apostila físico química da água

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Curso Técnico em Meio Ambiente
Curso Técnico em Meio Ambiente 
	
Instituto Tecnológico de Goiás Governador Onofre Quinan - ITEGOGOQ
Título: Análises Físico-Química da Água e Efluentes
Organização:
Vanilda Luzia da Silva
Designer de Página:
Agradecimento: Aos autores responsáveis pelas obras que foram utilizadas neste material didático e citadas nas referências bibliográficas.
Coordenação:
Zilda Fernandes
Supervisão Pedagógica:
Rosália Santana
	
Direção:
Instituto Tecnológico de Goiás Governador Onofre Quinan - ITEGOGOQ
Rua VP 04 – Quadra 8 A – Módulos 03 a 06.
Distrito Agroindustrial de Anápolis – DAIA
Fone (62) 3328-2475/3328-2476/3328-2477
Site: www. cepeduc.com
Sumário
1 Introdução ......................................................................................................................... 05
2 Qualidade da Água............................................................................................................. 07
2.1 Características importante da Água ...........................................................................07
2.2 Padrões de Qualidade da Água....................................................................................08
2.2.1 Portaria Nº 518/GM Em 25 de março de 2004....................................................08
3 Plano de Amostragem para analise da água .......................................................................12
3.1Técnicas e cuidados na coleta da amostra....................................................................12
3.1.1 Coletores...............................................................................................................14
3.1.1.1 Coletores de água superficial..........................................................................15
3.1.1.2 Coletores de água subterrânea........................................................................16
3.1.1.3 Coletores de água de precipitação atmosférica...............................................16
3.1.1.4 Coletores de água manual...............................................................................17
3.1.1.5 Coletores de água em torneira.........................................................................17
3.2 Principais parâmetros...................................................................................................18
3.2.1 Estação de Tratamento da Água ( ETA)..............................................................18
3.2.2 Sistema de Distribuição........................................................................................18
3.2.3Análises físico-química ........................................................................................18
4 Técnicas de Preservação e Armazenamento de Amostras...................................................18
4.1 Exames Microbiológicos..............................................................................................19
4.2 Lavagens de Frascos....................................................................................................20
4.3 Frascos para Coleta de Amostras contendo Cloro Residual........................................20
4.4 Frascos para Coleta de Amostras contendo Metais Pesados........................................20
4.5 Preparo das Soluções Condicionantes .........................................................................20
5 Parâmetros mais comumente utilizados...............................................................................22
5.1 Variáveis Físicas..........................................................................................................22
5.1.1Cor............................. ...........................................................................................22
5.1.2 Série Sólidos................................ ........................................................................23
5.1.3 Temperatura.........................................................................................................23
5.1.4 Transparência........... ...........................................................................................24
5.1.5 Turbidez.............................. ................................................................................24
5.2 Variáveis Químicas......................................................................................................24
5.2.1 Alcalinidade.........................................................................................................24
5.2.2 Carbono Orgânico Total......................................................................................25
5.2.3 Cloreto................................................................................................................. 26
5.2.4 Condutividade Elétrica ........................................................................................26
5.2.5 Cálcio...................................................................................................................26
5.2.6 Dureza Total.........................................................................................................27
5.2.7 Ferro.....................................................................................................................27
5.2.8 Fluoreto................................................................................................................28
5.2.9 Fósforo Total........................................................................................................28
5.2.10 Magnésio............................................................................................................29
5.2.11 Manganês...........................................................................................................29
5.2.12 Oxigênio Dissolvido...........................................................................................30
5.2.13 pH.......................................................................................................................30
5.2.14 Potássio...............................................................................................................31
5.2.15 Série dos Nitrogênios.........................................................................................32
5.2.16 Sódio...................................................................................................................34
5.2.17 Sólidos Totais Dissolvidos................................................................................34
5.2.18 Sulfato................................................................................................................35
5.2.19 Contaminantes Orgânicos..................................................................................35
6 Procedimentos Metodológicos.............................................................................................36
6.1 Acondicionamento.......................................................................................................36
6.2 Filtração.......................................................................................................................36
6.3Congelamento...............................................................................................................37
6.4 Refrigeração.................................................................................................................37
6.5 Preservação de Amostras.............................................................................................37
6.6 Métodos analíticos.......................................................................................................38
7 Marcadores DBO e DQO....................................................................................................39
7.1 Demanda Bioquímica de Oxigênio..............................................................................397.2 Demanda Química de Oxigênio...................................................................................40
7.3 Oxigênio Consumido...................................................................................................40
8. Referencias Bibliográficas..................................................................................................41
Atividades
Atividade 1..............................................................................................................................
Atividade 2..............................................................................................................................
Atividade 3..............................................................................................................................
Atividade 4..............................................................................................................................
Atividade 5..............................................................................................................................
Atividade 6..............................................................................................................................
1. INTRODUÇÃO
A água nos mantém vivos controla o clima, esculpe a terra, remove e diluem resíduos e poluentes, e é reciclado pelo ciclo hidrológico e sempre foi essencial desde o começo da vida no planeta Terra. A dependência da água para qualquer forma de vida se faz para seu desenvolvimento e/ou sobrevivência, portanto a água doce é essencial à sustentação da vida. Calcula-se que 74% da superfície terrestre sejam constituídos de água. Por mais abundantes que pareçam os recursos hídricos na superfície da terra, a água disponível para consumo humano se restringe a 0,8% do total existente no planeta, incluindo não somente as águas superficiais, mas também as subterrâneas, que podem estar a uma profundidade de até 4.000 metros. O restante da água se encontra nos oceanos e nas geleiras. 
A informação sobre a qualidade da água é essencial para a compreensão dos processos ambientais e dos corpos hídricos, ter conhecimento de técnicas analíticas utilizadas na determinação de parâmetros físico-químicos em águas naturais ou residuais e as caracterizações físico-químicos da água é relevante para identificar e quantificar os elementos e espécies iônicas presentes na água e associar os efeitos de suas propriedades à questão ambientais e a saúde humana. 
O conhecimento das propriedades física e química de átomos e moléculas, e de suas interações, permite responder a questões como, quais e em que níveis que podem ser adversos aos ecossistemas e à saúde humana. Os teores determinados nas amostras analisadas são comparados aos padrões conhecidos, os quais são especificados em portarias e resoluções legais, que dão subsídios aos laboratórios na expedição de seus laudos. Para que essas determinações sejam realizadas há uma série de técnicas analíticas que são capazes de identificar os componentes presentes na amostra e quantificar suas concentrações com grande sensibilidade para garantir a qualidade das águas.
Entre as diversas nomenclaturas encontradas para água vamos utilizar o termo “águas naturais” para as águas superficiais subterrâneas, de chuva e solução do solo. O termo “águas residuais” será utilizado para águas que transportam materiais poluentes como efluentes de origem doméstica, agrícola ou industrial, esgotos sanitários ou despejos industriais.
As águas residuais de uma cidade compõem-se dos esgotos sanitários e industriais sendo que estes, em caso de geração de efluentes muito tóxicos, devem ser tratados em unidades das próprias indústrias.
O parâmetro mais utilizado para definir um esgoto sanitário ou industrial é a demanda bioquímica por oxigênio - DBO1. Pode ser aplicada na medição da carga orgânica imposta a uma estação de tratamento de esgotos e na avaliação da eficiência das estações - quanto maior a DBO maior a poluição orgânica. 
A escolha do sistema de tratamento é função das condições estabelecidas para a qualidade da água dos corpos receptores2. Além disso, qualquer projeto de sistema deve estar baseado no conhecimento de diversas variáveis do esgoto a ser tratado, tais como a vazão, o pH, a temperatura, o DBO, etc. 
A resolução nº 357, de 17 de março de 2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA, no Capitulo IV artigo 2, fixa condições e exigências para os efluentes de qualquer fonte poluidora somente poderão ser lançados, direta ou indiretamente, nos corpos de água, após o devido tratamento e desde que obedeçam as condições, padrões e exigências dispostos nesta Resolução e em outras normas aplicáveis.
2 Qualidade da água
A representação da qualidade da água é o resultado de um complexo conjunto de fatores que interagem continuamente entre si e entre os fatores antrópicos. Considerando sobre mudanças na qualidade da água requer o conhecimento sobre a dinâmica do oxigênio. 
O oxigênio dissolvido é de fundamental importância na manutenção da vida aquática e da qualidade da água. TCHOBANOGLOUS, G. e SCHROEDER afirmam que, devido a sua importância, oxigênio é amplamente utilizado como principal parâmetro de qualidade da água e serve para determinar o impacto de poluentes sobre corpos d’agua. 
A dinâmica da distribuição do oxigênio em um trecho de corpo de água, segundo WETZEL (1993), é governada por um equilibro entre as entradas da água atmosfera e da fotossíntese e as perdas devidas às oxigenações químicas e bióticas.
