Introdução a qualidades da águas e tratamento de esgoto - 2ed-Von Sperling

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PRINCÍPIOS DO TRATAMENTO BIOLÓGICO 
DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS 
VOLUME I 
2- Edição Revisad.i 
Introdução à 
5 
qualidade das águas e 
ao tratamento de esgotos 
MARCOS VON SPERLING 
Í C E F E T E S . BIBLIOTECA 
I registro n .®— 
| DATA: i — j 
Belo Horizonte 
Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental - DESA_ 
Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG 
Copyright© 1995,1996, by Marcos von Sperling 
Este livro não pode ser reproduzido por qualquer meio 
sem autorização escrita do autor. 
Capa, Editoração Eletrônica e Impressão: SEGRAC (031) 411-7077 
Impresso no Brasil 
Ia edição (1995) - 1000 exemplares 
T edição (1996) - 1000 exemplares 
2" reimpressão (1998) - 1500 exemplares 
Ficha catalográfica 
von Sperling, Marcos 
V945i Introdução à qualidade dtis águas e ao tratamento de esgotos / Marcos 
von Sperling. - 2. cd Helo I loii/onte: Departamento de Engenharia 
Sanitária e Ambicnial; 1 Niivcrsídade Federal de Minas Gerais; 1996. 
.'•13 p (l'i iiu'i|iiii-. do liiilanicnlo biológico de águas residuárias; v. 1) 
1. Aguas residuát ia • Trniainento biológico. I. Título. II. Série 
CDU: 628.35. 
ISBN: 85-7041-1 14-6 
Apoio: 
• DESA-UFMG (Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da 
• Universidade Federal de Minas Gerais) 
• Projeto DESA/GTZ (Sociedade Alemã de Cooperação Técnica) 
• CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico) 
Como solicitar o livro: 
Marcos von Sperling 
Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental - UFMG 
Av. Contorno 842 - 7° andar - 30110-060 - Belo Horizonte - MG 
Brasil 
Tel: (031)238-1880 
Fax: (031) 238-1879 
PREFÁCIO 
Prefácio da Secunda Edição 
É altamente gratificante observar que. poucos meses após o lançamento, o Volume J 
da presente série já parte para a segunda edição. Nesta oportunidade, foram incorpo-
radas pequenas revisões de digitação, bem como acrescentados alguns parágrafos, 
quadros e figuras que complementam determinado tópico que necessitava de certa 
expansão. Devido ao curto intervalo entre as duas edições, não foram incluídas 
modificações de cunho mais estrutural. Permanece, no entanto, o convite aos colegas 
leitores para encaminharem as suas sugestões e comentários, de forma a subsidiar 
futuras expansões e modificações. Volto a reiterar os meus agradecimentos a todos 
aqueles que, institucionalmente e individualmente, contribuíram para a consecução 
desta segunda edição, especialmente o CNPq, DESA-UFMG e GTZ. 
Marcos vou Sporting 
Maio cle 1996 
Prefácio da Primeira Edição 
É grande o desafio que sc apresenta para os atuais e os futuros engenheiros 
•anitaristas no Brasil: há praticamente tudoasefazer na área de tratamento de esgotos, 
1'flra que possamos vencer este inadiável desafio, é necessário que projetemos e 
(iperemos estações de tratamento de uma forma eficicnle e econômica, possibilitando 
I sustentabilidade do empreendimento e a sua expansão para um número cada vez 
maior de comunidades e indústrias. Este desafio, sem sombra de dúvida, exige a 
i apacitação de um amplo contingente de profissionais. 
A presente série na área de tratamento biológico de águas residuárias pretende 
s otiiribuir neste esforço de capacitação, a começar dos atuais estudantes. É a eles que 
•..lo dedicados os livros componentes da série. Por esta razão, a grande ênfase da série 
r li.i ,ipresentação dc conceitos e princípios, essenciais para o desempenho consciente 
iljt profissão. Ainda que os livros tenham também um caráter prático, refletido no 
guinde número de exemplos de cálculo, evita-se a mensagem através de simples 
"(Vtvilas de bolo". Não há, também, uma preocupação maior com o detalhamento 
das unidades: para estes aspectos, há outros livros, já consagrados, além de catálogos 
de fabricantes. A presente série enfoca os projetos ao nível de pré-dimensionamento, 
com o cálculo apenas das principais dimensões das unidades. De forma a tornar o 
conteúdo mais assimilável, evitou-se apresentar uma profusão de citações bibliográ-
ficas, concentrando-se principalmente nus teorias e informações já consistidas, Ape-
sar do direcionamento explícito ao público estudantil, espera-se que os livros possam 
ser de utilidade também aos profissionais praticantes no meio. 
