Poluição Hídrica e seus Impactos

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Química Ambiental
Ana Cecília 
Bulhões Figueira
Aula 8
Sumário
Poluição Hídrica
Classificação dos poluentes
Tipos de poluentes
Eutrofização
Parâmetros de qualidade das águas
ETA – Estação de Tratamento de Água
ETE – Estação de Tratamento de Esgoto
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Poluição Hídrica
DEFINIÇÃO: poluição hídrica é a alteração das características das águas por ações ou interfe­rências humanas. 
	As alterações podem produzir impactos estéti­cos (cor, odor), fisiológicos ou ecológicos. 
	Do Latim: polluere (significa manchar ou sujar), a palavra poluição estava associada apenas aos fatores estéticos.
	Atualmente, a alteração na qualidade das águas está associada ao uso que se faz dela. 
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Os efeitos resultantes da introdução de poluentes no meio aquático dependem:
da natureza do poluente introduzido
do caminho que esse poluente percorre no meio
do uso que se faz do corpo de água
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Poluição Hídrica
Figura 1: Fontes de poluição hídrica no meio ambiente.
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SPIRO, T. G., STIGLIANI, W, M., Química Ambiental. 2 ed. São Paulo, Pearson, 2009.
Os poluentes podem ser introduzidos no meio aquático de forma pontual ou difusa.
Poluição Hídrica
Cargas pontuais: são introduzidas por lançamentos individualizados.
Ex.: despejo de esgotos sanitários ou de efluentes industriais. 
Cargas difusas: não têm um ponto de lançamento específico e ocorrem ao longo da margem dos rios.
 
Ex.: substâncias provenientes de campos agrícolas, ou por não advirem de um ponto preciso de geração, como no caso de drenagem urbana. 
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Poluição Hídrica
Principais poluentes aquáticos 
Os poluentes são classificados de acordo com sua natureza e com os principais impactos causados pelo seu lançamento no meio aquático.
Poluentes orgânicos biodegradáveis.
Poluentes orgânicos recalcitrantes ou refratários.
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Poluição Hídrica
Poluentes orgânicos biodegradáveis
A MO biodegradável é decomposta por micro-organismos no meio aquático.
Na presença de O2, a degradação é feita pelas bactérias aeróbicas. Consomem O2diss. gerando CO2. 
Se o consumo de O2 for muito intenso, prejudica a vida aquática dependente de O2.
Na ausência de O2, a degradação é feita por bactérias anaeróbicas, com a formação de gases, CH4 e H2S. 
 
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Poluição Hídrica
Poluentes orgânicos recalcitrantes ou refratários (não biodegradáveis).
Existem compostos orgânicos que não são biodegradáveis ou sua taxa de biodegradação é muito lenta. 
O impacto introduzido por compostos orgânicos desse tipo está associado à sua toxicidade (não à [O2]).
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Poluição Hídrica
Defensivos agrícolas: grande parte do total aplicado para fins agrícolas atinge os rios, lagos, aquíferos e oceanos.
Vias:
despejo de restos de soluções, limpeza de acessórios e recipientes empregados na aplicação dos defensivos;
 pelo carreamento do material aplicado no solo pela ação erosiva da chuva.
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Poluição Hídrica
Detergentes sintéticos: em geral, são mais tóxicos para os peixes do que para o homem. As bactérias que realizam a degradação da MO podem ser afetadas pelos detergentes sintéticos. 
Petróleo: mistura de hidrocarbonetos (abertos, cíclicos, aromáticos, com S, O, N, halogênios) com diferentes taxas de degradabilidade. 
Podem atingir corpos hídrico em todas as fases de extração, transporte, aproveitamento industrial e consumo. 
Efeitos danosos ao meio ambiente incluem a formação de uma película superficial que dificulta as trocas gasosas entre o ar e a água (derramamentos).
