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1ºAula Água, Natureza, Ser Humano e Impurezas Objetivos de aprendizagem ao término desta aula, vocês serão capazes de: • identificar as etapas do ciclo hidrológico; • classificar os usos da água; • compreender as impurezas na água e suas consequências. Olá, turma! Nesta aula, estudaremos sobre a distribuição da água na natureza, a relação da água com o ser humano e suas impurezas. Vamos compreender de que maneira esse assunto contribui para com temática do abastecimento e tratamento de água. Tal discussão é importante uma vez que são de fundamental importância e funcionam como conhecimento elementar para a compreensão das demais aulas. assim, atendendo aos objetivos de aprendizagem propostos no plano de ensino desta disciplina, vamos refletir acerca do ciclo hidrológico, usos e rotas da água e impurezas. Desejo a todos(as) uma excelente aula. Boa leitura! Bons estudos! 6Sistema de Abastecimento e Tratamento de Água Seções de estudo 1– Natureza e a Água 2– a Água e o Ser Humano 3– impurezas encontradas na Água 1- Natureza e a Água Você sabia que a água é o constituinte inorgânico mais abundante no homem? O corpo humano tem mais de 60% do seu peso constituído por água. Saiba também que há animais aquáticos com mais de 98% de água presente em seu organismo, mas apenas 0,8% da água no planeta pode ser facilmente utilizada para o abastecimento de água. a seguir, veja como chegamos a esse número, verificando a disponibilidade de água na terra. • Água do mar: 97%. • Geleiras: 2,2%. • Água doce: 0,8% ..........água subterrânea 97% e superficial 3%. • Total: 100%. assim, podemos observar que a forma mais fácil de extração de água potável é de somente 3%, por isso a grande importância em evitarmos a contaminação e a poluição dos recursos hídricos. agora que já compreendemos como a água se distribui, vamos conhecer como ela se movimenta ou circula, através do ciclo hidrológico (nome dado para representar essa movimentação da água em nosso planeta). a Figura 1 traz a representação do ciclo hidrológico de forma simplificada, e nela podemos identificar os cinco mecanismos de transferência da água. São eles: precipitação, escoamento superficial, infiltração, evaporação e transpiração. Figura 1. Ciclo hidrológico. Fonte:https://www.epal.pt/EPaL/menu/epal/comunica%C3%a7%C3%a3o-ambiental/ciclo-da-%C3%a1gua. acesso em: 08 fev. 2022 7 Vamos agora diferenciar cada etapa: i. Precipitação: toda água que cai da atmosfera e atinge a superfície terrestre possui como formas: a chuva, a neve, o granizo e o orvalho. essa precipitação tem como formação os estágios de resfriamento do ar, condensação do vapor d’ água na forma de gotículas e aumento de gotículas que se coalizam e aderem ao ponto de formar a precipitação. ii. Escoamento superficial: quando a precipitação atinge o solo pode percorrer somente dois caminhos: escoar ou infiltrar no solo. Esses escoamentos originam córregos e lagos que por fim encontram o mar. iii. Infiltração: corresponde à água que atinge o solo e não escoa, mas adentra para as camadas inferiores dos solos, formando os lençóis freáticos formando a água subterrânea. Quanto maior a infiltração da água, maior será a alimentação dos rios em períodos secos. iV. Evaporação: consiste na etapa de transferência de água para a atmosfera, onde a água, em seu estado líquido, passa para o gasoso, devido à temperatura e à umidade relativa do ar. V. Transpiração: também é uma etapa de transferência de água para a atmosfera, no entanto temos a cobertura vegetal como agente, onde a plantas, retirando a água do solo por suas raízes, a transfere para as folhas e assim evapora. Conforme o Serviço Geológico dos estados Unidos (USGS, em inglês), há 16 partes importantes do ciclo da água, as quais podem ser identificadas seguir: • armazenamento da água nos oceanos; • evaporação; • evapotranspiração; • sublimação (passagem do gelo e da neve para o estado de vapor sem antes passarem pelo estado líquido); • água na atmosfera; • condensação (passagem da água do estado de vapor para o líquido); • precipitação; • armazenamento da água nas formas de gelo e neve; • degelo da neve para rios; • escoamento superficial (água na superfície do solo que vai para os rios); • corrente dos rios (água que flui para