aula 5 a 8

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ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA 
Atividade 2 – Referente às aulas 5, 6, 7 e 8
Disciplina: QUÍMICA AMBIENTAL
Profa. MSc. Danielle Cristine Pedruzzi
AULA 05- METAIS PESADOS TÓXICOS
1- Quais são as fontes de emissão dos metais pesados no ambiente?
As fontes de emissão dos metais pesados no ambiente, podem ser separadas em dois tipos: 
· Atividades naturais: resultantes de processos físico-químicos naturais como o intemperismo dos solos, atividade vulcânica, carreamento de solo e de rochas, entre outros
· Atividades antropogênicas: resultantes das emissões resultantes das atividades humanas, como descartes de efluentes urbanos, industriais, agropecuária, praguicidas, queima de combustíveis, e várias outras atividades.
2- Cite 4 metais pesados tóxicos e como os mesmos podem ser dispostos na natureza. 
Os metais pesados, na sua forma elementar livre, não são particularmente tóxicos. Só se tornam perigosos nas suas formas catiônicas e quando ligados a cadeias curtas de carbono. Isso porque, nessa forma, e bioquimicamente, os metais possuem forte afinidade pelo enxofre do grupo sulfidrila (-SH) das enzimas que controlam a velocidade das reações metabólicas importantes, onde quando ocorre a ligação metal–enzima, resulta em uma alteração nessa enzima, e ela deixa de atuar normalmente, afetando a saúde humana e dependendo da dose, às vezes é fatal.
Dentre os metais pesados mais tóxicos destacam-se: o mercúrio (Hg), o chumbo (Pb) e o cádmio (Cd) e como metaloide, o Arsênio (As).
· Mercúrio (Hg) - O mercúrio é o único metal encontrado na forma líquida à temperatura ambiente, é inodoro, bom condutor de eletricidade, insolúvel em água e solúvel em ácido nítrico (RUPPENTHAL, 2013). No ambiente é possível encontrar como componente-traço de muitos minerais e em rochas continentais, combustíveis fósseis (carvão/petróleo) e erupções vulcânicas.
· Chumbo (Pb) - Como quase a totalidade dos metais, o chumbo que se encontra no estado sólido é um mau condutor de eletricidade. É encontrado com abundância na crosta terrestre, a partir do minério galena (PbS), que possui 86% de Pb em sua composição (RUPPENTHAL, 2013). Como no mercúrio, o chumbo é distribuído na forma elementar, inorgânico e orgânico, sendo que em níveis de toxicologia, a forma inorgânica é a mais tóxica.
· Cádmio (Cd) - O cádmio é um metal pesado, encontrado geralmente na natureza, associado a minas de zinco. À temperatura ambiente, encontra-se no estado sólido, que ocorre naturalmente na crosta terrestre, podendo ser encontrado em minerais, em combinação com outros elementos, atividade vulcânica, erosão de rochas sedimentares e fosfáticas, e nos incêndios florestais (CETESB, 2018).
· Arsênio (As) - O arsênio é um metaloide, que assim como seus compostos, é potencialmente tóxico. Foi muito utilizado desde os antigos romanos até a Idade Média. As principais fontes naturais de arsênio são: mineração de ouro, chumbo e cobre níquel (o arsênio ocorre nesses minerais). Antropicamente, temos o uso continuado desses compostos em pesticidas (mesmo que a sua suspensão já tenha sido determinada) e água, principalmente subterrânea. É empregado também como conservante de couro e madeira, em inseticidas, herbicidas, como pigmento, em pirotécnica e descolorantes, e na fabricação de vidros. Recentemente renovou-se o interesse, principalmente pelo uso do trióxido de arsênio, para o tratamento de pacientes com leucemia (RUPPENTHAL, 2013).
AULA 06- QUÍMICA DAS ÁGUAS NATURAIS
1- Explique sobre o que é uma água dura. 
A água pura é formada por moléculas de hidrogênio e oxigênio (H2 O). Na natureza, ela pode ser encontrada com composição de gases como oxigênio, dióxido de carbono e nitrogênio, dissolvidos, sais dissolvidos, como nitratos, cloretos e carbonatos, entre as moléculas de água (NASCENTES; COSTA, 2011)
2- O que são as reações de oxidação-redução?
As reações de oxidação-redução controlam predominantemente os teores de matéria-orgânica e oxigênio presentes nas águas naturais.
