Usos da gua e polui o

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Fundamentos da Engenharia 
Ambiental
Água: Características e Usos 
Múltiplos/ Poluição das Águas
Importância da Água 
para nossa 
Sobrevivência
SOMOS 70% ÁGUA
Importância da Água para 
o ser Humano
• Regula a temperatura do corpo;
• Lubrifica as articulações;
• Reduz os desgastes dos rins e fígado;
• Leva nutrientes e oxigênio para as células;
• Ajuda a dissolver minerais e nutrientes para torná-los 
acessíveis ao nosso corpo;
• Protege órgãos e tecidos;
• Hidrata os tecidos da boca, olhos e nariz.
O corpo humano saudável não aguenta mais que 5 dias 
sem água antes de entrar em choque.
Distribuição da 
Água no Planeta
Distribuição da Água no Planeta
• Apenas 0,3% do volume total de água doce está 
disponível diretamente em lagos e rios
Adaptado de Shiklomanov, 1998, citado por Tundisi, 2003
Distribuição de 
Água Doce 
Superficial no 
Mundo
Distribuição de Água Doce 
Superficial no Mundo
Fonte: MMA (2007)
Distribuição da Água 
no Brasil
Distribuição da Água no Brasil
•Região Nordeste:
• 29% da população;
• 3% da água do país.
•Região Norte:
• 7% da população;
• 68% da água do país.
•Região Sudeste:
•43% da população;
•6% da água do país.
•Região Sul:
• 14% da população;
• 7% da água do país.
•Região Centro Oeste:
• 7% da população;
• 16% da água do país.
Manual de Educação, 2002
Poluição das Águas
Água Recurso Natural 
Renovável
Escasso Quantitativa e 
Qualitativamente
Desperdício de Água 
pelos Sistemas de 
Distribuição
Índices de Perdas de Água (Faturamento)
Instituto Trata Brasil, 2010
Água desperdiçada na 
tubulação e através de 
ligações clandestinas e 
fraudes
Índices de perdas por faturamento 
segundo estados e o Brasil
56,83%
Instituto Trata Brasil, 2010
Novo estudo
Dados de 
2013
Média 
Nacional
39,1%
Desperdício de Água no Mundo
ÍNDICE ACEITÁVEL 
PELA ORGANIZAÇÃO 
MUNDIAL DA SAÚDE
Deficiência no 
Tratamento de Esgoto
Deficiência no Tratamento de 
Esgoto
48,6% do esgoto no Brasil é coletado
Apenas 39% dos esgotos do país são tratados
Fonte: Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS 2013)
Deficiência no Tratamento de 
Esgoto
Fonte: Instituto Trata Brasil com base no SNIS 2013
Usos da Água
• Zonas de irrigação
• Polos industriais
•Grandes centros 
urbanos 
Demandam grandes 
quantidades de água
Demanda supera a oferta de 
água, 
em termos quantitativos e 
qualitativos
Pressão sob os Recursos Hídricos
•Aumento da população + Crescimento 
econômico
•Aumento da demanda e aumento da 
poluição
•Escassez de água
Conflitos das 
grandes cidades: 
rios poluídos, 
água para 
abastecimento 
cada vez mais 
distante
Pressão sob os Recursos Hídricos
Um grande problema das Engenharias -
Suprir as cidades de água 
Situação Crítica de Acesso 
à Água no Mundo
Escassez de água 
já afeta mais de 
40% da 
população do 
planeta Terra.
Quase 800 milhões 
de pessoas não 
têm acesso à água 
no mundo.