A série completa terá os dois primeiros volumes dedicados aos princípios funda-
mentais. Os volumes subsequente?, serão orientados através dos principais sistemas 
de tratamento de esgotos: Iodos ativados, lagoas de estabilização, sistemas anaeró-
bios, sistemas aeróbios com bioliliiu". e tratamento do lodo. 
O primeiro volume procura apivscnlar uma visão integrada de qualidade das 
águas, tanto a nível dos corpos receptores, quanto das características dos esgotos. 
Como subsídio para a seleç.m do astenia de tratamento, são descritos os estudos 
ambientais que devem sei c\ei tilados para se avaliar o impacto dos lançamentos nos 
corpos receptores. Km curai ri minidulório, são descritos os principais sistemas de 
tratamento e suas vaiianir • <m|iii>:uln a eriiérios técnicos e econômicos para a 
seleção da alternaii\ .1 1n.111, adequada em cada situação em análise. 
Por se tratai de uma serii us hw tis pn .supuem uma continuidade temática. No 
entanto, procurou se dai um.i * ei ia milusiihi icacia cm cada volume, para reduzir o 
número de consultas cru/adas aos deiitllis volumes 
A presente série deve ser cucaiada apenas como uma contribuição, dentro de um 
esforço mais amplo, que deve ser abraçado por Iodos nós, de implantar no nosso país 
uma infraestrutura sanitária que permita a melhoria das condições ambientais e da 
qualidade de vida da nossa população. 
Finalmente, gostaria de agradecer a todos aqueles que contribuíram e que pros-
seguem contribuindo para a realização desta série, A nível individual, um agradeci-
mento a todos que se motivaram, juntamente comigo, a dar forma e conteúdo aos 
livros. A nível institucional, às entidades e agências responsáveis pela viabilização 
do empreendimento: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFMG 
(DESA-UFMG), Sociedade Alemã de Cooperação Técnica (GTZ) e Conselho Na-
cional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). 
Marcos von Sperling 
Julho de 1995 
SUMÁRIO 
E T F E S - B i b l i o t e c a 
CAPÍTULO 1 
Noções de qualidade das águas 
1. INTRODUÇÃO 11 
2. A ÁGUA NA NATUREZA 12 
2.1. Distribuição da água na terra .' 12 
2.2. Ciclo hidrológico 13 
3. A ÁGUA E O HOMEM 15 
3.1. Usos da água , 15 
Ciclo do uso da água 16 
4. IMPUREZAS ENCONTRADAS NA ÁGUA 17 
4.1. Características das impurezas 17 
4.2. Sólidos presentes na água 17 
4.3. Organismos presentes na água 19 
5. PARÂMETROS DE QUALIDADE DA ÁGUA 22 
5.1. Parâmetros físicos 23 
5.2. Parâmetros químicos 26 
5.3. Parâmetros biológicos 37 
5.4. Forma física representada pelos parâmetros de qualidade 37 
5.5. Utilização mais frequente dos parâmetros 39 
6. REQUISITOS E PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA 40 
6.1. Requisitos de qualidade 40 
6.2. Padrões de qualidade..... 42 
7. POLUIÇÃO DAS ÁGUAS 46 
7.1. Conceitos Básicos 46 
7.2. Quantificação das cargas poluidoras 49 
CAPÍTULO 2 
Características ilas águas residuárias 
1. CARACTERIZAÇÃO DA QUANTIDADE DE ESGOTOS 51 
1.1. Preliminares 51 
1.2. Vazão doméstica , 51 
1.3. Vazão de infiltração 57 
1.4. Vazão industrial 58 
2. CARACTERIZAÇÃO DA Q!JAI IDADE DOS ESGOTOS 59 
2.1. Parâmetros de qualidade 59 
2.2. Principais característica'. da', .if u.i.s residuárias 61 
2.3. Principais parâmetros 63 
2.4. Relações dimensionar, enlie i arga e concentração 76 
2.5. Características dou cigotoi domésticos 78 
2.6. Característica*, do» ilr.prjo . industriais 81 
2.7. Exemplo c.i i .il de qinuililumi, li > ;ti|;.r. poluidoras 87 
CAPITULO 
Impacto do lançamento de il lmiilrs nos rm pos receptores 
1. POLUIÇÃO POR MATÉRIA ORGÂNICA E 
AUTODEPURAÇÃO DOS CURSOS D'ÁGUA 93 
1.1. Introdução 93 
1.2. Aspectos ecológicos da autodepuração 94 
