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Campus Goiânia Coordenação de Meio Ambiente Engenharia Ambiental e Sanitária BRUNO HENRIQUE RABELO VIEIRA MARÍLIA GABRIELA ROCHA RHAYANE ANDRADE JUNIOR WESLEY ROSA ÁGUA SUBTERRÂNEA: parâmetros, legislação e contaminação Goiânia, março de 2019. Campus Goiânia Coordenação de Meio Ambiente Engenharia Ambiental e Sanitária BRUNO HENRIQUE RABELO VIEIRA MARÍLIA GABRIELA ROCHA RHAYANE ANDRADE JUNIOR WESLEY ROSA ÁGUA SUBTERRÂNEA: parâmetros, legislação e contaminação Trabalho apresentado à disciplina de Tratamento de Água de Abastecimento, sob orientação da professora Nolan Ribeiro Bezerra para composição de nota parcial semestral dos alunos de Engenharia Ambiental e Sanitária. Goiânia, março de 2019. Introdução Os relatos de áreas contaminadas começaram a ser publicados na década de 1980, em especial nos EUA e em alguns países da Comunidade Europeia. Em alguns desses países foram estabelecidas políticas públicas que produziram um acervo legal para proporcionar a identificação e remediação dessas áreas. Conforme publicado no Atlas Água, ferramenta digital da Agência Nacional de Águas (ANA), em 2015, no Brasil, cerca de 22 milhões de pessoas eram abastecidas por manancial de água subterrâneo, 90 milhões por manancial superficial e 66 milhões eram por ambos. Somente em Goiás, cerca de 4,5 milhões de pessoas consomem, em qualquer proporção, água de manancial subterrâneo. Diante da grande demanda de captação de água para abastecimento, é questão de saúde pública realizar análises constantes de modo a evitar a presença de contaminantes nas águas, tanto superficiais, quanto subterrâneas. Além disso, os processos de contaminação são diferentes entre os tipos de manancial. Vale salientar, no entanto que o mecanismo de poluição de um aquífero subterrâneo depende de vários parâmetros tais como: tipo de aquífero, profundidade da zona de aeração, permeabilidade da zona de aeração e do aquífero, teor de matéria orgânica existente sobre o solo, tipos dos óxidos e minerais de argilas existente no solo e reações químicas. Não obstante, a portaria consolidada número 5 do Ministério da saúde ainda regulamenta: “Art. 24. Toda água para consumo humano, fornecida coletivamente, deverá passar por processo de desinfecção ou cloração. (Origem: PRT MS/GM 2914/2011, Art. 24) Parágrafo Único. As águas provenientes de manancial superficial devem ser submetidas a processo de filtração. (Origem: PRT MS/GM 2914/2011, Art. 24, Parágrafo Único)” Desta forma, neste trabalho, vamos descrever os parâmetros de qualidade da água e explicar os processos de contaminação da água subterrânea. Ainda, o conceito de contaminação de acordo com a Resolução CONAMA número 420/2009: “presença de substância(s) química(s) no ar, água ou solo, decorrentes de atividades antrópicas, em concentrações tais que restrinjam a utilização desse recurso ambiental para os usos atual ou pretendido, definidas com base em avaliação de risco à saúde humana, assim como aos bens a proteger, em cenário de exposição padronizado ou específico” Parâmetros de Qualidade da Água A avaliação da qualidade de uma água para uso humano, industrial, tratada ou in natura, é feita pela mensuração de vários parâmetros físicos, químicos, microbiológicos e outros indicativos de contaminação. Ademais, os padrões de potabilidade fixam valores para parametrização mais representativa da qualidade da água. No Brasil, estes parâmetros estão regulamentados na portaria consolidada número 5/2017 do Ministério da Saúde. Parâmetros Físicos Cor: Este parâmetro especifica a capacidade da água em absorver certas radiações do espectro visível e é devido, geralmente, a substâncias de origem mineral e orgânicas dissolvidas, no estado coloidal ou em suspensão. Há ainda duas vertentes para o conceito, devido a presença de substâncias em suspensão. Quando há a presença de substâncias que ainda não sedimentaram, este parâmetro é conhecido como Cor Aparente. Após a sedimentação, o parâmetro é conhecido como Cor real ou Cor Verdadeira. No caso de águas subterrâneas, por participarem de processos de filtração complexos pelos diversos grãos de solo, esse parâmetro é quase que nulo na maioria das amostras, o que justifica a dispensa de filtração dessas águas para o abastecimento público. Turbidez: Propriedade ótica do fluido que causa a dispersão e absorção de um feixe de luz incidindo sobre uma amostra. Decorre da presença de partículas em suspensão variando em tamanho desde suspensões grosseiras até o estado coloidal. Podem ser: argila e silte, matéria orgânica, bactérias, algas, etc. Assim como o parâmetro anterior, águas subterrâneas normalmente apresentam aparência límpida e unidades de turbidez baixíssimas, que aumentam a eficiência de desinfecção da água, principalmente na inativação de vírus. Sabor e Odor: as características de sabor e odor estão intrinsicamente relacionadas. Substâncias inorgânicas na água produzem sabor geralmente sem produzir odor. A água torna-se salina a partir de 300 mg/L de cloretos e um sabor amargo com teores de sulfato maiores que 400 mg/L. Já com a presença de matéria orgânica ou até mesmo de sulfeto de hidrogênio (H2S), a água pode adquirir sabor e odor. Essas características são subjetivas e não são medidas por instrumento tecnológico, a não ser o próprio nariz ou paladar. Condutividade: capacidade da água em conduzir eletricidade. A condutividade da água depende da concentração e da carga dos íons na solução, e é determinada pela medição da diferença de potencial (ddp) entre dois eletrodos submersos na amostra. A ddp possibilita o cálculo da Resistência e da Resistência Específica pela lei de Ohm. Que por sua vez possibilita o cálculo da condutância, que é o inverso da resistência específica. Características Químicas pH: assim como no parâmetro anterior, o pH é um parâmetro calculado a partir da concentração de um cátion na amostra, porém, dessa vez, especificamente o cátion H +. Tanto a condutividade quanto o pH são funções íntimas da composição do solo que está ou esteve em contato com a amostra de água. Alcalinidade: é uma medida da capacidade da água em neutralizar ácidos. Os principais íons responsáveis pela neutralização são o bicarbonato, carbonato e o hidróxido. Os métodos para delimitação de alcalinidade é titulação volumétrica. Acidez: assim como a alcalinidade, a acidez é expressa em termos de CaCO3, neutralizado com hidróxido. Está diretamente relacionado com a quantidade de ácido carbônico e bicarbonatos dissolvidos na amostra. Dureza: É uma característica da água pela presença de alguns íons metálicos bivalentes, como Ca2+ e Mg2+, e em menor grau dos íons de ferro e estrôncio. A dureza é reconhecida pela propriedade de impedir a formação de espuma com o sabão. Cloretos, Sulfatos e Sólidos Totais: o conjunto de sais como bicarbonatos,cloretos, sulfatos e outros sais pode conferir à água sabor salino e propriedades laxativas. E todos estes sais estão relacionados à composição química do solo em que a amostra teve contato. Outros parâmetros: Necrochorume: corpos humanos ao se decompor formam Diaminas, mais especificamente Cadaverina (C 5H 14N2) e Putrescina (C4H12N 2) e abrigam diversos microorganismos patogênicos que podem entrar em contato com o lençol freático ao percolar. Hidrocarbonetos e BTEX ( benzeno, tolueno, etil-benzeno e xilenos): são compostos orgânicos de cadeia longa, formados por átomos de carbono associados a hidrogênio. Principais fontes contaminantes: Postos de combustíveis: Devido a falta de monitoramento ou a não regularidade do mesmo, vários postos de combustíveis sofrem com a corrosão de seus tanques de armazenamento, fazendo com que deixem que o seu produto vaze para o solo, liberando hidrocarbonetos que contaminam o solo, podendo chegar ao lençol freático, dependendo de sua profundidade e do tempo de exposição. Como os tanques ficam soterrados a detecção é mais demorada, acontecendo quando há reclamações de terceiros ou percepção da redução do volume de combustível indevido. O combustível pode ser encontrado nas seguintes fases no lençol freático: Fase livre: é constituída por hidrocarbonetos não miscíveis em água, ou seja, menos densos que a água e que por isso ficam flutuando sobre o topo do aqüífero livre. A Fase adsorvida, ou fase residual, se constitui na zona de dispersão entre a fonte e o nível freático., ocupa uma faixa sobre a extremidade da fase livre que vai variar de acordo com a viscosidade do produto, da porosidade do solo e das oscilações do aqüífero freático, funciona como uma fonte permanente de contaminação das águas subterrâneas pela lenta e contínua liberação de produto para as fases vapor e dissolvida A Fase dissolvida se constitui em contaminações por dissolução de aditivos polares que possui maior mobilidade e dissipa-se abaixo no nível da água subterrânea. A Fase vapor se constitui uma fase gasosa dos componentes voláteis dos combustíveis e que ocupa os poros do solo. Cemitérios: No Brasil o tratamento aos corpos mais utilizado é o enterro, contudo, devido ao processo de decomposição do cadáver há a liberação de necrochorume, um líquido composto por água, sais minerais e substâncias orgânicas,vírus, bactérias e microorganismos patógenos. O necrochorume é viscoso, de cor castanho-acinzentada, forte cheiro e grau variado de patogenicidade e a relação entre o volume de necrochorume produzido e o peso do corpo é igual 0,60 L/Kg. A cadaverina e putrescina são danosas também por serem responsáveis pela transmissão de doenças infecto-contagiosas como a hepatite e a febre tifóide. Os vírus e as bactérias possuem resistência muito elevada no solo e principalmente na água. Podem causar epidemias se atingirem de fato a via aquática subterrânea. Agrotóxicos e fertilizantes: Sabe-se que o uso de agrotóxicos e fertilizantes é utilizado em larga escala no Brasil. O crescimento da demanda por alimentos conservados, de coloração forte e brilhosos além do cultivo rápido e em grande quantidade faz com que a agropecuária recorra aos agrotóxicos e substâncias nocivas que tem resultados muito bons para o que foi desejado, entretanto causam vários impactos, e um deles é a possível contaminação das águas subterrâneas dos lençóis freáticos, causada pela lixiviação desses agrotóxicos e fertilizantes. Conforme estudo feito (Chaim, 2003) com cultura rasteira onde dependendo da fase da cultura há uma variação de 14 a 73% do agrotóxico que é perdido para o solo, isso demonstra que os impactos causados pelos agrotóxicos podem ser desde leves até severos, pois se há perda dessas substâncias para o solo, logo tem-se a lixiviação e percolação chegando aos aquíferos, alterando a qualidade dessas águas. Um estudo realizado pelo Departamento de Água e Esgotos de Ribeirão Preto (Daerp) em parceria com um grupo de pesquisadores publicado no portal (Eco Debate, 2011) detectou a presença de traços de dois agrotóxicos usados comumente na cana cana-de-açúcar no Aquífero Guarani no município de Ribeirão Preto e Rio Pardo- SP. Apesar das substâncias encontradas estarem abaixo do limite considerado perigoso, pesquisadores alertam que se nada for feito a tendência é piorar e comprometer o abastecimento de água. Fertilizantes são substâncias que suprem a deficiência de nutrientes em solos de plantações, que a primeiro momento podem parecer muito benéficas mas tem seus malefícios. Há um série de metais traços que são necessários para o desenvolvimento de plantas, no entanto, outros metais pesados como arsênio (As), cádmio (Cd), chumbo (Pb), mercúrio (Hg) e cromo (Cr) são tóxicos, mas mesmo assim estão presentes em diversos tipos de fertilizantes, e como geralmente são aplicados