Há uma grande variedade de elementos e substâncias químicas dissolvidas na água e a sua fonte predominante é o intemperismo natural das rochas, resultante do fluxo de água que dissolve os minerais e transporta os íons dissolvidos para os rios e oceanos, onde, eventualmente, são incorporados aos sedimentos. Contribuições humanas aos corpos d’água incluem íons e substâncias solúveis de atividades industriais, de mineração, despejos de esgotos e outros resíduos. Menores quantidades podem vir da precipitação de partículas atmosféricas como ácido nítrico (HNO3) e ácido sulfúrico (H2SO4) da emissão de gases, cloreto de sódio (NaCl) dos oceanos, e concentrações mínimas de outras substâncias. 
2.1 Características Importantes da água
Aumenta de volume ao se solidificar (ao contrário da maioria das substâncias): por isso o gelo é menos denso que a água líquida. (*)
Possui elevado calor específico: isso impede que ocorram grandes variações de temperatura, tanto do ambiente aquático quanto do clima terrestre.
É a substância que apresenta a maior capacidade de dissolução: por isso é conhecida como solvente universal.
Possui elevada constante dielétrica: por isso mantém os íons separados em solução e permite a mobilidade iônica na fase aquosa.
A anomalia da água:
Aquecendo- se uma substância ocorre dilatação e, claro, resfriando-se uma substância ela se contrai. De 0ºC a 4ºC, porém, a água se comporta de maneira contrária. Ao congelar, ela expande seu volume em cerca de 10% (isso pode ocasionar a explosão de uma garrafa de cerveja colocada num congelador ou arrebentar encanamentos, em regiões bastante frias ). Esse aumento de volume faz com que o gelo tenha uma densidade inferior a da água no estado líquido: por isso ele flutua em vez de afundar. Além da água, apenas a prata, o bismuto, o antimônio e o ferro ficam com um volume maior em estado sólido .
2.2 Padrões de Qualidade de água
2.2.1 PORTARIA Nº 518/GM Em 25 de março de 2004.
NORMA DE QUALIDADE DA ÁGUA PARA CONSUMO HUMANO
 Capítulo I
DAS DISPOSIÇÕES PRELIMINARES
Art. 1º  Esta Norma dispõe sobre procedimentos e responsabilidades inerentes ao controle e à vigilância da qualidade da água para consumo humano, estabelece seu padrão de potabilidade e dá outras providências.
Art. 2º  Toda a água destinada ao consumo humano deve obedecer ao padrão de potabilidade e está sujeita à vigilânciada qualidade da água.
Art. 3º  Esta Norma não se aplica às águas envasadas e a outras, cujos usos e padrões de qualidade são estabelecidos em legislação específica.
 
Capítulo II
DAS DEFINIÇÕES 
Art. 4º  Para os fins a que se destina esta Norma, são adotadas as seguintes definições:
I - água potável – água para consumo humano cujos parâmetros microbiológicos, físicos, químicos e radioativos atendam ao padrão de potabilidade e que não ofereça riscos à saúde;
II - sistema de abastecimento de água para consumo humano – instalação composta por conjunto de obras civis, materiais e equipamentos, destinada à produção e à distribuição canalizada de água potável para populações, sob a responsabilidade do poder público, mesmo que administrada em regime de concessão ou permissão;
III - solução alternativa de abastecimento de água para consumo humano – toda modalidade de abastecimento coletivo de água distinta do sistema de abastecimento de água, incluindo, entre outras, fonte, poço comunitário, distribuição por veículo transportador, instalações condominiais horizontais e verticais;
IV - controle da qualidade da água para consumo humano – conjunto de atividades exercidas de forma contínua pelos responsáveis pela operação de sistema ou solução alternativa de abastecimento de água, destinadas a verificar se a água fornecida à população é potável, assegurando a manutenção desta condição;
V - vigilância da qualidade da água para consumo humano – conjunto de ações adotadas continuamente pela autoridade de saúde pública, para verificar se a água consumida pela população atende à esta Norma e para avaliar os riscos que os sistemas e as soluções alternativas de abastecimento de água representam para a saúde humana;
VI - coliformes totais (bactérias do grupo coliforme) - bacilos gram-negativos, aeróbios ou anaeróbios facultativos, não formadores de esporos, oxidase-negativos, capazes de desenvolver na presença de sais biliares ou agentes tensoativos que fermentam a lactose com produção de ácido, gás e aldeído a 35,0 ± 0,5oC em 24-48 horas, e que podem apresentar atividade da enzima ß -galactosidase. A maioria das bactérias do grupo coliforme pertence aos gêneros Escherichia, Citrobacter, Klebsiella e Enterobacter, embora vários outros gêneros e espécies pertençam ao grupo;
VII - coliformes termotolerantes - subgrupo das bactérias do grupo coliforme que fermentam a lactose a 44,5 ± 0,2oC em 24 horas; tendo como principal representante a Escherichia coli, de origem exclusivamente fecal;
VIII - Escherichia Coli - bactéria do grupo coliforme que fermenta a lactose e manitol, com produção de ácido e gás a 44,5 ± 0,2oC em 24 horas, produz indol a partir do triptofano, oxidase negativa, não hidroliza a uréia e apresenta atividade das enzimas ß galactosidase e ß glucoronidase, sendo considerada o mais específico indicador de contaminação fecal recente e de eventual presença de organismos patogênicos;
IX - contagem de bactérias heterotróficas - determinação da densidade de bactérias que são capazes de produzir unidades formadoras de colônias (UFC), na presença de compostos orgânicos contidos em meio de cultura apropriada, sob condições pré-estabelecidas de incubação: 35,0, ± 0,5oC por 48 horas;
X - cianobactérias - microorganismos procarióticos autotróficos, também denominados como cianofíceas (algas azuis), capazes de ocorrer em qualquer manancial superficial especialmente naqueles com elevados níveis de nutrientes (nitrogênio e fósforo), podendo produzir toxinas com efeitos adversos à saúde; e
XI - cianotoxinas - toxinas produzidas por cianobactérias que apresentam efeitos adversos à saúde por ingestão oral, incluindo:
a) microcistinas - hepatotoxinas heptapeptídicas cíclicas produzidas por cianobactérias, com efeito potente de inibição de proteínas fosfatases dos tipos 1 e 2A e promotoras de tumores;
b) cilindrospermopsina - alcalóide guanidínico cíclico produzido por cianobactérias, inibidor de síntese protéica, predominantemente hepatotóxico, apresentando também efeitos citotóxicos nos rins, baço, coração e outros órgãos; e
c) saxitoxinas - grupo de alcalóides carbamatos neurotóxicos produzido por cianobactérias, não sulfatados (saxitoxinas) ou sulfatados (goniautoxinas e C-toxinas) e derivados decarbamil, apresentando efeitos de inibição da condução nervosa por bloqueio dos canais de sódio.
Alguns constituintes da água como cálcio, magnésio, ferro e iodo são nutrientes fundamentais na constituição dos seres vivos. 
Por outro lado, elementos e compostos como ferro, manganês e sulfato podem dar um sabor desagradável à água. Sódio em combinação com cloro resultará num sabor salgado. Cálcio e magnésio em combinação com carbonato, bicarbonato e sulfato formam precipitados que interferem com certos usos da água. Flúor, nitrato e sódio são os contaminantes mais importantes em termos de efeitos negativos à saúde humana. Concentrações de flúor entre 0,6 e 0,8 mg L-1 conferem proteção aos dentes das crianças, mas em níveis maiores que 1,5 mg L-1 é considerado tóxico (BRASIL, 2004). Concentrações de sódio maiores que 20 mg L-1 podem ser prejudiciais à saúde de hipertensos. 
Excesso de nitrato (>10 mg L-1) e nitrito (>1,0 mg L-1) na água pode causar metahemoglobinemia em crianças, que ocorre quando o nitrato reage com o oxigênio do sangue e reduz a capacidade da hemoglobina de transportá-lo. 
Nas Tabelas 1 e 2 são apresentados os padrões de potabilidade e de aceitação para consumo humano (aparência, sabor e cheiro) definido pela Resolução Conama nº 357/2005 (BRASIL, 2005), para as principais substâncias químicas inorgânicas.
Tabela 1. Padrão de potabilidade (em VMP1) para substâncias químicas inorgânicas que representam risco à saúde.
	Parâmetro
	Unidade (mg L -1)
	Antimônio 
	0,005
	Arsênio
	0,01
	Bário
	0,7
	Cádmio
	0,005
	Cianeto
	0,07
	Chumbo
	0,01
	Cobre
	2
	Cromo
	0,05
	Fluoreto
	1,5
	Mercúrio
	0,001
	Nitrato (como N)
	10
	Nitrito (como N)
	1
	Selênio
	0,01
1 valor máximo permitido. Fonte Brasil (2005)
Tabela 2. Padrão de aceitação para consumo humano (em VMP1) para substâncias químicas inorgânicas.
	Parâmetro
	Unidade 
	Alumínio
	0,2 mg L -1
	Amônia (NH3)
	1,5 mg L -1
	Cloreto
	250 mg L -1
	Cor aparente
	15 uH
	Dureza
	500 mg L -1
	Ferro
	0,03 mg L -1
	Manganês
	0,1mg L -1
	pH
	6, 5-9, 5
	Sódio
	200 mg L -1
	Sólidos dissolvidos totais
	1.000 mg L -1
	Sulfato
	250 mg L -1
	Sulfeto de Hidrogênio
	0,05 mg L -1
	Turbidez
	5 UT
	Zinco
	5 mg L -1
1 valor máximo permitido. Fonte Brasil (2005)
Atividades 1
1- Define resumidamente:
a) águas naturais
__________________________________________________________________________
 b) águas residuais
__________________________________________________________________________
c) Parâmetros
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
d) A resolução nº 357, de 17 de março de 2005 – CONAMA, no Capitulo IV artigo 2;
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2-Qual é a condição da escolha do sistema de tratamento para a qualidade da água?
