Apostila Qualidade da Água

o ponto de inflexão correspondente à destruição total das
cloraminas. Esta técnica é denominada cloração ao break-point.
• Reações do cloro com outros compostos
O cloro reage com outros compostos orgânicos e inorgânicos, em decorrência de sua ação
oxidante, oxidando ferro, manganês, nitrito e sulfeto, estes últimos conforme a reação:
H2S + 4Cl2 + 4H2O ↔ H2SO4 + 8HCl
Oxida também compostos orgânicos, conforme o exemplo:
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Cl Cl
| |
- C = C - + Cl2 ↔ - C - C -
| | | |
H H H H
1.2. Importância nos estudos de controle de qualidade das águas
O cloro é um agente desinfetante largamente utilizado no Brasil, onde desinfecção
praticamente confunde-se com cloração. Pode ser aplicado em diversos pontos do sistema de
tratamento de águas, com diferentes finalidades. Assim, na etapa de coagulação e floculação,
recorre-se à sua ação oxidante para melhorar a formação dos flocos, por exemplo, em águas
contendo ferro e, consequentemente, cor elevada, e que apresentem turbidez baixa; mas, esta
chamada pré-cloração é a aplicação mais discutível do cloro, por possibilitar reações com
compostos orgânicos que estiverem presentes (principalmente os ácidos húmico e fúlvico), dando
origem aos chamados trihalometanos (THMs), cujos indícios de serem carcinogênicos são muito
fortes. O clorofórmio, HCCl3, é o principal exemplo de THM. O padrão de potabilidade para THMs
é de 100 µg/L, com forte tendência a ser reduzido nas próximas revisões da legislação vigente.
Estudos epidemiológicos realizados nos EUA têm conduzido à necessidade de se reduzir esse
padrão para 10 µg/L. Assim, sistemas de abastecimento de água que atendem aos padrões atuais
poderiam ter sérias dificuldades para atender a este padrão mais restritivo.
A aplicação do cloro à entrada dos filtros é denominada cloração intermediária e tem
por objetivo evitar desenvolvimentos biológicos que possam obstruir o leito filtrante.
É a cloração da água final tratada, ou pós-cloração, que garante a presença do cloro
na água até os pontos de consumo, garantindo a sua qualidade biológica. Aliás, esta é uma das
vantagens do uso do cloro com relação a outros processos de desinfecção que não tenham ação
residual.
Embora a desinfecção pelo cloro não deva ser entendida como esterilização, uma vez
que algumas espécies (como as amebas, por exemplo) resistem à sua ação, garante-se com a
cloração boa proteção contra os agentes das chamadas doenças de veiculação hídrica, tais como:
disenterias, cólera, esquistossomose, febres tifóide e paratifóide, hepatite, etc.
A cloração não é um processo muito recomendável para a desinfecção de esgotos,
devendo ser indicada apenas em situações de emergência. Especialmente os esgotos brutos ou “in
natura” e até mesmo os esgotos tratados em nível secundário, são muito ricos em partículas com
dimensões suficientes para incorporar os microrganismos em suas estruturas, protegendo-os, por
conseguinte, da ação do cloro. Além disso, o excesso de cloro provoca efeitos adversos aos
ecossistemas aquáticos dos corpos receptores, trazendo prejuízos inclusive para a fauna ictiológica.
Apesar das elevadas concentrações de matéria orgânica, os compostos precursores da formação de
THMs não estão presentes em quantidades significativas nos esgotos.
Uma aplicação interessante de cloro é no controle de intumescimento dos lodos
ativados devido ao desenvolvimento excessivo de organismos filamentosos, o que provoca a
flutuação do lodo nos decantadores secundários e a perda acentuada de sólidos biológicos com o
efluente final. A aplicação de dosagem correta de cloro no tanque de aeração resulta na oxidação de
filamentos sem que ocorra destruição celular. Assim, melhora-se a floculação sem perda de
atividade biológica. Todavia, esta adição química tem que ser muito bem controlada, pois do
contrário pode-se até mesmo levar o sistema ao colapso.
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1.3. Determinação de cloro residual em águas
Na maior parte das aplicações práticas, o cloro residual é determinado através de
processos colorimétricos de comparação visual. Existe o método da ortotolidina que reage com o
cloro formando um complexo de coloração amarela. O uso em conjunto de arsenito de sódio
permite a distinção entre os residuais livre e combinado. O método apresenta a dificuldade de ter-se
que trabalhar com compostos tóxicos. O método de comparação visual atualmente mais empregado
é o do DPD, que reage com o cloro formando complexo de coloração roxa.