Nessa metodologia, o íon dicromato, Cr2 O7 2-, é dissolvido em ácido sulfúrico: poderoso agente oxidante. Existem outras metodologias para determinar a quantidade de substâncias orgânicas presentes em águas naturais: 
· COT: caracterizar a matéria orgânica dissolvida e em suspensão em água natural;
· COD: caracterizar apenas o material orgânico que está realmente dissolvido.
3- Explique o que são as reações ácido-base.
A química ácido-base de muitos sistemas aquáticos naturais, incluindo rios e lagos, é segundo Baird (2011) denominada pela interação CO3 2- e HCO3 - e em menor proporção as bases conjugadas dos ácidos fosfóricos, silícico, bórico e ácidos orgânicos.
Essas reações são responsáveis por controlar as concentrações dos íons inorgânicos dissolvidos na água.
AULA 07- CONTAMINAÇÃO E PURIFICAÇÃO DE ÁGUAS
1- Explique a diferença de descarte de efluente de forma pontual e difusa. 
O descarte de poluentes pode ser de forma pontual ou difusa, semelhante aos poluentes atmosféricos, já estudos nas primeiras aulas. Silva (2012) explica: 
· Fontes pontuais: fácil identificação e, portanto, podem ser facilmente monitoradas e regulamentadas, sendo possível responsabilizar o poluidor. Como exemplo, temos: descarga de efluentes a partir de indústrias e estações de tratamento de esgoto, derramamentos acidentais de petróleo, atividades de mineração, etc. 
· Fontes difusas: não possuem um ponto de descarga, difícil identificação e determinação, se espalham por inúmeros locais, podem ter caráter temporário ou intermitente. Exemplo: escoamento superficial urbano, escoamento superficial das áreas agrícolas (na enxurrada, presença de poluentes como pesticidas e fertilizantes).
2- O que é um poluente? Cite os principais poluentes encontrados em ambientes aquáticos. 
A denominação poluente e designada para qualquer substância que causar qualquer tipo e nível de poluição.
Os principais poluentes encontrados nos ambientes aquáticos são: 
· Microrganismos patogênicos (bactérias, vírus e parasitas) - são os poluentes aquáticos mais sérios, frequentemente presentes nos excrementos dos seres humanos e de animais. Por essa descrição, já se supõe a origem da fonte desses poluentes. Os contaminantes alcançam os corpos hídricos através do despejo inadequado das águas residuárias, em que os microrganismos ali presentes aportam em corpos aquáticos receptores e podem, assim, contaminar novos indivíduos. Tais contaminantes podem causar doenças e até mesmo a morte do homem e demais organismos vivos afetados. 
· Fósforo e Nitrogênio - Outra forma de poluição de águas superficiais, especialmente em lagos e reservatórios, é o processo de enriquecimento/acúmulo de nutrientes, principalmente dos elementos fósforo e nitrogênio, resultantes do lançamento de efluentes domésticos não tratados e de efluentes e resíduos agrícolas e industriais, contribuindo para o que é chamado de eutrofização artificial. 
· Compostos orgânicos sintéticos - Tais compostos são compostos químicos e empregados mundialmente. A característica deles que mais afeta os corpos de água é o fato de serem resistentes à biodegradação. Diversos compostos dessa classe são considerados poluentes aquáticos e se constituem em substâncias às quais a biota aquática ainda não foi exposta. Os danos a diferentes organismos ainda não são bem definidos, mas sabe-se que ao homem, devido a serem em grande parte substâncias tóxicas, muitos deles podem ser contaminantes mutagênicos (causadores de mutação), cancerígenos ou, ainda, teratogênicos (causadores de defeitos em recém-nascidos).
· Metais pesados - Tais contaminantes também já foram abordados, sendo apenas importante ressaltar que uma das suas características mais preocupantes é o seu caráter de não degradar o meio, e de serem extremamente perigosos e tóxicos para os organismos vivos. Por apresentarem alta toxicidade, no Brasil, o CONAMA determinou que o arsênio e os metais pesados Cd, Pb, Cu, Cr, Hg, Ni e Zn devem ser monitorados nas amostras ambientais, estipulando valores extremamente restritos comoteores máximos “permitidos”. 
