Parâmetros de Qualidade da Água e Cálculo de Carga Poluidora

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Prof. Fábio Cruz 
MSc. Ciências Ambientais 
IFMG 
Campus Governador Valadares 
AMB- 206 
Aula 03 – Parâmetros de 
qualidade da água e 
cálculo de carga poluidora 
 A água por apresentar características 
que permitem a solubilização de uma 
série de elementos químicos, e depurar 
cargas poluidoras, acaba por refletir em 
sua constituição geoquímica todos os 
processos de natureza natural e 
antropogênica que ocorrem em sua 
bacia de drenagem; 
 Em função deste processo as 
características da água, tanto orgânicas 
quanto inorgânicas, podem limitar ou 
impossibilitar o seu uso para 
determinados fins; 
 Qualidade da água 
Fonte: neputufv.com.br 
Fonte: aguanobre.com 
 Logo, o conceito de qualidade da água está invariavelmente relacionado ao 
uso pretendido; 
 Usos mais nobres em geral requerem qualidade boa (ex: abastecimento 
humano) ao passo que usos menos nobres não demandam qualidade 
elevada (ex: navegação). 
 O conjunto de todos os elementos que compõe a água, permite estabelecer 
padrões de qualidade, classificando-a assim de acordo com seus limites 
estudados e com seus usos; 
 A qualidade da água pode ser representada através de parâmetros que 
traduzem suas principais características químicas, físicas e biológicas; 
 
 Parâmetros físicos 
 As características físicas da água são de ordem estética e elevados valores de 
algumas destas características podem causar certa repulsa aos consumidores 
mais exigentes; 
 Cor 
 A cor é resultado das substâncias dissolvidas na água, provenientes 
principalmente da lixiviação da matéria orgânica (ácidos húmicos e fúlvicos); 
 Água potável não deve apresentar nenhuma cor de considerável intensidade; 
 Pode também ser produzida pelo lançamento de efluentes industriais e 
domésticos; 
 Cloração de águas com elevada cor pode levar a formação de trihalometanos 
(clorofórmio); 
 A Unidade de medida mais usual é UC (unidades de cor); 
Fonte: viajamos.com.br 
Fonte: sosriosdobrasil.blogspot.com 
 Turbidez 
 Dificuldade da água em permitir a passagem da luz em função dos sólidos 
em suspensão; 
 Partículas em suspensão podem ser siltes, argilas, matéria orgânica, 
microorganismos e partículas orgânicas; 
 Turbidez em geral é medida com uso do turbidímetro ou nefelômetro em 
UNT (Unidades Nefelométricas de Turbidez); 
 Origem antropogênica inclui efluentes industriais e domésticos; 
 Temperatura 
 Medida da intensidade do calor; 
 A temperatura é importante por acelerar reações químicas e reduzir a 
solubilidade dos gases; 
 Fontes antropogênicas incluem águas de torres de resfriamento e 
despejos industriais; 
 Temperatura deve ser avaliada conjuntamente com outros parâmetros 
como o OD 
 Sólidos em suspensão (SS) 
 Correspondem a carga sólida em suspensão na água; 
 Sólidos podem corresponder a silte, argila, matéria orgânica, 
microorganismo e partículas inorgânicas; 
 Depois da secagem da amostra a matéria restante é pesada; 
 Unidade usual de SS é mg/L. 
 Sólidos em suspensão também podem ser separados por um simples 
processo de filtração. 
