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Características dos efluentes Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: � Conceituar os efluentes. � Identificar fatores que influenciam nas características dos efluentes. � Descrever os principais indicadores de qualidade física da água. Introdução Neste capítulo, você vai estudar as características dos efluentes. Após o uso da água, esta adquire características dos processos nos quais foi utilizada. Assim, podemos conceituar e classificar tais características de acordo com as suas propriedades químicas, físicas e biológicas, o que interferirá na forma como será o tratamento da água. Os parâmetros utilizados para determinar as características das águas também podem ser utilizados para a avaliação de indicadores de qua- lidade da água. Diversos desses indicadores são utilizados atualmente para a avaliação dos impactos no ambiente. Efluentes: conceitos e classificação A água é um recurso natural necessário para a realização de atividades diá- rias do ser humano, bem como fundamental para os processos industriais de diferentes ramos. A água, após ser utilizada, passa a ter em sua composição substâncias oriundas do processo em que foi usada. Entende-se aqui como processo o uso para atividades domésticas e industriais. Em termos gerais, a água com as propriedades que adquiriu, sejam elas químicas, físicas ou biológicas, passa a ser denominada efluente ou água residuária. Metcalf e Eddy (2016, p. 3) conceituam esgoto como “[...] a água de abaste- cimento de uma comunidade após o seu uso em uma variedade de aplicações, contendo constituintes que, sem tratamento, a tornam imprópria para a maioria dos usos”. Podemos perceber, pela análise dos conceitos apresentados, que o esgoto apresenta concentrações de substâncias químicas, físicas e biológicas (poluen- tes), as quais podem causar impactos ambientais e de saúde coletiva, caso a remoção desses compostos não seja tratada de forma adequada. Quando lançadas sem tratamento em recursos hídricos, as águas residuárias podem causar diversos danos ao meio ambiente. Dentre os vários impactos existentes, podemos destacar a redução na concentração de oxigênio dissolvido decorrente do lançamento de esgoto sem tratamento, resultando na emissão de odores em virtude da anaerobiose causada no ambiente e a mortandade de peixes. Quanto à emissão de efluentes industriais não tratados, ressalta-se a contaminação dos corpos d’água por metais pesados e demais poluentes. A presença de metais pesados pode contaminar toda a cadeia trófica, causando distúrbios nos animais e até mesmo no homem. Como exemplo, podemos destacar a contaminação por chumbo, que é um metal utilizado em produção de ligas, baterias, fabricação de pigmentos e plásticos, borrachas e outros processos industriais. A exposição a esse metal por longos períodos pode causar efeitos adversos ao sistema nervoso. Ressalta-se, ainda, a problemática do possível comprometimento da saúde pública, sendo que o esgoto não tratado pode provocar doenças como cólera, diarreia e hepatites, já que na sua composição há microrganismos patogênicos. Classificação de efluentes Os efluentes são classificados de acordo com o processo no qual são gerados. O Quadro 1, a seguir, apresenta uma síntese de informações sobre as carac- terísticas de cada tipologia. Tipo de efluente Características Sanitário Constituído de esgotos domésticos e industriais, água de infiltração, contribuição pluvial e contribuição pluvial parasitária. Doméstico Resultante do uso da água para higiene e necessidades fisiológicas do homem. Composto basicamente por resíduos humanos por meio de descargas hidráulicas e resíduos líquidos de estabelecimentos comerciais, públicos e similares. Quadro 1. Classificação de efluentes (Continua) Características dos efluentes2 Fonte: Adaptado de Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986) e Mendonça e Mendonça (2017). Tipo de efluente Características Industrial Gerados nos processos industriais, com