3- Descreva os seguintes métodos de desinfecção de águas:
a) Desinfecção por Cloro
A desinfecção da água com cloro é uma das técnicas mais antigas de tratamento. O processo básico na cloração consiste em adicionar à água, produtos químicos à base de cloro. Além da função básica, o cloro é um poderoso oxidante e assim reage com grande número de substâncias orgânicas e inorgânicas presentes na água como, por exemplo, na remoção de gás sulfídrico, ferro e manganês (FUNASA, 2014). E por esse poder oxidativo, previne o desenvolvimento de algas e controla o desenvolvimento de biofilmes em tubulações.
b) Desinfecção por Ozônio
O Ozônio é o mais forte desinfetante e oxidante indicado para o tratamento da água. Como o ozônio não pode ser armazenado ou transportado devido a características como tempo de vida muito curto, ele é gerado no local mediante um processo relativamente caro, que envolve descargas elétricas (20.000 volts) em ar seco (SILVA, 2012).
c) Desinfecção por raios ultravioleta (UV)
Desinfecção por raios ultravioleta (UV) Conforme Silva (2012) explica em seu trabalho, esse método é usado para desinfetar e purifi car a água. Mas como isso funciona? Vamos lá, são utilizadas lâmpadas potentes a vapor de mercúrio, imersas no fl uxo de água. O fundamento da técnica é que os átomos excitados emitem luz UV-C, a 254nm. Cerca de dez segundos de irradiação são sufi cientes para eliminar os microrganismos tóxicos. A ação germicida da luz se deve à decomposição severa do DNA dos microrganismos, o que impossibilita sua replicação, deixando as células inativas.
d) Desinfecção por tecnologia de membranas: Osmose Reversa
Uma das mais recentes tecnologias de remoção de microrganismos da água foi desenvolvida recentemente na França, com a intenção de purificar água virtualmente, de todos os tipos de contaminantes (BAIRD, 2011). Estamos falando da desinfecção por sistemas de membranas. Nessa tecnologia não são necessários nem compostos químicos e nem luz. O funcionamento desse sistema é o seguinte: a água é bombeada sob pressão através de finas 43 membranas com poros de apenas cerca de 1 nanômetro de diâmetro, com poder de remoção de bactérias, vírus e todo material de origem orgânica capaz de dar suporte à reprodução das bactérias.
AULA 08- RESÍDUOS E SOLOS CONTAMINADOS
1- Classifique os resíduos quanto:
a) A Composição química
A classificação quanto à estrutura e composição química:
· Resíduos orgânicos: são aqueles que possuem origem animal ou vegetal. Ex: restos de alimentos.
· Resíduos inorgânicos: todo material que não possui origem biológica ou que foi transformado pelo homem. Ex: plástico, vidro, etc.
b) Ao Aproveitamento
· Recicláveis: aqueles resíduos que constituem interesse de transformação, que tem mercado ou operação que viabilize sua transformação industrial. Ex: resíduos de papel, alumínio, vidro.
· Não recicláveis: resíduos que, depois de esgotadas todas as possibilidades de tratamento e recuperação por processos tecnológicos acessíveis e disponíveis seguem a sua disposição final.
c) A NBR 10.004:2004
· Resíduos Classe I - Perigosos: aqueles que, em razão de suas características de inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade, patogenicidade, carcinogenicidade, teratogenicidade e mutagenicidade, apresentam significativo risco à saúde pública ou à qualidade ambiental, de acordo com a lei, regulamento ou norma técnica 
· Resíduos Classe II – Não Perigosos: Estes se subdividem em resíduos Classe IIA (Não Inertes) - aqueles que, em contato com a água, tiverem algum de seus constituintes solubilizados a concentrações superiores aos padrões de potabilidade da água, excetuando-se os aspectos, cor, turbidez, dureza e sabor (exemplo: restos de alimentos, papel, etc.) e Classe IIB (Inertes) - aqueles que, em contato com a água, não tiverem nenhum de seus constituintes solubilizados a concentrações superiores aos padrões de potabilidade da água, excetuando-se os aspectos, cor, turbidez, dureza e sabor (exemplo: resíduos de construção civil, vidros, produtos têxteis, etc.).
d) A origem
· Resíduos domiciliares: gerados a partir das atividades diárias nas residências.
· Resíduos de limpeza urbana: resíduos provenientes dos serviços de varrição e limpeza de vias públicas, galerias, córregos e terrenos, restos de podas de árvores e limpeza de feiras livres.