Série Jornal da Globo: Água 
Planeta em Crise Agosto 2015
Usos da Água no 
Mundo e no Brasil
Usos da Água
Usos da Água no Brasil
Fonte: Conjuntura de Recursos Hídricos no Brasil, ANA 2010
Usos Consuntivos e 
Não-Consuntivos da 
Água
Usos Consuntivos
Exemplos:
Abastecimento doméstico
Abastecimento industrial
Irrigação
Dessedentação de animais
Usos que retiram a água de sua fonte natural 
diminuindo suas disponibilidades, espacial e 
temporalmente
Exemplos:
 Geração de energia elétrica
 Navegação
 Recreação
 Pesca
Usos que retornam à fonte de suprimento, 
praticamente a sua totalidade, podendo haver 
alguma modificação no seu padrão temporal 
de disponibilidade
Usos Não Consuntivos
 Preservação da flora e 
fauna
 Composição paisagística 
 Diluição de despejos
 Aquicultura
Usos Múltiplos
Abastecimento Humano
• Considerado mais nobre e prioritário;
• Homem depende de oferta adequada de água
para sua sobrevivência.
• Qualidade de vida dos seres humanos;
• Utilizada para funcionamento adequado do
organismo, preparo de alimentos, higiene pessoal.
Abastecimento Humano
•Características sanitárias e toxicológicas
adequadas;
• Isenta de organismos patogênicos e
substâncias tóxicas;
•Prevenindo danos à saúde e ao bem-estar
do homem;
Água potável – não causa danos à saúde 
nem prejuízo aos sentidos.
Não existe correlação 
entre melhor aspecto 
e qualidade da água.
Abastecimento Humano
- Padrões de Potabilidade:
•Coliformes totais.
• Escherichia coli.
•Padrão de turbidez para água pós-filtração ou pré-
desinfecção.
•Padrão de potabilidade para substâncias químicas que
representam risco à saúde
Dispõe sobre os
procedimentos de
controle e de vigilância
da qualidade da água
para consumo humano e
seu padrão de
potabilidade.
Abastecimento Industrial
Não existe requisito genérico de 
qualidade de água para as indústrias
Cada uso específico apresenta requisitos particulares
Indústrias do ramo farmacêutico, alimentício e 
bebidas requerem água de melhor qualidade 
Abastecimento Industrial
 Indústrias que utilizam água para resfriamento
- água isenta de substâncias que causem o
aparecimento de incrustações e corrosão de
condutos; Ca e Mg
 Industrias de processos de tingimento de tecidos
e louças
- água isenta de produtos que propiciem manchas
no produto final; Fe e Mn
Irrigação
• Carreiam para os corpos de água superficiais e
subterrâneos substâncias empregadas na
agricultura.
• Fertilizantes sintéticos e defensivos agrícolas.
 Representa o uso mais intenso dos recursos hídricos
 Responsável por aproximadamente 70% do
consumo de água doce no mundo.
•Dependendo do tipo de cultura irrigada;
•Cultivo de vegetais consumidos crus,
- Água isenta de organismos patogênicos
- Isenta de substâncias tóxicas aos vegetais e
consumidores.
Irrigação
• Uso de mangueiras com 
pequenos furos 
• gasta 40% menos de água
Plantação de uva irrigada por gotejamento 
na zona rural de Petrolina 
Beto Macário/UOL
Irrigação por 
Microaspersão
Irrigação por 
Aspersão
Beto Macário/UOL
Geração de Energia Elétrica
• Geração de vapor nas usinas termelétricas
• Energia potencial ou cinética da água nas usinas
hidrelétricas.
• CUIDADO: Substâncias que afetam a durabilidade
e manutenção dos equipamentos.
Navegação
Transporte de carga e passageiros por via fluvial,
lacustre e marítima;
• Água isenta de substâncias que sejam agressivas
ao casco e condutos de refrigeração das
embarcações;
• Proliferação excessiva de vegetação, causando
inconvenientes na navegação.
Alternativa bastante 
interessante sob o 
ponto de vista 
econômico.
Malha Hidroviária
- Extensão total de vias navegáveis:
• 28.834 km de vias
• 8.500 km efetivamente navegáveis
• 5.700 km na bacia Amazônica
• Transporte de minérios e grãos
Navegação 
Fluvial
Navegação fluvial requer:
• Leito adequado - profundidade e curvas
para deslocamento de embarcações
- Nível mínimo para navegação;
- Alguns rios já estão comprometidos;
- Assoreamento sistemático e contínuo.