1.3. O balanço do oxigênio dissolvido 101 
1.4. Cinética da desoxigenação 108 
1.5. Cinética da reaeração 113 
1.6. Acurvade depleção do oxigênio dissolvido 119 
1.7. Oblenção dos dados de entrada para o modelo 123 
——1.8. Formas de controle da poluição por matéria orgânica 131 
1.9. Exemplo de cálculo 133 
2. CONTAMINAÇÃO POR MICRORGANISMOS PATOGÊNICOS 141 
2.1. Introdução 141 
2.2. Padrões para coliformes em corpos d!água 141 
2.3. Cinética do decaimento bacteriano 142 
2.4. Controle da contaminação por patogênicos 144 
3. EUTROFIZAÇÃO DOS CORPOS D'ÁGUA 151 
3.1. Conceituação do fenômeno 151 
ETFES - B i blioteca 
3.2. Problemas da eutrofização 154 
3.3. Graus de trofia 156 
3.4. Dinâmica de lagos e reservatórios 158 
3.5. Nutriente limitante 158 
3.6. Estimativa da carga de fósforo afluente a um lago ou represa 159 
3.7. Estimativa da concentração de fósforo no corpo d'água 160 
3.8. Controle da eutrofização 162 
3.9. Exemplo da estimativa de fósforo em uma represa 166 
CAPÍTULO 4 
Níveis, processos e sistemas tle trutiimciilo 
1. REQUISITOS DE QUALIDADE DO EI 'I .UENT1Í 169 
1.1. Preliminares 169 
1.2. Nível do tratamento 169 
2. OPERAÇÕES, PROCESSOS UNITÁRIOS 
E SISTEMAS DE TRATAMENTO .' 172 
2.1. Classificação dos métodos de tratamento 172 
2.2. Operações, processos e sistemas de tratamento (fase líquida) 173 
2.3. Operações, processos e sistemas dc tratamento do lodo (fase sólida) 208 
3. ANÁLISE E SELEÇÃO DO PROCESSO DE TRATAMENTO 211 
3.1. Critérios para a análise 211 
3.2. Comparação entre os sistemas f<, 215 
CAPÍTULO 5 
Estudos preliminares para projetos 
1. ESTUDOS PRELIMINARES 227 
2. ESTUDOS POPULACIONAIS 229 
3. PERÍODO DE PROJETO E ETAPAS DE IMPLANTAÇÃO 232 
4. PRÉ-DIMENSIONAMENTO DAS ALTERNATIVAS 234 
5. ESTUDO ECONÔMICO DAS ALTERNATIVAS 234 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 239 
CAPÍTULO 1 
Noções dc qualidade das águas 
E T F E S - B i b l i o t e c a 
1. INTRODUÇÃO 
Na ótica da Engenharia Ambiental, o conceito de qualidade da água é muito mais 
amplo do que a simples caracterização da água pela fórmula molecular IbO. Isto 
porque a água, devido às suas propriedades dc solvente e li sua capacidade de 
transportar partículas, incorpora a si diversas impurezas, as quais definem a qualidade 
da água. 
A qualidade da água é resultante de fenômenos naturais e da atuação do homem, 
De maneira geral, pode-se dizer que a qualidade de uma determinada água é função 
do uso e da ocupação do solo na bacia hidrográfica. Tal se deve aos seguintes fatores: 
• Condições naturais: mesmo com a bacia hidrográfica preservada nas suas condi-
ções naturais, a qualidade das águas subterrâneas é afetada pelo escoamento 
superficial e pela infiltração no solo, resultantes da precipitação atmosférica. O 
impacto nas mesmas édependente do contato da água em escoamento ou infiltração 
com as partículas, substâncias e impurezas no solo. Assim, a incorporação de 
sólidos em suspensão (ex: partículas de solo) ou dissolvidos (cx: íons oriundos da 
dissolução de rochas) ocorreimesmo na condição em que a bacia hidrográfica esteja 
totalmente preservada em suas condições naturais (ex: ocupação do solo com matas 
e florestas). Neste caso, tem grande influência a cobertura e a composição do solo. 
• Interferência do homem: a interferência do homem, quer de uma forma concen-
trada, como na geração de despejos domésticos ou industriais, quer de uma forma 
dispersa, como na aplicação de defensivos agrícolas no solo, contribui na introdu-
ção de compostos na água, afetando a sua qualidade. Portanto, a forma em que o 
homem usa e ocupa o solo tem uma implicação direta na qualidade da água. 