 Condutividade elétrica 
 É a medida da facilidade de uma água conduzir a corrente elétrica e está 
diretamente ligada ao teor de sais dissolvidos sob a forma de íons; 
 A condutividade aumenta com o aumento da temperatura, por isso é 
necessário registrar a temperatura da água amostrada; 
 A unidade de medida da condutância é o Mho, inverso de Ohm, unidade 
de resistência elétrica; 
 Salinidade 
 Representa a quantidade total das espécies dissolvidas em um 
determinado volume de água que podem ser precipitadas como sais (sólidos); 
 Geralmente é expressa em gramas e medida através da condutividade 
elétrica, densidade, velocidade sonora ou índice de refração; 
 pH 
 Medida da concentração hidrogeniônica de uma solução; 
 Representa o nível de acidez da solução com escala variando de 0 a 14; 
 Valores de pH anômalos, isto é, muito ácidos ou alcalinos causam impactos 
à biota aquática; 
 pH = - log [H+]; 
 Por ser um parâmetro em escala logarítmica o aumento de uma unidade 
no pH de uma solução significa um aumento de 10 vezes na concentração 
de íons H+; 
 Parâmetros químicos 
Fonte: notapositiva.com 
Fonte: calibramossa.com 
 Mede-se o pH com uso de pHmetro ou colorimetricamente; 
 Valores de pH determinados em laboratório sempre estão alterados, em geral 
mais altos, em função de fugas de gases, oxidações e/ou reduções e variações de 
temperatura, a que estão sujeitas as amostras de água durante a sua coleta, 
armazenamento e transporte; 
 Alcalinidade 
 Capacidade da água em neutralizar ácidos; 
 Alcalinidade é fator direto da presença ou ausência de bicarbonatos (HCO3
-), 
carbonatos (CO3
-2) e hidróxidos (OH-); 
 Alcalinidade pode ser determinada através de titulação alcalinimétrica ou 
titulação alcalinimétrica completa; 
 Origem antropogênica em geral está associada a lançamentos de efluentes 
industriais; 
 Unidade mais usual: mg/L de CaCO3 
Fonte: profpc.com.br 
Fonte: wwwportaldaqualidade.blogspot.com 
Fonte: multclor.com.br 
 Dureza 
 Capacidade da água neutralizar o sabão; 
 Esse mecanismo está associada a presença de íons na água, tais como Ca2+ 
e Mg2+; ou ainda outros como Fe, Mn, Cu, Ba, etc...; 
 Em geral usa-se os teores de Ca e Mg de uma água, expresso em teores de 
carbonato de cálcio, para definir a dureza; 
 A dureza pode ser expressa como dureza temporária, dureza permanente e 
dureza total; 
 A dureza temporária é formada pelos íons de cálcio e magnésio que se 
combinam com o carbonato e o bicarbonato, podendo ser eliminada com a 
ebulição da água; 
 A dureza permanente é formada pelos íons de cálcio e de magnésio que se 
combinam com íons de sulfato, cloreto, nitrato e outros; 
 A dureza total é a soma destas duas durezas; 
 A dureza é expressa em termos de mg/L de CaCO3, como se toda dureza 
fosse causada pelo carbonato; 
 As águas duras são incrustantes e produzem grande quantidade de consumo 
de sabão, além de dificultar o cozimento de alimentos; 
 Origem antropogênica derivada de efluentes industriais, em geral; 
 Em determinadas concentrações causa sabor desagradável na água e tem 
efeito laxativo; 
 A maioria dos compostos orgânicos são instáveis e podem ser biológica e 
quimicamente oxidados, resultando compostos finais mais estáveis; como o 
CO2, NO3 e H2. 
 Os principais compostos orgânicos são proteínas, carboidratos e lipídeos, 
porém, em termos práticos usualmente não é necessário caracterizar essas 
diferentes frações na matéria orgânica presente em corpos hídricos e 
efluentes; 
 É a medida da quantidade de oxigênio necessária para consumir a matéria 
orgânica contida na água, mediante processos aeróbicos; 
 A DBO representa uma medida indireta da concentração da matéria orgânica 
presente em um corpo hídrico ou efluente; 
 A DBO deve possuir um determinado período de tempo de referência. 
Ex: DBO de 24 horas, 5 dias, 20 dias, etc…; 
 O tempo de referência mais usual em análises de DBO são 5 dias (DBO5); 
 A DBO5 é um teste padrão, realizado a uma temperatura constante de 20ºC e 
durante um período de incubação, também fixo de 5 dias; 
 O método de análise procurar recriar em laboratório as condições em que o 
processo de estabilização da matéria orgânica se daria em um corpo hídrico; 
 Demanda Bioquímica de Oxigênio 
 A MO pode estar na massa líquida tanto dissolvida quanto em suspensão; 
 Origem antropogência está relacionado comumente ao despejos domésticos e 
industriais; O oxigênio dissolvido (Oxigênio Dissolvido) é medido na água no momento da 
coleta e após 5 dias de incubação da amostra; 
 A diferença de concentração do OD na amostra medida nos dois momentos 
representa a demanda de oxigênio necessária para oxidar a matéria orgânica 
por via aeróbica (DBO-demanda bioquímica de oxigênio); 
 DBO de esgotos domésticos está em torno de 300 mg/L; 
 DBO de esgotos industriais variam conforme o tipo de processo industrial; 
 
Fonte: crq4.org.br 
Fonte: ecomaquinas.com.br 
Fonte: gehaka.com.br 
 Dinâmica da demanda bioquímica de oxigênio 
 Demanda Química de Oxigênio - DQO 
 É uma medida indireta da concentração da matéria orgânica presente em 
corpos hídricos ou esgotos; 
 Diferentemente da DBO, que mede a demanda de oxigênio para estabilização 
da matéria orgânica por via microbiana, a DQO mede a demanda de oxigênio 
para oxidação da matéria orgânica por via química; 
 Por ser um ataque oxidativo químico forte a DQO, normalmente possui 
valores mais elevados que a DBO em função que promove a oxidação tanto 
da matéria orgânica lábil (biodegradável) quanto da refratária (não-
biodegradável), enquanto que a DBO só mede a demanda de oxigênio da 
degradação da primeira espécie de matéria orgânica mencionada; 
 A principal vantagem do uso da DQO sobre a DBO refere-se ao tempo de 
análise. Enquanto a DBO leva 5 dias a DQO não leva mais que 2 a 3 horas; 
 DQO de um esgoto forte gira em torno de 600 mg/L; 
 DQO de esgotos industriais variam conforme o tipo de processo industrial. 
Fonte: pt.wikipedia.org 
Fonte: quimica.ufpr.br 
Fonte: rc.unesp.br 
 Oxigênio dissolvido - OD 
 O oxigênio dissolvido possui caráter fundamental na manutenção do 
equilíbrio ecológico dos ecossistema aquáticos; 
 Durante o processo de estabilização da matéria orgânica ele acaba sendo 
consumido pelos microorganismos decompositores reduzindo a 
disponibilidade deste nos corpos hídricos; 
 Dependendo da magnitude deste processo pode ocorrer mortandade de 
peixes e outros organismo aquáticos; 
 Nos casos em que todo o oxigênio dissolvido na água é consumido tem-
se condições de anaerobiose, com possível geração de maus odores; 
 Unidade usual de medida de OD é mg/L; 
 Presença de OD nas massas d’água também é função da superfície de 
contato com a atmosfera, levando a corpos hídricos com muita 
turbulência a apresentarem elevadas concentrações de OD; 
 Altitude e temperatura também influenciam neste processo; 
 Ao nível do mar a concentração de saturação de OD varia em torno de 9,2 
mg/L; 
 Valores de OD muito elevados podem ser indicativos da presença de algas, 
uma vez que elas realizam processo fotossintético nos corpos hídricos 
produzindo oxigênio que se dissolva na massa d’água; 
 Valores de OD muito reduzidos podem ser indicativos da presença de 
matéria orgânica em concentrações anômalas nos corpos hídricos, cuja 
origem deve ser investigada; 
 Diferentes grupos de peixes tem diferentes níveis também de exigência de 
OD. 
Fonte: marcamedica.com.br 
Fonte: qnint.sbq.org.br 
 Compostos nitrogenados 
 Pode ocorrer nas 
águas sob diferentes 
formas, variando em 
virtude de seu estado de 
oxidação; 
 Principais formas: 
 Nitrogênio molecular 
(N2); 
 Nitrogênio orgânico 
(particulado ou solúvel); 
 Amônia (NH3 OU NH4
+); 
 Nitrito (NO2
-); 
 Nitrato (NO3
-). 
 
Fonte: vestibulandoweb.com.br 
Fonte: quartzodeplasma.wordpress.com 
 Origem natural de nitrogênio: proteínas, compostos orgânicos e nitrogênio de 
composição celular de microorganismos; 
 Origem antropogênica: efluentes domésticos, industriais, excrementos de animais 
e fertilizantes; 
 Nitrato é muito solúvel e dificilmente precipita; 
 Em meios redutores, tem a tendência de ser estável, podendo passar a N2 ou 
NH4
+; 
 O nitrato representa em geral o estágio final da oxidação da matéria orgânica; 
 Em águas subterrâneas teores acima de 5 mg/L podem ser indicativos de 
contaminação de água subterrânea por atividades antrópicas, tais como cemitérios, 
esgotos, fossas sépticas, depósitos de lixo, adubos nitrogenados, resíduos de 
animais, etc...; 
 A oxidação da amônia a nitrito ocorre com a participação de bactérias 
especializadas do grupo nitrossomonas; 
 A oxidação no nitrito a 
nitrato requer a participação 
de bactérias autótrofas do 
grupo nitrobacter; 
 A presença de nitrito nas 
águas é um indicativo de 
poluição recente; 
 Quando presente em águas 
de abastecimento o nitrato 
pode levar ao 
desenvolvimento de 
metahemoglobina (doença do 
bebê azul) em crianças; 
Fonte: blogotepeque.com 
Fonte: mundogump.com.br 
 O nitrogênio é um elemento 
fundamental para o 
desenvolvimento de algas e quando 
em evadas concentrações em lagos 
e reservatórios (sistemas lênticos) 
pode levar ao crescimento 
exagerado da população destes 
organismos (eutrofização); 
 Durante a conversão de 
nitrogênio amoniacal ou orgânico a 
nitrato há uma demanda bioquímica 
de oxigênio exercida, podendo levar 
a impactos nos ecossistemas 
aquáticos; 
 Unidade de medida mais usual : 
mg/L; 
Fonte: agencia.cnptia.embrapa.br 
Fonte: revistaescola.abril.com.br 
Fonte: nutricaovegetalcoda.blogspot.com 
 Compostos fosfatados 
 A importância do fósforo decorre de seu 
papel no metabolismo biológico 
(armazenamento de energia e estrutura 
celular); 
O fósforo nos ecossistemas aquáticos 
apresenta-se principalmente na forma de 
ortofosfato, polifosfato e fósforo orgânico; 
 Os ortofosfatos são diretamente 
disponíveis para o metabolismo biológico 
sem necessidades de conversões a formas 
mais simples; 
 Os ortofosfatos se apresentam na água 
em formas variadas, tais como PO4
3-, 
HPO4
2-, H2PO4
- e H3PO4. 
Fonte: scielo.br 
Fonte: profpc.com.br 
Fonbte: enq.ufsc.br 
Fonte: blog.brasilacademico.com 
Fonte: polivalente.blogspot.com 
 Os polifosfatos são moléculas mais complexas com dois ou mais átomos de 
fósforo; 
 Fósforo pode estar presente na água tanto em forma dissolvida quanto 
particulado (suspensão); 
 Origem natural do fósforo em ecossistemas aquáticos engloba erosão de 
partículas do solo, matéria orgânica e composição celular (lipofosfatos, DNA, etc...; 
 Origem antropogênica em geral está relacionada a efluentes domésticos, 
industriais, detergentes, sanitários, fertilizantes, etc...; 
 Assim como no caso do nitrogênio, o fósforo é nutriente essencial ao 
metabolismo dos ecossistemas aquáticos podendo levar a crescimento exagerado 
de populações de algas, quando em excesso nestes ambientes (eutrofização); 
 Unidade de medida mais usual é mg/L; 
 Em águas naturais valores maiores que 1 mg/L, em geral, são indicativos de 
águas poluídas. 
 Micropoluentes inorgânicos 
 Substâncias inorgânicas que podem encontrar-se em pequenas 
concentrações nos corpos hídricos (concentrações traço), porém levam a 
impactos ambientais significativos por suas elevadas características de 
toxicidade; 
Ex: metais pesados de forma geral. 
Fonte: brasilescola.com Fonte: portuguese.alibaba.com 
Fonte: quimicadiversas.blogspot.com 
Fonte: infoescola.com 
Fonte: planetasustentavel.abril.com.br 
Fonte: hapenas.com 
 Quando presentes nos ecossistemas aquáticos estes elementos podem ser 
incorporados as teias e cadeias alimentares podendo oferecer risco de aos 
organismos situados no níveis tróficos superiores; 
 Podem se apresentar dissolvidos nas águas ou incorporados ao sedimento em 
suspensão ou de fundo; 
 Condições naturais de metais pesados dissolvidosem ecossistemas aquáticos 
em geral são baixas, porém condições de pH muito ácidas podem favorecer o 
aumento da mobilidade geoquímica destes; 
 Origem natural: intemperismo das rochas; 
 Origem antropogênica: efluentes industriais, mineradoras, garimpos, 
agricultura, etc...; 
 Alguns metais em pequenas concentrações são nutrientes; 
 Unidades mais usuais: mg/L ou µg/L; 
 Micropoluentes orgânicos 
 São poluentes orgânicos que mesmo em concentrações traço nos 
ecossistemas aquáticos geram impactos ambientais significativos, dada sua 
toxicidade; 
 Micropoluentes orgânicos são em geral resistentes à degradação biológica, 
não integrando os ciclos biogeoquímicos, e acumulando-se em determinado 
ponto do ciclo. 
Ex: agrotóxicos, alguns tipos de detergentes e um grande número de 
xenobióticos; 
Fonte: reporterbrasil.org.br 
Fonte: cursoarquivox.hd1.com.br 
Fonte: blogdacastellana.blogspot.com 
 Origem natural: tanino, lignina, celulose, etc...; 
 Origem antropogênica: efluentes industriais, detergentes, processamento e 
refinamento de petróleo, agrotóxicos, etc...; 
 Em geral micropoluentes orgânicos não são biodegradáveis possuindo alta 
persistência no meio ambiente; 
 Unidades usual: mg/L ou g/L. 
 Parâmetros microbiológicos de qualidade da água 
 A avaliação da qualidade microbiológica da água é importante, sobretudo, 
quando se prevê o uso da mesma para abastecimento, uma vez que agentes 
microbiológicos patogênicos podem ser veiculados por água de qualidade 
comprometida; 
 Aporte de efluentes sanitários humanos e dejetos de animais de sangue 
quente são fontes potenciais de patógenos para as águas; 
 Determinados microorganismos podem ser utilizados para se avaliar a eventual 
influência de contaminação dessa natureza nas águas, constituindo os 
bioindicadores de poluição fecal; 
 Bactérias do grupo coliformes, principalmente os coliformes totais e 
Escherichia coli ou coliformes termotolerantes; 
 Coliformes totais: são bacilos gram-negativos, aeróbios ou anaeróbios 
facultativos. Há ainda outras características não relevantes para o objetivo do 
tema abordado, porém importantes para a microbiologia; 
 A maioria das bactérias do grupo coliforme pertence aos gêneros Escherichia, 
Citrobacter, Klebsiella e Enterobacter, embora vários outros gêneros pertençam 
ao grupo; 
 Coliformes termotolerantes: subgrupo das bactérias do grupo coliforme que 
fermenta a lactose e manitol a 44,50,23 °C em 24 horas, tendo como principal 
representante a Escherichia Coli; 
 Escherichia Coli: bactérias deste grupo são o mais específico indicador de 
poluição fecal recente e de eventual presença de organismos patogênicos. 
 Bactérias coliformes são normalmente eliminadas com a matéria orgânica fecal, 
na razão de 50 a 400 bilhões de células por pessoas por dia; 
 Testes de avaliação qualitativa de coliformes na água em geral são muito 
precisos; 
 A água potável não deve conter bactérias patogênicas, logo, a presença de 
coliformes é inadmissível nas águas para este fim; 
 Unidade mais usual: NMP/100 mL (Número mais provável por 100 mL de 
amostra) 
Fonte: popa.com.br 
Fonte: campechefatosefotos.blogspot.com 
Fonte: g1.globo.com 
Fonte: mdsaude.com 
 Quantificação de cargas poluidoras 
 A carga poluidora em geral é expressa em termos de massa por unidade 
de tempo; 
 Carga de esgotos domésticos: concentração x vazão; 
 Carga de esgotos domésticos: população x carga percapta; 
 Carga de esgotos industriais: contribuição por unidade produzida x 
produção; 
 Carga de drenagem superficial: contribuição por unidade de área x área. 
 Equivalente populacional 
 Equivalência entre o potencial poluidor de uma indústria e uma determinada 
população, a qual produz essa mesma carga poluidora. Obs: Valor médio usual 
= 54 g DBO/hab. dia. 
 Equivalente hidráulico 
 Equivalência entre a vazão de efluentes produzidos por uma indústria e uma 
determinada população, a qual produz essa mesma vazão de efluentes. 
REFERÊNCIAS 
VON SPERLING, M. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. Belo Horizonte: 
Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental. Universidade Federal de Minas Gerais. 2005 
 
FEITOSA, F. A. C. et al. (Org.). Hidrogeologia: conceitos e aplicações. CPRM. 2008.