rios, córregos ou riachos); • armazenamento de água doce existente sobre a superfície da terra; • infiltração; • armazenamento no lençol freático; • descarga do lençol freático (movimento da água para fora do solo); • fontes (local onde a água subterrânea é descarregada para a superfície do solo). No entanto você deve saber que o ciclo da água varia de acordo com o local em que ele ocorre. Fatores como cobertura vegetal, altitude, temperatura e tipo de solo, por exemplo, interferem na quantidade de água envolvida no processo e na velocidade do ciclo. No entanto, essas 16 partes acontecem no planeta como um todo e não apenas em áreas específicas (Fonte: Site Brasil Escola). 2- A Água e o Ser Humano em nosso planeta a água ocupa aproximadamente 70% da superfície. No entanto, de toda a água disponível, apenas 3% dela é doce e pode ser utilizada para consumo, como verificamos anteriormente. Dos 3% da água doce do planeta, cerca de 15% estão no Brasil. em relação à disponibilidade hídrica dos países, a Organização das Nações Unidas (ONU) tem a seguinte classificação: (a) abundante, representa a disponibilidade hídrica de mais de 20.000 metros cúbicos (m³) por habitante por ano; (b) correta, disponibilidade hídrica entre 2.500 m³ e 20.000 m³ por habitante por ano; (c) pobre, referente a disponibilidade hídrica entre 1.500 m³ e 2.500 m³ por habitante por ano; e (d) crítica, a disponibilidade hídrica menor que 1.500 m³ por habitante por ano. a disponibilidade e distribuição hídricas pelo planeta são estritamente influenciadas pelo clima, podendo flutuar entre estações e anos seguidos (Fonte: Site ecycle). O consumo de água é muito variável ao redor do mundo, pois além da disponibilidade do local, o consumo médio desse recurso está associado ao nível de desenvolvimento do país e ao nível de renda da população. Vamos agora descobrir os principais usos da água, que são os seguintes, de acordo com Von Sperling (2014): • abastecimento doméstico; • abastecimento industrial; • irrigação; • dessedentação de animais; • preservação da flora e fauna; • recreação e lazer; • criação de espécies; • geração de energia elétrica; • navegação; • harmonia paisagística; • diluição e transporte de despejos. Dentre esses usos que foram enumerados, os principais são: o abastecimento doméstico e industrial, a irrigação e a dessedentação de animais. Os dois primeiros usos são caracterizados por implicarem requisitos de qualidade mais exigentes. Podemos deduzir que há uma inter-relação entre o uso da água e percebemos que a sua qualidade requerida é direta, por isso podemos considerar que o abastecimento consiste em um uso mais nobre e deve satisfazer diversos critérios de qualidade. Com isso, sobre os usos de menos nobreza podemos citar a diluição e transporte de despejos, pois nesses usos não são necessários requisitos especiais em termos de qualidade. entretanto, são previstos também os usos múltiplos de um corpo d’água, onde poderemos constatar a necessidade de, simultaneamente, satisfazer critérios de qualidade, como por 8Sistema de Abastecimento e Tratamento de Água exemplo: represas para recreação, geração de energia, irrigação e outros usos. a Lei nº 9.433, que instituiu a Política Nacional de recursos Hídricos (PNrH), mais conhecida como Lei das Águas, em seu artigo 1º elenca que a água é um bem público (não pode ser controlada por particulares) e recurso natural limitado, dotado de valor econômico, mas que deve priorizar o consumo humano e de animais, em especial em situações de escassez. Como também, deve ser gerida de forma a proporcionar usos múltiplos(abastecimento, energia, irrigação, indústria) e sustentáveis, e esta gestão deve se dar de forma descentralizada, com participação de usuários, da sociedade civil e do governo (SaLLeS, 2022). Os usos também possuem classificação, podendo ser: uso consuntivo e não consuntivo. Os consuntivos são aqueles que retiram água do manancial para sua destinação, como: a irrigação e o abastecimento humano. Já os usos não consuntivos não envolvem o consumo direto da água como, por exemplo, a pesca e a navegação, pois desfrutam o curso da água sem consumi-la (Fonte: Site Ministério do Desenvolvimento regional). O Brasil é um país abundante em recursos hídricos, representando cerca de 12% do total mundial, contudo, sua