Características e usos da água, formas de tratamento e controle de sua qualidade

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Características e usos da água 
Formas de tratamento e controle de 
sua qualidade 
Dr.a Patrícia Cavani Martins de Mello 
Disciplina: Química Aplicada 
Curso: Engenharia Civil– 4/5 ºsemestre 
 
Assis 
2016 
 
Distribuição de Água no Planeta 
Ciclo hidrológico Águas Subterrâneas 
• Maior parte da água doce disponível na Terra encontra-se no subsolo, 
sendo que metade dessa água está armazenada em profundidades 
que excedem 1 km; 
• O Aquífero Guarani foi considerado como a maior reserva subterrânea 
de água doce do mundo até 2010. A maior reserva atualmente é o 
Aquífero Alter do Chão; 
• Definição de aquífero: formação ou grupo de formações geológicas 
que podem armazenar água subterrânea. São rochas porosas e 
permeáveis, capazes de reter água e de cedê-la. 
Aquífero Aquífero Alter do Chão 
• Localizado sob os estados do Pará, Amapá e Amazonas; 
• Dados iniciais: 437,5 mil km² com espessura de 545 m. 
• Poderia ser suficiente para abastecer em aproximadamente 100 
vezes a população mundial; 
• Reserva de aproximadamente 
 85 mil km³ de água contra 
 apenas 45 mil km³ 
 do aquífero Guaraní. 
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• DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA NO PLANETA 
 
Disponibilidade: água superficial, água subterrânea, 
gelo, vapor. 
 
 Recurso natural renovável; 
 
 - Grau de degradação do corpo d’água; 
 - Grau de degradação da área de recarga. 
 
 
Escassez de Água no Planeta 
Distribuição do consumo no Mundo: 
Fonte: World Development Indicators (Relatório do Banco Mundial, de 2003). 
Distribuição do consumo no Brasil: 
Fonte: Agência Nacional de Águas, 2006. 
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Usos consuntivos e não consuntivos: respectivamente, são aqueles 
que consomem e que não consomem água. 
 Abastecimento humano; 
 Abastecimento industrial; 
 Irrigação; 
 Geração de energia elétrica; 
 Navegação; 
 Assimilação e transporte de poluentes; 
 Preservação da flora e fauna; 
 Aqüicultura 
 Recreação; 
Usos da água e requisitos de qualidade Alteração da qualidade das águas 
Poluição da água: alteração das suas características por quaisquer ações 
ou interferências, sejam elas naturais ou provocadas pelo homem, 
produzindo impactos estéticos, fisiológicos e ecológicos. 
Principais poluentes aquáticos: 
• Poluentes orgânicos biodegradáveis: via aeróbia e via anaeróbia; 
• Poluentes recalcitrantes ou refratários: não biodegradáveis ou de 
degradação muito lenta; 
• Metais; 
• Nutrientes; 
• Organismos patogênicos; 
• Sólidos em suspensão; 
• Calor; 
• Radioatividade. 
Alteração da qualidade das águas 
 Fontes pontuais e difusas 
Mecanismo bioquímico de controle da qualidade da água: a 
autodepuração 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Braga, 2005. 
 
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Parâmetros de avaliação da qualidade da água 
Parâmetros físicos de qualidade da água: 
• Cor; 
• Odor; 
• Turbidez; 
• Radioatividade; 
• Temperatura. 
 
Parâmetros biológicos de qualidade da água: 
• Algas (teor de clorofila) ; 
• Microrganismos patogenicos (vírus, bactérias, 
protozoários, etc) 
 
 Parâmetros químicos de qualidade da água: 
• Oxigênio dissolvido, DBO, DQO; 
• Condutividade elétrica e S.T.D.; 
• Dureza (teor de Ca e Mg); 
• Alcalinidade; 
• Nitrogênio (série) 
• Fósforo; 
• Cloretos; 
• Detergentes; 
• Agrotóxicos 
• Presença de outros compostos tóxicos (agroquímicos, 
alteradores endódrinos, etc) 
Tratamento de água 
 Finalidade: 
• higiênicas; 
• estéticas; 
• econômicas; 
Principais processos: 
• sedimentação ou decantação; 
• coagulação / floculação; 
• filtração; 
• desinfecção; 
• remoção da dureza; 
• aeração; 
• remoção de Fe e Mg; 
• remoção de odor e sabor; 
• controle da corrosão; 
• fluoretação. 
Mananciais 
Captação 
 
Sistema 
Produtor/ETAs 
Reservatórios 
de Distribuição 
Rede de 
Distribuição 
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Etapas do tratamento de água para 
consumo humano 
• Pré cloração: o cloro é adicionado assim que a água chega à 
estação. Isso facilita a retirada de matéria orgânica e 
metais. 
 