A Figura 1.1 apresenta um exemplo de possíveis ínlerrelnções entre o uso e 
ocupação do solo e a geração de agentes alteradores da qualidade da água de rios e 
lagos. O controle da qualidade da água está associado a um planejamento global, a 
nível de toda a bacia hidrográfica, e não individualmente, por agente alterador. 
Em contraposição à qualidade existente de uma determinada água, tem-se a 
qualidade desejável para esta água. A qualidade desejável para uma determinada 
água é função do seu uso previsto. São diversos os usos previstos para uma água, os 
quais são listados no Item 3.1. Em resumo, tem-se: 
Noções de qualidade das águas II 
QUALIDADE DAS ÁGUAS E USO E OCUPAÇÃO DO SOLO NA BACIA HIDROGRÁFICA 
F ÍR . 1.1. Exemplos dc inlciTclu^iiocntn.' uso o orupm,.»> <lu .< iln > n ruir- . i i l lci ailorcs da qual idade da água 
• qualidade dc uma água existente: função do uso e da ocupação do solo na bacia 
hidrográfica 
• qualidade desejável para uma água: função do uso previsto para a água. 
Dentro do enfoque do presente texto, oestudo da qualidade da água é fundamental, 
tanto para se caracterizaras conseqüências de uma determinada atividade poluidora, 
quanto para se estabelecer os meios para que se satisfaça determinado uso da água. 
Os capítulos iniciais abordam aspectos de quantidade de água e de qualidade da 
água, uma vez que ambos estão extremamente interrelacionados. Não se pode analisar 
um destes aspectos sem se avaliar o outro. 
2.1. Distribuição da água na terra 
A água é o constituinte inorgânico mais abundante na matéria viva: no homem, 
mais de 60% do seu peso é constituído por água, e em certos animais aquáticos esta 
porcentagem sobe a 98%. A água é fundamental para a manutenção da vida, razão 
pela qual é importante saber como ela se distribui no nosso planeta, e como ela circula 
de um meio para o outro. 
! 2 introdução à í/iialitliuli' das águas c ao tratamento de esgotos 
2. A AGUA NA NATUREZA 
Os ! ,36x 10 ls m1 de água disponível existentes na Terra distribuem-se da seguinte 
Forma: 
- Água do mar: 97,0% 
-Geleiras: 2,2% 
- Agua doce: 0,8% água subterrânea: 97% 
água superficial: 3% 
-TOTAL: 100,0% 
Pode-se ver claramente que, da água disponível, apenas 0,K' í pode ser utilizada 
mais facilmente para abastecimento público. Desta pequena fração de 0,8%, apenas 
3% apresentam-se na forma de água superficial, de extração mais fácil. Esses valores 
ressaltam a grande importância de sc preservar os recursos hídricos na Terra, c 
de se evitar a contaminação da pequena fração mais facilmente disponível. 
2.2. Ciclo hidrológico 
Uma vez visto como a água se distribui em nosso planeta, é importante também 
o conhecimento de como a água se movimenta de um meio para outro na Terra. A 
essa circulação da água se dá o nome de ciclo hidrológico. 
A Figura 2.1 apresenta o ciclo hidrológico de uma forma simplificada. Nesse ciclo, 
dislinguem-se os seguintes mecanismos de transferência da água: 
• precipitação 
• escoamento superficial 
' ET. 3 . B i b l i o t e c a 
• transpiração 
a) Precipitação 
A precipitação compreende toda a água que cai da atmosfera na superfície da 
ferra. As principais formas são: chuva, neve, granizo e orvalho. A precipitação é 
formada a partir dos seguintes estágios: 
• resfriamento do ar à proximidade da saturação 
• condensação do vapor d'agua na forma de gotículas 
• aumento do tamanho das gotículas porcoalisão e aderência até que este jam grandes 
o suficiente para formar a precipitação 
b) Escoamento superficial 
A precipitação que atinge a superfície da Terra tem dois caminhos por onde seguir: 
escoar na superfície ou infiltrar no solo. O escoamento superficial é responsável pelo 
deslocamento da água sobre o solo, formando córregos, lagos e rios e eventualmente 
Noções dc qualidade das agitas 13 
CICLO HIDROLÓGICO 
O 
ter 
(^PRECIPITAÇÃO 
EVAPORAÇÃO 
INFILTRAÇÃO 
"'«WC;:, 
TRANSPIRAÇÃO 
AGUA SUBTESIÍMM 
F i g . 2 .1 .C i c lo h i d r o l ó g i c o 
atingindo o mar. A quantidade de água tpu- escoa depende dos seguintes fatores 
principais: 
• intensidade da chuva 
• capacidade de infiltração do solo 
c) Infiltração 
A infiltração corresponde à água que atinge o solo, formando os lençóis d'água. 