· Resíduos de estabelecimentos comerciais e de serviços: variam de acordo com a atividade dos estabelecimentos. Por exemplo, no caso de restaurantes, bares e hotéis predominam os resíduos orgânicos, já em escritórios e bancos predominam os resíduos de papel e plástico.
· Resíduos industriais: resíduos gerados pelas atividades industriais, tais como metalúrgica, química, petroquímica, papelaria, alimentícia, entre outras. São resíduos muito variados que apresentam características diversificadas. 
· Resíduos de saúde: resíduos gerados por qualquer atividade de natureza médico-assistencial humana ou animal – clínicas odontológicas, veterinárias, farmácias, centros de pesquisa, necrotérios, funerárias, medicina legal e barreiras sanitárias. 
· Resíduos de construção civil: gerados a partir das atividades de construção, reformas, reparos, demolições, preparação e escavação de terrenos.
2- Cite formas de tratamento e disposição de resíduos sólidos no solo. 
As principais formas de destinação possíveis dos resíduos sólidos, no sentido de impedir seu despejo no meio são: reutilização, reciclagem e compostagem. 
A reutilização, segundo a Lei 12.305/2010, é o processo de aproveitamento dos resíduos sólidos sem sua transformação biológica, física ou físico-química. Ao reutilizar um produto, você pode aplicá-lo novamente na mesma função ou não, isso impede sua emissão ao meio.
A reciclagem consiste no processo de fazer com que o material descartado volte à indústria para entrar novamente no ciclo produtivo para formar novos produtos ou os mesmos de antes. 
A compostagem é mais voltada para tratar resíduos orgânicos. Consiste no processo biológico de decomposição da matéria orgânica contida em restos de origem vegetal e animal, pelos quais são submetidos à decomposição biológica com ou sem oxigênio, e se transformam em um material chamado de composto, com a funcionalidade adicional de ser adubo. 
As formas atuais de disposição mais empregadas e aceitas são o aterro sanitário, o aterro industrial (podendo ser resíduos perigosos e não perigosos), e a incineração dos resíduos sólidos.
O processo de decomposição dos resíduos é que causa o agravante de poluir. Conforme aponta Baird (2011), há três etapas nesse processo de decomposição. 
A primeira etapa aeróbia, em que o oxigênio oxida os materiais orgânicos a dióxido de carbono e água. É a presença do dióxido de carbono que torna o chorume ácido, facilitando a capacidade de lixiviar os metais presentes nos resíduos.
A segunda fase se refere à anaeróbia ácida, em que ocorre o processo de fermentação ácida, gerando os gases amônia, hidrogênio e dióxido de carbono, e uma grande quantidade de compostos orgânicos parcialmente degradados, especialmente ácidos orgânicos. Aqui o chorume tem uma alta demanda de oxigênio, bem como uma concentração elevada de metais pesados.
A última fase é o estágio anaeróbio. O metabolismo das bactérias anaeróbias é muito lento para decompor os ácidos orgânicos e o hidrogênio que são produzidos na segunda fase, sendo um processo bem lento. Como produtos, temos a liberação de dióxido de carbono e metano. 
O aterro sanitário é uma obra de engenharia projetada sob critérios técnicos e normas específicas, cuja finalidade é garantir a disposição dos resíduos sólidos urbanos sem causar danos à saúde pública e ao meio ambiente (NASCENTES; COSTA, 2011). Os aterros acomodam todas as variedades de resíduos em distintas quantidades e é aplicável a qualquer tipo de comunidade, o que facilita sua difusão. Em relação aos aterros industriais, essas áreas são projetadas para receber um grande volume de resíduos industriais. 
3- Como a composição e formaçãodo solo podem afetar na ação de poluentes?
A acumulação de poluentes depende da composição do solo e das características físico-químicas apresentadas na seção anterior. A fração mineral do solo pode interagir com os contaminantes por atração eletrostática e por adsorção, enquanto que a fração orgânica é capaz de imobilizá-los por complexação. Devido a cada tipo de solo ter suas peculiaridades que a contaminação se torna tão complexa, pois inúmeras reações podem acontecer, e são totalmente intrínsecas a cada propriedade do solo afetado.
Um grande problema dos contaminantes do solo, principalmente alguns dos metais e substâncias tóxicas (pesticidas e afins) é a característica que muitos apresentam de se acumular ao longo das cadeias alimentares, promovendo a destruição de espécies nocivas e úteis ao homem.
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