• Pré-alcalinização – Depois do cloro, a água recebe cal ou 
soda, que servem para ajustar o pH* aos valores exigidos 
nas fases seguintes do tratamento. 
 
*Fator pH –O índice pH refere-se à água ser um ácido, uma 
base, ou nenhum deles (neutra). Um pH de 7 é neutro; um 
pH abaixo de 7 é ácido e um pH acima de 7 é básico ou 
alcalino. Para o consumo humano, recomenda-se um pH 
entre 6,0 e 9,5. 
Etapas do tratamento de água para 
consumo humano 
• Coagulação – Nesta fase, é adicionado sulfato de alumínio, 
cloreto férrico ou outro coagulante, seguido de uma 
agitação violenta da água. Assim, as partículas de sujeira 
ficam eletricamente desestabilizadas e mais fáceis de 
agregar. 
Etapas do tratamento de água para 
consumo humano 
• Floculação – Após a coagulação, há uma mistura lenta da 
água, que serve para provocar a formação de flocos com as 
partículas. 
 
• Decantação – Neste processo, a água passa por grandes 
tanques para separar os flocos de sujeira formados na 
etapa anterior. 
 
• Filtração – Logo depois, a água atravessa tanques 
formados por pedras, areia e carvão antracito. Eles são 
responsáveis por reter a sujeira que restou da fase de 
decantação. 
 
Etapas do tratamento de água para 
consumo humano 
• Pós-alcalinização – Em seguida, é feita a correção final do 
pH da água, para evitar a corrosão ou incrustação das 
tubulações. 
 
• Desinfecção – É feita uma última adição de cloro no líquido 
antes de sua saída da Estação de Tratamento. Ela garante 
que a água fornecida chegue isenta de bactérias e vírus até 
a casa do consumidor. 
 
• Fluoretação – O flúor também é adicionado à agua. A 
substância ajuda a prevenir cáries. 
Tratamento de águas industriais 
• Recebem a denominação de águas industriais 
aquelas utilizadas em plantas industriais para: 
 
– Geração de vapor/energia 
– Refrigeração/resfriamento 
– Lavagens e outros usos diversos 
 
Impurezas encontradas na água 
• Geralmente, nas águas superficiais e subterrâneas que são usadas nos 
processos industriais, encontramos as seguintes substâncias dissolvidas: 
 
– Dureza, representada basicamente pelos íons cálcio e magnésio (Ca2+ e 
Mg2+), principalmente os sulfatos (SO4
2-), carbonatos (CO3
2-) e bicarbonatos 
(HCO3
-). 
 
– Sílica solúvel (SiO2) e silicatos (SiO3
2-) associados a vários cátions. 
 
– Óxidos metálicos (principalmente de ferro), originados de processos 
corrosivos. 
• Material orgânico , como óleos, graxas, açúcares, etc. 
• Gases, como oxigênio, gás carbônico, amônia, óxidos de nitrogênio e 
enxofre. 
• Materiais em suspensão, como areia, argila, lodo, etc. 
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Tratamentos para geração de vapor 
• Remoção de contaminantes de origem orgânica: 
tratamentos preliminares (ETA’s), clarificação e 
filtração; 
 
• Remoção de contaminantes de origem inorgânica 
(sais de Ca2+, Mg2+, sílica e silicatos): 
– Abrandamento 
– Desmineralização 
– Osmose reversa 
– Destilação – ALTO CUSTO OPERACIONAL E PERDAS DE 
ÁGUA 
Tratamentos para geração de vapor 
Funcionamento de uma resina aniônica. 
Processo de abrandamento por troca iônica (ciclo hidrogênio). 
Osmose reversa 
•Emprego de membranas desenvolvidas para esse fim 
•Usadas em processos de dessalinização 
Funcionamento de um sistema de tratamento de água por osmose reversa. 
 