A água subterrânea é grandemente responsável peia alimentação dos corpos d'água 
superficiais, principalmente nos períodos secos. Um solo coberto com vegetação (ou 
seja, com menor impermeabilização advinda, por exemplo, da urbanização) é capazde desempenhar melhor as seguintes importantes funções: 
• menos escoamento superficial (menos enchentes nos períodos chuvosos) 
• mais infiltração (maior alimentação dos rios nos períodos secos) 
• menos carreamento de partículas do solo para os cursos d'água 
d) Evapotranspiração 
A transferência da água para o meio atmosférico se dá através dos seguintes 
principais mecanismos, conjuntamente denominados de evapotranspiração: 
• Evaporação', transferência da água superficial do estado líquido para o gasoso. A 
evaporação depende da temperatura e da umidade relativa do ar. 
• Transpiração: as plantas retiram a água do solo pelas raízes. A água é transferida 
para as folhas e então evapora. Esle mecanismo é importante, considerando-se que 
! 1 4 introdução à í/iialitliuli' d a s águas c ao tratamento de esgotos 
em uma área coberta com vegetação a superfície de exposição das folhas para a 
evaporação é bastante elevada. 
3. A ÁGUA E O HOMEM 
3.1. Usos da água 
São os seguintes os principais usos da água: 
• abastecimento doméstico 
• abastecimento industrial 
• irrigação 
• dessedentação de animais 
• aquicultura 
• preservação da flora e da fauna 
• recreação e lazer 
• harmonia paisagística 
• geração de energia elétrica 
• navegação 
• diluição de despejos 
1 lestes usos, os quatro primeiros (abastecimento doméstico, abastecimento indus-
h uil, irrigação epossivelmente dessedentação de animais) implicam na retirada da 
n|Miii tias coleções hídricas onde se encontram. Os demais usos são desempenhados 
ii.i própria coleção dc água. 
lim termos gerais, apenas os dois primeiros usos (abastecimento doméstico e 
iil>< istecimento industrial) estão frequentemente associados a um tratamento prévio 
• i i água, face aos seus requisitos de qualidade mais exigentes. 
A interrelação entre o uso da água c a qualidade requerida para a mesma é direta, 
ri.i lista de usos acima, pode-se considerar que o uso mais nobre seja representado 
1« li» abastecimento de água doméstico, o qual requer a satisfação de diversos critérios 
tii* qualidade. De forma oposta, o uso menos nobre é o da simples diluição de despejos, 
• i qual não possui nenhum requisito especial em termos de qualidade. No entanto, 
• li - r sc lembrar que diversos corpos d'água têm usos múltiplos previstos para os 
nu .mos, decorrendo daí a necessidade da satisfação simultânea de diversos critérios 
'I' qualidade. Tal é o caso, por exemplo, dc represas construídas com finalidade de 
iili.i .ii-L-imento de água, geração de energia, recreação, irrigação e outros. 
Al)',uns dos usos da água permitem interpretações conflitantes com relação aos 
Wtid objetivos, A utilização de uma água para preservação da fauna c da flora possui 
«uii.i dimensão bem ampla, e a caracterização específica dos seres que se pretende 
jni *»i*i v .ir está sempre cercada de um certo elemento de subjetividade. Esta subjetivi-
if>n li csiá associada ao arbítrio, por parte do homem, no sentido de quais espécies ele 
fhn iV.v dc finalidade das águas 15 
julga importante sejam preservadas, e quais espécies cie considera não sejam impor-
tantes de ser preservadas. O mecanismo desse processo decisório c, sem sombra de 
dúvida, essencialmente polêmico. 
3.2. Ciclo do uso da água 
Além do ciclo da água no globo terrestre, existem ciclos internos, em que a água 
permanece na sua forma líquida, mas tem as suas características alteradas em virtude 
da sua utilização. A Figura 3.1 mostra um exemplo de um ciclo típico do uso da água. 
Neste ciclo, a qualidade da água c alterada em cada etapa do seu percurso. 