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3- Porque o oxigênio dissolvido é de fundamental importância na manutenção da vida aquática e da qualidade da água.?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4- Qual o parâmetro mais utilizado para definir um esgoto sanitário ou industrial?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________5- Qual é a fonte predominante dos elementos e substâncias dissolvidas na água?
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6- Faça uma pesquisa e discorra uma síntese da importância da resolução nº 357, de 17 de março de 2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA, no Capitulo IV artigo 2, onde fixa condições e exigência para os lançamentos dos efluentes nos corpos de água.
3 Plano de Amostragem para análise Físico-Química da água
Art. 18. Os responsáveis pelo controle da qualidade da água de sistema ou solução alternativa de abastecimento de água devem elaborar e aprovar, junto à autoridade de saúde pública, o plano de amostragem de cada sistema, respeitando os planos mínimos de amostragem expressos nas Tabelas 6, 7, 8 e 9. ( MS. Portaria nº 518 Capítulo IV Plano de amostragem).
3.1 Técnicas e cuidados na coleta de amostras
Uma coleta de amostras não deve ser encarada com o simples ato de se mergulhar uma garrafa na água para retirar um determinado volume desta, torna- se necessário uma “caracterização” das condições do local da coleta. Assim sendo, ao coletar a amostra, a pessoa deve ter o cuidado de anotar qualquer ocorrência de relevância, tal como: cor, odor, presença de algas, óleos, corantes, material sobrenadante, peixes ou outros animais aquáticos mortos etc...
A técnica a ser adotada para a coleta de amostras depende da matriz a ser amostrada (água superficial, subterrânea, encanada, residuária, sedimento de fundo, biota aquática), do tipo de amostragem (amostra simples ou composta) e, também, da natureza do exame a ser efetuado (análises físico-químicas ou microbiológicas). Assim sendo, de uma maneira geral, devem-se adotar esses cuidados no momento da coleta:
► As amostras não devem incluir folhas, partículas grandes, detritos ou outro tipo de material acidental, salvo quando se tratar de amostra de sedimento;
► Para minimizar a contaminação da amostra convém recolhe-la com a boca do frasco de coleta contra a corrente;
► Coletar volume suficiente de amostra para eventual necessidade de se repetir alguma análise no laboratório;
► Fazer todas as determinações de campo em alíquotas de amostra separadas das que serão enviadas ao laboratório;
► Empregar os frascos e as preservações adequadas a cada análise no ato da coleta;
► As amostras que exigem refrigeração devem ser acondicionadas em caixas de isopor com gelo; 
► Antes da utilização, certificar-se de que todos os equipamentos e materiais estejam devidamente limpos e com a qualidade assegurada; 
► As determinações de campo utilizando-se os medidores portáteis ou multiparâmetros devem ser feitas tomando-se alíquotas separadas das que serão enviadas ao laboratório, sendo que os equipamentos devem estar devidamente calibrados com as respectivas soluções padrões;
►Utilizar frascos para amostragem limpos e livres de contaminantes; 
►A escolha dos frascos e do volume a ser coletado deve ser feita de acordo com o conjunto de determinações a serem realizadas na amostra coletada
► Eticar e identificar bem o frasco com a amostra;
► Respeitar o “prazo de validade” para cada análise em questão.
O tempo demandado entre a coleta e a execução das análises laboratoriais é de extrema importância para a validade do resultado, isso devido à impossibilidade de se preservar completamente a amostra. As alterações químicas que podem ocorrer na estrutura dos constituintes acontecem em função das condições físico-químicas da amostra; assim metais podem precipitar-se como hidróxidos, ou formar complexos com outros constituintes, cátions e ânions podem mudar o estado de oxidação, outros compostos podem dissolver-se ou volatilizar-se com o tempo, alterações em níveis biológicos também são notados, sobretudo, na medida indireta da matéria orgânica ou dos nutrientes fósforos e nitrogênio.
Podem ser adotados, de acordo com a análise a ser executada na amostra, as seguintes técnicas de coleta. 
3.1.1 Coletores
Para uma melhor caracterização da qualidade da água, as amostras devem ser coletadas sob uma variedade de condições durante um longo período de tempo. Na maioria das vezes, o número de amostras que podem ser coletadas e analisadas é inferior ao número de amostras necessárias para caracterizar um ambiente. Quando o número de amostras necessárias é limitado pelo tempo ou custo, é utilizada a amostragem composta, onde quantidades iguais de amostras coletadas em diferentes locais são combinadas e analisadas como uma amostra simples. A utilização de replicatas também é recomendável, considerando que podem ocorrer resultados irreais das análises em função da contaminação de amostras nas etapas de coleta e preparação. 
A inclusão de amostras controle ou “branco” (frasco contendo água deionizada) nas análises é recomendada para se ter certeza de que as amostras coletadas são realmente representativas da área de estudo. Se, por exemplo, alguns frascos de coleta não estão completamente limpos, alguma contaminação pode ser introduzida na amostra. 
 
A coleta de amostras de água é uma das etapas mais importantes no monitoramento da qualidade de um corpo hídrico. 
A coleta deve ser programada, preferencialmente, para o período da manhã, quando a temperatura do ar é mais baixa e há menor probabilidade de distorção dos resultados.
A confiabilidade dos resultados e sua interpretação adequada dependem da sua correta execução. A seguir, são descritos alguns coletores.
3.1.1.1 Coletores de água superficial
Coletas de amostras de água em rios, lagos, reservatórios ou córregos, geralmente, utilizam coletores denominados garrafas de Van Dorn, confeccionadas em tubos em PVC, lacrados nas extremidades por tampas de borracha fortes e flexíveis. As amostras são coletadas interrompendo o fluxo livre de água em seu interior através do fechamento das aberturas das extremidades.
 A capacidade de armazenamento do amostrador pode variar de 1 L a 30 L. O suporte de fixação dos cabos de descida permite que a garrafa seja usada na posição vertical ou horizontal. As amostras podem ser coletadas em qualquer profundidade e utilizadas para análises químicas e biológicas. 
Figura de uma garrafa de Van Dorn
A profundidade coletada é medida com o auxílio da régua que acompanha a garrafa; Após a coleta deve ser feito o registro da profundidade coletada.
Mergulha-se a garrafa aberta em ambas as extremidades e, após atingir a profundidade desejada, Se solta o mensageiro, que fecha hermeticamente o amostrador. Essas garrafas podem ser utilizadas para coleta tanto de fluxo vertical como horizontal, dependendo do sistema de desarme.
A coleta em águas superficiais também pode ser feita manualmente.
Ao amostrar águas superficiais evitar a coleta de amostras em águas estagnadas ou em locais próximo à margem.
3.1.1.2 Coletores de água subterrânea
Em poços subterrâneos de monitoramento (piezômetros), os coletores utilizados para o purgeamento e a amostragem da água são tubos plásticos denominados bailers. Os bailers podem ser descartáveis (confeccionados em polietileno) ou reutilizáveis (confeccionados em policarbonato ou aço inoxidável) e apresentam variedade de diâmetros e comprimentos. Para evitar agitação e oxigenação da amostra e da água dentro do poço, assim como o aumento de turbidez, os movimentos de introdução e retirada do bailer dentro do poço devem ser lentos. 
3.1.1.3 Coletores de precipitação atmosférica
A precipitação atmosférica (chuva) ou deposição atmosférica (chuva, poeira e cinzas) para análises químicas é comumente coletada por pluviômetro, equipamento coletor que consiste de um funil acoplado a garrafas de polipropileno ou de vidro (GALLOWAY; LIKENS, 1978). No funil é colocado filtro de acetato de celulose 0,45 m para retenção de sólidos. O coletor é acoplado a um poste de, no mínimo, 2 m acima do chão para evitar contaminação porpoeira. A água escoa para dentro do funil e atravessa um tubo, depositando-se na primeira garrafa. Se a garrafa encher, o tubo escoa o conteúdo para uma segunda garrafa. Este procedimento previne a evapotranspiração da amostra, mantendo a concentração original de íons da precipitação. Os coletores devem ser instalados em pontos estratégicos e as amostras coletadas após um período de precipitação. Alguns modelos são capazes de se manterem fechados, abrindo apenas com as primeiras gotas de chuva.
3.1.1.4 Coleta de Água Manual: 
Realizar uma pequena amostragem em jarra plástica para medir a temperatura da amostra e do ar; Anotar estes dados na requisição de análise ou na ficha de coleta. Quando solicitado verificar também o pH e oxigênio dissolvido em campo; 
No caso de amostragem em pontos sequenciais de um rio, iniciar pelo ponto mais a montante; 
Não ambientar os frascos de coleta, pois esta ação resulta em perda dos preservantes.