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Poluição Hídrica
Metais: todos os metais podem ser solubilizados pela água, podendo gerar danos à saúde em função:
da quantidade ingerida (pela sua toxicidade);
de seus potenciais carcinogênicos, mutagênicos ou teratogênicos;
exemplos de metais tóxicos são o arsênico, o bário, o cádmio, o cromo, o chumbo e o mercúrio. 
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Poluição Hídrica
Nutrientes: excesso de nutrientes (sais de N e P) nos corpos de água pode levar ao crescimento excessivo de alguns organis­mos aquáticos (algas):
acarreta prejuízo a determinados usos dos recursos hídricos superficiais e subterrâneos.
 
Eutrofização: aumento de matéria vegetal decomposta e em decomposição resultante do crescimento excessivo de vegetais.
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Poluição Hídrica
Figura 2: Imagem de eutrofização em águas com excesso de nutrientes.
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Excesso de nutrientes
Crescimento descontrolado de algas
Consumo de O2 dissolvido
Morte dos seres aquáticos que dependem de O2
EUTROFIZAÇÃO
Diminuição de incidência de luz solar
Poluição Hídrica
Sólidos em suspensão: sólidos em suspensão aumentam a turbidez da água.
Reduz as taxas de fotossíntese (diminui a incidência de radiação solar) e prejudica a procura de alimento para algumas espécies. 
Sedimentos podem carregar pesticidas e outros tóxicos (aglomerados), e sua deposição prejudica a reprodução de peixes.
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Poluição Hídrica
Parâmetros Indicadores 
de Qualidade das Águas
	Não existe água totalmente PURA na natureza.
	Mesmo águas de chuva carregam gases atmosféricos dissolvidos (água é um solvente).
	Por isso, são necessários indi­cadores físicos, químicos e biológicos para caracterizar a qualidade das águas.
	As características químicas da água dependem das substâncias nela dissolvidas.
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SALINIDADE: definida pela presença/quantidade de sais dissolvidos na água que podem alterar seu sabor (sabor salino).
Em geral: bicarbonatos (HCO3-); cloretos (Cl-); sulfatos (SO42-), etc.
 O teor de Cl- pode ser indicativo de poluição por esgotos domésticos.
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Parâmetros Indicadores 
de Qualidade das Águas
DUREZA: definida pela presença de sais de metais alcalino-terrosos (cálcio (Ca2+) e magné­sio (Mg2+)). 
É caracterizada pela extinção da espuma formada pelo sabão.
Águas duras (altos teores de Ca e Mg), podem incrustar as tubulações de água quente, radiadores de automóveis, hidrômetros, caldeiras etc.
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Parâmetros Indicadores 
de Qualidade das Águas
ALCALINIDADE: ocorre em razão da presença de bicarbonatos (HCO3-), carbonatos (CO32-) e hidróxidos (OH-), quase sem­pre de metais alcalinos ou alcalino-terrosos (Na, K, Ca, Mg)
A alcalinidade influencia o tratamento da água para consumo doméstico (ajuste de pH).
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Parâmetros Indicadores 
de Qualidade das Águas
CORROSIVIDADE: é definida pela tendência da água em corroer os metais (tubulações).
 Pode estar ligada à presença de ácidos minerais (casos raros) ou pela existência em solução de oxigênio, gás carbônico e gás sulfídrico.
Em geral, o O2 é fator de corrosão dos produtos ferrosos; o H2S, dos não-ferrosos; e o CO2, dos materiais à base de cimento.
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Parâmetros Indicadores 
de Qualidade das Águas
FERRO E MANGANÊS: o Fe, com frequência associado ao Mn, confere à água sabor, ou melhor, sensação de adstringência e coloração avermelhada, decorrente de sua precipitação.
 
As águas com Fe mancham as roupas e os aparelhos sanitários e podem ficar depositadas nas tubulações. 
O Mn atua de forma similar ao Fe, porém é menos comum e sua coloração característica é marrom.