Tratamentos para geração de vapor Tratamentos para geração de vapor 
• Remoção de oxigênio 
– Evitar corrosão das tubulação pela 
presença/excesso de O2; 
– Remoção 
• Mecânica: uso de desaeradores 
• Química:uso de sequestrantes de O2 
Tratamentos para água de refrigeração 
• Remoção de contaminantes de origem orgânica: 
floculação ; 
 
• Remoção de contaminantes de origem inorgânica: 
dispersão (emprego de surfactantes); 
 
• Inibição à corrosão; 
 
• Controle de desenvolvimento microbiológico: uso 
de biocidas (cloro, peróxidos, ozônio, etc); 
 
Reúso da água 
Escassez de água: 
 
 atendimento de demanda de regiões não-riparianas; 
 atendimento a demanda de regiões com precipitação 
média baixa e rios perenes; 
 atendimento a demanda de regiões com inchaço 
populacional. 
A qualidade da água utilizada e o objeto específico do reúso 
estabelecerão os níveis de tratamento recomendados, os 
critérios de segurança a serem adotados e os custos de 
capital e de operação e manutenção. 
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Fonte: Introdução à engenharia ambiental. O Meio Aquático. cap. 8. Pag 112. 
Tratamento de esgotos 
Processos e grau de tratamento dos esgotos 
Processos de tratamento em função dos meios empregados 
Remoção ou transformação das características dos esgotos 
Remoção de sólidos grosseiros em suspensão 
Crivos Grades Desintegradores 
Remoção de sólidos grosseiros sedimentáveis 
Caixa de areia Desintegradores 
Remoção de óleos, graxas e substâncias análogas 
Tanques de retenção de 
gorduras 
Tanques de flotação Decantadores com 
removedores de escuma 
Remoção de material miúdo em suspensão 
Tanques de flotação Tanques de precipitação 
química 
Filtros de areia 
Remoção de substâncias orgânicas dissolvidas, semidissolvidas e finamente divididas 
Irrigação de grandes 
superfícies 
Campo de nitrificação com 
finalidade agrícola 
Campo de nitrificação sem 
finalidade agrícola 
Filtros biológicos Lagoas de estabilização Tanques de lodos ativados 
Tanques sépticos Valos de oxidação ou sistemas 
de oxidação total 
Remoção de odores e controle de doenças transmissíveis 
Cloração Reagentes químicos Instalações biológicas 
Fonte: Introdução à engenharia ambiental. O Meio Aquático. cap. 8. Pag 122. 
Processos e grau de tratamento dos esgotos 
Processos de tratamento em função da eficiência das unidades 
Tratamento preliminar 
Remoção de sólidos 
grosseiros 
Remoção de gorduras Remoção de areia 
Tratamento primário 
Decantação Flotação Digestão do lodo 
Secagem do lodo Sistemas compactos 
(digestão e decantação) 
Tratamento secundário 
Filtração biológica Processos de lodo ativados Decantação intermediária 
ou final 
Lagoas de estabilização 
Tratamento avançado 
Remoção de nutrientes Remoção de complexos 
orgânicos 
Tratamento de águas servidas 
• A extensão do tratamento necessário é medida em duas bases: 
– Teor de sólidos suspensos 
– Demanda bioquímica de oxigênio – DBO que mede o teor de impurezas 
pela necessidade de oxigênio necessária para oxidá-la. 
• Os métodos de tratamento de esgotos são geralmente divididos em: 
– Primários ou tratamento físico; 
– Secundários ou tratamento bioquímico e 
– Terciário 
 
 
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Tratamento primário 
• Reduz de 30 a 60% dos sólidos suspensos e da 
DBO; 
• Consiste de peneiramento, clarificação, 
filtração e cloração; 
 
 
Tratamento secundário 
• A matéria orgânica dissolvida é oxidada de forma a reduzir 
de 85 a 90% a DBO; 
• Utiliza lodo ativado e sistema de aeração; 
• O lodo ativado contém microorganismos aeróbicos que 
digerem o material do esgoto; 
 
 
Tratamento terciário 
• A água ainda contém P, N e C que podem servir 
de nutrientes para o crescimento de algas e 
outras plantas aquáticas. 
• Retirada do P como fosfatos é feita pela 
precipitação com cal ou hidróxido de alumínio. 
 
 
Fonte: Introdução à engenharia ambiental. O Meio Aquático. cap. 8. Pag 123. 
Águas servidas industriais 
• Problema mais complexo e mais difícil que o tratamento de 
esgotos devido a grande diversidade de contaminantes 
químicos de cada tipo de instalação industrial. 
• Rejeitos ácidos ou básicos são neutralizados 
• Rejeitos com matéria orgânica são tratados como os esgotos 
• Resta o problema dos rejeitos dos tratamentos feitos para 
tratar a água servida. 
 
 
LEGISLAÇÃO BRASILEIRA SOBRE 
RECURSOS HÍDRICOS 
 
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• Lei: ato emanado pelo Poder Legislativo (Federal, Estadual e/ou Municipal) a fim de 
estabelecer direitos e deveres para as pessoas em determinados assuntos (matérias). A 
maior de todas é a Constituição Federal; 
 
• Decreto: ato do Poder Executivo a fim de regulamentar a aplicação e a execução de 
uma lei já criada pelo Poder Legislativo; 
 
• Resolução: "ato do Congresso Nacional e de qualquer uma de suas casas, tomado por 
procedimento diferente do previsto para a elaboração das lei, destinado a regular 
matéria de competência do Congresso Nacional ou de competência privativa do 
Senado Federal ou da Câmara dos Deputados, mas em regra com efeitos internos; 
excepcionalmente, porém, também prevê a constituição resolução com efeitos 
externos, como a que dispõe sobre a delegação legislativa“ 
 
• Portaria: "é a fórmula pela qual autoridades de nível inferior ao do Chefe do Executivo, 
sejam de qualquer escalão de comandos que forem, dirigem-se a seus subordinados, 
transmitindo decisões de efeito interno, quer com relação ao andamento das 
atividades que lhe são afetas, quer com relação à vida funcional de servidores, ou, até 
mesmo, por via delas, abrem-se inquéritos, sindicâncias, processos administrativos" 
Leis, portarias e decretos 
• PORTARIA Nº 2.914, DE 12 DE DEZEMBRO DE 
2011 
 
Dispõe sobre os procedimentos de 
controle e de vigilância da 
qualidade da água para consumo 
humano e seu padrão de 
potabilidade. 
Leis, decretos, portarias fundamentais nos aspectos de 
regulamentação dos recursos hídricos 
PORTARIA Nº 2.914, DE 12 DE 
DEZEMBRO DE 2011 
1ª portaria BSB nº 56/ 1977 
2ª portaria GM nº 36/1990 
3ª portaria MS nº 1469/2000 
 
4ª portaria MS nº 518/2004 
5ª portaria MS nº 2914/2011 
• Definições alteradas 
– Água potável; 
– Sistema de abastecimento de água; 
– Solução alternativa coletiva; 
– Vigilância da qualidade da água para consumo humano; 
 
• Definições incluídas 
– Água para consumo humano; 
– Água tratada; 
– Padrão de potabilidade e padrão organoléptico; 
– Rede de distribuição; 
– Solução alternativa individual; 
– Habitação unifamiliar; 
– Garantia da qualidade; 
– Intermitência; 
– Integridade do sistema de distribuição; 
– Passagens de fronteiras terrestres. 
Portaria MS nº 2914/ 2011 
• Competências: 
– Secretaria da Vigilância em Saúde (SVS): 
• promover e acompanhar a vigilância da qualidade da água para consumo humano, em 
articulação com as Secretarias de Saúde dos Estados, do Distrito Federal e dos Municípios e 
respectivos responsáveis pelo controle da qualidade da água; 
– Secretaria de Saúde Indígena (SESAI): 
• executar, diretamente ou mediante parcerias, incluída a contratação de prestadores de 
serviços, as ações de vigilância e controle da qualidade da água para consumo humano nos 
sistemas e soluções alternativas de abastecimento de água das aldeias indígenas; 
– Fundação Nacional de Saúde (FUNASA): 
• apoiar as ações de controle da qualidade da água para consumo humano proveniente de 
sistema ou solução alternativa de abastecimento de água para consumo humano, em seu 
âmbito de atuação, conforme os critérios e parâmetros estabelecidos nesta Portaria; 
– Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA): 
• exercer a vigilância da qualidade da água nas áreas de portos, aeroportos e passagens de 
fronteiras terrestres, conforme os critérios e parâmetros estabelecidos nesta Portaria, bem 
como diretrizes específicaspertinentes. 
– Secretaria Municipal de Saúde: 
• exercer a vigilância da qualidade da água em sua área de competência, em articulação com 
os responsáveis pelo controle da qualidade da água para consumo humano; 
Portaria MS nº 2914/ 2011 
• Padrão de potabilidade: 
 
– Inclusão de 15 substâncias químicas: 
 
– Inclusão de 2 substâncias de padrão organoléptico; 
– Excluídos 5 parâmetros; 
– Alteração do VMP de 7 parâmetros; 
– Alteração na composição de 6 parâmetros; 
– Inclusão de 2 substâncias radioativas. 
Portaria MS nº 2914/ 2011 
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Dispõe sobre a classificação dos corpos de 
água e diretrizes ambientais para o seu 
enquadramento, bem como estabelece as 
condições e padrões de lançamento de 
efluentes, e dá outras providências. 
RESOLUÇÃO CONAMA Nº 357, DE 17 
DE MARÇO DE 2005 
Resolução CONAMA nº 357/ 2005 
Águas doces: águas com salinidade igual ou inferior a 0,5 ‰; 
Classe especial Consumo humano; preservação eq. aquático de unidades de conservação 
Classe 1 Consumo humano após trat. simplificado 
Classe 2 Consumo humano após trat. convencional 
Classe 3 Irrigação de culturas arbóreas 
Classe 4 Navegação 
Águas salinas: águas com salinidade igual ou superior a 30 ‰; 
Classe especial Preservação eq. aquático de unidades de conservação 
Classe 1 Recreação de contato primário 
Classe 2 Pesca amadora 
Classe 3 Harmonia paisagística 
Águas salobras: águas com salinidade superior a 0,5 ‰ e inferior a 30 ‰; 
Classe especial Preservação eq. aquático de unidades de conservação 
Classe 1 Proteção de comunidades aquáticas 
Classe 2 Recreação de contato secundário 
Classe 3 Navegação 
• Específicos para cada classe de água : 
– condição de qualidade: qualidade apresentada por um 
segmento de corpo d'água, num determinado 
momento, em termos dos usos possíveis com 
segurança adequada, frente às Classes de Qualidade 
• Exemplos: DBO, OD, pH 
– padrão: valor limite adotado como requisito normativo 
de um parâmetro de qualidade de água ou efluente; 
– parâmetro de qualidade da água: substâncias ou 
outros indicadores representativos da qualidade da 
água; 
• Exemplo: clorofila, parâmetros inorgânicos e orgânicos; 
Condições e padrões de qualidade: 
• Para cada classe de água deve-se verificar os 
padrões estabelecidos. 
Condições e padrões de qualidade: 
• CAPÍTULO I 
– Das Disposições Preliminares 
• Art. 1º - O sistema de prevenção e controle da poluição do meio 
ambiente passa a ser regido na forma prevista neste Regulamento. 
• Art. 2° - Fica proibido o lançamento ou a liberação de poluentes 
nas águas, no ar ou no solo. 
• Art. 4º - São consideradas fontes de poluição todas as obras, 
atividades, instalações, empreendimentos, processos, dispositivos, 
móveis ou imóveis, ou meios de transportes que, direta ou 
indiretamente, causem ou possa causar poluição ao meio 
ambiente; 
• Art. 5º - Compete à Companhia Estadual de Tecnologia de 
Saneamento Básico e de Defesa do Meio Ambiente-CETESB, na 
qualidade de órgão delegado do Governo do Estado de São Paulo, 
a aplicação da Lei nº 997, de 31 de maio de 1976, deste 
Regulamento e das normas dele decorrentes. 
DECRETO ESTADUAL Nº 8468, DE 8 DE 
SETEMBRO DE 1976 
• CAPÍTULO II Dos Padrões 
– Art. 10 - Nas águas de Classe 1 não serão 
tolerados lançamentos de efluentes, mesmo 
tratados. 
DECRETO ESTADUAL Nº 8468, DE 8 DE 
SETEMBRO DE 1976 
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– Art. 11 - Nas águas de Classe 2 não poderão ser lançados efluentes, mesmo 
tratados, que prejudiquem sua qualidade pela alteração dos seguintes 
parâmetros ou valores: 
• I - virtualmente ausentes: a) materiais flutuantes, inclusive espumas não naturais; b) 
substâncias solúveis em hexana; c) substâncias que comuniquem gosto ou odor; d) 
no caso de substâncias potencialmente prejudiciais, até os limites máximos abaixo 
relacionados: 1 - Amônia - 0,5 mg/l de N (cinco décimos de miligrama de Nitrogênio 
por litro); 2 - Arsênico - 0,1 mg/l (um décimo de miligrama por litro); 3 - Bário - 1,0 
mg/l (um miligrama por litro); 4 - Cádmio - 0,01 mg/l (um centésimo de miligrama 
por litro); 5 - Cromo (total) 0,05 mg/l (cinco centésimos de miligrama por litro); 6 - 
Cianeto - 0,2 mg/l (dois décimos de miligrama por litro); 7 - Cobre -1,0 mg/l (um 
miligrama por litro); 8 - Chumbo 0,1 mg/l (um décimo de miligrama por litro); 9 - 
Estanho - 2,0 mg/l (dois miligramas por litro); 10 - Fenóis - 0,001 mg/l (um milésimo 
de miligrama por litro); 11 - Flúor - 1,4 mg/l (um miligrama e quatro décimos por 
litro); 12 - Mercúrio - 0,002 mg/l (dois milésimos de miligrama por litro; 13 - Nitrato 
-10,0 mg/l de N (dez miligramas de Nitrogênio por litro); 14 - Nitrito -1,0 mg/l de N 
(um miligrama de Nitrogênio por litro); 15 - Selênio - 0,01 mg/l (um centésimo de 
miligrama por litro); 16 - Zinco 5,0 mg/l (cinco miligramas por litro). 
• II - proibição de presença de corantes artificiais que não sejam removíveis por 
processo de coagulação, sedimentação e filtração, convencionais; III - Número Mais 
Provável (NMP) de coliformes até 5.000 (cinco mil), sendo 1.000 (mil) o limite para 
os de origem fecal, em 100 ml (cem mililitros), para 80% (oitenta por cento) de, pelo 
menos, 5 (cinco) amostras colhidas, num período de até 5 (cinco) semanas 
consecutivas; 
• IV - Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) em 5 (cinco) dias, a 20ºC (vinte graus 
Celsius) em qualquer amostra, até 5 mg/l (cinco miligramas por litro); V - Oxigênio 
Dissolvido (OD), em qualquer amostra, não inferior a 5 mg/l (cinco miligramas por 
litro). 
 
Referências 
•BRAGA, Benedito et al. Introdução à Engenharia Ambiental. 2ªed.São Paulo: Pince 
Hall, 2002. 
•BAIRD, C., Química Ambiental. 2ªed., Porto Alegre: Bookman, 2002, 622p. 
•ODUM, E.P. Ecologia. Guanabara, Rio de Janeiro. 1988. 
• Agência Nacional de Águas (ANA). Conjunturas dos Recursos Hídricos do Brasil. 
Disponível em: < 
http://www2.ana.gov.br/Paginas/ConjunturaRecursosHidricosBrasil.aspx>. Acesso em 
28, jul. 2010. 
• Brasil. Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Coordenação-Geral de 
Vigilância em Saúde Ambiental. Portaria MS n.º 518/2004 / Ministério da Saúde, 
Secretaria de Vigilância em Saúde, Coordenação - Geral de Vigilância em Saúde 
Ambiental – Brasília: Editora do Ministério da Saúde, 2005.