distribuição não é uniforme no território. Segundo a agência Nacional de Águas e Saneamento Básico (aNa), a água doce é distribuída nas regiões brasileiras da seguinte maneira: • região Norte: corresponde a 68% dos recursos hídricos; • região Centro-Oeste: corresponde a 16% dos recursos hídricos; • região Sul: corresponde a 7% dos recursos hídricos; • região Sudeste: corresponde a 6% dos recursos hídricos; • região Nordeste: corresponde a 3% dos recursos hídricos. Verifica-se um visível contraste entre a distribuição de água no Brasil e a distribuição populacional. a região Norte, que detém o maior volume de água doce do país, é a região com menor densidade demográfica, contando com apenas 7% da população. Já a região Sudeste, a mais povoada do país com cerca de 42,63% da população, conta com apenas 6% da disponibilidade de recursos hídricos. Segundo o Ministério do Meio ambiente, o Brasil desperdiça entre 20% a 60% da água destinada ao consumo ao longo da distribuição. Os hábitos dos brasileiros também não favorecem a economia de água, já que boa parte dessa substância é desperdiçada seja em uso pessoal ou atividades de limpeza. (Fonte Site Brasil escola) 3- Impurezas Encontradas na Água Os componentes presentes na água são diversos, podendo alterar sua pureza, que, de modo simplista, pode ter suas características refletidas em propriedades físicas, químicas e biológicas. a Figura 2 apresenta um diagrama esquemático das inter-relações dessas características presentes na impureza. Figura 2. impurezas contidas na água Fonte: figura adaptada de Barnes et al, 1981. Todas as impurezas presentes na água, exceto os gases dissolvidos, contribuem para a carga de sólidos, que simplificadamente podem ser classificados de acordo com suas características físicas (tamanho e estado) ou características químicas. Com isso, podemos encontrar partículas que variam de diâmetro inferior a 10-6 µm a 100 µm, as quais podemos citar: sais, argilas, vírus, bactéria, algas, protozoários e flocos de bactéria. em relação às propriedades químicas dos sólidos, podemos identificar a fração orgânica volatilizada, quando submetidos a uma temperatura acima de 550°C, portanto a fração volatilizada representa a matéria orgânica e a fração não volatilizada representa a matéria inorgânica e os sais. Quando avaliamos e analisamos a qualidade da água, os microrganismos são de suma importância, pois assumem um papel entre os seres vivos, devido sua predominância em determinados ambientes, como também devido a sua atuação em processos de depuração de despejos, bem como na associação com doenças de veiculação hídrica. Por isso a necessidade de tratamento da água, sendo que nos processos exigidos deverão ser determinados com base em inspeções sanitárias e nos resultados de análises (físico- químicas e bacteriológicas) representativas do manancial a ser utilizado como fonte de abastecimento. Caso essa água contaminada seja ingerida por seres humanos e animais, podem ser verificados efeitos adversos como disfunções no sistema endócrino e reprodutivo, além de distúrbios metabólicos. a falta de efetividade no combate aos contaminantes emergentes preocupa os cientistas e acende o sinal de alerta na sociedade (FONTeS, 2019). Conforme o Ministério da Saúde, a qualidade e quantidade da água e a regularidade de fornecimento são fatores determinantes para o acometimento de doenças no homem. A insuficiente quantidade de água pode resultar em: (i) deficiências na higiene; (ii) acondicionamento da água em vasilhames, para fins de reservação, podendo esses recipientes tornarem-se ambientes para procriação de vetores e vulneráveis à deterioração da qualidade, e (iii) procura por fontes alternativas de abastecimento, que constituem potenciais riscos à saúde, seja pelo contato das pessoas com tais fontes (risco para esquistossomose, por exemplo), seja pelo uso de águas de baixa qualidade microbiológica (risco de adoecer pela ingestão) (Gran Tecnologia e educação, 2020). 