características específicas, dependendo do tipo de indústria. Pluvial Águas que descarregam grandes quantidades de água sobre o solo. Infiltração e vazões adicionais Água proveniente do subsolo e que penetra nas canalizações. Resultante de infiltrações no sistema de esgotamento por juntas de tubulações, defeitos nas paredes, tubulações de inspeção e limpeza, entre outros. Contribuição pluvial parasitária Parcela de deflúvio superficial absorvida pela rede coleta de esgoto sanitário. Quadro 1. Classificação de efluentes No Quadro 1 constam as principais fontes que originam os efluentes, sendo que o conhecimento sobre estas é determinante para a compreensão da sua composição e indicação dos possíveis tratamentos. Efluentes domés- ticos, por exemplo, são caracterizados por apresentar concentrações mais elevadas de matéria orgânica (expressa nas formas de demanda química de oxigênio — DQO — e demanda bioquímica de oxigênio — DBO), nitrogênio, fósforo e bactérias do grupo coliformes. Já efluentes industriais têm uma maior variação na concentração de poluentes, em decorrência do processo no qual é gerado. Para conhecermos essas variações, na Tabela 1 são apre- sentadas as variações médias encontradas na literatura para a composição de efluentes brutos. Indústrias Vazão (m³/dia) DBO (mg/L) Sólidos suspensos (mg/L) DQO (mg/L) Óleos e graxas (mg/L) Abatedouro de bovinos 4.542 1.300 960 2.500 460 Tabela 1. Variação média para a composição de efluentes brutos (Continua) (Continuação) 3Características dos efluentes Fonte: Adaptado de Hammer e Hammer Jr. (1977 apud MENDONÇA; MENDONÇA, 2017). Indústrias Vazão (m³/dia) DBO (mg/L) Sólidos suspensos (mg/L) DQO (mg/L) Óleos e graxas (mg/L) Abatedouro de aves 134 200 310 450 - Produtos de borracha 715 200 250 300 - Sorvete 522 910 260 1.830 - Laminação de metais 409 8 27 36 - Tapeçarias 390 140 60 490 - Doces 370 1.560 260 2.960 200 Fábrica de motos 354 30 26 70 - Batatas fritas 342 600 680 1.260 - Farinha 315 330 330 570 - Laticínios 246 1.400 310 3.290 - Lavanderias industriais 189 770 450 2.400 520 Indústrias farmacêuticas 154 270 150 390 160 Refrigerantes 61 480 480 1.000 - Tabela 1. Variação média para a composição de efluentes brutos As principais características dos efluentes Como podemos visualizar, as características dos efluentes dependem de sua composição. De acordo com Mendonça e Mendonça (2017), as características dos efluentes podem ser determinadas por meio de parâmetros como medições locais de vazão, coleta de amostras, análises e interpretação dos resultados obtidos. (Continuação) Características dos efluentes4 Para melhor compreender as suas propriedades, analisaremos os principais parâmetros físicos, químicos e biológicos que influenciam. Nestes termos, cabe diferenciar as características qualitativas e quantitativas das águas residuárias a serem tratadas, visto que essas propriedades definirão a melhor forma de tratamento. As características quantitativas referem-se à vazão do efluente, já as características qualitativas referem-se às características físicas, químicas e biológicas do efluente. Jordão e Pessôa (2011) afirmam que os parâmetros de qualidade são gran- dezas que indicam as características da água, dos esgotos ou dos recursos hídricos, sendo estes de natureza física, química ou biológica. Trataremos, aqui, sobre tais parâmetros. Parâmetros físicos Conforme afirmam Finotti et al. (2009), os parâmetros físicos relacionam-se com aspectos sensoriais provocados. Os parâmetros físicos são: cor; tempe- ratura; turbidez; sólidos sedimentáveis, totais, dissolvidos e suspensos, fixos e voláteis; odor e sabor; pH; dureza; condutividade elétrica; e alcalinidade. A variação da ordem de algumas dessas características tem implicações de diferentes naturezas, portanto merecem destaque: � Temperatura: este parâmetro influencia na vida microbiana presentedo livro disponibilizado para esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual da Instituição, você encontra a obra na íntegra. Capa Sobrecarga