aula7_Poluicao_da_agua (1)

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23-Apr-12
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Poluição da Água
CLASSIFICAÇÃO DOS USOS DA ÁGUACLASSIFICAÇÃO DOS USOS DA ÁGUACLASSIFICAÇÃO DOS USOS DA ÁGUACLASSIFICAÇÃO DOS USOS DA ÁGUA
Consuntivos
consome água
– abastecimento humano
– dessedentação de animais
– indústria
– irrigação
Não consuntivos
não consome
– hidroelétricas
– recreação/lazer
– harmonia paisagística
– conservação da flora e fauna
– navegação
– pesca
– diluição de despejos
No caso de escassez, os usos prioritários devem ser o abastecimento 
humano e a dessedentação dos animais (Lei nº 9.433, de 1997)
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BACIA HIDROGRÁFICA
Formação => desníveis dos terrenos que
direcionam os cursos da água => áreas mais
altas para as mais baixas => orientação
decorrente do relevo e o efeito da gravidade
= chama-se BACIA HIDROGRÁFICA.
Definição: Delimitação da área de
contribuição de escoamento a um
determinado ponto de um rio. Formada
por um rio principal e seus tributários ou
afluentes.
Importância: Unidade Territorial para
implementação da PNRH (usos, outorga,
cobrança) => atuação do Sistema Nacional
de Gerenciamento de Recursos Hídricos
Usos da água
� Abastecimento humano – uso prioritário, necessidade de sobrevivência humana. 
Deve apresentar características sanitárias e toxicológicas adequadas para prevenir 
danos à saúde e bem-estar do homem
� Abastecimento industrial – usada no processo produtivo e em processos de 
resfriamento. Não existe um requisito de qualidade de água genérico
� Irrigação – a qualidade da água depende da cultura a ser irrigada (vegetais 
consumidos crus, devem ser ausentes de organismos patogênicos)
� Geração de energia elétrica – requisitos de qualidade pouco restritivos, apenas 
controle de substâncias que possam afetar a durabilidade e a manutenção dos 
equipamentos utilizados
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Usos da água
� Navegação – a água deve estar isenta de substâncias que sejam agressivas ao casco e condutos de 
refrigeração das embarcações e/ou que propiciem a proliferação excessiva de vegetação
� Diluição de despejos – a concentração dos poluentes vai depender da relação da vazão no rio e a 
vazão do despejo
� Preservação da fauna e da flora/Aquicultura – deve haver concentração de oxigênio dissolvido e 
de sais nutrientes na água adequadas
� Recreação – varia de acordo com a atividade
POLUIÇÃO DA ÁGUAPOLUIÇÃO DA ÁGUAPOLUIÇÃO DA ÁGUAPOLUIÇÃO DA ÁGUA
USO
QUALIDADE
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS, QUÍMICAS E 
BIOLÓGICAS ⇒⇒⇒⇒ INDICADORES ⇒⇒⇒⇒ PADRÕES
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� É um conceito que tem se tornado cada vez mais amplo em função de 
maiores exigências com relação à conservação e ao uso racional da 
água
� A noção de poluição deve estar associada ao uso que se faz da água
Poluição da água
a alteração de suas características por quaisquer ações 
ou interferências, sejam elas naturais ou provocadas pelo 
homem
O QUE POLUI A ÁGUA?
QUAIS SÃO OS POLUENTES?
• nutrientes
• matéria orgânica biodegradável
• sólidos em suspensão
• agrotóxicos
• metais pesados
• detergentes
• microorganismos patogênicos
• efluentes com temperatura diferente do corpo d’água
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agricult.
Fontes de poluição da água
pontuais x difusas
Como mensurar, 
monitorar e 
controlar o 
aporte de cargas 
poluidoras? 
Qualidade da água: usos da água
conservação do ecossistema
ETE
ETA
captação de água
aporte de efluentes
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Quantificação das fontes de poluição da água
Fontes pontuais
• dados cadastrais
• estimativas baseadas 
em valores típicos da 
atividade na literatura
- valores per capita
- valores por unidade 
de produção
...
Fontes difusas
• estimativas baseadas 
em valores típicos da 
atividade na literatura
- valores per capita
- valores por unidade 
de área
...