9 O controle da qualidade da água, exercido por meio dos órgãos de saúde pública através da entidade responsável pela operação de um Sistema de abastecimento de Água (Saa) e pela vigilância da estação de tratamento de água (eTa), é essencial para a garantia da proteção à saúde dos consumidores. Segundo essa mesma fonte, diversos fatores podem atingir esse sistema, por mais eficiente que seja, e podem ser citadas as seguintes situações de risco, de acordo com o Ministério da Saúde (2006): a) descarga acidental de contaminante no manancial; b) lançamento clandestino de efluentes no manancial; c) ocorrência de pressão negativa em tubulação – adutora ou rede de distribuição – e consequente penetração de contaminante em seu interior; d) rompimento de redes e adutoras; e) problemas operacionais e de manutenção diversos na estação de tratamento – coagulação incorreta, produto químico adulterado, lavagem ineficiente de filtros, comprometimento do leito filtrante, danos em equipamentos de manuseio de produtos químicos – que podem resultar em distribuição de água não potável; f) penetração de contaminantes diversos nos reservatórios públicos; g) ausência de manutenção na rede distribuidora. Chegamos, assim, ao final da nossa primeira aula. Espera-se que, através da nossa aula, tenha ficado mais claro o entendimento de vocês sobre Água, Natureza, Ser Humano e Impurezas. Vamos, então, recordar? Retomando a aula 1- Natureza e a água Nesta seção, vimos que apenas 0,8% da água no planeta pode ser facilmente usada para o abastecimento de água e que apenas 3% da água potável pode ser facilmente extraída. De forma simplificada, os cinco mecanismos de transferência de água e componentes são: precipitação, escoamento superficial, infiltração, evaporação e transpiração. O principal conceito estudado nesta seção foi o ciclo hidrológico, que diz respeito a uma discussão importante sobre gestão de recursos hídricos. Fatores como cobertura vegetal, altitude, temperatura e tipo de solo, por exemplo, interferem na quantidade de água envolvida no processo e na velocidade do ciclo. 2- A água e o ser humano Neste tópico podemos ver que, dos 3% da água doce do planeta, cerca de 15% estão no Brasil. a disponibilidade hídrica dos países pode ser classificada em: abundante, correta, pobre e crítica. O principal conceito estudado nesta seção foi o uso da água, o qual é muito variável ao redor do mundo. Os principais usos da água são: o abastecimento doméstico e industrial, a irrigação e a dessedentação de animais, sendo que os dois primeiros usos são caracterizados por implicarem requisitos de qualidade mais exigente. Cada tipo de uso pode ser classificado como: uso consuntivo ou não consuntivo. Por fim, vimos que o Brasil é um país abundante em recursos hídricos, representando cerca de 12% do total mundial. 3- Impurezas encontradas na água Nesta seção, podemos aprender que os componentes presentes na água podem alterar sua pureza, a qual, de modo simplista pode ter suas características refletidas em propriedades físicas, químicas e biológicas. O principal assunto estudado nesta terceira seção foi impurezas, as quais estão presentes na água, com exceçãodos gases dissolvidos que contribuem para a carga de sólidos, que, simplificadamente, podem ser classificados de acordo com suas características físicas (tamanho e estado) ou características químicas. Vimos também que o controle da qualidade da água, exercido pela entidade responsável pela operação de um Sistema de abastecimento de Água (Saa), é essencial para a garantia da proteção à saúde dos consumidores. Videoaula: O Ciclo da Água (Ciclo Hidrológico). Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=vW5- xrV3Bq4. acesso em: 23 fev. 2022. Vale a pena assistir VON SPerLiNG, Marcos. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 4ªed. Vol. 1.Belo Horizonte. editora UFMG, 2014. agência Nacional de Águas (Brasil). Manual de Usos Consuntivos da Água no Brasil. Brasília, 2019. Disponível em: https://biblioteca.ana.gov. br/asp/download.asp?codigo=13 49 51&tipo_ mid ia=2&iindexSrv=1&iUsuar io=0&obra=78 093&tipo=1&iBanner=0&iidioma=0. acesso em: 08 fev.2022. Lei nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997. Institui a Política Nacional de Recursos Hídricos, cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos, regulamenta o inciso XIX do art. 21 da Constituição Federal, e altera o art. 1º da Lei nº 8.001, de 13 de março de 1990, que modificou a Lei nº 7.990, de 28 de dezembro de 1989. Disponível em: http://www.planalto.gov. br/ccivil_03/leis/l9433.htm. acesso em: 08 fev.2022. Vale a pena ler Vale a pena