Mergulhar os frascos ou a jarra com a boca para baixo, em torno de 15cm da superfície da água para evitar a introdução de contaminantes superficiais e contra a corrente; 
Inclinar os frascos ou a jarra para cima a fim de permitir o enchimento da mesma;
 Obs.: Caso seja necessária mais de uma jarra de amostra, distribuir o volume nos frascos, de modo que todos os frascos recebam amostras de todas as jarras retiradas, garantindo assim a homogeneidade das amostras. Fechar os frascos, rotulando-os com suas respectivas identificações;
3.1.1.5 Coleta de Água em torneira 
Para proceder a coleta de amostras de água em torneiras é necessário: 
Limpar a torneira; 
Deixar escorrer por dois a três minutos; 
Flambar ou desinfetar a torneira, se necessário;
Deixar escorrer por dois a três minutos; 
Coletar a amostra;
Deixar pequeno espaço vazio no frasco de coleta; 
Colocar a tampa, homogeneizar e identificar a amostra.
3.2 Principais parâmetros 
3.2.1 Estação de Tratamento de Água (ETA)
De maneira geral, para mananciais pouco poluídos, os principais parâmetros de controle são os seguintes:
Parâmetros químicos: cloro residual, cor, turbidez, pH, alumínio (em ETA’s que utilizem o sulfato de alumínio como coagulante), oxigênio consumido, ferro, fluoreto (quando houver fluoreto natural ou fluoretação artificial);
3.2.2 Sistema de distribuição
Parâmetros químicos: cloro residual, cor, turbidez, alumínio, ferro, odor. 
Águas superficiais e subterrâneas Rios, lagos e barragens: dependem do objetivo da análise.
Efluentes de ETE’s e industriais O ponto e o tipo de coleta dependem dos objetivos a que se destinam tais amostragens.
3.2.3 Análise Físico-Química
Lavagem dos frascos: devem-se lavar os frascos e suas tampas com detergentes isentos de fosfatos, enxaguar com água corrente e, em seguida, água destilada; escorrer para secar e tampar o frasco antes de guardá-los. Para análise de:
Metais deve-se lavar o frasco com detergente e enxaguar com água destilada, colocar ácido nítrico 1:1 até a metade do frasco, tampar e agitar vigorosamente, esvaziar o frasco e enxaguar pelo menos 5 vezes com água destilada. Deve-se reaproveitar o ácido nítrico usado na lavagem;
Fosfatos deve-se lavar com uma solução de ácido clorídrico 1:1 e enxaguar com água destilada.
4 Técnicas de preservação de amostras para exames Físico-Químicos.
	Parâmetro 
	Frasco 
	Preservação 
	Validade
	Acidez 
	P, V
	R
	24 h
	Alcalinidade
	P, V
	R
	-
	Carbono Orgânico 
Total ( COT)
	P, V
	NaOH 10n
Até pH >12; R
	O mais breve Possível
	Cloreto
	P, V
	-
	O mais breve Possível
	Cloro Residual
	P, V
	-
	O mais breve Possível
	Condutividade
	P, V
	R
	24 h
	Cor
	P, V
	R
	24 h
	DBO
	P, V
	R
	24 h
	DQO
	P, V
	H2SO4 até
pH <2; R
	7 dias
	Dureza
	P, V
	R
	7 dias
	Fenóis
	 V
Cor âmbar
	H2SO4 até
pH<2
	O mais breve Possível
	Floureto
	P
	R
	7 dias
	Ferro II
	P, V
	2ml de HCl Para cada
100ml de amostra
	O mais breve Possível
	Fosfato
	
	H2SO4 até
pH <2; R
	24 h
	Índice volumétrico de lodo ( IVL)
	P, V
	R
	7 dias
	Metais
	P, V
	HNO3 até 
pH <2; R
	180 dias
	Nitrogênio amoniacal e/ou Orgânico
	P, V
	H2SO4 até 
pH <2; R
	24 h
	Nitrato
	P, V
	H2SO4 até 
pH <2; R
	24 h
	Nitrito
	P, V
	R
	48 h
	Oxigênio Consumido
	P, V
	R
	24h
	Oxigênio Dissolvido
	V, frasco de DBO
	1ml de MnSO4 e 1ml
de alcali-Iodeto-azida
	4 a 8 h
	PH
	P, V
	R
	6 h
	Resíduos
	P, V
	R
	7 dias
	Sulfato
	P, V
	R
	7 dias
	Sulfeto
	 V
Frasco de DBO
	6 gotas de Acetato de Zinco 2n e 9 Gotas de NaOH 6 N
	24 h
	Turbidez
	P, V
	R 
(evitar Exposição à Luz)
	24 h
Abreviaturas:
P (polietileno)
V (vidro borossilicato – pirex)
R (refrigerar a 4o C)
4.1 Exames microbiológicos:
Os frascos e as tampas devem ser de material resistente às condições de esterilização e à ação solvente da água e não devem liberar compostos tóxicos, como bactericidas ou bacteriostáticos durante a esterilização. Podem ser de vidro neutro, de vidro borossilicato ou plástico autoclavável, com boca larga (mais ou menos 4cm) para facilitar a coleta e a limpeza.
4.2 Lavagem dos frascos: os frascos para análises microbiológicas devem ser submetidos à descontaminação em autoclave, à temperatura de 121o C e à pressão de 1ATM, durante 30 minutos. Após a autoclavagem, deve-se proceder a lavagem dos frascos observando-se a seguinte sequência: limpar a parte externa com uma esponja; adicionar uma gota de detergente líquido, não tóxico, no interior de cada frasco e escovar a parte interna com auxílio de uma escova; enxaguar 10 vezes com água corrente e, em seguida, mais 3 vezes com água destilada; após a lavagem deixar os frascos emborcados numa estufa a 80/100o C durante 1 hora para secagem
4.3 Frascos para coleta de amostras contendo cloro residual:
Adicionar 0,1ml de uma solução de tiossulfato de sódio 1,8% para cada 100ml de amostra, a fim de neutralizar o cloro residual; tal quantidade de tiossulfato de sódio é suficiente para neutralizar até 5mg/L de Cloro.
4.4 Frascos para coleta de amostras contendo metais pesados com concentração superiores a 0,01mg/L (cobre, níquel, zinco, chumbo etc...)
Adicionar 0,3ml de uma solução de EDTA a 15% para cada 100ml de amostra a ser coletada. Antes da esterilização, a tampa e o gargalo dos frascos devem ser recobertos com folha de papel alumínio ou kraft, os quais são presos após esterilização por elástico adequado.
Esterilização dos frascos: (os reagentes para preservação devem ser adicionados previamente, antes da esterilização.)
Frascos de vidro: devem ser esterilizados em estufa à temperatura de 170/180o C durante 2 horas;
Frascos de plástico autoclavável: serão esterilizados em autoclave a 121o C e 1 atm por 30 minutos.
 4.5 Preparo das soluções condicionantes:
Solução de EDTA 15%: pesar 150g de EDTA sal dissódico, transferir para um balão volumétrico de 1L, adicionar água destilada promover a completa dissolução. Completar o volume do balão;
Solução de Tiossulfato de sódio a 1,8%: pesar 18g de tiossulfato de sódio, transferir para um balão volumétrico de 1L, adicionar água destilada e promover a completa dissolução. Completar o volume do balão.
Solução-tampão
A solução padrão é formada por um composto estável, de massa conhecida, o qual é pesado utilizando-se balança analítica (precisão de ± 0,0001 g). Este composto, após a pesagem, é dissolvido em volume conhecido de solvente, através de balões volumétricos, devidamente calibrados. Sua concentração é, então, determinada de forma precisa, através da titulação com padrão primário. Este procedimento é chamado de padronização. Os padrões primários são compostos com alto grau de pureza (superior a 99,95%), de fácil secagem, estáveis, não higroscópicos nem fotossensíveis, de elevado peso molecular, não voláteis, de baixo custo e de fácil acesso. Além disso, a detecção do ponto de equivalência na titulação do padrão primário deve ser de fácil visualização.Após a padronização, obtêm-se o fator de correção, dividindo-se o volume gasto pelo teórico. Multiplicando-se este fator pela concentração teórica, obtém-se a concentração final da solução padrão. A padronização deve ser realizada todas as vezes que se realizar novas análises com a solução padrão. 
Solução tampão 
Pesar 16,9g de Cloreto de Amônio (NH4Cl) e dissolver em 143mL de Hidróxido de amônio (NH4OH) concentrado, em seguida, adicionar 1,25g de EDTA sal de magnésio e promover a dissolução; transferir tudo para um balão volumétrico de 250mL e completar o volume. 
Atividades 2
1 - Cite alguns cuidados para uma coleta de amostragem correta?
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2 – Comente porque o tempo demandado entre a coleta e a execução das análises laboratoriais é de extrema importância para a validade do resultado.
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3 – Descreva sobre alguns coletores e sua importância e métodos de procedimento.
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4 - ) Defina cada uma das estruturas dos principais parâmetros de amostragem da água.
 Estação de Tratamento de Água (ETA)
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Parâmetros químicos:
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Sistema de distribuição:
_____________________________________________________________________
Efluentes de ETE’s e industrial:
__________________________________________________________________________ 
 
5- Faça uma pesquisa sobre a importância do controle do pH da água e efluentes. 
6 - O que é necessário para a definição da técnica da coleta para a análise?
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7 - O que é e a sua importância da solução tampão para as analises físicos químicas?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5 Parâmetros mais comumente utilizados na determinação de elementos e compostos orgânicos e inorgânicos presentes em águas naturais e efluentes.
5.1 Variáveis física
5.1.1 Cor
A cor de uma amostra de água está associada ao grau de redução de intensidade que a luz sofre ao atravessá-la (e esta redução dá-se por absorção de parte da radiação eletromagnética), devido à presença de sólidos dissolvidos, principalmente material em estado coloidal orgânico e inorgânico. Dentre os coloides orgânicos, podem ser mencionados os ácidos húmico e fúlvico, substâncias naturais resultantes da decomposição parcial de compostos orgânicos presentes em folhas, dentre outros substratos. Também os esgotos domésticos se caracterizam por apresentarem predominantemente matéria orgânica em estado coloidal, além de diversos efluentes industriais.
Há também compostos inorgânicos capazes de causar cor na água. Os principais são os óxidos de ferro e manganês, que são abundantes em diversos tipos de solo.
O problema maior de cor na água é, em geral, o estético, já que causa um efeito repulsivo na população.
5.1.2 Série de Sólidos
Sólidos nas águas correspondem a toda matéria que permanece como resíduo, após evaporação, secagem ou calcinação da amostra a uma temperatura pré-estabelecida durante um tempo fixado. 
Os métodos empregados para a determinação de sólidos são gravimétricos (utilizando-se balança analítica ou de precisão).
Para o recurso hídrico, os sólidos podem causar danos aos peixes e à vida aquática. Eles podem sedimentar no leito dos rios destruindo organismos que fornecem alimentos ou, também, danificar os leitos de desova de peixes. Os sólidos podem reter bactérias e resíduos orgânicos no fundo dos rios, promovendo decomposição anaeróbia. Altos teores de sais minerais, particularmente sulfato e cloreto, estão associados à tendência de corrosão em sistemas de distribuição, além de conferir sabor às águas.
5.1.3 Temperatura
Variações de temperatura são parte do regime climático normal e corpos de água naturais apresentam variações sazonais e diurnas, bem como estratificação vertical. A temperatura superficial é influenciada por fatores tais como latitude, altitude, estação do ano, período do dia, taxa de fluxo e profundidade. A elevação da temperatura em um corpo d’água geralmente é provocada por despejos industriais (indústrias canavieiras, por exemplo) e usinas termoelétricas.
A temperatura desempenha um papel crucial no meio aquático, condicionando as influências de uma série de variáveis físico-químicas. Em geral, à medida que a temperatura aumenta, de 0 a 30°C, viscosidade, tensão superficial, compressibilidade, calor específico, constante de ionização e calor latente de vaporização diminuem, enquanto a condutividade térmica e a pressão de vapor aumentam. Organismos aquáticos possuem limites de tolerância térmica superior e inferior, temperaturas ótimas para crescimento, temperatura preferida em gradientes térmicos e limitações de temperatura para migração, desova e incubação do ovo.
5.1.4 Transparência
Essa variável pode ser medida facilmente no campo utilizando-se o disco de Secchi, um disco circular branco ou com setores branco e preto e um cabo graduado, que é mergulhado na água até a profundidade em que não seja mais possível visualizar o disco. Essa profundidade, a qual o disco desaparece e logo reaparece, é a profundidade de transparência. A partir da medida do disco de Secchi, é possível estimar a profundidade da zona fótica, ou seja, a profundidade de penetração vertical da luz solar na coluna d’água, que indica o nível da atividade fotossintética de lagos ou reservatórios.
5.1.5 Turbidez
Turbidez de uma amostra de água é o grau de atenuação de intensidade que um feixe de luz sofre ao atravessá-la (e esta redução se dá por absorção e espalhamento, uma vez que as partículas que provocam turbidez nas águas são maiores que o comprimento de onda da luz branca), devido à presença de sólidos em suspensão, tais como partículas inorgânicas (areia, silte, argila) e de detritos orgânicos, algas e bactérias, plâncton em geral. Estas partículas que provocam turbidez nas águas são as mais fáceis de serem separadas, por tratar-se de sólidos em suspensão sobre os quais, devido às baixas relações área superficial/volume apresentadas, ocorre a predominância de fenômenos gravitacionais.
A turbidez também é um parâmetro que indica a qualidade estética das águas para abastecimento público (CLESCERI ET AL, 1999). É medida por turbidímetro e é expressa em NTU ( unidade nefelométrica).
5.2 Variáveis Químicas 
5.2.1 Alcalinidade Total 
A alcalinidade é a medida da capacidade que a água tem de neutralizar ácidos, isto é, a quantidade de substâncias na água que atuam como tampão (AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION, 1998). É a soma de todas as bases tituláveis. Esta capacidade é devido à presença de bases fortes, de bases fracas e de sais de ácidos fracos. Os compostos responsáveispela alcalinidade total são sais que contém carbonatos (CO3-2), bicarbonatos (HCO3-), hidróxidos (OH-) e, secundariamente, aos íons hidróxidos, como cálcio e magnésio, silicatos, boratos, fosfatos e amônia. Os minerais com capacidade tampão mais comuns são calcita (CaCO3), magnesita (MgCO3), dolomita(CaCO3.MgCO3) e brucita (Mg(OH))2
A alcalinidade total em amostras de água é determinada por volumetria e expressa em mg L-1de CaCO3. Em águas naturais, as medidas de pH e da alcalinidade têm grande importância para o estudo de produtividade biológica, pois condicionam basicamente os demais processos físico-químicos em um corpo d’água, afetando a atividade biológica dos organismos aquáticos. Em águas de abastecimento e águas residuárias, as medidas de alcalinidade são utilizadas na interpretação e no controle de processos de tratamento.
5.2.2 Carbono Orgânico Total (COT)
O Carbono Orgânico Total é uma variável de qualidade de água considerando o montante de carbono orgânico existente na amostra, ou seja, é a concentração de carbono orgânico oxidado a CO2.
 A presença de carbono orgânico em águas limpas e residuárias correspondem à diversidade de compostos orgânicos em vários estados de oxidação. Alguns destes compostos de carbono podem ser submetidos a uma oxidação posterior por processos químicos ou biológicos, onde a DBO e a DQO podem ser utilizadas para caracterizar essas frações. O COT é independente do estado de oxidação da matéria orgânica e não mede outros elementos orgânicos, tais como o nitrogênio e o hidrogênio, ou inorgânicos que podem contribuir no requerimento de oxigênio medido pela DBO ou a DQO. A determinação de COT não substitui as análises de DBO ou DQO.
COT divide-se nas seguintes frações:
• Carbono Orgânico Dissolvido – COD (fração do COT que atravessa um filtro de diâmetro de poro de 0,45 µm).
• Carbono Orgânico Não Dissolvido – COND (também conhecido como carbono orgânico em partículas, refere-se à fração do COT retida em um filtro de 0,45 µm).
 • Carbono Orgânico Volátil – COV (a fração do COT extraído de uma solução aquosa por eliminação de gases sob condições específicas).
• Carbono Orgânico Não Volátil – CONV (a fração do COT não extraído por eliminação de gases).
Métodos de determinação do COT:
Oxidação química (DQO)
Oxidação com luz ultravioleta.
Combustão de amostra seca.
Oxidação catalítica a alta temperatura.
Espectrofotometria do infravermelho
Titulação de oxidorredução.
Condutividade térmica
Condutometria. 
5.2.3 Cloreto (Cl-)
O íon cloreto, CI-, forma sais geralmente muito solúveis. Normalmente costumam ir associado ao íon Na+ especialmente em águas salinas. As águas doces contém entre 10 e 25 ppm de cloretos, mas não é raro encontrar valores muito maiores. As águas solobas podem ter centenas e inclusive milhares de ppm. A água de mar contém ao redor de 20.000 ppm.
O cloreto afeta a potabilidade da água e seu potencial uso agrícola e industrial. A partir de 300 ppm a água começa a adquirir um sabor salgado. As águas com cloretos podem ser muito corrosivas devido ao pequeno tamanho do íon que pode penetrar a capa protetora na interfase oxida - metal e relacionar com o ferro estrutural.
O cloreto interfere na determinação da DQO e, embora esta interferência seja atenuada pela adição de sulfato de mercúrio, as análises de DQO da água do mar não apresentam resultados confiáveis. Interfere também na determinação de nitratos.
5.2.4 Condutividade Elétrica (CE)
A condutividade elétrica é uma propriedade que caracteriza a facilidade que os materiais possuem de transportar cargas elétricas. Quanto maior o número de elétrons livres em um material, maior a sua capacidade de transportar eletricidade. E esta capacidade depende basicamente da presença de íons, da concentração total. Mobilidade, valência, concentrações relativas e medidas de temperatura. Soluções da maior parte dos ácidos, bases e sais inorgânicos são relativamente boas condutoras. Já as moléculas de compostos orgânicos que não dissociam em solução aquosa em sua maioria, conduzem pouca corrente elétrica.