de métodosvazão, carga orgânica e população equivalente. A vazão de efluentes é um parâmetro variável que é determinado com base nos usos das águas. A vazão de esgotos domésticos variará de acordo com o uso da água de abastecimento, já a vazão de esgotos industriais varia com base no tipo de indústria, porte e processos utilizados. Segundo Metcalf e Eddy (2016), a determinação da vazão dos esgotos é de fundamental importância para a definição de projetos e a melhoria de sistemas de tratamento implantados. Além dessas condicionantes, deverá ser observada a legislação vigente. Cita-se a NBR 9.649 (ASSOCIAÇÃO..., 1986), que “[...] fixa as condições exigíveis na elaboração de projeto hidráulico-sanitário de redes coletoras de esgoto sanitário”. Essa norma cita ainda o coeficiente de retorno, que se refere à “relação média entre os volumes de esgoto produzido e de água efetivamente consumida”, sendo este especificado em 0,8. A vazão é calculada considerando a água de abastecimento independente da fonte. É geralmente definida pela letra Q e tem sua grandeza expressa em L (litros) ou m3 (metros cúbicos) divididos por uma unidade de tempo: s (segundos), min (minutos), h (hora) ou d (dia). Conforme Metcalf e Eddy (2016), é importante a definição da carga orgâ- nica a que um sistema estará sujeito, visto que a carga orgânica é usada para definir também a capacidade, as características operacionais e os equipamentos necessários para o tratamento. Segundo Von Sperling (2005), esse parâmetro interfere proporcionalmente de forma linear ao acréscimo da DBO, ou seja, da quantidade de oxigênio requerida para estabilizar a matéria orgânica contida no efluente. A carga orgânica é calculada pelo produto da DBO pela vazão média do efluente. Sua grandeza é expressa, comumente, em massa — t (toneladas), kg (quilograma), g (grama) e mg (miligrama) — por DBO/dia. A população equivalente, ou equivalente populacional (EP), trata-se de um caracterizador da emissão de efluentes industriais. Esse parâmetro define a equivalência entre o potencial poluidor de uma indústria, quando comparada com uma população que produz esse mesmo quantitativo de carga poluidora (VON SPERLING, 2005). Esse parâmetro, expresso em número de habitantes, é calculado considerando a carga de DBO de uma dada indústria dividida pela contribuição per capita de DBO da população. 9Características dos efluentes Indicadores de qualidade de efluentes Os indicadores de qualidade das águas e dos efluentes foram desenvolvidos com a premissa de avaliar os aspectos qualitativos destes. Desta forma, o uso de índices de qualidade tem o objetivo de informar a população sobre a qualidade das águas, bem como orientar ações de planejamento e gestão. Conforme a Agência Nacional de Águas — ANA (2018), os principais índices de qualidade das águas utilizados são: Índice de Qualidade das Águas (IQA), Índice de Qualidade da Água Bruta para fins de Abastecimento Público (IAP), Índice de Estado Trófico (IET), Índice de Toxicidade (IT), Índice de Balneabilidade (IB) e Índice de Qualidade de Água para a Proteção da Vida Aquática (IVA). O principal indicador qualitativo utilizado no Brasil é o IQA, que foi adotado pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) e relaciona nove parâmetros considerados relevantes para a avaliação da qualidade das águas, sendo eles: temperatura, pH, oxigênio dissolvido, DBO, coliformes fecais, nitrogênio total, fósforo total, resíduo total e turbidez. Essa metodologia foi criada em 1970 pela National Sanitation Foundation dos Estados Unidos (ROCHA; ROSA; CARDOSO, 2009). Conforme a ANA (AGÊNCIA..., 2018), esse índice foi desenvolvido para avaliar a qualidade da água para o abas- tecimento público, após realizado o tratamento convencional. Desse modo, é possível determinar a qualidade das águas, a qual é indicada por meio de uma escala de 0 a 100. Em cada Estado brasileiro, as faixas de IQA variam. Assim, para os Estados de Alagoas, Minas Gerais, Mato Grosso, Paraná, Rio de Janeiro, Rio Grande do