Quantificação das fontes de poluição da água
Vazão específica média (consumo) de algumas indústrias
Fonte: Von Sperling, 2005
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Quantificação das fontes de poluição da água
Características dos efluentes de algumas indústrias
Fonte: Von Sperling, 2005
POLUIÇÃO DAS ÁGUAS SUPERFICIAIS
• Origem:
Esgotos domésticos
Efluentes industriais
Águas pluviais
Resíduos sólidos (direto ou indireto)
Atividades agrícolas
Precipitação de poluentes atmosféricos
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS
• Origem:
Resíduos em poços e áreas de recarga
Chorume (disposição de resíduos sólidos no solo)
Vazamento de dutos e tubulações
Infiltração a partir de sistemas de tratamento de esgotos
- disposição no solo
- aplicação para irrigação
Outras fontes
- cemitérios, minas etc
Devido à conexão hidrológica, há fluxo de poluentes entre 
as águas superficiais e subterrâneas.
CICLO HIDROLÓGICO
Evapor. e transpiração Evaporação
Rio
Infiltr.
Lençol 
freático
Infiltr. Lago
Poço 
(bomb.)Poço artesiano
Escoamento
Precipit.
Área de recarga de aquífero não confinado
Área de 
recarga 
confinada
Fonte: Miller, 2007
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PRINCIPAIS POLUENTES DA ÁGUA
� Poluentes orgânicos biodegradáveis
• origem: efluentes domésticos, industriais, 
criação de animais
• matéria orgânica na água é degradada pelos 
decompositores
- degradação aeróbia
- degradação anaeróbia
• impacto principal devido ao 
consumo de oxigênio
Fonte: www.saawinternational.org
Fonte: www.saawinternational.org
PRINCIPAIS POLUENTES DA ÁGUA
� Poluentes orgânicos recalcitrantes ou refratários
• matéria orgânica não biodegradável ou de
taxa muito lenta
- defensivos agrícolas
- detergentes sintéticos
- petróleo
- substâncias industriais
• Impacto direto devido à toxicidade
• Bioacumulação
• Permanência no meio e
transporte a grandes distâncias
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PRINCIPAIS POLUENTES DA ÁGUA
� Metais
• Bário, cádmio, cromo, chumbo, mercúrio
• Efluentes industriais
• Solubilização e ingestão
• Impacto direto devido à toxicidade
• Bioacumulação
• Deposição nos sedimentos
PRINCIPAIS POLUENTES DA ÁGUA
� Nutrientes
• Origem
- Atividades agrícolas
- Erosão do solo
- Efluentes domésticos
- Efluentes industriais
• Impacto principal:
- crescimento exagerado das algas 
(Eutrofização)
fonte: www.marietta.edu
fonte: www.man.blogspot.com
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PRINCIPAIS POLUENTES DA ÁGUA
� Sólidos em suspensão
• Aumento da turbidez (redução da transparência)
• Redução da atividade fotossintética
• Deterioração do habitat
- dificuldade para achar alimento
- reprodução de peixes
• Carreamento de outros poluentes
• Deposição no fundo traz outros problemas
PRINCIPAIS POLUENTES DA ÁGUA
� Temperatura
• Origem
- efluentes industriais
• Afeta características físicas, químicas e 
biológicas do meio aquático
- densidade da água
- solubilidade de gases
- tensão superficial
- processos metabólicos
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PRINCIPAIS POLUENTES DA ÁGUA
� Organismos patogênicos
• Origem
- efluentes domésticos 
•Transmissão de doenças
- bactérias: leptospirose, febre tifóide, cólera
- vírus: hepatite infecciosa, poliomielite
- protozoários: amebíase, giardidíase
- helmintos: esquistossomose, ascaridíase
Escherichia Coli
Fonte: www.saawinternational.org
POLUIÇÃO DA ÁGUA
Após o aporte de 
carga poluente, 
o que ocorre? 
Carga
poluente
Processos biológicos, físicos e químicos
Transporte
rio
Como é alterada a qualidade da água no ponto de lançamento?
E 20 km a jusante (rio abaixo)?