5.2.5 Cálcio (Ca2+)
O íon cálcio, Ca++, forma sais desde moderadamente solúveis a muito insolúveis.
A presença de cálcio na água resulta do contato do corpo hídrico com deposito de calcita (CaCO3), dolomita (CaMg(CO3)2) e gipsita (CaSO42H2O). A solubilidade dos carbonatos e controlado pelo pH e CO2 dissolvido.
O cálcio contribui de forma muito especial à dureza da água e a formação de incrustações. As águas doces normalmente costumam conter de 10 a 250 ppm, ou inclusive 600 ppm. A água do mar contém uns 400 ppm.
A eliminação do cálcio se realiza por precipitação e intercâmbio iônio.
5.2.6 Dureza Total
A “dureza” na água para consumo humano está associada à presença de cátions metálicos, designadamente os íons cálcio (Ca2+) e magnésio (Mg2+). Uma água é considerada “dura” quando contém na sua composição significativos destes sais e “macia” quando os contém em pequenas quantidades. As águas provenientes de zonas calcárias são mais duras do que as águas provenientes de zonas graníticas. A dureza divide-se em dureza temporária e dureza permanente. 
A primeira é gerada pela presença de carbonatos e bicarbonatos e pode ser eliminada por meio de fervura da água,.
A segunda e quando ocorre a combinação dos íons de cálcio e magnésio com os íons cloretos, nitratos e sulfatos não sofre decomposição por aquecimento e é chamada dureza não carbonatada ou permanente.
A soma da dureza temporária e permanente dá-se o nome de “Dureza Total” da água
Uma água é designada por água dura quando apresenta propensão à formação de sais insolúveis. Pelo contrário, uma água que apresenta teores reduzidos de sais diz-se macia. A análise da dureza da água é obtida por Titulometria.
5.2.7 Ferro (Fe2+)
O íon ferro pode ser apresentado como íon ferroso, Fé++, ou na forma mais oxidada de íon férrico, Fé+3. A estabilidade das diferentes formas químicas depende do Ph, condições oxidantes ou redutoras do meio, composição da solubilidade, presença de matérias orgânicas complexas, etc. A presença de ferro pode afetar a potabilidade da água e geralmente, é um inconveniente nas águas industriais para dar lugar a depósitos e incrustações.
As condições de estabilidade fazem com que as águas subterrâneas normalmente contenham Fé++ dissolvido.
A concentração deve estar entre 0 e 10 ppm de Fé++, mas ao airear a água, precipita Fé (OH)3, de cor parda-avermelhada, e o conteúdo em íon dissolvido, se reduz a menos de 0,5 ppm. Somente as águas de pH ácido podem ter conteúdos de ferro de várias dezenas de ppm. 
No tratamento de águas para abastecimento público, deve-se destacar a influência da presença de ferro na etapa de coagulação e floculação. As águas que contêm ferro caracterizam-se por apresentar cor elevada e turbidez baixa. Os flocos formados geralmente são pequenos, ditos “pontuais”, com velocidades de sedimentação muito baixa. Em muitas estações de tratamento de água, este problema só é resolvido mediante a aplicação de cloro, denominada de pré-cloração. 
Através da oxidação do ferro pelo cloro, os flocos tornam-se maiores e a estação passa a apresentar um funcionamento aceitável. No entanto, é conceito clássico que, por outro lado, a pré-cloração de águas deve ser evitada, pois em caso da existência de certos compostos orgânicos chamados precursores, o cloro reage com eles formando trihalometanos, associados ao desenvolvimento do câncer.
5.2.8 Fluoreto (F-)
O flúor é o mais eletronegativo de todos os elementos químicos. É tão reativo que nunca é encontrado em sua forma elementar na natureza, sendo normalmente encontrado na sua forma combinada como fluoreto. O flúor é o 17º elemento em abundância na crosta terrestre representando de 0,06 a 0,9. Traços de fluoreto são normalmente encontrados em águas naturais e concentrações elevadas geralmente estão associadas com fontes subterrâneas. Em locais onde existem minerais ricos em flúor, tais como próximos a montanhas altas ou áreas com depósitosgeológicos de origem marinha, concentrações de até 10 mg/L ou mais são encontradas. 
Alguns efluentes industriais também descarregam fluoreto nas águas naturais. No ar, a presença de fluoreto deve-se principalmente a emissões industriais e sua concentração varia com o tipo de atividade. Todos os alimentos possuem ao menos traços de fluoreto. Os vegetais possuem concentrações maiores principalmente devido à absorção da água e do solo. Alguns alimentos tais como peixes, certos vegetais e chá, possuem altas concentrações de fluoreto. 
Estima-se uma quantidade diária ingerida de 0,2 a 3,1 mg para adultos e 0,5 mg para crianças de 1 a 3 anos. A Portaria 518/04 estabelece um valor máximo permitido para fluoreto de 1,5 mg/L na água potável.
5.2.9 Fósforo Total ( P total ) 
O fósforo aparece em água através de processos intemperismos e de processos antropogênicos, como as descargas de esgotos sanitários, fertilizantes, detergentes e pesticidas. 
O fósforo pode se apresentar nas águas sob três formas diferentes. Os fosfatos orgânicos são a forma em que o fósforo compõe moléculas orgânicas, como a de um detergente, por exemplo. Os ortofosfatos são representados pelos radicais PO43-, HPO42- , H2PO4- que se combinam com cátions formando sais inorgânicos nas águas e os polifosfatos, ou fosfatos condensados, polímeros de ortofosfatos. Esta terceira forma não é muito importante nos estudos de controle de qualidade das águas, porque sofre hidrólise, convertendo-se rapidamente em ortofosfatos nas águas naturais.
Assim como o nitrogênio, o fósforo constitui-se em um dos principais nutrientes para os processos biológicos, ou seja, é um dos chamados macro-nutrientes, por ser exigido também em grandes quantidades pelas células. Nesta qualidade, torna-se parâmetro imprescindível em programas de caracterização de efluentes industriais que se pretende tratar por processo biológico. Em processos aeróbios, exige-se uma relação DBO:N:P mínima de 100:5:1,enquanto que em processos anaeróbios tem-se exigido a relação DQO:N:P mínima de 350:7:1.
Alguns efluentes industriais, porém, não possuem fósforo em suas composições, ou apresentam concentrações muito baixas. Neste caso, devem ser adicionados artificialmente compostos contendo fósforo como o monoamôniofosfato (MAP) que, por ser usado em larga escala como fertilizante, apresenta custo relativamente baixo. Ainda por ser nutriente para processos biológicos, o excesso de fósforo em esgotos sanitários e efluentes industriais conduz a processos de eutrofização das águas naturais.
5.2.10 Magnésio (Mg2+)
O íon magnésio, Mg++, tem propriedades muito similares a do íon cálcio, mas seus sais são geralmente mais solúveis e difíceis de precipitar, pelo contrário, seu hidróxido Mg (OH)2 é menos solúvel.
As águas doces costumam conter entre 1 e 100 ppm, e a água do mar contém uns 1300 ppm. Quando o conteúdo na água alcança várias centenas lhe dá um sabor amargo e propriedades laxantes que podem afetar sua potabilidade.
Contribui com a dureza da água e o pH alcalino pode formar incrustações de hidróxido. Pode ser precipitado como hidróxido, mas sua eliminação é realizada fundamentalmente por intercâmbio iônico.
5.2.11 Manganês (Mn2+)
O íon manganês se comporta em muitos aspectos de forma similar ao ferro. Além de atuar com 2 e 3 cargas positivas, atua com valência +4 formando o MnO2 insolúvel. Rara vez a água contém mais de 1 ppm, e então requer um pH ácido. A forma mais geral é a Mn++, que por aeração oxidativa deixa uma precipitação negra de MnO2.
Da mesma forma que o ferro, forma compostos orgânicos estáveis. Se determina por oxidação a permanganato e colorimetria da solução oxidada e espectrometria de absorção atômica.
5.2.12 Oxigênio Dissolvido (OD)
Quantidade de oxigênio atmosférico dissolvido na água ou efluente devido à diferença de pressão parcial, geralmente expressa em parte por milhão (ppm) com temperatura e pressão específicas. Também há produção de oxigênio dissolvido - OD pelos organismos fotossintéticos e pela introdução de aeração artificial. Este parâmetro determina a capacidade de um corpo d'água de manter vida aquática e a capacidade de autodepuração de ambientes naturais e de estações de tratamento de esgotos. Em estações de tratamento, o OD define a eficiência dos processos, de forma que quanto maior a atividade bacteriana para consumir matéria orgânica, menor será a quantidade de oxigênio dissolvido na água.
O oxigênio dissolvido é o principal parâmetro de caracterização dos efeitos da poluição por lançamentos orgânicos.
Em corpos d'água, as medidas de OD são vitais para a manutenção de condições oxidantes (aeróbias) para degradar a matéria orgânica.
A principal condição determinante para um perfeito equilíbrio entre os seres de uma comunidade aquática é a quantidade de Oxigênio Dissolvido – OD na massa líquida.
Um corpo de água poluído por lançamento de matéria orgânica biodegradável sofre um processo natural de recuperação denominado autodepuração. A matéria orgânica biodegradável é consumida pelos decompositores aeróbios, havendo um decréscimo nas concentrações de OD na água devido à respiração dos mesmos. O processo de autodepuração completa-se com a reposição, pela reaeração, desse oxigênio consumido.
Para determinação da concentração de OD em água, são utilizados métodos volumétricos ou potenciométricos, e a escolha de um deles depende de fatores como interferentes presentes na água e /ou da precisão desejada.
5.2.13 pH
O termo pH (potencial hidrogeniônico) é uma grandeza que varia de 0 a 14 e indica a intensidade da acidez (pH<7,0), neutralidade (pH=7,0) ou alcalinidade (pH>7,0) de uma solução aquosa. É uma das ferramentas mais importantes e frequentes utilizadas na análise da água. A influência direta do pH nos ecossistemas aquáticos é exercida por seus efeitos sobre a fisiologia das diversas espécies. O efeito indireto também ocorre, pois determinadas condições de pH podem contribuir para a precipitação de elementos químicos tóxicos como metais pesados (PIVELI; KATO, 2005). Praticamente todas as fases do tratamento de água e de efluentes, processos de neutralização, precipitação, coagulação, desinfecção e controle de corrosão dependem do valor do pH, que é utilizado na determinação de alcalinidade e do CO2 e também no equilíbrio ácido-base. 
As águas naturais, frequentemente, possuem pH na faixa de 4 a 9, e a maioria é ligeiramente básica, devido à presença de bicarbonatos e carbonatos dos metais alcalinos e alcalinos terrosos (CLESCERI et al, 1999). O método potenciométrico é o mais utilizado na determinação de pH. 
5.2.14 Potássio (K +)
O íon potássio, K+ corresponde a sais de solubilidade muito elevadas e difíceis de precipitar. As águas doces normalmente não contém mais de 10 ppm e a água do mar contém ao redor de 400 ppm, pelo qual é um cátion muito menos significativo que o sódio. Porém é um elemento essencial na nutrição das plantas quanto na dos humanos, e ocorre e, águas subterrâneas como resultado da dissolução mineral de material vegetal em decomposição e escoamento agrícola.
Sua determinação se faz por fotometria de chama, nas análises rotineiras se elimina o sódio. É eliminado por intercâmbio iônico.
Atividades 3
1 - Qual é o principal parâmetro de caracterização da poluição orgânicas das água?
_________________________________________________________________________
2 - Porque os nitratos são prejudiciais a saúdes?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3 - Exemplifique algumas fontes de Fluoreto.
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5.2.15 Série de Nitrogênio (nitrogênio orgânico, amônia, nitrato e nitrito)
As fontes de nitrogênio nas águas naturais são diversas. Os esgotos sanitários constituem,em geral, a principal fonte, lançando nas águas nitrogênio orgânico, devido à presença de proteínas, e nitrogênio amoniacal, pela hidrólise da ureia na água. Alguns efluentes industriais também concorrem para as descargas de nitrogênio orgânico e amoniacal nas águas, como algumas indústrias químicas, petroquímicas, siderúrgicas, farmacêuticas, conservas alimentícias, matadouros, frigoríficos e curtumes.
 A atmosfera é outra fonte importante devido a diversos mecanismos como a biofixação desempenhada por bactérias e algas presentes nos corpos hídricos, que incorporam o nitrogênio atmosférico em seus tecidos, contribuindo para a presença de nitrogênio orgânico nas águas; a fixação química, reação que depende da presença de luz, também acarreta a presença de amônia e nitratos nas águas, pois a chuva transporta tais substâncias, bem como as partículas contendo nitrogênio orgânico para os corpos hídricos. Nas áreas agrícolas, o escoamento das águas pluviais pelos solos fertilizados também contribui para a presença de diversas formas de nitrogênio. Também nas áreas urbanas, a drenagem das águas pluviais, associada às deficiências do sistema de limpeza pública, constitui fonte difusa de difícil caracterização.
Como visto, o nitrogênio pode ser encontrado nas águas nas formas de nitrogênio orgânico, amoniacal, nitrito e nitrato. As duas primeiras são formas reduzidas e as duas últimas, oxidadas. Podem-se associar as etapas de degradação da poluição orgânica por meio da relação entre as formas de nitrogênio. Nas zonas de autodepuração natural em rios, distinguem-se as presenças de nitrogênio orgânico na zona de degradação, amoniacal na zona de decomposição ativa, nitrito na zona de recuperação e nitrato na zona de águas limpas. 
Os compostos de nitrogênio são nutrientes para processos biológicos e são caracterizados como macronutrientes, pois, depois do carbono, o nitrogênio é o elemento exigido em maior quantidade pelas células vivas. 
No meio aquático o nitrogênio pode ser encontrado sob diferentes formas:
 Nitrogênio molecular ( N2)
O nitrogênio molecular N2 é um biologicamente não-utilizável pela maioria dos seres vivos. Sua transferência da atmosfera para os organismos ocorre pela atividade de microrganismos fixadores que transformam em íon amônio.
 Nitrogênio Orgânico (N org)
Representado pela fração proteína e sua combinações, que pode estar na forma dissolvida (compostos nitrogenados orgânicos) ou particulada (biomassa de microrganismos) A análise e feita por combustão.
 Nitrato ( N – NO3)
Geralmente ocorre em quantidades traços em águas superficiais, mas pode atingir concentrações elevadas em águas subterrâneas. A água potável não pode ter mais do que 10 mgL -1 de NO3. ( BRASIL, 2005). 
A maior parte do nitrogênio é absorvida pelas plantas na forma inorgânica, como amônio e, nitrato. O excesso de nitrogênio acrescentado as culturas agrícolas via fertilização pode ser fonte de contaminação de água superficial e subterrânea.
 Nitrito ( N – NO2-)
O nitrito é um estado de oxidação intermediário de nitrogênio, e ocorre tanto pela oxidação do amônio, como pela redução do nitrato. Ambos os processo (oxidação e redução) ocorrem em estações de tratamento de esgoto, em sistemas de distribuição de água e em águas naturais.
Amônio ( N – NH4+)
O íon amônio (NH4+), também conhecido como amônia ionizada, é um cátions formado pela protonação da amônia (NH3-) e ocorre em baixos teores em águas naturais, devido ao processo de degradação biológica da matéria orgânica. O processo pelo qual o nitrogênio molecular (N2) é convertido em amônio é denominado fixação de nitrogênio. A determinação do amônio pode ser feita por espectrofotometria UV-Visível ( método Nessler) ou cromatografia iônica. 
Nitrogênio Total
São os compostos de nitrogênio (amônia, nitrato, nitrito e nitrogênio orgânico) são nutrientes essenciais para os processos biológicos e para a constituição dos seres-vivos, sendo assim considerado um macronutriente, pois depois do carbono, o nitrogênio é o elemento mais exigido pelas células vivas. Quando despejados em grandes quantidades conjuntamente com outros nutrientes, como o fósforo, os compostos de nitrogênio tendem a aumentar a fertilidade do ambiente, possibilitando o crescimento exacerbado de algas, levando à eutrofização do corpo d'água. Esse crescimento de algas em grande escala pode trazer prejuízos aos usos possíveis dessas águas, prejudicando o abastecimento público e causando a poluição por morte e decomposição.
Atividades 4
1 - Cite os valores permitidos das series de nitrogênios em água potável e efluentes 
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Observe a figura abaixo e faça uma pesquisa sobre as fontes de nitrogênio nas águas naturais e as formas que se pode ser encontrado.
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5.2.16 Sódio (Na +)
O íon sódio, Na+, corresponde aos sais de solubilidade muito elevadas e difíceis de precipitar. O conteúdo nas águas doces costumam estar entre 1 e 150 ppm, mas é difícil encontrar valores muito superiores, de até vários milhões de ppm. A água do mar contém cerca de 11.000 ppm. É um indicador potencial de corrosão.
A determinação analítica se faz por fotometria de chama. Nas análises rotineiras o íon sódio não se determina senão que se calcula como diferença entre o balance de ânions e cátions.
A concentração de sódio em corpos d’agua varia consideravelmente, dependendo das condições geológicas do local e das descargas de efluentes.
5.2.17 Sólidos totais dissolvidos (STD)
Sólidos dissolvidos totais  é o conjunto de todas as	substancias orgânicas e inorgânicas contidas num líquido sob formas  moleculares, ionizadas ou micro granulares. É um parâmetro de determinação da qualidade da água, pois avalia o peso total dos constituintes minerais presentes na água, por unidade de volume.
As substancias dissolvidas envolvem carbono, bicarbonato, cloreto, sulfato, fosfato, nitrato, cálcio, magnésio, sódio e íons orgânicos entre outros íons necessários para a vida aquática, Contudo, quando presentes em elevadas concentrações, podem ser prejudiciais.
	
5.2.18 Sulfato ( SO4-)
O íon sulfato, SO4-corresponde a sais de moderadamente solúveis a muito solúveis. As águas doces, contém de 2 a 150 ppm, e a água do mar cerca de 3000 ppm. Ainda que a água pura se sature uns 1500 ppm, como SO4Ca, a presença de outros sais aumenta sua solubilidade. O sulfato é um dos íons mais abundantes na natureza. Em águas naturais, a fonte de sulfato ocorre através da dissolução de solos e rochas e pela oxidação de sulfeto. 
As principais fontes antrópicas de sulfato nas águas superficiais são as descargas de esgotos domésticos e efluentes industriais. Nas águas tratadas, é proveniente do uso de coagulantes. 
É importante o controle do sulfato na água tratada, pois a sua ingestão provoca efeito laxativo. Já no abastecimento industrial, o sulfato pode provocar incrustações nas caldeiras e trocadores de calor. Na rede de esgoto, em trechos de baixa declividade onde ocorre o depósito da matéria orgânica, o sulfato pode ser transformado em sulfeto, ocorrendo a exalação do gás sulfídrico, que resulta em problemas de corrosão em coletores de esgoto de concreto e odor, além de ser tóxico.
5.2.19 Contaminantes Orgânicos
Todos os compostos ou contaminantes orgânicos contem carbono em combinação com um ou mais elementos, compreendendo o grupo dos hidrocarbonetos. Compostos orgânicos sintéticos podem conter halogênios, por exemplo, cloro ou flúor em e metais inorgânicos. Esta categoria inclui detergentes, pesticidas, solventes industriais e produtos químicos, a maioria dos quais são tóxicos para a vida aquática, Os pesticidas aplicados na agricultura, eventualmente, são transportados para a água por vários mecanismos e seus resíduosgeralmente permanecem no ambientem devido a sua persistência e caráter apolar.
Os compostos orgânicos podem entrar na água sob incontáveis formas. Formas não biodegradável incluem pesticidas halogenados, solventes aromáticos, derivados de petróleo e detergentes como alquilbenzeno sulfonado, e possuem tempo de permanência muito longo. Poluentes orgânicos biodegradáveis, como resíduos derivados de esgotos, descargas industriais e água de escoamento de agricultura, tem tempo de permanência relativamente curto, e em muitos casos, são identificados somente em amostras isoladas ou em concentrações extremamente baixas ( e ppb). Contribuem para a alteração dos níveis de oxigênio dissolvido da água, assim como, fornecem nutrientes para o crescimento excessivo de organismos aquáticos. Já os efeitos da maioria dos poluentes orgânicos não biodegradáveis sobre o balanço ecológico da água são evidentes, cobrindo uma gama de toxidade direta para formação de espumas que podem inibir o transporte de oxigênio e carbono na interface ar-água. 
A determinação desses compostos pode ser feita em cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa, cromatografia líquida por detecção do UV-Visível, ou cromatografia iônica com detecção de condutividade quando os compostos estão sob forma de íons.
Atividades 5
Trabalho 
Fazer uma pesquisa analisando os parâmetros maias utilizados na determinação de elementos e compostos orgânicos e inorgânicos presentes das variáveis químicas e físicas da água e de efluentes.
6 Procedimento Metodológico 
6.1 Acondicionamento
O procedimento de acondicionamento é fundamental para garantir a manutenção das características das amostras. Os frascos de coleta devem ser resistentes, quimicamente inertes, permitirem uma perfeita vedação e serem preferencialmente de boca larga, para facilitar a coleta e sua limpeza. 
6.2 Filtração
Amostras e todas as fases móveis devem ser filtradas antes dos procedimentos analíticos. Os principais fatores que influenciam a concentração dos elementos na fração dissolvida da amostra são o tipo de filtro, o diâmetro do filtro, o método de filtração, a concentração de sedimentos suspensos, a distribuição de tamanho dos sedimentos suspensos e a concentração de colóides e o volume de água processada (HALL et al., 1996). O termo “fração dissolvida” refere-se à fração de água e seus constituintes que passam através de um filtro de membrana de 0,45 μm (CLESCERI et al, 1999). Há muitas opções de materiais para filtro. Para grandes volumes de amostras aquosas são utilizado as filtros de membranas hidrofílicas constituídas por misturas de ésteres de celulose, com porosidade de 0,45 μm. 
6.3 Congelamento 
 É uma técnica aceitável para alguns ensaios e serve para aumentar o intervalo entre a coleta e o ensaio da amostra in natura, sem comprometer esta última. É inadequada para as amostras cujas frações sólidas (filtráveis e não filtráveis) alteram-se com o congelamento e posterior retorno à temperatura ambiente.
 
6.4 Refrigeração: 
Constitui uma técnica comum em trabalhos de campo e pode ser utilizada para preservação de amostras mesmo após a adição química, sendo empregada frequentemente na preservação de amostras para ensaios microbiológicos, físico-químicos orgânicos e inorgânicos, biológicos e toxicológicos. 
6.5 Preservação 
Assim como a escolha apropriada de frascos de coleta e armazenamento, a utilização adequada de técnicas de preservação pode retardar as alterações químicas e biológicas que ocorrem após a retirada da amostra do ambiente. O tempo entre a coleta de uma amostra e sua análise depende do parâmetro a ser determinado, da característica da amostra e das condições de acondicionamento e armazenamento (COMPANHIA AMBIENTAL DO ESTADO DE SÃO PAULO, 1987). Quanto menor o tempo, menor o risco de alterações. Alguns parâmetros como temperatura, pH, condutividade, teor de sólidos dissolvidos (TDS) e oxigênio dissolvido (OD), cujas características não são mantidas com a preservação, devem ser medidos no local de coleta utilizando medidores portáteis. Para os demais parâmetros, o ideal é que as amostras sejam analisadas logo após a chegada ao laboratório para minimizar a volatilização ou biodegradação entre a amostragem e a análise. Como isso nem sempre é possível, é imprescindível que sejam refrigeradas a 4 ºC, pois o armazenamento de amostras no escuro e a baixas temperaturas previne a ação de microrganismos. O uso de preservantes químicos deve ser usado somente quando não há interferências nas análises. Para preservação de amostras são utilizados métodos para retardar a ação biológica, retardar a hidrólise de compostos químicos e reduzir a volatilidade dos constituintes (MACHADO et al., 1998), contudo, esses métodos estão limitados à filtração, controle de pH, adição química, refrigeração e congelamento (CLESCERI et al, 1999). A preservação deve ser feita de acordo com o conjunto de análises a serem realizada. A acidificação da amostra com ácido nítrico, até pH < 2,0 (1,0 mL HNO3, P.A. L-1de água) é utilizada para prevenir a precipitação, oxidação ou adsorção de íons metálicos (Fe+2, Mg+2) nas paredes dos frascos. Para determinação de compostos nitrogenados e de fósforo dissolvido, a acidificação pode interferir nas determinações analíticas desses compostos, por isso é utilizado somente o congelamento, imediatamente após a filtragem. Para análise desses compostos em amostras coletadas em locais onde não é possível o congelamento, recomenda-se o uso de 100 mg de thymol por litro de amostra. Neste caso, o thymol é usado como agente desinfetante ou esterilizante, com o objetivo de evitar a proliferação de microrganismos que possam consumir ou produzir algum desses compostos, alterando os resultados das análises. Para amostras contendo contaminantes orgânicos a preservação é feita com adição de gotas de solução 0,008% de tiossulfato de sódio (para redução de resíduos de cloreto) e pH ajustado para a faixa de 6-9 com NaOH. As amostras podem ser armazenadas por até 7 dias antes da extração e 40 dias após a extração. Quando as amostras forem extraídas no período de até 72 horas após a coleta, o ajuste de pH não é necessário (DUNCAN et al., 2007).
6.6 Métodos analíticos 
Métodos analíticos Seleção de métodos analíticos qualquer discussão sobre análises ambientais seria incompleta sem mencionar os critérios utilizados para seleção dos métodos analíticos. Na química analítica, assim como nas demais áreas de estudo, há várias maneiras de realizar um procedimento, mas há sempre um procedimento mais adequado que o outro, em função dos objetivos das análises, considerando fatores como precisão, acuracidade, sensibilidade, repetibilidade, segurança e custo do método. Por isso, a seleção do método de análise é vital para a solução de um problema analítico. Os métodos analíticos podem ser divididos em: 
Físicos - fazem uso de uma ou mais propriedades físicas dos analitos para separação e/ou quantificação (espectroscopia, espectrometria, turbidimetria, etc.);
Químicos - fazem uso de transformações químicas como base primária de separação e quantificação (titulometria, volumetria, gravimetria, combustão, etc.); 
Eletroquímicos - são baseados em medidas de voltagens ou fluxos de correntes que são associadas com transformações químicas (potenciometria, condutometria, etc.); 
Cromatografia gasosa e líquida - técnica de separação que usa métodos químicos e físicos para detecção e quantificação. 
Muitas vezes, técnicas diferentes podem ser utilizadas para obter resultados para determinado parâmetro. Para a análise de cátions e ânions, por exemplo, são disponíveis técnicas analíticas como a espectrometria de emissão atômica (ICP-OES) e a cromatografia iônica. 
Esses métodos atendem às especificações das normas internacionais de análise de água, tais como Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (CLESCERI et al. 2005) e das normas publicadas pela International Standartization Organization (ISO).
Atividade