CICLO DO USO DA ÁGUA 
REDE DE DISTRIBUIÇÃO 
Fif i . 3.1. C i c lo do uso da água 
• Agua bruta. Inicialmente, a água é retirada do rio, lago ou lençol 
subterrâneo, possuindo uma determinada qualidade. 
• Agua tratada. Após a captação, a água sofre transformações durante o seu trata-
tamento para se adequai" aos usos previstos (ex: abastecimento público ou industrial). 
• Agua usada (esgoto bruto). Com a utilização da água, a mesma sofre novas 
transformações na sua qualidade, vindo a constituir-se em um despejo líquido. 
• Esgoto tratado. Visando remover os seus principais poluentes, os despejos 
sofrem um tratamento antes de serem lançados ao coipo receptor. O tratamento 
dos esgotos c reponsável por uma nova alteração na qualidade do líquido. 
• Corpo receptor. O efluente do tratamento dos esgotos atinge o corpo 
receptor, onde, face à diluição e mecanismos de autodepuração, a qualidade 
da água volta a sofrer novas modificações. 
1 6 Introdução à qual idade das águas e ao tratamento de esgotos 
ETFES-Bíbllotora 
I •' um papel fundamental da Engenharia Ambientai o gerenciamento deste ciclo, 
incluindo o planejamento, projeto, execução e controle das obras necessárias para a 
manutenção da qualidade da água desejada em função dos seus diversos usos. O 
I ii i sente texto centra-se no aspecto do tratamento dos esgotos, embora, neste volume, 
M-|,I analisado também o impacto do lançamento nos corpos receptores. 
4. IMPUREZAS ENCONTRADAS NA ÁGUA 
4.1. Características das impurezas 
()s diversos componentes presentes na água, e que alteram o seu grau de pureza, 
podem ser retratados, de uma maneira ampla e simplificada, em termos das suas 
11iracterísticas físicas, químicas e biológicas. Estas características podem ser tradu-
zidas na forma de parâmetros de qualidade da água, os quais são abordados no Item 
^ As principais características da água podem ser expressas como: 
• í 'aracterísticas físicas. As impurezas enfocadas do ponto de vista físico estão 
associadas, em sua maior parte, aos sólidos presentes na água. Estes sólidos podem 
.ser em suspensão, coloidais ou dissolvidos, dependendo do seu tamanho. 
• í 'aracterísticas químicas. As características químicas de uma água podem ser 
interpretadas através de uma das duas classificações: matéria orgânica ou inorgâ-
nica. 
• < 'aracterísticas biológicas. Os seres presentes na água podem ser vivos ou mortos. 
I lentre os seres vivos, tem-se os pertencentes aos reinos animai e vegetal, além dos 
protistas. 
A Figura 4.1 apresenta de forma diagramática estas interrelações. Os principais 
hípicos são explicados em maior detalhe nos itens seguintes. Antes de se proceder à 
análise dos diversos parâmetros de qualidade da água, apresenta-se uma introdução 
a dois tópicos de fundamental importância: (a) sólidos presentes na água e (b) 
iHC.anismos presentes na água. 
As características específicas das águas residuárias encontram-se abordadas no 
('iipftulo 2. 
4.2. Sólidos presentes na água 
lodos os contaminantes da água, com exceção dos gases dissolvidos, contribuem 
pai a a carga de sólidos. Por esta razão, os sólidos são analisados separadamente, antes 
• 1 • sc apresentar os diversos parâmetros de qualidade da água. Simplificadamente, os 
fMilidos podem ser classificados de acordo com (a) as suas características físicas 
i tamanho e estado) ou (b) as suas características químicas. Grande destaque é dado 
m v. sólidos, em vários volumes desta série, apresentando outras classificações com-
plementares e mais aprofundadas. 
A'i ̂ ík .v <la qualidade das águas 1 7 
F ig . 4.1. Impurezas contidas na água (adaptado de Barnes et al, 1981) 
• classificação pelas características físicas 
- sólidos em suspensão 
- sólidos coloidais 
- sólidos dissolvidos 
• classificação pelas caractcrístii n\ químicas 
- sólidos orgânicos 
- sólidos inorgânicos 
a) Classificação por tamanho 
A divisão dos sólidos por tamanho é sobretudo uma divisão prática. Por conven-
ção, diz-se que as partículas de menores dimensões, capazes de passar por um pape! 
de filtro de tamanho especificado correspondem aos sólidos dissolvidos, enquanto 
que as de maiores dimensões, retidas pelo filtro são consideradas sólidos em suspen-
são. A rigor, os termos sólidos fdtráveis e sólidos não filtráveis são mais adequados. 