Eclusas de Navegação
Esquema de Eclusas
Eclusa Canal do Panamá
Eclusa Barra 
Bonita no Tietê -
SP em 
enchimento
Eclusas de Navegação
Eclusas de Sobradinho -
BA
Assimilação e Transporte 
de Poluentes
• Concentrações do poluente dependerão:
• diluição, relação vazão do rio e vazão do
efluente.
• Diluição alta – Concentrações podem ser baixas
o suficiente para não causar impactos sobre os
outros usos da água.
Processo deAutodepuração
Assimilação e Transporte 
de Poluentes
A diluição não é recomendada em 
substituição ao tratamento do efluente, 
devendo ser somente utilizada para carga 
residual das estações de tratamento
Aquicultura
• Criação de organismos de
interesse econômico
Ex: peixes, moluscos,
crustáceos
• Hoje a aquicultura é responsável por mais da
metade dos recursos pesqueiros consumidos no
mundo.
Aquicultura
• Responsável por supreção de manguezais e
poluição das águas;
• Cultivo exige condições ideiais de crescimento
dos organismos.
• Para isso é necessário:
• Ração e hormônios
• excesso de nutrientes
Carcinocultura no 
rio Potengi - Natal
Recreação
• Natação, Esportes aquáticos, Pesca, Navegação 
esportiva.
O contato com a água pode ser:
• Primário – contato físico proposital;
Água deve estar isenta de organismos patogênicos e 
substâncias tóxicas em conc. que possam causar 
danos à saúde pelo contato com a pele ou ingestão.
• Secundário – ocorre de forma acidental.
Usos Múltiplos da Água
Poluição das Águas
Poluição ≠ Contaminação
• Poluição da Água alteração de suas características
físicas, químicas e biológicas por quaisquer ações ou
interferências, naturais ou provocadas pelo homem.
• Contaminação da Água refere-se à transmissão de
substâncias ou microrganismos nocivos à saúde
humana.
• Ocorrência de contaminação não implica
necessariamente em desequilíbrio ecológico.
• Presença de organismos patogênicos na água não
significa que o meio aquático esteja ecologicamente
desequilibrado.
Principais Fontes de Poluição 
Hídrica
•Agropecuária – atividades de agricultura e
criatório de animais;
•Doméstica – esgotos sanitários domiciliares,
de escritórios, comércio e empreendimentos
diversos;
• Industrial – atividades de diferentes tipos de
indústrias.
Usos e 
Ocupação do 
Solo Numa 
Bacia 
Hidrográfica
Usos e Ocupação do Solo
- Pontuais ou localizadas - Difusas ou dispersas
Classificação das Fontes Poluidoras
Principais Poluentes 
Aquáticos
Principais Poluentes Aquáticos
•Microorganismos patogênicos;
•Matéria Orgânica Biodegradável (MOB);
•Poluentes orgânicos recalcitrantes ou 
refratários;
•Metais;
•Nutrientes;
• Sólidos em suspensão;
•Calor;
•Radioatividade.
Microorganismos Patogênicos
• Bactérias: leptospirose, febre tifóide, cólera
• Vírus: hepatite infecciosa e poliomielite
• Protozoários: amebíase, giardíase,
cryptosporiadíase
• Helmintos: esquistossomose e ascaridíase.
Transmitem doenças pela ingestão ou contato 
direto com água contaminada
OMS estima que 13.700 pessoas morrem por dia por causa de doenças transmitidas 
pela água, mais da metade são crianças com menos de cinco anos de idade.
Essas doenças são facilmente evitáveis com existência de saneamento básico.
Microorganismos Patogênicos
Constituída principalmente de proteínas, 
carboidratos e gorduras;
- Na presença de oxigênio dissolvido (OD) –
bactérias aeróbias;
- Se o consumo de OD for mais intenso que a capacidade
do meio de repô-lo, haverá o seu esgotamento e a
inviabilidade da existência de vida para peixes e outros
organismos que dependem de oxigênio para viver.