Norte e Rio Grande do Sul, é utilizada a seguinte escala de qualidade (AGÊNCIA..., 2018): a) ótima – 91 a 100; b) boa – 71 a 90; c) razoável – 51 a 70; d) ruim – 26 a 50; e e) péssima – 0 a 25. Já para Bahia, Ceará, Espírito Santo, Goiás, Mato Grosso do Sul, Paraíba, Pernambuco e São Paulo, as faixas utilizadas são: a) ótima – 80 a 100; b) boa – 52 a 79; c) razoável – 37 a 51; d) ruim – 20 a 36; e e) péssima – 0 a 19. Como podemos ver, o IQA desenvolvido pela CETESB é o indicador mais utilizado para a determinação da qualidade das águas. No site da ANA, você pode verificar o histórico do monitoramento do IQA em diferentes estados do Brasil, acessando o mapa interativo disponível. https://goo.gl/PBhPiv Características dos efluentes10 https://goo.gl/PBhPiv O Índice de Toxicidade (IT) foi proposto por Brown et al. no ano de 1970, tendo uma escala de 0 a 1, sendo que quando o IT assumir o valor 0, os valores tóxicos estão acima do limite, já com valor de IT igual a 1, o índice indica que os parâmetros estão abaixo do limite (FINOTTI et al., 2009). Nesse índice são considerados sete metais: cádmio, chumbo, cobre, mercúrio, cromo total, níquel e zinco. Os limites aceitáveis estão definidos nas legislações federais, estaduais e municipais em vigor. Já o IVA, também utilizado pela CETESB, é um índice que tem como objetivo avaliar a relação qualitativa das águas, buscando a proteção da vida aquática. Conforme a ANA (AGÊNCIA..., 2018), o índice relaciona ainda dois subíndices, sendo eles: Índice de Parâmetros Mínimos para a Preservação da Vida Aquática (IPMCA) e Índice do Estado Trófico (IET). 11Características dos efluentes 12 AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS. Portal da qualidade das águas. 2018. Disponível em: <http://portalpnqa.ana.gov.br/>. Acesso em: 13 jun. 2018. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9649. Estudo de concepção de sistemas de esgoto sanitário. Rio de Janeiro: ABNT, 1986. CONAMA. Resolução n̊ 357, de 17 de março de 2005. Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como esta- belece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências. Brasília, DF, 2005. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/port/conama/legiabre. cfm?codlegi=459>. Acesso em: 13 jun. 2018. FINOTTI, A.R. et al. Monitoramento de recursos hídricos em áreas urbanas. Caxias do Sul: EDUCS, 2009. FUNDAÇÃO NACIONAL DE SAÚDE. Manual prático de análise de água. 4. ed. Brasília, DF: Funasa, 2013. JORDÃO, E. P.; PESSÔA, C. A. Tratamento de esgotos domésticos. 6. ed. Rio de Janeiro: ABES, 2011. LIBÂNIO, M. et al. Avaliação da relevância do carbono orgânico total como parâmetro de caracterização de águas de abastecimento. Revista Brasileira de Recursos Humanos, v. 5, n. 4, 2000. MACÊDO, J.A.B. Introdução à química ambiental. 2. ed. Juiz de Fora: CRQ-MG, 2006. MENDONÇA, S. R.; MENDONÇA, L. C. Sistemas sustentáveis de esgotos. 2. ed. São Paulo: Blucher, 2017. METCALF, L.; EDDY, H. P. Tratamento de efluentes e recuperação de recursos. 5. ed. Porto Alegre: AMGH, 2016. NUVOLARI, A. Esgoto sanitário: coleta, transporte, tratamento e reuso agrícola. 2. ed. São Paulo: Blucher, 2011. ROCHA, J. C; ROSA, A. H; CARDOSO, A. A. Introdução a química ambiental. 2. ed; São Paulo: Bookmam, 2009. ROSA, A.H.; FRACETO, L.F.; MOSCHINI-CARLOS, V.(Org.). Meio Ambiente e Sustentabilidade. Porto Alegre: Bookman, 2012. VON SPERLING, M. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 3. ed. Belo Horizonte: Ed. UFMG, 2005. Leitura recomendada CONAMA. Resolução n̊ 430, de 13 de maio de 2011. Dispõe sobre as condições e padrões de lançamento de efluentes, complementa e altera a Resolução no 357, de 17 de março de 2005, do Conselho Nacional do Meio Ambiente-CONAMA. Brasília, DF, 2011. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=646>. Acesso em: 13 jun. 2018. Encerra aqui o trechodo livro disponibilizado para esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual da Instituição, você encontra a obra na íntegra. Capa Sobrecarga de métodos