Numa faixa intermediária situam-se os sólidos coloidais, de grande importância no 
tratamento da água, mas de difícilidentificação pelos métodos simplificados de 
filtração em papel. Nos resultados das análises de água, a maior parte dos sólidos 
coloidais entra como sólidos dissolvidos, e o restante como sólidos em suspensão, 
A Figura 4.2 mostra a distribuição das partículas segundo o tamanho. De maneira 
geral, são considerados como sólidos dissolvidos aqueles com diâmetro inferior a 
IO"3 |im, como sólidos coloidais aqueles com diâmetro entre IO'3 e 10° (J.m, e como 
sólidos em suspensão aqueles com diâmetro superior a 10° |lm . 
! 1 8 introdução à í/iialitliuli' d a s águas c ao tratamento de esgotos 
DISTRIBUIÇÃO DOS SÓLIDOS 
! ; 
1 
; 
D SSOLVIl >OS c 
VIRU 
OLOIDA 
; 
1 
FLOCÒS BAC 
visão a : 
olho nu; 
ÉRIAS 
! ; 
1 
; 
D SSOLVIl >OS c 
VIRU 
OLOIDA 
; 
1 
f — r i - 1 i { | i j : 
ALGÁS, PROlbZ. ! 
1 ! 
! ; 
1 
; 
D SSOLVIl >OS c 
VIRU 
OLOIDA 
1 i 1 
BACTÉRIAS i 
1 1 ; 
IS j _ SUSPENSOS 
(ex: sois. notèrlo cjrgânica) ( 9x: oígile > 
1 
-ó -5 -4 - 3 - 2 - 1 D I 2 3 
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 
TAMANHO DAS PARTÍCULAS ( | lm ) 
I <(j. 4.2. Classif icação e distr ibuição dos sólidos e m função do tamanho 
h) Classificação pelas características químicas 
Ao se submeter os sólidos a uma temperatura elevada (550°C), a fração orgânica 
é volatilizada, permanecendo'Spós combustão apenas a fração inorgânica. Os sólidos 
voláteis representam portanto uma estimativa da matéria orgânica nos sólidos, ao 
passo que os sólidos não voláteis (fixos) representam a matéria inorgânica ou 
mineral. 
4.3. Organismos presentes na água 
A microbiologia é o ramo da biologia que trata dos microrganismos. Em termos 
da avaliação da qualidade da água, os microrganismos assumem um papel de maior 
importância dentre os seres vivos, devido ã sua grande predominância em determi-
nados ambientes, à sua atuação nos processos de depuração dos despejos ou à sua 
associação com as doenças ligadas à água. 
Alguns grupos de microrganismos têm propriedades cm comum com os vegetais, 
rnquanto outros possuem algumas características de animais. Tradicionalmente, a 
i liissificação dos seres vivos apresentava como os dois grandes reinos os Vegetais e 
i iv Animais,, tendo-se grupos de microrganismos presentes em cada uma destas 
grandes subdivisões. 
Noções dc qualidade das agitas 1 9 
Posteriormente, no entanto, os biólogos adotaram uma divisão mais prática, 
posicionando os microrganismos num reino separado, o dos Protistas. A diferença 
crucial entre os protistas e os demais (vegetais e animais) é o elevado nível de 
diferenciação celular encontrado nos últimos. Isto quer dizer que, num protista, as 
células de um mesmo indivíduo são morfológica e funcionalmente similares, o que 
reduz sobremaneira a sua capacidade de adaptação e desenvolvimento. Já em orga-
nismos com diferenciação celular ocorre uma divisão de trabalho. Nos organismos 
superiores, as células diferenciadas (mas geralmente de mesmo tipo), reúnem-se em 
grupos maiores ou menores, denominados tecidos. Os tecidos, por sua vez, consti-
tuem os órgãos (ex: pulmão), e estes formam os sistemas ou aparelhos (ex: sistema 
respiratório). O grau de diferenciação celular é, portanto, um indicativo do nível de 
desenvolvimento de uma espécie. 0 Quadro 4.1 apresenta as características básicas 
dos reinos do mundo vivo. 