- Na ausência de OD – decomposição anaeróbia –
Bactérias anaeróbias – com formação de gases,
como CH4 e H2S.
Matéria Orgânica Biodegradável
• Indicador de qualidade de água;
Oxigênio Dissolvido
• Para a manutenção da vida aquática aeróbica
são necessários teores mínimos de oxigênio
dissolvido de 2 mg/L a 5 mg/L, exigência de cada
organismo;
• Conc. mínima de OD para
existência de seres aeróbios
é de 2 mg/L.
DBO 
(Demanda Bioquímica de Oxigênio)
Quantidade de oxigênio dissolvido na água 
necessárias para decomposição da MO
• Medição do potencial poluidor de substâncias
biodegradáveis em relação ao consumo de OD.
Para medição da DBO, convencionou-se:
• símbolo DBO5,20.
Valores de DBO variam com a 
natureza do despejo
Esgoto Doméstico 
DBO de 300 mg/L
Maiores valores de DBO para efluentes 
industriais como alimentos, fábricas de 
papel e celulose e curtumes
Não são biodegradáveis ou taxa de biodegradação é 
muito lenta.
• Produzidos por processos tecnológicos;
• Impactos associados à sua toxicidade e não ao consumo
de OD;
• Fenômenos de Bioacumulação e Biomagnificação.
Poluentes Orgânicos 
Recalcitrantes ou Refratários
Exemplos:
Defensivos agrícolas, detergentes sintéticos e petróleo
Espuma da poluição do rio Tietê avança sobre áreas 
urbanas de Pirapora do Bom Jesus (SP)
23.jun.15 UOL Notícias Rafael Pacheco/Fotos Públicas
Espuma da poluição do rio Tietê avança sobre áreas 
urbanas de Pirapora do Bom Jesus (SP)
Efeitos da Poluição das Águas
- Composto por uma mistura de várias substâncias com diferentes
taxas de biodegradabilidade.
- Atingem acidentalmente corpos de água nas fases de extração,
transporte, aproveitamento industrial e consumo.
Efeitos danosos ao ambiente, fauna e flora:
- Película que dificulta trocas gasosas entre ar e água;
- Vedação dos estômatos das plantas e órgãos respiratórios dos
animais;
- Ação de substâncias tóxicas.
Petróleo
• Todos os metais podem ser solubilizados em água;
• Danos à saúde em função da quantidade ingerida,
toxicidade, potenciais carcinogênicos, mutagênicos,
teratogênicos.
• Exemplos de maior toxicidade : Arsênio, bário, cádmio,
cromo, chumbo e mercúrio
• Exemplos de menor toxicidade: Cálcio, magnésio, sódio,
ferro, manganês, alumínio, cobre e zinco – podem conferir
cor, odor e sabor a água.
Metais
Metais tóxicos estão em quantidades diminutas 
no meio aquático, mas podem ser despejados 
em quantidades significas por atividades 
industrias, agrícolas e mineração.
Metais
Organismos apresentam 2 tipos de comportamento 
em relação aos metais:
• Sensível ou não a ação tóxica;
• Bioacumulação e Biomagnificação.
Mal de Ninamata 1953 – Japão
- Presença de metilmercúrio nas águas
atingiu a população de peixes;
- Consumo de peixe pelos humanos,
acúmulo de compostos
organomercuriais no sistema nervoso,
principalmente cérebro e medula.
Metais
Excesso de nutrientes Nitrogênio e Fósforo nos corpos d’água 
Crescimento excessivo de alguns microorganismos aquáticos.
• Estes nutrientes são comumente responsáveis pela
proliferação acentuada de algas.
Nutrientes chegam aos corpos d’água:
• Erosão do solo;
• Fertilização do solo;
• Decomposição natural de MOB.
Nutrientes
Processo de Eutrofização
Eutrofização
Reservatório Mundaú – Garanhuns - PE
Já ocorreu registro de Florações Tóxicas de 
Cianobactérias
Eutrofização
Crescimento 
exagerado de 
Macrófitas
•Aumentam a turbidez da água –
diminuindo sua transparência
• Turbidez Fotossíntese
• Fotossíntese: mecanismo de incorporação 
de Oxigênio no corpo aquático.
Sólidos em Suspensão
• Efluentes aquecidos são gerados
principalmente por usinas termoelétricas;
• Afeta características físicas, químicas e
biológicas do meio aquático, como:
- densidade da água,
- solubilidade de gases,
- taxa de sedimentação do fitoplâncton,
- tensão superficial,
- reações químicas,
- metabolismo dos organismos aquáticos.
Calor
• Organismos podem entrar em contato com a
radioatividade por meio do ar, água, solo ou
alimentos.
• Bioacumulação e Biomagnificação.
• Uso da radioatividade pelo homem tem
liberado maiores quantidades de substâncias
radioativas para o meio;
• Fins bélicos, energéticos, de pesquisa, médicos
e etc.
Radiotividade
Bioacumulação e Biomagnificação
Bioacumulação e Biomagnificação do Hg Fonte: Rocha (2009)
• Bioacumulação - Absorsão e retenção de substâncias
químicas no organismo;• Biomagnificação - Acúmulo progressivo de substâncias de
um nível trófico para outro ao longo das cadeias
alimentares.
Biomagnificação – Efeito 
potencializado coloca 
em risco organismos dos 
topos das Cadeias 
Alimentares
Poluentes associados aos 
processos de Bioacumulação e 
Biomagnificação
• Poluentes orgânicos recalcitrantes;
- Defensivos agrícolas,
- Detergentes sintéticos,
- Petróleo,
• Metais;
• Radioatividade.
Mecanismos de 
Autodepuração
Compostos orgânicos recalcitrantes e 
compostos inorgânicos não são afetados pelo 
processo de autodepuração.
• Corpo de água poluído por lançamento de MOB
sofre um processo natural de recuperação
denominado autodepuração.
• Processos físicos (diluição, sedimentação);
• Químicos (oxidação);
• Biológicos (degradação).
Mecanismos de Autodepuração
• Etapa 1: Decomposição
- Consumo de OD;
- Decomposição da MO;
- Elevada DBO.
• Etapa 2: Recuperação de oxigênio dissolvido ou
reaeração
- Fotossíntese;
- Interface ar-água.
Mecanismos de Autodepuração
Regiões distintas da autodepuração
Mecanismos de Autodepuração
Regiões Distintas da Autodepuração
• Região anterior ao lançamento de MO
- Se não existir poluição anterior, em geral, águas limpas,
elevada conc. de OD e vida aquática superior;
• Zona de degradação
- Diminuição inicial de OD, sedimentação do material
sólido, aspecto indesejável, ainda existem peixes em
busca de alimentos, quant. elevada de fungos e
bactérias, mas poucas algas;
• Zona de decomposição ativa
- OD atinge valor mínimo, podendo chegar a zero, quant.
de fungos e bactérias diminui, redução de espécies
aeróbias;
Regiões Distintas da Autodepuração
• Zona de recuperação
- Aumento de OD devido a mecanismos de reaeração que
acabam predominando sobre a desoxigenação, aspecto
da água melhora continuamente, redução de fungos e
bactérias, aumento de espécies aeróbias, tendência para
proliferação de algas devido a disponibilidade de
nutrientes;
• Zona de águas limpas
- Volta a apresentar condições satisfatórias com relação às
conc. de OD e DBO e com relação à presença de
organismos aeróbios, todavia não significa
necessariamente que o corpo de água esteja isento de
organismos patogênicos.
Regiões Distintas da Autodepuração
Fatores que contribuem para o 
processo de Autodepuração 
- Potencial poluidor do esgoto, dado pela sua DBO;
- Concentração de OD;
- Temperatura intensifica os processos bioquímicos, 
aumentando a velocidade de decomposição.
"Quando o poço seca é que sabemos realmente o 
valor da água". 
Benjamin Franklin