diretamente no solo, a possibilidade de contaminação deste e consequentemente das águas subterrâneas é bem fácil. Mineração: Os minérios, tanto metálicos como não-metálicos, são utilizados, como é sabido, em uma infinidade de produtos humanos, da construção civil a bens industriais. No entanto, como a mineração em geral trabalha bem distante das cidades, poucas pessoas se dão conta dos seus extraordinários impactos ambientais. Há casos em que é necessário o rebaixamento do lençol freático para o desenvolvimento da lavra. Frente a tudo isso, uma série de impactos pode ocorrer: aumento da turbidez e consequente variação na qualidade da água e na penetração da luz solar no interior do corpo hídrico; alteração do pH da água, tornando-a geralmente mais ácida; derrame de óleos, graxas e metais pesados (altamente tóxicos, com sérios danos aos seres vivos do meio receptor); redução do oxigênio dissolvido dos ecossistemas aquáticos; assoreamento de rios; poluição do ar, principalmente por material particulado; perdas de grandes áreas de ecossistemas nativos ou de uso humano etc. Fossas Negras: A presença de nitrato e nitrito evidencia a contaminação do lençol freático por fossas sépticas e negras. O nitrato se encaixa em um padrão de potabilidade sendo 10 mg/l o valor máximo permitido pela Portaria 1469, pois o mesmo pode causar doenças em crianças devido seu alto nível de toxicidade. A baixa eficiência de um sistema de saneamento traduz-se na disposição inadequada de efluentes líquidos provenientes dos domicílios. É comum encontrar nos domicílios no mínimo uma fossa que é escavada até o nível do lençol freático, prática esta que o contamina. As fossas construídas conforme normas, não conseguem evitar a contaminação da água subsuperficial. A conseqüência da construção das fossas é vista pela contaminação do aqüífero em vários pontos onde os poços são escavados de forma inadequada trazendo a contaminação da água por coliformes fecais. Lixões: Os aterros sanitários que não dispõe da proteção dos solos e dos corpos d’águaevitando a contaminação das águas tanto subterrânea quanto da água superficial. Os resíduos eram depositados diretamente ao solo sem proteção, expondo a massa a ação direta da chuva e ao processo de decomposição. Dessa maneira, a infiltração do percolado através da zona não saturada do solo pode influenciar na contaminação de aquíferos, produzindo uma pluma cujo fluxo é a base dos rios. A contaminação é dada pelo chorume gerado no “lixão” onde o mesmo infiltra o solo e atinge o lençol freático. Referências OLIVEIRA, J.R Controle de Vazamentos em Postos de Combustíveis na Região Metropolitana de Belém e seus Aspectos Jurídicos. XII Congresso Nacional de Água Subterrânea – Belém. Acessado em 06/03/2019 https://aguassubterraneas.abas.org/asubterraneas/article/download/22451/14572 . CARNEIRO, V.S. Impactos Causados por Necrochorume de Cemitérios: Meio Ambiente e Saúde Pública, Universidade Federal da Bahia. Acessado em 06/03/2019 https://aguassubterraneas.abas.org/asubterraneas/article/download/21956/14325 . BRASIL, Resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005. Classificação das águas doces, salobras e salina do Território Nacional. Publicada no D.O.U. RICHTER, Carlos A. Água: métodos e tecnologia de tratamento – Carlos A. Ritcher – São Paulo: Blucher, 2009 VARNIER, C.; HIRATA, R. Contaminação da Água Subterrânea por Nitrato no Parque Ecológico do Tietê - São Paulo, Brasil. 2002. 8f. Departamento de Geologia Sedimentar e Ambiental – Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2002. BETIO, M.M; SANTOS, M. M. Contaminação das Águas Subterrâneas por Lixões Desativados: Avaliação da Antiga Área de Disposição Final de Resíduos Sólidos de Rolândia – Pr. 2014. 20f. XIX Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas, Campinas SP, Brasil, 2016.
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