Mais recentemente, tem-se adotado uma nova proposta de classificação dos seres 
vivos, englobando os seguintes reinos: (a) monera (seres mais simples, sem núcleo 
diferenciado, como bnelciias e i lanofíccas), (b) protista (seres simples, mas com 
núcleo diferenciado, como algas, fungos c protozoários, (c) vegetal e (d) animai 
Quadro 4.1 Características básicas dus irr. reinos du mundo vivo 
Característica 
Célula 
Diferenciação celular 
Fonte de energia 
Clorofila 
Movimento 
Parede celular 
Monerei/I 'rotlsN r . Vagelaiii Animais 
Unicelulai/miitl icolultu Multicelular Multicelular 
Inexistente Elevada Elevada 
Luz/matéria orgânjmatér ia inorgân Luz Matéria orgânica 
Ausente/presente Presente Ausente 
Imóveis/móveis Imóveis Móveis 
Ausente/presente Presente Ausente 
Observa-se, portanto, que alguns grupos de protistas apresentam características 
de plantas, enquanto outros assemelham-se aos animais. Como comentado, a princi-
pal diferença dos protistas com relação aos demais é o nível de diferenciação celular, 
inexistente nos primeiros. 
Os microrganismos pertencem, de maneira geral, ao reino dos protistas. O Quadro 
4,2 apresenta uma descrição sucinta dos principais microrganismos de interesse 
dentro da Engenharia Ambiental, 
! 2 0 introdução à í/iialitliuli' d a s águas c ao tratamento de esgotos 
Quadro 4.2 Principais microrganismos de interesse 
ETFES -Bibliotec 
Microrgan ismo DftSCMçrln 
- Organismos monera unicelulares. 
- Apresentam-se e m várias lo rmas e tamanho!; 
- Sâo os pr inc ipais responsáveis p e t i estabi l ização d a matéria orgânica. 
- A lgumas bactér ias são p, ikn|éni . ; i-.. r . nj:,an<In |»ini: i | mlmente doenças intestinais. 
Bactérias 
- Organ ismos autotróficos, fotossintetizanti . i im londo clorofila. 
- Importantes ria p rodução de ox igênio ni • •! : n i u . i e e m a lguns processos 
de tratamento de esgotos. 
Em lagos e represas, p o d e m prolifeiar m u •< • • -e, ' m - i n d o u m a deter ioração 
da qua l idade d a água 
Algas 
- Organ ismos aeróbios, rnull icelulares, n â o f o t n .»Inliitu Imlorotróf icos. 
Fungos - T a m b é m de grande impor tânc ia na decompof l lça i»D. I IIII II IVM orgãniçsa. 
- Podem crescer s m cond ições de baixo [ ' I I 
Protozoários 
Virus 
Helmintos 
• Organ ismos unicelulares sem parede celu la i 
- A maior ia è aerób ia ou facultativa. 
- Al imentam-se de bactér ias, a lgas e outros mic roru i in isnur . 
• São essencia is no tratamento bio lógico para a uianntnii., . i " d ri equi l íbr io entre 
os d iversos grupos. 
- A lguns são patogênicos. 
- Organ ismos parasi tas, fo rmados pela assoeiaçf i i i < li • m;if<iri.ii > jof lét ico (DNA ou 
RNA) e uma ca rapaça proteica. 
- Causam doenças e p o d e m ser de dificil remoçi Ir > no I r . iL imunto d a água ou do 
- Animais superiores. 
Ovos d e helmintos presentes nos esgotos p o d e m <.. nr.: i i < frwttiças. 
Fonls: Silva «• Mara (1979), Tchabanoglous e Schroeder (1985). Molcall & Eddy (1091) 
Um resumo das principais características dos diversos grupos componentes dos 
reinos monera e protisfa está apresentado no Quadro 4,3, 
Quadro 4.3 Características básicas dos principais grupos de microrganismos 
Caracter íst ica 
Monera Protista 
Caracter íst ica 
Bactér ias Afqas Cianof iceas A lgas Piotozoários Fungos 
Membrana nuclear 
Fotossíntese 
Movimento 
Ausente 
Minoria 
A lgumas 
Ausente 
Maior ia 
A igumas 
Presente 
Sim 
A lgumas 
Preseníe 
N ã o 
Móveis 
Presente 
N ã o 
Imóveis 
Nota: adaptado de La Riviere (19&0) 
Os microrganismos em que o núcleo das células encontra-se confinado por uma 
membrana celular (algas, protozoários e fungos) são denominados eucariotas, ao 
passo cjue os microrganismos que possuem o núcleo disseminado 110 protoplasma 
(algas cianoficeas e bactérias) são denominados procariotas. De maneira geral, os 
Noçoes de qualidade das águas 2 1 
\n<", ciicariotas apresentam um maior nível de diferenciação interna. