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Usos da Água Os maiores setores contribuintes (R$) de água são: Saneamento > Industrial > Outros A água disponível para consumo humano, industrial, irrigação, geração de energia, navegação, assimilação e transporte de poluentes, preservação da flora e fauna, e aquicultura corresponde a uma pequena parcela (0,8%) Os maiores setores consumidores (m3) de água são: Agrícola > Industrial > Doméstico Conflitos da Água Principais Poluentes Aquáticos Poluentes Orgânicos Biodegradáveis; Poluentes Orgânicos Recalcitrantes; Nutrientes; Orgânicos Patogênicos; Temperatura; Radioatividade; Sólidos; Metais. Fonte: Campos, 2009 Constituída por dois átomos de hidrogênio unidos a um de oxigênio, formando um ângulo de 105º. Devido a essa forma assimétrica, a molécula resulta positivamente carregada do lado dos átomos de hidrogênio e negativamente do lado do oxigênio. A separação de cargas ou dipolo resultante induz a formação de forças atrativas entre as moléculas de água, a que se chama de “enlaces de hidrogênio”, responsáveis pelas propriedades físicas e químicas tão peculiares que a água apresenta. Molécula de Água Características Físicas A densidade da água varia com a temperatura, a concentração de substâncias dissolvidas e a pressão. A densidade da água pura atinge um valor máximo para uma temperatura próxima a 4oC. O calor específico da água (1cal/g.°C) é bastante elevado, de modo que ela pode absorver ou liberar grandes quantidades de calor à custa de variações de temperatura relativamente pequenas. Em função do alto calor específico da água, as variações naturais da temperatura nos meios aquáticos costumam ser brandas. Entre as características químicas mais importantes, destacamos o fato da água ser chamado de “solvente universal”. Isso significa que a água é capaz de dissolver um grande número de substâncias orgânicas ou inorgânicas nos estados sólido, líquido ou gasoso. O pH é a medida da acidez ou alcalinidade relativa de uma determinada solução. Este é muito importante pois várias reações químicas no ambiente são afetadas pela sua variação, geralmente o meio deve ter pH entre 6,5 e 8,5 para que os organismos não sofram grandes danos. Características Químicas Características Biológicas Se houver condições físicas e químicas apropriadas no meio aquático, surgirá uma cadeia alimentar composta por organismos produtores, consumidores de várias ordens e decompositores. Eles também são importantes como fonte de alimento para o homem, por sua atuação na recuperação da qualidade das águas poluídas e pela introdução e retirada de gases presentes na atmosfera e na hidrosfera. Usos da Água Navegação A navegação pode perturbar o meio ambiente ao despejar substâncias poluidoras das embarcações no meio aquático, seja de modo deliberativo ou acidental. Os portos também são um potencial poluidor pela mesma razão. Temos, por exemplo, o caso de terminais petrolíferos, nos quais podem ocorrer os vazamentos de petróleo. Na navegação fluvial requer um leito adequado em termos de profundidade e curvas para o deslocamento das embarcações. A velocidade do curso de água é outro fator importante para a viabilização desse tipo de navegação. Assim, para a implantação da navegação fluvial podem ser necessárias alterações no canal como, por exemplo, a implantação de barragens com obras de transposição de nível. Assimilação e Transporte de Poluentes Os corpos de água podem ser utilizados com a finalidade de assimilar e transportar os despejos neles lançados. A jusante do lançamento, as concentrações do poluente dependerão em parte da razão de diluição, isto é, da relação entre a vazão do rio e a vazão do despejo. A diluição, no entanto, não deve ser recomendada em substituição ao tratamento dos despejos, devendo somente ser utilizada para a carga residual das estações de tratamento . Preservação da Flora e Fauna O equilíbrio ecológico do meio aquático deve ser mantido, independente dos usos que se façam dos corpos de água. Para isso, deve-se garantir a existência de concentrações mínimas de oxigênio dissolvido (geralmente 2 mg/L) e de sais nutrientes na água. Ela não deve conter substâncias tóxicas acima de concentrações críticas para os organismos aquáticos. Aquicultura A criação de organismos aquáticos de interesse para o homem requer padrões de qualidade da água praticamente idênticos aos necessários para a preservação da flora e da fauna, havendo possivelmente algumas considerações específicas para o favorecimento da proliferação de certas espécies. Recreação Os corpos de água oferecem várias alternativas de recreação para o homem, seja por meio de atividades como a natação e os esportes aquáticos ou por meio de outras atividades como a pesca e a navegação esportiva. O contato com a água pode ser primário, tal qual o que ocorre quando há um contato físico proposital com a água, como na natação. É evidente que a água não deve apresentar organismos patogênicos e substâncias tóxicas em concentrações que possam causar danos à saúde pelo contato com a pele ou por ingestão. Alteração da Qualidade das Águas Entende-se por POLUIÇÃO da água a alteração de suas características por quaisquer ações ou interferências, sejam elas naturais ou provocadas pelo homem. Essas alterações podem produzir impactos estéticos, fisiológicos ou ecológicos. A CONTAMINAÇÃO refere-se à transmissão de substâncias ou microrganismos nocivos à saúde pela água. A ocorrência da contaminação não implica necessariamente um desequilíbrio ecológico. De maneira análoga, a ocorrência de poluição não implica necessariamente riscos à saúde de todos os organismos que fazem uso dos recursos hídricos afetados. Requisitos de Qualidade Física Cor A cor da água é constituída por luz refletida, podendo ser classificada como cor real e aparente. A cor real ou verdadeira está associada a substâncias dissolvidas na água e pode afetar a penetração da luz. A cor aparente está associada a reflexos originados na paisagem ao redor do corpo de água e à cor de seu fundo, se esse for visível da superfície (Braga et al., 2005). Na água, a cor pode ser de origem mineral ou vegetal, causada por substâncias metálicas como ferro ou manganês, substâncias húmicas, taninos, algas, plantas aquáticas e protozoários, ou por resíduos orgânicos ou inorgânicos de indústrias (Batalha e Parlatore, 1977). A unidade de cor é definida como a cor produzida por 1,0 mg de platina (como cloroplatinato de potássio - K2PtCl6) e 0,5 mg de cloreto de cobalto (CoCl2) dissolvidos em 1L de água. A unidade de cor é expressa, assim, em mg/L de Pt-Co ou unidade Hazen, uH. Na prática é feita uma solução de platina e uma série de padrões de diluição em tubos de ensaio longos, chamados “tubos de Nessler”, sendo a determinação da cor feita por comparação direta (Richter, 2009). Método platina de cobalto (Colorímetro) Método visual de diluição Método fotométrico (fotocolorímetro) Odor e Sabor As características de sabor e odor são consideradas em conjunto, pois são intimamente relacionadas e facilmente confundidas. Reconhecem-se apenas quatro sabores: azedo, doce, amargo e salino. Substâncias inorgânicas na água produzem sabor geralmente sem produzir odor, já as orgânicas produzem. A água adquire um sabor salino a partir de 300 mg/L de cloretos e um sabor amargo com teores de sulfato superiores a 400 mg/L (Richter, 2009). O sabor e o odor sendo sensações organolépticas de avaliação subjetiva, não são passíveis de medição direta por instrumentos. Um exemplo de método ainda utilizado é o do “Limiar de Percepção de Odor”. Nesse método, são feitasdiluições sucessivas de uma amostra de água, da qual se quer determinar a intensidades do odor, em água destilada, de modo a completar misturas com 200 mL cada uma. Encontra-se a mistura onde o odor é quase imperceptível. O limiar de percepção de odor (LPO) da amostra é determinado, então, pela fórmula: Onde: A é o volume da amostra de água com odor diluído na mistura (mL); B é o volume de água destilada adicionada para completar 200 mL (mL). Segundo Batalha e Parlatore (1977), as fontes naturais de odor e sabor podem ser classificadas em duas categorias: Naturais: são todas aquelas substâncias produtoras de odor e sabor que se produzem ou chegam à água por causas naturais, tais como algas, vegetação em decomposição, bactérias, fungos e compostos inorgânicos (gás sulfídrico, sulfatos e cloretos). Artificiais: são aquelas provenientes de águas residuárias domésticas ou industriais, produtos da atividade do homem. Podemos citar os fenóis, cresóis, mercaptans e certas aminas. Em geral são substâncias orgânicas e alguns poucos compostos. O fenol somente produzirá sabor e odor a uma concentração de 1 mg/L ou no processo de cloração quando se forma o 2-4 clorofenol, 2-4 diclorofenol, 2-6 diclorofenol, 2-4-6 triclorofenol, tricloreto de nitrogênio e dicloroaminas. Volume da amostra (A) (mL) LPO Volume da amostra (A) (mL) LPO 200 1,0 50 4,0 175 1,1 40 5,0 150 1,3 33 6,0 125 1,6 25 8,0 100 2,0 10 20,0 75 2,7 2 100 67 3,0 1 200 Números índice do LPO em uma diluição da amostra em 200 mL Turbidez A turbidez da água é atribuída principalmente às partículas sólidas em suspensão, que diminuem a claridade e reduzem a transmissão da luz no meio. Pode ser provocada por plâncton, algas, detritos orgânicos, e outras substâncias como: zinco, ferro, compostos de manganês e areia, resultantes do processo natural de erosão ou adição de despejos domésticos ou industriais (Batalha e Parlatore, 1977). A turbidez acentuada em águas naturais impede a penetração dos raios solares e, conseqüentemente, prejudica a fotossíntese, causando problemas ecológicos para o meio aquático (Braga et al., 2005). A turbidez pode reduzir a eficiência da cloração, pela proteção física dos microrganismos do contato direto com os desinfetantes. Além disto, as partículas de turbidez transportam matéria orgânica absorvida que podem provocar sabor e odor (Batalha e Parlatore, 1977). O equipamento mais utilizado para determinação da turbidez são os “nefelômetros”. Nesses aparelhos, mede-se, em uma célula fotoelétrica, a quantidade de luz dispersa através da amostra de água, a 90o da luz incidente. A escala de medição é calibrada com padrões conhecidos, usualmente preparados com uma solução de formazina, e permite medir valores em uma ampla faixa. A unidade de turbidez é expressa em “Unidade Nefelométrica de Turbidez” (UNT) (Richter, 2009). Turbidímetro Condutividade A condutividade elétrica é a capacidade da água em conduzir a eletricidade. É definida como o recíproco da resistividade. A condutividade da água depende da concentração e da carga dos íons na solução e é determinada medindo-se a diferença de potencial ΔV, em volts, entre dois eletrodos imersos na amostra de água, e a corrente elétrica I, em amperes. Sendo R a resistência da água em ohms, temos: Onde: ρ é a resistência específica da solução (ohms.cm); l é a distância entre eletrodos (cm); A é a área do eletrodo (cm2). Determinada a resistência R para uma dada solução, e conhecendo-se a distância l entre os eletrodos e sua área A (cm2), calcula-se a resistência específica. R = ΔV I A condutância específica é definida como o inverso da resistência específica. A unidade de condutância atualmente em uso é o Siemens (S). A condutância específica é dada em siemens por centímetro (S.cm-1), ou mais comumente, em microssiemens por centímetro (µS.cm-1) (Richter, 2009). A maior parte das substâncias dissolvidas na água se encontra na forma iônica. A condutividade depende da quantidade de matéria ionizável total presente na água e, assim, é aproximadamente proporcional à quantidade de sólidos dissolvidos totais (SDT): Conhecendo o valor de K para uma determinada água, a medida da condutividade proporciona uma rápida indicação do teor de sólidos dissolvidos totais. Usualmente o valor de K encontra-se entre 0,55 e 0,75. Geralmente adota-se uma estimativa inicial com o valor de K = 0,65. As medidas da condutividade são normalmente referidas à temperatura de 25oC, necessitando correção para diferentes temperaturas (Richter, 2009). A 25oC: água pura (0,04 µS.cm-1), água destilada (1,0 µS.cm-1) e água bruta (20 a 2000 µS.cm-1). Onde: k é a condutividade (µS.cm-1). Requisitos de Qualidade Química pH O pH em abastecimento de água, é significativo, porque afeta o processo de tratamento de água e pode contribuir para a corrosão das estruturas da instalações hidráulicas e do sistema de distribuição. A corrosão pode adicionar constituintes para a água, tais como: ferro, cobre, chumbo, zinco e cádmio (Batalha e Parlatore, 1977). As águas naturais têm valores de pH variando de 5 a 9, sendo o ajustamento do pH dentro desta faixa relativamente simples. A medição de pH pode ser realizada facilmente por meio do aparelho chamado pHmetro, ou por métodos colorimétricos. A concentração de H+ e OH- é geralmente expressa em termos de seus logaritmos negativos, surgindo os termos pH e pOH. pH = - log[H+] pOH = - log[OH-] Aplicando logaritmos na equação teremos: log[H+] + log[OH-] = -14 ou pH + pOH = 14 Alcalinidade A alcalinidade é causada por sais alcalinos, principalmente de sódio e cálcio e mede a capacidade da água em neutralizar os ácidos. As diversas espécies de alcalinidade dependem do valor do pH, composição mineral, temperatura e força iônica (Batalha e Parlatore, 1977). O sistema químico predominante na água natural é o equilíbrio dos íons de bicarbonato, carbonato e ácido carbônico, tendo usualmente maior prevalência o íon bicarbonato. Uma água pode ter uma baixa alcalinidade mas um alto valor de pH e vice-versa. Mede-se a alcalinidade titulando uma amostra da água com ácido e determinando o equivalente de hidrogênio. Sendo a alcalinidade expressa em mg/L de CaCO3, usando H2SO4, então cada mL do ácido irá neutralizar (equivalente 49/50) 1 mg de alcalinidade como CaCO3. Assim, a quantidade de ácido adicionada até se atingir determinado valor do pH mede a alcalinidade existente na água, neutralizada desde o pH inicial até o pH final (Richter, 2009). Baixos valores de alcalinidade podem dificultar a saturação da água pelo CaCO3, que previne a corrosão nas partes metálicas do sistema de abastecimento (Batalha e Parlatore, 1977). Numa água, a alcalinidade raramente excede a 400 ou 500 mg/L de CaCO3. Em níveis elevados pode trazer sabor desagradável. Resultado da Titulação OH- CO3 -2 HCO3 - F=0 0 0 T F<0,5T 0 2F T-2F F=0,5T 0 2F 0 F>0,5T 2F-T 2(T-F) 0 F=T F 0 0 F= alcalinidade a fenolfetaleína T = alcalinidade total (indicador misto ou metilorange) Titulação H2SO4 com metilorange (pH ~ 4,3) Titulação H2SO4 com fenolfetaleína (pH ~ 8,3) Correção da alcalinidade Através da adição de cal hidratada A cal reage com os bicarbonatos de cálcio e magnésio transformando-os em carbonatos que precipitam Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2 CaCO3 + 2 H2O Bicarbonato Cal hidratada Carbonato Água de Cálcio de Cálcio Através da acidificação Adiciona-se um ácido à água, na quantidade específica para reduzir a alcalinidade aos valoresdesejados. Normalmente utiliza-se ácido sulfúrico ou clorídrico (muriático) Ca(HCO3)2 + 2 HCl CaCl2 + 2 CO2 + 2 H2O Como sub produto dessa reação, acontece a incorporação de CO2 à água, tornando-a corrosiva. Para a remoção desse CO2, utiliza-se o processo de aeração. Agentes Surfactantes, Espumantes ou Tenso-Ativos O surfactante é um composto químico sintético orgânico com alta afinidade residual numa extremidade da sua molécula e baixa afinidade residual na outra. Sua vigorosa superfície de atividade justifica o seu uso como o principal ingrediente nos modernos detergentes domiciliares. A maior objeção às propriedades dos surfactantes é a sua capacidade de formar espumas e, no caso do de cadeia ramificada, de não ser biodegradável (Batalha e Parlatore, 1977). Podem produzir enorme massa de espumas disformes, nos cursos de água e na saída das torneiras dos consumidores; também dispersam substâncias normalmente insolúveis ou absorvidas interferindo, desta maneira, com sua remoção pela coagulação, sedimentação ou filtração (Batalha e Parlatore, 1977). A contaminação do meio ambiente com surfactantes é devido a lançamentos dos detergentes oriundos da lavagem dos utensílios domésticos e despejos industriais. O alquil benzeno sulfonato de cadeias lineares (LAS) atualmente é o mais utilizado devido a sua biodegradabilidade (Batalha e Parlatore, 1977). Amônia A amônia ou nitrogênio amoniacal pode ser um constituinte natural de águas superficiais ou subterrâneas, resultado da decomposição da matéria orgânica. Todavia, altos níveis são usualmente indicadores de poluição de origem doméstica ou industrial (Batalha e Parlatore, 1977). O efeito do amoníaco (NH3) é significativo sobre a desinfecção da água pelo cloro, ao produzir as cloraminas que possuem baixo poder bactericida. Serve, também, como nutriente potencial para algas e bactérias. Em determinadas condições o amoníaco é corrosivo ao cobre ou a sua liga (Batalha e Parlatore, 1977). Cloretos e Sulfatos O conjunto de sais normalmente dissolvidos na água, constituídos por bicarbonatos, cloretos, sulfatos e, em menores concentrações, conferem a água sabor salino e propriedades laxativas. Os efeitos laxativos dos cloretos geralmente aparecem naqueles indivíduos que estavam acostumados a baixas concentrações, depois de alguns dias esses indivíduos se adaptam a altas concentrações (Batalha e Parlatore, 1977). O íon cloreto, tem origem em sais muito solúveis. Está geralmente associado ao sódio, principalmente em águas salobras. Em águas doces, a quantidade de cloretos pode variar de algumas poucas unidades até cerca de 250 mg/L, valor que coincide com o máximo recomendável pelos padrões de potabilidade. Concentrações mais altas, mesmo superiores a 1000 mg/L, não são prejudiciais ao homem, a menos que ele sofra de moléstia cardíaca ou renal. A restrição a sua concentração máxima está ligada ao gosto que o sal confere à água, perceptível a partir de 300 mg/L (Richter, 2009). Os sulfatos em águas doces geralmente estão presentes em quantidade compreendidas entre 2 mg/L a 150 mg/L. Por suas propriedades laxativas, recomenda-se que não excedam 250 mg/L em sistemas públicos de abastecimento. Em concentrações superiores, prejudicam sensivelmente a resistência do concreto. A presença de sulfato associado a íons de cálcio e magnésio, promove dureza permanente e pode ser um indicador de poluição de uma das fases da decomposição da matéria orgânica (Richter, 2009). Os sulfatos, como os cloretos, só podem ser removidos da água por troca iônica, eletrodiálise, osmose reversa ou destilação. Dureza Dureza é definida como a soma dos cátions polivalentes expressados numa quantidade equivalente de CaCO3. A maioria comum de tais cátions são de cálcio e magnésio e, em menor grau, os de ferro e de estrôncio. Em geral, esses íons metálicos nos mananciais de abastecimento de água não causam prejuízo à saúde, embora existam algumas evidências que podem influenciar no efeito de outros íons metálicos (Batalha e Parlatore, 1977). A dureza é caracterizada pela extinção da espuma formada pelo sabão, índice visível de uma reação mais complexa, que dificulta o banho e a lavagem de utensílios domésticos e roupas, criando problemas higiênicos (Braga et al., 2005). Os sais de cálcio e magnésio reagem sobre os radicais dos ácidos graxos dos sabões formando compostos insolúveis antes que se forme a espuma, conforme a reação: 2C17H33COOK + CaCO3 → (C17H33COO)2Ca + K2CO3 oleato de potássio (sabão) oleato de cálcio (insolúvel) Segundo Richter (2009) existem distintas formas de dureza: •Dureza total Mede o conteúdo total de íons Ca2+ e Mg2+, distinguindo-se as parcelas de dureza de cálcio e dureza de magnésio. •Dureza permanente ou não carbonatada Mede a quantidade de íons Ca2+ e Mg2+ depois de se submeter a água à ebulição durante meia hora e recuperando-se o volume inicial com água destilada. •Dureza temporária ou de carbonatados Devida a bicarbonatos de cálcio e magnésio elimináveis por ebulição. É a diferença entre a dureza total e a dureza permanente. Se a dureza é menor que a alcalinidade, toda a dureza é de carbonatos, quando é superior, há uma parcela de dureza não carbonatada associada a outros íons, como cloretos e sulfatos. As águas podem ser classificadas em termos do grau de dureza, conforme a Tabela abaixo: Águas Dureza (mg/L em CaCO3) Moles ou brandas ≤ 50 Dureza moderada 50-150 Dura 150-300 Muito duras >300 Uma importância particular da dureza elevada é a sua tendência para o desenvolvimento de incrustação de carbonato de cálcio (CaCO3), principalmente quando a água está aquecida. Águas com pequena ou nenhuma dureza podem ser corrosivas para equipamentos que a utilizam, dependendo da sua alcalinidade, pH e OD (Batalha e Parlatore, 1977). Para diminuir a dureza, pode-se submeter a água a processos de abrandamento por precipitação ou de desmineralização por troca iônica (Richter, 2009). Ferro e Manganês O ferro e o manganês encontram-se freqüentemente associados, eles são dissolvidos pela água subterrânea, que tem um alto conteúdo de CO2 e um baixo pH. As formas mais solúveis do ferro e manganês são aquelas que apresentam os mais baixos estados de oxidação (Fe2+ e Mn2+). Estas formas são facilmente oxidadas nas águas naturais de superfície, formando hidróxidos insolúveis, que tendem a precipitar, razão pela qual a ocorrência de ferro e/ou manganês em águas superficiais bem aeradas dificilmente se dá em concentrações de elevado teor (Richter, 2009). O ferro é objetável nos sistemas públicos de abastecimento de água, devido ao sabor que provoca e a sua propriedade em sujar os acessórios das canalizações, provocar manchas na roupa lavada e acumular depósitos no sistema de distribuição. Alguns processos industriais, principalmente aqueles que utilizam água para branqueamento, são muito sensíveis às concentrações de ferro. Sem dúvida, a necessidade de se fixar um padrão prende-se muito mais a razões estéticas do que propriamente de ordem sanitária (Batalha e Parlatore, 1977). O ferro modifica notavelmente o sabor das bebidas. Cumpre salientar que as águas ferruginosas permitem o desenvolvimento das chamadas ferro-bactérias que se encontram principalmente na rede de distribuição, nos reservatórios de distribuição e, em algumas ocasiões, nos filtros ou poços profundos. Nas redes de distribuição, são geralmente encontradas nas zonas de pequena circulação de água (Batalha e Parlatore, 1977). As ferro-bactérias, desde o início do seu desenvolvimento até a morte, transmitem à água odores féticos e cores avermelhadas, verde escura ou negra. Além dessascircunstâncias que, muitas vezes, tornam a água imprópria ao consumo, as ferro- bactérias obstruem as canalizações (Batalha e Parlatore, 1977). Existem duas razões para limitar a concentração do manganês nas águas de consumo humano, prevenir os prejuízos de ordem estética e econômica e evitar efeitos fisiológicos adversos devido ao seu consumo excessivo. Dependendo da concentração o manganês pode provocar manchas negras ou depósitos de óxido de manganês hidratado nos sistemas de abastecimento de água (Batalha e Parlatore, 1977). Existem diversos métodos para remoção de ferro e manganês. O processo básico consiste em oxidação seguida por clarificação e filtração. Entre os processos de oxidação, o mais utilizado é a aeração, geralmente precedida por ajuste do pH, principalmente no tratamento de águas subterrâneas (Richter, 2009). AERAÇÃO POR DIFUSÃO AERAÇÃO MECÂNICA Fosfatos Os fosfatos de sódio, potássio e amônia são solúveis na água, enquanto que dos sais de cálcio, somente o fosfato monocálcio é solúvel. Com relação aos fosfatos de magnésio, a maior parte é ligeiramente solúvel (Batalha e Parlatore, 1977). O estabelecimento de limites para concentrações de fosfato tem como objetivo evitar problemas associados com algas e outras plantas aquáticas e principalmente na coagulação, devido à presença de fosfatos complexos (Batalha e Parlatore, 1977). Nitrato – Nitrito O nitrogênio apresenta-se na água em várias formas dependendo do nível de oxidação, mas o nitrato é a forma mais oxidada do nitrogênio. Provavelmente é o ânion mais estável nas condições existentes nas águas superficiais (Batalha e Parlatore, 1977). As bactérias possuem um papel importante na relação dos nitratos na água. As concentrações elevadas de nitrato são encontradas freqüentemente em poços de pouca profundidade e em sítios devido a proximidade de estábulos e fossas sépticas, além da lixiviação de fertilizantes e despejos de indústrias de fertilizantes (Batalha e Parlatore, 1977). Sólidos Totais Os sólidos presentes na água, podem ser classificados em: Sólidos Dissolvidos: são capazes de atravessar papel de fibra de vidro, em cadinho de Gooch. Sólidos em Suspensão: são retidos pelo papel de fibras de vidro. Os sólidos dissolvidos e em suspensão, por outro lado, diferenciam-se em fixos, que são as substâncias inorgânicas e em voláteis, que compreendem a matéria orgânica e os compostos transformáveis em vapor quando aquecidos a 600 oC (Batalha e Parlatore, 1977). Os sólidos sedimentáveis constituem o volume que sedimenta em uma hora no cone de Imnoff (mL/L). Pode-se também determinar os sólidos dissolvidos totais pelo efeito dos íons na condutividade da solução. Esta determinação para sólidos dissolvidos totais se efetua utilizando a condutividade específica, ou seja, a condutividade de 1 ml de água (Batalha e Parlatore, 1977). Sólidos Totais Sólidos Suspensos Totais Não Sedimentáveis Voláteis Fixos Sedimentáveis Voláteis Fixos Sólidos Dissolvidos Totais Voláteis Fixos Cone de Imnoff Requisitos de Qualidade Biológica Algas As algas apesar de terem grande importância para o equilíbrio ecológico do meio aquático e de serem responsáveis por parte do oxigênio presente na água, contudo, a noite liberam dióxido de carbono pela respiração reduzindo pH e alcalinidade, podendo assim acarretar alguns problemas. Entre os problemas podemos citar a formação de grande massa orgânica, levando à produção de quantidade excessiva de lodo e à liberação de vários compostos orgânicos, que podem ser tóxicos ou produzir sabor e odor desagradáveis, o desenvolvimento de camadas de algas nas superfícies de reservatórios, causando turbidez e dificultando a penetração da luz solar, com a conseqüente redução do oxigênio do meio, o entupimento de filtros de areia em estações de tratamento da água, o ataque às paredes de reservatórios de águas e piscinas e a corrosão de estruturas de ferro e de concreto (Braga et al., 2005). As espécies podem ser agrupadas em quatro grandes grupos, de acordo com o pigmento que as caracteriza: clorofíceas (algas verdes), cianofíceas (algas azuis), feofíceas (algas pardas ou marrons) e rodofíceas (algas vermelhas). A contagem de algas tem sido apresentada como o número de organismos por centímetro cúbico, porém e mais representativo o uso da Unidade Padrão de Área (UPA), equivalente a 400 micra quadradas (20 x 20 micra). De um modo geral as medidas preventivas devem ser tomadas quando a contagem ultrapassar 500 UPA. Algas que produzem odor e sabor Algas que entopem filtros Microrganismos Patogênicos São introduzidos na água junto com a matéria fecal de esgotos sanitários. Podem ser de vários tipos: bactérias, vírus e protozoários. A Tabela abaixo mostra os organismos patogênicos mais freqüentemente presentes nas águas e as doenças que eles provocam. A detecção e quantificação de todos os microrganismos patogênicos potencialmente presentes na água não se torna viável. Este fato leva a questionar qual microrganismo é ideal para servir como indicador de qualidade da água. A escolha de tal microrganismo é difícil, pois um microrganismo indicador, de acordo com Feachem (1983), deve apresentar as seguintes características: ser membro normal da flora intestinal dos indivíduos sadios; habitar exclusivamente o intestino e conseqüentemente ser de origem exclusivamente fecal quando encontrado no ambiente aquático; ser exclusivamente de origem humana (não satisfeito por qualquer bactéria indicadora atualmente em uso); estar presente sempre que patogênicos de origem fecal estiverem presentes; estar presente em maior número do que os patogênicos fecais; ser incapaz de crescer em ambiente externo ao intestino e apresentar taxa de inativação inferior aos patogênicos de origem fecal; ser resistente aos fatores antagônicos naturais e aos processos de tratamento de águas e de esgotos em grau igual ou maior do que os patogênicos de origem fecal; ser fácil de ser detectado e contado; não ser patogênico. As bactérias usadas como indicadores de poluição da água por matéria fecal são os coliformes fecais, que vivem normalmente no organismo humano e nos demais animais de sangue quente, existindo em grande quantidade nas fezes. Embora não sejam patogênicas, a presença dessas bactérias na água indica que ela recebeu matéria fecal e pode, portanto, conter microrganismos patogênicos. Entre as bactérias do grupo coliforme, a mais usada como indicadora da poluição fecal é a Escherichia coli (Braga et al., 2005). Dois métodos são utilizados para a determinação do número de coliformes: Técnica da membrana Filtrante e Técnica dos tubos múltiplos. A primeira consiste em filtrar sob vácuo um volume conhecido (geralmente 100 mL) em uma membrana filtrante com uma abertura de poros menor que 0,5 µm. As bactérias retidas no filtro são então, incubadas em meio nutriente especial, em uma placa de Petri, desenvolvendo colônias visíveis e facilmente contadas após um período de incubação entre 16 e 24 h. A temperatura de incubação e o meio de cultura utilizados permitem a identificação e a enumeração de coliformes totais, coliformes fecais e estreptococos fecais. Volumes de amostra que produzem 20 a 80 colônias na placa de petri são considerados os mais válidos. A técnica dos tubos múltiplos baseia-se na propriedade dos coliformes em fermentar a lactose produzindo gás. Um caldo contendo lactose e outras substâncias inibidoras de organismos não coliformes é colocado em uma série de tubos de teste (tubos de inoculação) e inoculados com porções decimais (geralmente 10 mL, 1 mL, 0,1 mL, etc). Cada uma dessas porções é inoculadaem uma série de 5 tubos e incubados em uma temperatura adequada e inspecionados para verificar a formação de gás após um período de 48 h. O número de tubos com gás é contado em cada grupo de 5 tubos, estas informações são usadas para determinar estatisticamente em tabelas ou gráficos do Número Mais Provável (NMP) de coliformes. O método dos tubos múltiplos é realizado em duas etapas: na primeira, a amostra é inoculada em caldo lauril sulfato de sódio, o qual inibe a microbiota acompanhante e, ao mesmo tempo é um meio de enriquecimento para bactérias do grupo dos coliformes. Bactérias deste grupo causam turvação no meio com formação de gás, detectado em tubos de Duhran, após 48 horas de incubação a 35 ± 2ºC. A segunda etapa é realizada através da inoculação de alçadas dos caldos lauril positivos em caldos seletivos para Escherichia coli (EC). Após incubação a 44,5ºC, durante 24 horas, ocorre turvação do caldo EC com formação de gás, quando positivos para coliformes fecais (ROMPRÉ et al., 2002). O sistema de abastecimento de água para fins de consumo humano são constituídos de instalações e equipamentos destinados a fornecer água potável a uma comunidade. Os indicadores físicos, químicos e biológicos da água potável, isto é, aquela com qualidade adequada ao consumo humano, devem estar de acordo com o que estabelece o dispositivo legal em vigor no Brasil. Esse dispositivo é a Portaria no 2914/11 do Ministério da Saúde, que estabelece os procedimentos e as responsabilidades, relativos ao controle e à vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão. Neste documento, são relacionadas às características físicas, organolépticas e químicas, seus Valores Máximo Permissíveis (VMP) e as características de qualidade microbiológicas e radioativas. O Padrão de Potabilidade define o limite máximo para cada elemento ou substância química, não estando ali considerados eventuais efeitos sinérgicos entre elementos ou substâncias (Braga et al., 2005). Abastecimento de Água Portaria 2.914/11 – Norma de qualidade da água para consumo humano Art. 2º. Esta Portaria se aplica à água destinada ao consumo humano proveniente de sistema e solução alternativa de abastecimento de água. Art. 5º Para os fins a que se destina esta Norma, são adotadas as seguintes definições: I - água para consumo humano: água potável destinada à ingestão, preparação e produção de alimentos e à higiene pessoal, independentemente da sua origem; II - água potável: água que atenda ao padrão de potabilidade estabelecido nesta Portaria e que não ofereça riscos à saúde; III - padrão de potabilidade: conjunto de valores permitidos como parâmetro da qualidade da água para consumo humano, conforme definido nesta Portaria; V - água tratada: água submetida a processos físicos, químicos ou combinação destes, visando atender ao padrão de potabilidade; VI - sistema de abastecimento de água para consumo humano: instalação composta por um conjunto de obras civis, materiais e equipamentos, desde a zona de captação até as ligações prediais, destinada à produção e ao fornecimento coletivo de água potável, por meio de rede de distribuição; Padrões de Potabilidade Padrões de Potabilidade
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