 
• Neuropatias (doenças nervosas, de um modo 
geral) 
• Toxicidade hepática 
• Nefropatia (tipo de afecção renal) 
63 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 
Estudos indicam que são equivalentes quanto aos níveis de 
contaminação por THM: 
• Exposição ao clorofórmio por contato dérmico 
• Inalação do vapor durante um banho quente com água clorada 
• Ingestão de água tratada por cloração 
A partir de estudos realizados na década de 70 (Século 
XX) foi fixado nos USA o limite máximo permitido de 100 
ppb de THM em águas para consumo humano (Canadá, 
Europa e OMS também estabelecem esse valor). 
Portaria nº 518, MS (25 de março de 2004): 0,1 mg L-1 
64 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 65 
23/06/2015- Pirapora do Bom Jesus- SP, Brasil- 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 66 
Sabão: sal de sódio obtido portratamento alcalino de ácidos 
graxos (gorduras naturais, glicerina): 
RCO2H + NaOH  RCO2
- Na+ + H2O 
É um estereato de sódio. O íon estereato tem a cabeça hidrofí-
lica  CO2
– e a cauda CH3(CH2)16  organofílica. 
Detergentes: também possuem uma região hidrofílica e outra 
hidrofóbica. 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 67 
Os sabões foram praticamente 
substituídos pelos detergentes, 
pois apresentam limitações: 
1) Em águas duras são praticamente inativos, pois formam sais 
de ácidos graxos pouco solúveis com Ca e Mg 
2) Se decompõem na presença de ácidos diluídos 
Vantagem dos Detergentes Sobre Sabões 
Por serem ácidos relativamente fortes os detergentes não formam 
compostos insolúveis com Ca e Mg. 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 68 
Matéria-prima dos Detergentes 
Aditivos: não-tensoativos 
(orgânicos ou inorgânicos). 
• Complexionam com Ca2+ e Mg2+ evitando a 
interação desses íons com o tensoativo. 
• Controlam o pH adequado à limpeza. 
 
Surfactantes: tensoativos que reduzem a tensão 
superficial do líquido no qual estão dissolvidos. 
Hg 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 69 
Surfactantes: comumente compostos de: 
1) Grupos Polares (SO3
-, R4N
+, COO-, OH-): 
interagem com a água, dissolvendo-se. 
2) Grupos Solúveis em Óleos ou Lipídios: 
alquila de cadeia longa ou arila. 
Micela: estrutura 
globular formada 
por um agregado 
com caracterís-
ticas polares e 
apolares simul-
taneas e dis-
persos em um 
líquido consti-
tuindo uma das 
fases de um 
colóide. 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 70 
(construtores) 
(preenchedores) 
(ferrugem) 
(sujeira) 
(tecido) 
(prevenir) 
(manchas) 
(brilho) 
(azulado) 
(manchas) 
(branqueadores óticos) 
(alvejantes) 
fluindo 
S
u
rf
a
c
ta
n
te
s
 
A
d
it
iv
o
s
 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 71 
Classificação dos Surfactantes (Tensoativos) 
TIPO CARACTERÍSTICA EXEMPLO 
Aniônico Forma ânions na ionização [C12H25.C6H4.SO3
-Na+] 
Dodecilsulfonato de sódio 
Catiônico Forma cátions na 
ionização 
 [C12H25N
+(CH3)3Cl
-] Cloreto de 
 Dodeciltrimetilamônio 
Não-iônico Em solução não são 
formados íons 
C9H19.C6H4.O.(CH2CH2.O)nCH2CH2OH 
Éteres polietenóxi de alquifenóis 
 
Anfólito 
Na ionização podem ser 
formados cátions ou ânions 
C12H25NHCH2CH2CH2CO2H 
Dodecil-alfa-alanina 
Biodegradabilidade do Surfactante: depende do grau de ramifi-
cação da cadeia alquílica. 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 72 
AlquilBenzeno Linear LAB: O grupo sulfonato do LAB tem o 
mesmo efeito e desempenho que os ramificados, mas com alto 
grau de biodegradação. 
Em Condições Aeróbias: detergentes não ramificados são biologi-
camente degradados rápida e completamente, pois são minerali-
zados no meio ambiente, cujos produtos finais são CO2, H2O, SO4
= 
Desde 1983, a Legislação Brasileira proíbe o uso de 
alquilbenzenos ramificados na formulação de detergentes 
LAB 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 73 
Aditivos 
Não-tensoativos de natureza orgânica ou inorgânica. 
1) Grupos alcalinos: Na2CO3, K2CO3, Na2SiO3, Na4SiO4 e argilas: 
usados nos detergentes em pós de lavanderias. Controlam o pH 
para que o detergente não perca a eficácia. 
2) Eliminadores de manchas: usados em detergentes em pó: 
NaBO2.3H2O.H2O2 (perborato de sódio), Ca(ClO)2. 
3) Abrasivos: pedra-pomes, feldspatos, carbonatos, fosfatos 
e silicatos alcalinos. 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 74 
Propriedades: 
a) Sequestram cátions metálicos, sobretudo Ca e Mg: um teor 
máximo de íons deve ser sequestrado, o que depende do pH, 
temperatura e presença de ânions. 
b) Ação peptizante e dispersante em suspensões aquosas de só-
lidos insolúveis: Na presença de fosfatos, sólidos finamente 
divididos (pigmentos, argilas, etc.) tendem a peptizar (ficam sus-
pensos). 
A ação dispersante deve-se ao fato de agirem como tensoativos. 
4) Abrandadores de água e agentes sequestrantes: polifosfatos 
(fosfatos condensados). 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 75 
Perborato NaBO2.3H2O.H2O2: nas canalizações é reduzido a bo-
rato que não se decompõe na estação de tratamento, sendo um 
dos constituintes dos efluentes. Borato é tóxico à vida vegetal 
Tripolifosfato (TPF): Na5P3O10 muito usado como 
agente sequestrante. O íon P3O10
5- reduz a dureza 
e tem ação de limpeza, pois confere um pH 
alcalino ideal à uma efetiva limpeza. 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 76 
Nitriloacetato de sódio (NTA): Na3C6H6NO6 o TPF foi substituído 
no Canadá e em vários países europeus pelo NTA. Devido à 
suspeita de riscos à saúde os USA não o aprovam. 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 77 
Ação Ambiental dos Detergentes: a descarga em corpos d’água 
e esgotos acarreta consequências ambientais: 
1. Inibem o Crescimento ou Matam Microorganismos: foram usa-
dos os detergentes ramificados (sulfatos de alquilbenzeno). Os 
detergentes a base de sulfonatos de alquilbenzenos lineares são 
biodegradados por bactérias. 
A degradação metabólica se dá em etapas: 
1º) o anel aromático sofre dessulfonação 
 2º) a cadeia alquílica é oxidada(*) 
 3º) o anel sofre ruptura LAB 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 78 
2. Produzem Espumas: problema praticamente superado (???), 
pois em geral, os atuais detergentes são biodegradáveis. 
Detergentes Aniônicos Oxidação incompleta (interrompida) 
Detergentes Catiônicos Oxidação completa 
A aeração é interrompida causando a morte de 
organismos vegetais e animais. Com o uso do 
LAB a biodegradação é rápida e completa. 
A espuma é transpor-
tada para cursos 
d’água recobrindo-os. 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 79 
Em estações de tratamento de esgotos o efeito é mais sério. As 
espumas encobrem as instalações e as superfícies são cobertas 
por depósitos escorregadios. No passado, esgotos foram cober-
tos por 3 m de espuma. A formação de espumas causa flotação* 
e carreia para fora o material incompletamente decomposto. 
*Flotação: separação de misturas. Consiste na introdução 
de bolhas de ar a uma suspensão de partículas (aderem 
às bolhas) 
Espumas no Tietê (Pirapora do Bom Jesus, SP)/ 2003 e 2008 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 80 
3. Interferem no Processo de Tratamento de Esgotos: tanto os 
tensoativos quanto os aditivos interferem. 
3.a Interferências dos Aditivos - Fosfatos: aumentam o teor de P 
nos efluentes. Os polifosfatos são nutrientes e agem como super-
fertilizantes causando proliferação de algas e outros organismos 
vegetais (eutrofização). 
3.b Interferências dos Tensoativos: interferem 
b1) Na oxigenação das águas e 
b2) No processo microbiológico de digestão do lodo 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental– Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 81 
b2) Processo Microbiológico de Digestão do Lodo: muitas subs-
tâncias presentes em esgotos industriais (metais, solventes 
clorados) interferem. 
Os detergentes são adsorvidos nas partículas do lodo e sedi-
mentam nos tanques de tratamento. Se as digestões forem 
incompletas, o lodo apresenta odor forte (libera CH4). 
b1) Oxigenação das Águas: o Processo de Lodos Ativados é 
usado na maioria das estações de tratamento e envolve aeração 
da mistura lodo/esgoto. 
Os detergentes adsorvem e na interface ar/água forma-se uma 
camada de adsorção: a transferência de O2 do ar ao lodo é nota-
velmente retardada. 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 82 
Principais Componentes do Petróleo Bruto HC, apreciáveis 
teores de S e traços de V e Ni. 25% compõem a fração volátil. 
POLUIÇÃO POR PETRÓLEO E SEUS DERIVADOS 
Petróleo: mistura complexa de hidrocarbonetos 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 83 
Tipos de Petróleo 
 Base Parafínica: 90% de alcanos 
 Base Naftênica: alcanos + 15 a 20% de ciclanos (CnH2n) 
 Base Aromática: alcanos + 25 a 30% de aromáticos 
 Base Asfáltica: HC de massa molar elevada 
O petróleo brasileiro é sobretudo, de base parafínica 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 84 
• Ação Específica de HC Insaturados: abundantes nos derivados 
de petróleo e os efeitos de muitos são desconhecidos. 
• Ação Específica de HC Saturados de Baixo Ponto de Ebulição: 
Foram considerados inofensivos, mas hoje sabe-se que podem 
causar lesões celulares e a morte de vários animais inferiores. 
• Ação Específica de HC Saturados de Alto Ponto de Ebulição 
(p.e.): muitos ocorrem naturalmente em vários organismos 
marinhos e talvez não sejam diretamente tóxicos, mas podem 
interferir na nutrição e na recepção de sinais químicos necessá-
rios à comunicação de animais marinhos. 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 85 
• Ação de Aromáticos: são numerosos e integram a fração mais 
perigosa. Os compostos de baixo p.e. são tóxicos (benzeno, 
tolueno, xileno). Os de alto p.e. são provavelmente tóxicos a 
longo prazo (ex. benzopireno, carcinogênico). 
No refino do petróleo bruto várias 
frações de HC são separadas por 
destilação fracionada em tempera-
turas específicas. Alguns desses 
produtos são: gás natural, gasoli-
na, querosene, óleos lubrificantes, 
combustível para navios, etc. 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 86 
• Gera uma camada superficial de óleo e considerável teor de po-
luentes. 
Derramamento de Produtos Petrolíferos em Corpos D’água 
Fenol: pode ser fatal se ingerido, inalado ou absorvido pela 
pele. Causa severas queimaduras. Afeta o SNC, fígado e rins. 
• Porção volátil: evapora em poucos dias e contém fenóis dentre 
outros constituintes tóxicos à vida aquática. O resíduo é mais 
difícil de inflamar. 
• Uma fração pode ser lentamente metabolizada por bactérias que 
preferem HC de cadeias lineares mais facilmente degradadas 
• Resíduo mais persistente: 15% do óleo original e de natureza 
asfáltica. 
• Emulsão óleo-água: contém piche e forma uma mancha escura 
chamada mousse-au-chocolat . 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 87 
• Efeitos Sobre a Fauna e Flora Marinha: variáveis. 
• Aves Marinhas: muito atacadas, pois as penas recobertas de 
óleo ficam pesadas impedindo o vôo. Ao tentar limpá-las as 
aves ingerem poluentes em teores suficientes para causar a 
morte por envenenamento. 
• O óleo interfere no isolamento térmico e em climas frios as 
aves podem morrer de doenças respiratórias ou de frio. 
Algas, Moluscos, Crustáceos: podem morrer. 
Bactérias podem degradar o óleo e pesquisas científicas são de-
senvolvidas visando encontrar bactérias capazes de transformar 
moléculas de óleo em resíduos biodegradáveis. 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 88 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 89 
Os vazamentos podem ser devido a: 
• Acidentes 
• Falhas nos equipamentos 
• Despejos de navios (legal ou ilegal) 
• A água usada na limpeza de navios e equipamentos de trans-
porte de petróleo e derivados só deve ser rejeitada após trata-
mento especial. 
O tempo de residência de óleos na coluna d’água é 
cerca de 6 meses, mas nos sedimentos pode 
ultrapassar 10 anos, persistindo mais ainda em regiões 
de altas latitudes devido às baixas temperaturas 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 90 
• Após derramamento o óleo 
sofre processos mecânicos, 
químicos e biológicos de 
desintegração e decomposi-
ção. 
• A velocidade dos processos 
é função do vento e 
movimento das águas. 
1. Espalhamento 
2. Oxidação 
3. Dispersão 
4. Evaporação 
5. Emulsificação 
6. Dissolução 
7. Biodegradação 
8. Sedimentação 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 91 
Dispersão Química 
Dispersantes: reduzem a tensão superficial 
óleo/água. São surfactantes, cuja molécula 
é composta por uma cadeia orgânica 
lipofílica apolar e uma extremidade 
hidrofílica de forte polaridade. Podem 
também ser usados solventes. 
Regulamentação Brasileira para o uso 
de Dispersantes Químicos: Resolução 
CONAMA nº 269. 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 92 
Contenção de Óleo (em forma 
de V) 
Limpeza da Área Atingida 
(em forma de U) 
Barreiras de Proteção 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 93 
O óleo é aspirado usan-
do-se caminhões-vácuo 
ou bombas-vácuo e é 
transferido para recipi-
entes (ex. tambores) 
Bombeamento a vácuo 
Adsorventes Combustão 
Jateamento de água quente 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 94 
Manguezal contaminado por óleo (Bertioga, SP, 
1983), 2.500 m³ de petróleo 
Derramamentos em manguezais são 
catastróficos, pois atingem a vegetação e a 
fauna, devastando a área de procriação de 
algumas espécies marinhas. 
Tragédia ecológica (Rio dos Sinos, RS, 08/10/06): 
causas desconhecidas, morte de 30 ton de peixes 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 95 
A mancha permaneceu longo tempo. Os 
franceses usaram palha e cal para deter o 
óleo. Os ingleses usaram detergente o que 
foi muito prejudicial para a fauna e flora, pois 
em pouco tempo houve proliferação de algas. 
Encalhou na Inglaterra. 6 tanques de óleo 
cru arrombaram e 180 km das costas ingle-
sa e francesa foram recobertas. 
Acidentes 
Petroleiro Torrey Canyon, março de 1967 
Estima-se que pelo menos 100.000 aves morreram. 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 96 
 Navio Tanque Exxon Valdez, março, 1989: bateu num recife e 
encalhou ao desviar de um iceberg. Os rombos no casco causa-
ram vazamento de cerca de 44 milhões de litros de petróleo 
atingindo uma área de 260 km2. 
México (1979), 140 mil galões 
Óleo na Costa 
Navio Prestige, Espanha, 2002 
Morreram milhares de peixes, 
baleias, moluscos, leões-ma-
rinhos, entre outras espécies 
NavioExxon Valdez, Alasca, 1989 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 97 
Navio Prestige, Espanha, 2002 
Tempestade (Rússia, 2007) 5 navios 
naufragaram, 30 mil pássaros afetados 
Sul da Coréia, dezembro, 2007 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 
 
 
 
 
 
 
 
 
98 
Derramamento de óleo, 
Fortaleza, julho de 2006 
Derramamento de cerca de 3 tone-
ladas de óleo combustível no mar, 
Fortaleza, Porto do Mucuripe, 
01/03/08: choque entre um reboca-
dor e um navio cargueiro de 140 m 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 99 
Guerra do Golfo: “Acidente” Proposital (janeiro de 1991) 
Além disso, foi ameaçado o funcionamento das usinas de 
dessalinização da Arábia Saudita que fornecem uma parcela 
razoável de água doce. 
O Iraque na tentativa de impedir o desembarque de 
tropas aliadas no Kuwait derramou 11 milhões de 
barris de petróleo nas águas do Golfo. 500 km de 
litoral de vários países foram contaminados afe-
tando a fauna e a flora. 
Os danos à região foram imensos, e o equilíbrio 
ecológico levará anos para ser restabelecido 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 
 
 
 
 
 
 
 
 
100 
= E 
 E E 
 E 
 E 
 E 
 E 
 E 
 E 
 E 
= O 
O 
O 
O 
O 
O 
= M 
 M 
 M 
 M 
 M 
 M 
 M 
 M 
= V 
V 
V 
V 
 E 
 E 
 E 
Vinhoto, vinhaça: resíduo pastoso e de forte odor 
resultante da destilação fracionada do caldo de 
cana-de-açúcar fermentado para obtenção do etanol. 
Na produção de 1 litro de etanol, 12 litros de vinhoto 
são produzidos. Por ser rico em matéria orgânica é 
usado na irrigação de canaviais e fertilização de 
solos. Porém, causa poluição orgânica em águas 
subterrâneas, alterando o valor de DQO acima de 60 
mg/L, máximo permitido pela legislação. 
Tanque de vinhoto na 
região de Botucatu 
Fábrica de vinagre Maratá, Sergipe, distrito industrial 
de Lagarto, acusada pela população de poluir um 
riacho. (4/1/2010) 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 101 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 
 
 
 
 
 
 
 
 
102 
São estratégias que contribuem para 
uma política de manutenção dos 
suprimentos de água 
• Proteger as áreas de abastecimento dos lençóis de água e a 
vegetação circunvizinha 
• Evitar o desperdício 
• Incentivar o reuso em processos de irrigação 
• Empregar a microirrigação (método do gotejamento) 
• Reciclar águas industriais 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 103 
Fim do Capítulo 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 104 
Final do 
Capítulo