O cloro pode ser determinado também através de titulação com tiossulfato de sódio
(titulação de óxido-redução: iodometria): adiciona-se iodeto de potássio ao meio, que também deve
ser acidificado com ácido acético, e o indicador é o amido (viragem de azul para incolor).
Através de procedimento semelhante pode-se obter uma solução caseira indicadora
de cloro. Basta misturar cristais de iodeto de potássio (disponível em farmácias), amido (goma,
maizena, etc) e vinagre. Adicionando-se gotas desta solução à amostra de água, se ela contiver cloro
deverá se tornar azulada, do contrário, deverá permanecer incolor. Este procedimento pode ser
utilizado para a realização de precários testes de demanda de cloro, adicionando-se quantidades
crescentes de cloro em diversos frascos com volumes iguais da amostra de água, observando-se
após meia hora de contato a presença e a intensidade da coloração azulada. Água incolor significa
todo cloro consumido e, por outro lado, azul muito intenso pode significar residual muito alto de
cloro.
1.4. Remoção de cloro
O cloro residual pode ser removido por processo de adsorção, empregando-se carvão
ativado, ou por processos de oxi-redução empregando-se por exemplo o tiossulfato de sódio que
reage com o cloro, segundo:
2Na2S2O3 + Cl2 → Na2S4O6 + 2NaCl + 10H2O
2. Fluoreto em Águas
2.1. Fontes de fluoreto nas águas
O flúor é o mais eletronegativo de todos os elementos químicos, tão reativo que nunca
é encontrado em sua forma elementar na natureza, sendo normalmente encontrado na sua forma
combinada como fluoreto. O flúor é o 17o elemento em abundância na crosta terrestre,
representando de 0,06 a 0,9 % e ocorrendo principalmente na forma de fluorita (CaF2), fluoroapatita
(C10(PO4)6 e criolita (Na3AlF6). Porém, para que haja disponibilidade de fluoreto livre, ou seja,
disponível biologicamente, são necessárias condições ideais de solo, presença de outros minerais ou
outros componentes químicos e água.
Traços de fluoreto são normalmente encontrados em águas naturais e concentrações
elevadas geralmente estão associadas com fontes subterrâneas. Em locais onde existem minerais
ricos em flúor, tais como próximos a montanhas altas ou áreas com depósitos geológicos de origem
marinha, concentrações de até 10 mg/L ou mais são encontradas. A maior concentração de flúor
registrada em águas naturais é de 2.800 mg/L, no Quênia.
Na tabela 1 são apresentadas concentrações de fluoreto em águas subterrâneas do Estado de São
Paulo.
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Tabela 1: Concentrações de Fluoreto em Águas Subterrâneas do Estado de São Paulo
Município Número do Poço F- (mg/L)
Riolândia 6/03 8,20
Santa Albertina 13/14 4,40
Barretos 58/21 2,50
Coroados 91/11 5,00
Itápolis 140/05 2,20
Santo Expedito 153/04 4,40
Queiroz 158/07 4,40
Arealva 163/07 3,00
Presidente Prudente 177/82 11,60
Presidente Prudente 177/82 10,50
Presidente Prudente 177/82 13,30
Presidente Prudente 177/82 9,80
Leme 193/02 7,10
Leme 193/16 3,50
Teodoro Sampaio 200/06 9,20
Rio Claro 247/07 6,60
Rio Claro 218/04 2,10
Araras 220/22 2,68
Piracicaba 246/10 3,60
Piracicaba 247/21 4,90
Cosmópolis 249/11 5,60
Jaguariúna 249/36 6,40
Anhembi 273/03 10,40
Conchas 274/05 8,57
Campinas 277/60 3,90
Bofete 297/06 17,60
Pereiras 298/02 8,00
Pereiras 298/02 3,20
Pereiras 298/12 5,14
Pereiras 298/13 6,80
Campo Limpo 302/278 2,50
Taubaté 307/01 2,50
São Paulo 343/2541 8,90
São Paulo 343/3046 4,40
São Paulo 343/2659 2,60
Carapicuíba 342/921