Slides Aula Controle de Poluição Recursos Hídricos 2017.2

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Aula Controle de Poluição 
Recursos Hídricos
Professor Phillipe Mota Machado
Ciclo urbano da água
Ambientes
Costeiros
RIO
Captação
Tratamento
(ETA)
DISTRIBUIÇÃO
TRATAMENTOS
(ETE)
Lançamen-
tos
PARÂMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
QuímicasFísicas Biológicas
sólidos Gases Inorgânicos Orgânicos Microrganismos
Suspensos (SS)
coloidais
dissolvidos
IMPUREZAS
Metais 
Pesados
Pesticidas
Bactérias
vírus
protozoários
PARÂMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
FÍSICOS: COR, TURBIDEZ, SABOR/ODOR, 
TEMPERATURA
QÚIMICOS: ALCALINIDADE, pH, ACIDEZ, 
DUREZA, FERRO E MANGANÊS, 
CLORETOS, NITROGÊNIO, FÓSFORO, 
OXIGÊNIO DISSOLVIDO, MATÉRIA 
ORGÂNICA, MICROPOLUENTES 
ORGÂNICOS E INORGÂNICOS
BIOLÓGICOS: COLIFORMES (COLIMETRIA), 
ALGAS, 
BACTÉRIAS DECOMPOSITORAS
Qualidade de Águas
Legislação Ambiental
CONAMA 20/86 Captação e Águas CONAMA 274/2000
Recreacionais
MS - 36/90 Distribuição 1469/2000
(potabilidade)
0MS - 1986 Recomendações
Constituição Brasileira
Capítulo sobre Meio 
Ambiente
Política Nacional do 
Meio Ambiente
Ministério do 
Meio Ambiente
Política Nacional dos 
Recursos Hídricos
IBAMA CONAMA Conselhos Órgãos Municipais e Estaduais
Outorgas Uso das águas Comitês de 
Bacias
Agências Hidrográficas
PARÂMETROS DE QUALIDADE DA ÁGUA
Unidades: uH (unidades Hazen)
Limites: faixa ótima 5 - 25 uH
Parâmetros físicos
Cor
NATURAL: teor de matéria orgânica decomposta e íons
de Fe e Mn
ALTERADA: ações antropogênicas...
Turbidez: grau de interferência à passagem da luz causada 
por sólidos em suspensão
Origem: natural: partículas de solo ( argila, silte) e microrganismos 
antropogênica: resíduos domésticos e industriais, microrganismos e erosão.
Importância: natural: sem incovenientes sanitários diretos
antropogênica ---> toxidez e patogenicidade
penetração da luz: fotossíntese
Unidades: uT ( Unid.Turbidez ou nefelométrica)
Limites: <20 tratamento sem coagulação.
>50 cogulação química ou pré-filtragem
>100 águas turvas
Resíduo total
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Temperatura: intensidade de calor 
Sabor/Odor: característica estética resultante da
interação gosto/odor por sólidos ou gases
Origem: natural: Matéria orgânica, algas, H2S
antropogênica: resíduos domésticos e industriais, H2S .
Importância: natural: sem incovenientes sanitários diretos
antropogênica ---> toxidez e patogenicidade
Condutividade elétrica da água
PARÂMETROS QUÍMICOS
Alcalinidade, dureza, pH
- Relacionados com as espécies CO2, CO3
2-, Ca 2+, Mg 2+ e H+
(correlacionadas)
Águas mais alcalinas
 geralmente “dureza moderada” a “muito dura”
 pouca quantidade de íons H+
- Dureza pode ser expressa de várias formas
( dureza de cálcio, dureza de magnésio, dureza total ([Ca 2+] + [Mg2+])
- IMPORTÂNCIA desses parâmetros
 Seres vivos necessitam de água em pH próximo à neutralidade
 Tubulações de água (domésticas ou industriais) podem ser
entupidas (águas duras) ou ter elementos metálicos lixiviados...
 Níveis fora dos padrões
Água com sabor desagradável e pode ter efeitos laxativos
pH: concentração de íons H+ , indicando meio ácido, alcalino 
ou neutro ( 0 - 14) por sólidos dissolvidos ou gases. 
Origem: natural: rochas, atmosfera, mat organica, fotossíntese
antropogênica: esgotos domésticos ou industriais .
Unidades: 0 a 14 (Escala Sörensen)
Resultados: pH baixo ---> corrosividade e agressividade
pH elevado ---> incrustações em tubulações
qualquer valor distante da neutralidade causa 
problemas bióticos.
Alcalinidade: capacidade de neutralização de ácidos ou 
resisitividade à viação do pH ( HCO3-, CO32-, OH-). 
Origem: natural: rochas, atmosfera, matéria orgânica, fotossíntese
antropogênica: esgotos domésticos ou industriais .
Unidades: mg/l de CaCO3
Resultados: pH> 9,4 ---> hidróxidos e carbonato
pH 8,3 a 9,4 ---> carbonatos e bicarbonatos
pH 4,4, a 8,3 ---> apenas bicarbonato
Dureza: concentração de cátions multimétalicos em solução. 
Geralmente Ca ++ e Mg ++ 
Origem: natural: Ca e Mg de rochas
dureza alcalina : presença de carbonatos
antropogênica: esgotos domésticos ou industriais.
Unidades: mg/l de CaCO3
Resultados: dureza < 50 mg/l CaCO3: água mole
dureza 50 e 150 mg/l CaCO3 : dureza moderada
dureza 150 e 300 mg/l: água dura
dureza > 300 mg/l ca CO3 : dureza elevada
Dureza mg/L de CaCO3 Classificação da água 
<15 muito branda 
de 15 a 50 branda 
de 50 a 100 moderadamente branda 
de 100 a 200 dura 
>200 muito dura 
 
Ex de classificação da dureza total da água, expressa em quantidade de CaCO3
Ferro e Manganês: presença de formas solúveis 
Origem: natural: Rochas e solo
antropogênica: esgotos domésticos ou industriais .
Importância: Sem significado sanitário. Propriedades cor e estéticas
Oxigenio Dissolvido (OD): importante para manutenção da 
microbiota e processos oxidativos
Oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química
de oxigênio (DQO)
- Expressam o teor de oxigênio dissolvido e indicam os tipos possíveis de
poluentes
- Demanda bioquímica de oxigênio
É a quantidade de oxigênio necessária para oxidar a matéria orgânica por
meio de processos bioquímicos, que podem ser monitorados no laboratório”
- Demanda química de oxigênio
“É a quantidade de oxigênio necessária para oxidar a matéria orgânica
através de um agente químico”
Útil para detectar substâncias resistentes à degradação biológica
=> Os valores obtidos são geralmente maiores do que os da DBO e podem
ser conseguidos em menos tempo
Nitrogênio (N): Várias formas N - NH - NO3 como 
sólidos dissolvidos ou em suspensão
Origem: natural: Mat. Organica - Clorofila - proteina
Antropogênica: esgotos domésticos ou industriais 
Fertilizantes
Importância: Eutrofização de corpos d’água - Doenças - consumo 
O2 - toxicidade –
Unidades: mg/l
Fósforo (P): Fosfatos inorgânico (PO4)2-
Origem: natural: Rochas, solo
antropogênica: esgotos domésticos ou industriais
fertilizantes
Importância: eutrofização de corpos d’água 
Unidades: mg/l
Micropoluentes inorgânicos
Componentes tóxicos
Exemplos: Metais Pesados: Arsênio, Cádmio, Cromo, Chumbo, 
Mercúrio e Prata. (Sólidos dissolvidos ou Suspensos)
Cianetos
Origem: Atividades Industriais e Agricultura
Toxicidade: Cumulativa na cadeia alimentar
Unidade: µg/l (ppb) ou mg/l (ppm)
Padrões: variáveis com legislação estadual (captação, 
lançamentos)
Micropoluentes Orgânicos
Componentes tóxicos
Exemplos: Moléculas resistentes à decomposição. Pesticidas, 
hidrocarbonetos aromáticos, alifáticos, detergentes etc
(Sólidos dissolvidos ou Suspensos)
Origem: Atividades Industriais e Agricultura
Toxicidade: Cumulativa na cadeia alimentar
Unidade: µg/l (ppb) ou mg/l (ppm)
Padrões: variáveis com legislação estadual (captação, 
lançamentos)
Poluição por esgotos doméstico
e industrial
Matéria orgânica biodegradável
Explosão na população
de microrganismos
Consumo de oxigênio
Bactérias, vírus, larvas e parasitas
Coliformes fecais  doenças
Brasil: 30% das praias
são impróprias
Resumo da Resolução CONAMA 20/86
Classes
Parâmetro Unid Esp 1 2 3 4 LA
Cor uH 30 75 75 - -
Turbidez uT 40 100 100 >100 -
DBO(5) mg/l 3 5 10 >20 *
DQO mg/l - - - - *
OD mg/l 6 5 4 2 -
SS mg/l - - - - *
Inorgânicos Legislação
Orgânicos 
coliformes totais b/100ml 1000 5000 20000 -
coliformes fecais b/100ml 200 1000 4000 -
Resumo da Resolução CONAMA 20/86
Classificação das águas doces em função dos usos principais
Classes
Uso Esp 1 2 3 4
DomésticoPreservação Ambiental
Recreação / Cont. Prim.
Proteção
Irrigação
Aquicultura
Dessendentação Animais
Navegação
Paisagismo
Qualidade de Águas: Legislação Ambiental
A legislação Brasileira determina o acompanhamento das águas 
doces, salobras ou salinas destinadas a balneabilidade por meio da 
Resolução CONAMA n0 274 de 29 de novembro 2000, que em seus artigos 
10 ao 150 define os padrões de qualidade que devem ser observados 
para essas águas baseando-se, em três indicadores: 
(Artigo 7o. )
a) Coliformes termotolerantes
b) Escherichia coli (E.coli)
c) Enterococcus
ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DA ÁGUA (ETA)
PROCESSO REALIZADO EM ETAPAS
1º- Coagulação/floculação
2º- Decantação
3º- Filtração
4º- Desinfecção
Estas operações têm como principais objetivos:
- A remoção de material particulado, bactérias e algas
- Remoção da matéria orgânica dissolvida que confere cor à água
-.Remoção ou destruição de organismos patogênicos tais como
bactérias e vírus
Estas operações podem sofrer variações dependendo da fonte de 
água e dos padrões de qualidade a serem alcançados
A ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DA ÁGUA
Esquema simplificado de uma ETA *
(Linha líquida)
A ETA também tem uma estação de tratamento de sólidos (Linha sólida)
São tratados os resíduos gerados na Linha líquida
AS ETAPAS DO TRATAMENTO DA ÁGUA
1- Captação
A água que chega à Estação de Tratamento de Água é captada diretamente nos
rios (águas superficiais) ou no subsolo (águas subterrâneas)
 LINHA LÍQUIDA
2- Gradagem
São retirados da água os resíduos de maior dimensão como folhas, ramos,
embalagens, etc., que ficam retidos em grades por onde a água é forçada a passar
 PROCESSOS DE CLARIFICAÇÃO
3- Floculação/ coagulação
São formados “flocos” com as susbtâncias dispersas e um reagente floculante:
os contaminantes co-precipitam com o Al(OH)3, p. ex., na etapa de Decantação
 melhora os índices de turbidez (partículas > 10-4 mm), cor e sabor (partículas
menores que 10-4 mm)
AS ETAPAS DO TRATAMENTO DA ÁGUA
Floculação/ coagulação
São formados “flocos” com as susbtâncias dispersas e um reagente floculante:
os contaminantes co-precipitam com o Al(OH)3, p. exx., na etapa de Decantação
 melhora os índices de turbidez (partículas > 10-4 mm), cor e sabor (partículas
menores que 10-4 mm)
- Uso de agentes “floculantes”: Al2(SO4)3 , sais de ferro e polímeros
orgânicos
Necessidade de remoção de Mg2+: Al2 (SO4)3 + NaAlO2
Ex de reação em água levemente alcalina:
Al2(SO4)3 14,3 H2O + 3Ca(HCO3)2  2 Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2 + 14,3H2O
 ANÁLISES PRÉVIAS são importantes para ajustar o pH , quando necessário
Água superficial sendo tratada em 
uma ETA, após a adição de um agente 
floculante
AS ETAPAS DO TRATAMENTO DA ÁGUA
Esta etapa é realizada em câmaras (floculadores) onde água é levemente
agitada, facilitando a aglutinação de impurezas
 Parte da purificação da água ocorre por meio de um processo de 
“transferência de fase”
AS ETAPAS DO TRATAMENTO DA ÁGUA
4- Decantação
É um processo de separação física das partículas em suspensão,
clarificando a água e reduzindo em grande porcentagem as impurezas
 As partículas decantadas, mais “pesadas” que a água, ficam
depositadas no fundo do decantador
 Processo que dura, em média, 3 h
5- Filtração
A água passa por filtros de areia e/ou carvão ativado, nos quais ficam
retidas as partículas pequenas (não decantadas) e uma infinidade de
substâncias solúveis (adsorção no carvão) melhora características como odor
e sabor
 PROCESSOS DE DESINFECÇÃO
AS ETAPAS DO TRATAMENTO DA ÁGUA
6- Desinfeção (geralmente cloração ou ozonização ou radiação UV)
É a eliminação de microorganismos não retidos nas etapas anteriores
 Adição de “cloro” (gás ou solução de hipoclorito)
 Fluoretação: adição de “flúor”
(fluorsilicato de sódio ou ácido fluorsilícico)
 ANÁLISES DE CONTROLE
ETAPA FINAL: análises físico-químicas e microbiológicas para
atestar a qualidade da água (Portaria número 518 do Ministério da Saúde, de
25 de março de 2004)
ARMAZENAGEM
DISTRIBUIÇÃO PARA AS RESIDÊNCIAS
(podem ocorrer contaminações)
 Ficam resíduos (tanque decantação):
tratamento da Linha SÓLIDA
Desidratação de Lamas
“Sobram” resíduos provenientes dos processos de clarificação: lamas
 São encaminhadas para a desidratação (estabilização química) e
estabilização microbiológica devido à grande quantidade de água
- A desidratação (secagem) pode ser feita de várias formas:
evaporação em leitos, uso de filtros (tipo prensa), etc
- A lama tratada é transportada para um destino final adequado, sendo possível
o seu aproveitamento como adubo orgânico:
AS ETAPAS DO TRATAMENTO DA ÁGUA
CONSIDERAÇÕES SOBRE O TRATAMENTO DA ÁGUA 
(DESINFECÇÃO)
 A desinfecção ocorre para assegurar que a água esteja livre de
microorganismos patogênicos
 Os processos utilizados tem vantagens e desvantagens !
A cloração é o método de desinfecção mais comumente utilizado
na maioria dos países
Quantidades suficientes de “cloro” são adicionadas
à água visando destruir ou inativar os organismos alvo
É um método confiável, de relativo baixo custo, simplicidade
operacional e cujo excesso, no tratamento, favorece a biosegurança no
armazenamento e transporte da água tratada