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Parâmetros Indicadores 
de Qualidade das Águas
IMPUREZAS ORGÂNICAS, NITROGÊNIO E CLORETOS
O termo impurezas orgânicas é aplicável a constituintes de origem animal ou vegetal que podem indicar poluição. 
Como exemplos: matéria orgânica em geral, o nitrogênio sob as diversas formas. 
Os cloretos podem indicar mistura, recente ou remota, com águas residuais.
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Parâmetros Indicadores 
de Qualidade das Águas
COMPOSTOS TÓXICOS: presença de alguns elementos aumentam a toxicidade da água: 
cobre (Cu), zinco (Zn), chumbo (Pb), cianetos (CN), cromo(VI) (Cr), cádmio (Cd), arsênio (As), selênio (Se), prata (Ag), mercúrio (Hg), bário (Ba).
FENÓIS: os fenóis e seus compostos existentes em resíduos industriais, além de serem tóxicos, combinam-se com o cloro para produzir odor e sabor desagradáveis.
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OH
Parâmetros Indicadores 
de Qualidade das Águas
DETERGENTES: causam sabor desagradável, além de formação de espuma em águasagitadas, gerando problemas em ETA e de ETE. São tóxicos, quando em teores elevados.
AGROTÓXICOS: esses produtos são tóxicos ao homem, aos peixes e a outros animais quando em concentrações elevadas. O uso desses produtos tem causado a mortandade de peixes e prejuízo ao abastecimento público de água.
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Parâmetros Indicadores 
de Qualidade das Águas
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Principais testes de qualidade da água
Parâmetros Indicadores 
de Qualidade das Águas
	CARACTERÍSTICA	TIPO DE ANÁLISE
	Grau de mineralização	análises de condutividade, alcalinidade, dureza
	Poluição orgânica	O2 dissolvido, DBO, DQO e NH4+
	Presença de nutrientes	N e P
	Presença de poluentes significativos	metais pesados, detergentes, pesticidas
	Contaminação fecal	bactérias coliformes
	Aspecto físico	série de sólidos, cor e turbidez
	Padrão de circulação do corpo d’água	temperatura e O2 dissolvido
Índice de Qualidade da Água (IQA)
Avalia a qualidade das águas para consumo. 
O cálculo do IQA é feito por meio do produto ponderado dos nove parâmetros, segundo a fórmula:
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Parâmetros Indicadores 
de Qualidade das Águas
IQA = Índice de Qualidade das Águas (varia de 0 a 100);
qi = qualidade do i-ésimo parâmetro (varia de 0 a 100);
wi = peso/contribuição correspondente ao i-ésimo parâmetro fixado em função da sua importância para a conformação global da qualidade (varia de 0 a 1).
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Parâmetros Indicadores 
de Qualidade das Águas
Índice de Qualidade da Água (IQA)
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Figura 3: Tabela de IQA – Agência Nacional da Água – ANA.
http://pnqa.ana.gov.br
Parâmetros Indicadores 
de Qualidade das Águas
Estação de Tratamento de Água - ETA
O tratamento de águas existe para adequar as águas naturais ao padrão ideal para o consumo humano. Atende à várias finalidades:
	higiênicas: remoção de bactérias, protozoários, vírus e outros microorganismos, de substâncias tóxicas ou nocivas, redução do excesso de impurezas e de teores elevados de compos­tos orgânicos;
	estéticas: correção de turbidez, cor, odor e sabor; 
	econômicas: redução de corrosividade, dureza, cor, turbidez, ferro, manganês, etc.
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Em geral, envolve 6 etapas.
Aeração: processo de tratamento pelo qual a área de contato entre a água e o ar é aumentada, de modo a facilitar o intercâmbio ou troca de gases e substâncias voláteis entre a água e o ar. O ar oxida qualquer material orgânico.