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POLUIÇÃO DA ÁGUA: Sólidos
Assoreamento dos corpos hídricos
Acúmulo de substâncias minerais (areia, argila) ou
orgânicas (lodo) em um corpo d' água, o que provoca a
redução de sua profundidade e de seu volume útil.
Acúmulo de substâncias minerais (areia, argila) ou
orgânicas (lodo) em um corpo d' água, o que provoca a
reduçãode sua profundidade e de seu volume útil.
Lopes, 2007 Lopes, 2007 
Construção de barragem e alteração do regime hidrológico
Fundo do rio
Escoamento
Perfil longitudinal
Barramento mudou o regime natural de 
vazões do rio, o qual passa a depender 
da operação da barragem.
Qual efeito sobre o transporte de 
sedimentos ao longo do rio?
Barragem
montante
jusante
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Efeito construção de barragem sobre o fluxo
de água e sedimentos
No lago da barragem:
- velocidade de escoamento desprezível
- deposição de sedimentos no fundo
- assoreamento do lago
A jusante da barragem:
- diminuição da vazão do rio
- grande redução dos sedimentos transportados 
no rio
POLUIÇÃO DA ÁGUA: Matéria orgânica
Lançamento de esgotoLançamento de esgoto RioRio
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 2 4 6 8 10 12
Tempo (dias)
O
x
ig
ên
io
 
D
is
s
o
lv
id
o
 
(m
g/
L)
OD mínimo (rio Classe 2)
AUTODEPURAÇÃO
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Processo de Autodepuração
� Processo natural
� Realiza-se por meio de processos físicos (diluição, sedimentação), 
químicos (oxidação) e biológicos
� A matéria orgânica é consumida por decompositores aeróbios �
transformam os compostos orgânicos de cadeias mais complexas 
(proteínas e gorduras) em compostos mais simples (amônia, 
aminoácidos e dióxido de carbono)
� Durante a decomposição, há um decréscimo nas concentrações de 
OD na água
� Quando a matéria orgânica biodegradável é despejada na água, os 
decompositores fazem sua ingestão por mecanismos bioquímicos
� Os decompositores aeróbios respiram o OD da água e passam a 
competir com os demais animais
� Como têm alimentos à sua disposição e possuem requisitos de 
sobrevivência (O2) baixos, eles ganham a competição
� Peixes morrem e a população dos decompositores cresce
� É assim que a matéria orgânica biodegradável causa a 
poluição: a redução dos níveis de OD prejudica a 
sobrevivência dos demais consumidores
Processo de autodepuração
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DBO: demanda bioquímica de oxigênio
parâmetro indicativo de carga poluente orgânica
AUTODEPURAÇÃO
CARACTERÍSTICAS DAS ZONA DE DEGRADAÇÃO
1. Início � ponto de lançamento dos despejos;
2. Água turva (cor acinzentada);
3. Precipitação de partículas � lodo no leito do corpo d’água;
4. Proliferação de bactérias (consumo de matéria orgânica);
5. Redução da concentração de oxigênio dissolvido;
6. Limite da 1ª zona � concentração de oxigênio atinge 40% da concentração
inicial;
7. Não há odor;
8. Presença de oxigênio não permite a decomposição anaeróbia.
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DBO: demanda bioquímica de oxigênio
parâmetro indicativo de carga poluente orgânica
AUTODEPURAÇÃO
CARACTERÍSTICAS DA ZONA DE 
DECOMPOSIÇÃO ATIVA
1. Início � O2 atinge valores inferiores a 40% da concentração
de saturação;
2. Água � cor cinza-escura, quase negra;
3. Bancos de lodos no fundo em ativa decomposição anaeróbia;
4. Desprendimento de gases mal cheirosos
5. Oxigênio dissolvido � pode zerar = deficit
6. Biota aeróbia é substituída por outra anaeróbia;
7. Reposição do O2 � ar atmosférico ou fotossíntese;
8. População de bactérias � decresce;
9. Água começa a ficar mais clara (ainda impróprio p/ os
peixes);
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DBO: demanda bioquímica de oxigênio
parâmetro indicativo de carga poluente orgânica
AUTODEPURAÇÃO
CARACTERÍSTICAS DA ZONA DE 
RECUPERAÇÃO
1. Início � 40% de oxigênio de saturação;
2. Término � água saturada de oxigênio;
3. Água � mais clara e límpida;
4. Proliferação de algas que reoxigenam o meio;
5. Amônia � oxidada a nitritos e nitratos (+ fosfatos fertilizam o
meio, favorecendo a proliferação de algas);
6. Cor esverdeada intensa (alimento p/ crustáceos, larvas de
insetos, vermes, etc., que servem de alimentos p/ os peixes);
7. Diversificação de espécies.
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DBO: demanda bioquímica de oxigênio
parâmetro indicativo de carga poluente orgânica
AUTODEPURAÇÃO
POLUIÇÃO DA ÁGUA: Nutrientes
Eutrofização do rio
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EUTROFIZAÇÃO
É o crescimento excessivo das plantas aquáticas, tanto 
planctônicas quanto aderidas, em níveis tais que sejam 
considerados como causadores de interferências com os usos 
desejáveis do corpo d’água.
Fonte: joaoccmendes10.blogspot.com
plantas aquáticas:
• planctônicas
Se movem livremente
• aderidas
Plantas enraizadas e
algas aderidas a
superfícies
Evolução do processo de eutrofização de um lago ou represa
lago
limite da bacia
hidrográfica
rede de
drenagem
natural (rios)
Fonte: Von Sperling, 2005
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Evolução do processo de eutrofização de um lago ou represa
Fonte: Von Sperling, 2005
Evolução do processo de eutrofização de um lago ou represa
Fonte: Von Sperling, 2005
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EUTROFIZAÇÃO
• Problemas estéticos e recreacionais
- frequente floração de algas
- crescimento excessivo da vegetação
- distúrbios com mosquitos e insetos
- maus odores
- mortandades de peixes
As conseqüências da eutrofização:
EUTROFIZAÇÃO
• Condições anaeróbias no fundo do corpo d’água
Devido à:
Sedimentação da matéria orgânica e sua degradação 
(consumo de oxigênio).
Reduzida penetração da luz e, portanto, reduzida 
atividade fotossintética (redução da produção de 
oxigênio).
As conseqüências da eutrofização:
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EUTROFIZAÇÃO
• Eventuais condições anaeróbias no corpo d’água 
como um todo
• Eventuais mortandades de peixes
Anaerobiose e toxicidade por amônia
• Maior dificuldade e mais custos no tratamento de 
água
- remoção das algas
- remoção de cor, sabor e odor
- maior consumo de produtos químicos
- lavagens mais frequentes dos filtros
As conseqüências da eutrofização:
EUTROFIZAÇÃO
• Toxicidade das algas
• Modificações da quantidade e qualidade de peixes 
de valor comercial
• Redução da navegação e capacidade de transporte
• Desaparecimento gradual do lago como um todo
Processo natural é extremamente lento e se torna 
acelerado
As conseqüências da eutrofização:
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CONSEQUENCIAS DA POLUIÇÃO AMBIENTAL
a) Veiculação de doenças
b) Prejuízos aos usos da água
c) Agravamento dos problemas de escassez da água
d) Elevação do custo do tratamento da água
e) Desequilíbrios ecológicos
f) Degradação da paisagem
g) Contaminação às vezes irremediável (águas 
subterrâneas)
Estimativa da poluição 
� Poluição orgânica � acarreta grande consumo de oxigênio;
� Estimativa da poluição � DBO5 e DQO;
� DBO5 � corresponde à quantidade de oxigênio necessária para que as
bactérias possam oxidar a matéria orgânica (biodegradável):
� Águas limpas � DBO5 na ordem de 2 a 4 mg/l;
� Águas poluídas � várias dezenas de miligramas;
� Esgoto doméstico � chega a 300 mg/l;
� Medições experimentais: ensaios que duram 5 dias
� DQO � representa a quantidade de oxigênio dissolvido, cedido por
via química, para oxidação de matéria orgânica biodegradável e não-
biodegradável;
� Quando os decompositores terminam sua tarefa, dizemos que a
matéria orgânica foi estabilizada ou mineralizada (água, co2 e sais
minerais)
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Carga poluidora (ou carga de DBO)
� DBO5 � dá uma idéia do grau de poluição;
� Avaliação da poluição � necessidade de correlacionar esse
indicador com a quantidade de despejos;
� Representa a quantidade de oxigênio que vai ser requerida
do corpo d’água na unidade de tempo;
� CP = Concentração (DBO5) x Vazão
� Superávit ou déficit de oxigênio;
Exemplo
� Um rio com vazão de 10m3/s, está recebendo esgotos de uma comunidade com 
vazão de 300L/s. Esse esgoto possui DBOmédia de 200 mg/L. Quando não poluído 
o rio concentra 9 mg/L de oxigênio dissolvido. Depois de lançado o esgoto, qual é o 
saldode oxigênio dissolvido no rio?
� Carga poluidora: 200 mg/L x 300 L/s
� x=60000mg/s
� Carga de oxigênio natural: 9mg/L x 10000 L/s
� y = 90000mg/s
� O que sobra: x - y
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Equivalente populacional
� Poluição orgânica � f (quantidade média de detritos
produzidos diariamente por uma pessoa);
� EP � corresponde à carga poluidora ou carga de DBO5
produzida por uma pessoa diariamente.
Indústria Quant./dia EP (hab)
Cerveja 1000 litros de cerv. 1.500
Curtume 1 ton de peles 2.500
Matadouro 1 ton de bovino 300
Celulose 1 ton de celulose 5.000
Álcool 65 litros de álcool 400
Granja de Aves 10 aves abatidas 2
Laticínios 1.000 litros de leite 200
Lavanderia 1 ton de roupas 700
Manual de Tratamento de Águas Residuárias. 
PADRÕES DE QUALIDADEPADRÕES DE QUALIDADEPADRÕES DE QUALIDADEPADRÕES DE QUALIDADE
� Padrões são teores máximos de impurezas permitidos na água, estabelecidos
em função dos seus usos;
� São fixados por entidades públicas, de acordo com uma legislação, com o
objetivo de garantir que a água a ser utilizada para um determinado fim
não contenha impurezas que venham a prejudicá-lo => CONAMA =
Conselho Nacional do Meio Ambiente;
� Padrões de lançamento no corpo receptor;
� Padrões de qualidade do corpo receptor;
� Padrões de qualidade para determinado uso:
padrões de potabilidade, balneabilidade,
irrigação);
Importantes na 
Engenharia
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QUALIDADE DE ÁGUA
Parâmetros 
Físicos Químicos Biológicos
Temperatura
Turbidez
Cor
Odor
Sólidos
BactériaspH / alcalinidade
Matéria Orgânica
Nutrientes (N e P)
Metais pesados
Cloretos
Vírus
Protozoários
Fungos
organismos (peixe)
Hormônios
Comp. Recalcitrantes
Outros
NORMAS AMBIENTAIS: QUALIDADE X USONORMAS AMBIENTAIS: QUALIDADE X USONORMAS AMBIENTAIS: QUALIDADE X USONORMAS AMBIENTAIS: QUALIDADE X USO
Os critérios de qualidade de água são estabelecidos de acordo com 
USO:
1.CONSUMO HUMANO => PORTARIA DO MS No. 518/2004 – Define os 
padrões de potabilidade
2.USOS CONCOMITANTES (abastecimento com e sem tratamento, 
recreação, irrigação, dessedentação de animais, proteção da vida 
aquática, etc. => RESOLUÇÃO CONAMA 357/2005 – Classificação dos 
corpos d´água.
3.Lançamento de Efluentes => RESOLUÇÃO CONAMA 357/2005
4.Balneabilidade (Recreação) => RESOLUÇÃO CONAMA 274/2000
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Qualidade de água x padrão de qualidade x classificaçãoQualidade de água x padrão de qualidade x classificaçãoQualidade de água x padrão de qualidade x classificaçãoQualidade de água x padrão de qualidade x classificação
� Resolução CONAMA n°. 357/05 => 3 CLASSES:
� Águas doces� salinidade ≤ 0,5%;
� Salobras� 0,5 < salinidade < 30%;
� Salinas� salinidade ≥ 30%;
� Em função dos usos previstos, foram criadas classes para águas superficiais
brasileiras;
� Águas doces � Classe especial e classes 1, 2, 3, 4;
� Águas salinas � Classe especial e classes 1, 2, 3;
� Águas salobras � Classe especial e classes 1, 2, 3;
A cada uma dessas classes corresponde uma determinada qualidade a ser mantida no corpo
d´água, são os Padrões de Qualidade.
CLASSIFICAÇÃO X ENQUADRAMENTO
Classe de qualidade: Conjunto de condições e padrões de qualidade
de água necessários ao atendimento dos usos preponderantes, atuais
ou futuros;
Classificação: Qualificação das águas doces, salobras e salinas em
função dos usos preponderantes (sistema de classes de qualidade)
atuais e futuros;
Enquadramento: Definição de metas ou objetivo de qualidade da
água (classe) a ser, obrigatoriamente, alcançado ou mantido em um
segmento de corpo de água, de acordo com os usos
preponderantes pretendidos, ao longo do tempo => INSTRUMENTO
DA PNRH;
A classe do enquadramento de um corpo d´água deverá ser definida
num pacto acordado pela sociedade, levando em conta as suas
prioridades de uso. =>Comitê da Bacia Hidrográfica.
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agricult.
ETE
ETA
captação de água
lançam. efluentes
Cidade
indústria
Como fazer o enquadramento
desse trecho de rio?
Quais usos da água
do rio se quer fazer
no futuro?
Para os usos mais 
exigentes, tem-se o 
padrão de qualidade da 
água necessário.
Mas... os usos atuais fazem 
com que a qualidade do rio 
fique abaixo do necessário!
Adequar usos atuais para 
não barrarem alcance da 
qualidade da água 
necessária.
Hoje:
Diluição de efluentes (domést., industr, agric.)
Abastec. humano, irrigação, abastec. indust.
Futuro:
Abastec. humano e proteção ambiental
Padrão de qualidade classe 2 suficiente
Padrão de qualidade classe 1 necessário
RESOLUÇÃO CONAMA 357/2005
...
www.mma.gov.br/port/conama/res/res05/res35705.pdf
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FONTE: AESA
Dúvida: é enquadramento mesmo ou apenas classificação ?
Dúvida: é enquadramento mesmo ou apenas classificação ?
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MEDIDAS DE CONTROLE
a) Diagnóstico e monitoramento ambiental
b) Aumento da vazão do rio;
c) Adequação dos sistemas industriais: reuso, reciclagem;
d) Implantação da infra-estrutura sanitária (esgotamento sanitário).
e) Disposição adequado dos resíduos sólidos.
f) Aplicação controlada de fertilizantes e pesticidas.
g) Controle de focos de erosão.
h) Recuperação e revitalização de cursos d’água (dragagem).
i) Controle dos usos e ocupação do solo.
Cidade A Cidade B
Cidade C
Captação de água
Lançam. efluentes
pontuais
Indúst. P
de alimentos
Indústria M
de metais
Mar
Cidade D
Área agríc.
CONFLITOS PELO USO DA ÁGUA
EM UMA BACIA HIDROGRÁFICA
Lançam. efluentes
difusos
Bacia hidr. do rio Grande
Cidade E
Reserva
Ecológica
Vazão
meses
J F M A M J J A S O N D
S1
S1
J F M A M J J A S O N D
Vazão
S2
S2
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ATIVIDADE EM SALA
Para a situação ilustrada na figura, responda:
1. Descreva três conflitos pelo uso da água, do ponto de vista da qualidade da 
água, que podem ocorrer nos rios da bacia hidrográfica do rio Grande.
2. Que contaminações podem ocorrer na cultura agrícola cultivada na área 
indicada devido à irrigação? Qual período do ano mais crítico e por que?
3. Para proteger os ecossistemas da Reserva Ecológica, o trecho do rio que 
atravessa a Reserva foi Enquadrado na Classe Especial (condições mais 
exigentes da qualidade de água). Identifique que usos da água deverão ser 
prejudicados ou precisarão se adequar.