Coagulação: a água é deixada parada para que as partículas sólidas (por exemplo, areia) possam decantar. Adiciona-se CaO e Al2(SO4)3 para a remoção de componentes como bactérias. 
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Estação de Tratamento de Água - ETA
Floculação: processo que ocorre logo após ou simultaneamente com a coagulação e cuja característica fundamental é a formação de aglomerados gelatinosos de Al(OH)3, que se deposita lentamente, carregando consigo pequenas partículas.
Decantação ou Flotação: a decantação é o processo pelo qual se verifica a deposição dos flocos pela ação da gravidade. Na flotação, por injeção de ar, os flocos, ao invés de sedimentarem, vão a superfície onde são recolhidos.
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Estação de Tratamento de Água - ETA
Filtração: a filtração da água consiste em fazê-la passar através de materiais porosos capazes de reter ou remover impurezas aglomeradas ao Al(OH)3. Em geral os constituintes dos filtros são: seixos, areia, carvão antracitoso.
Desinfecção: implica na eliminação dos germes patogênicos eventualmente presentes na água, sendo parte fundamental no processo de tratamento da água, para que se possa abastecer a população com água adequada para o consumo humano. O cloro é normalmente usado porque ele forma HClO(aq) em solução, que mata as bactérias.
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Estação de Tratamento de Água - ETA
Figura 4: Esquema de uma ETA. 
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BROWN, T. L., LEMAY, H. E., BURSTEN. B. E., BURDGE, J. R. Química uma ciência central. 9 ed. São Paulo, Pearson, 2005
Estação de Tratamento de Água - ETA
Estação de Tratamento de Esgotos - ETE
	Esgoto é o termo usado para caracterizar os despejos provenientes dos diversos usos da água, como o doméstico, comercial, industrial, agrícola, em estabelecimentos públicos e outros.
	Esgotos sanitários são os despejos líquidos constituídos de esgotos domésticos e industriais lançados na rede pública e águas de infiltração.
	Resíduo líquido industrial é o esgoto resultante dos processos industriais. Dependendo do tipo de indústria, possui características muito específicas.
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	Resíduo líquido industrial é o esgoto gerado por processos industriais (específico). 
	Os esgotos domésticos — a parcela mais significativa dos esgotos sanitários provêm, princi­palmente, de residências e de edificações públicas e comerciais que concentram aparelhos sanitários, lavanderias e cozinhas. 
(águas de banho, urina, fezes, restos de comida, sabões, detergentes e águas de lavagem)
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Estação de Tratamento de Esgotos - ETE
É comum classificar as ETE em função do grau de redução dos sólidos em suspensão e da chamada demanda bioquímica de oxigênio proveniente da eficiência de uma ou mais unidades de tratamento.
Tratamento preliminar: remoção de sólidos grosseiros, remoção de gorduras, remoção de areia.
Tratamento primário: decantação, flotação, digestão do lodo, secagem do lodo, sistemas compactos (decantação e digestão).
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Estação de Tratamento de Esgotos - ETE
Estação de Tratamento de Esgoto - ETE
Tratamento secundário: filtração biológica, processos de lodos ativados, decantação intermediária ou final, lagoas de estabilização.
Tratamento avançado ou terciário: remoção de nutrientes, remoção de complexos orgânicos.
Disposição final.
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Figura 5: Esquema de uma ETE.
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SPIRO, T. G., STIGLIANI, W, M., Química Ambiental. 2 ed. São Paulo, Pearson, 2009.
Estação de Tratamento de Esgotos - ETE
Fechamento
Poluição Hídrica
Classificação dos poluentes
Tipos de poluentes
Eutrofização
Parâmetros de qualidade das águas
ETA – Estação de Tratamento de Água
ETE – Estação de Tratamento de Esgoto
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Química Ambiental
Ana Cecília 
Bulhões Figueira
Atividade 8
Vídeo
Tratamento de água - SABESP
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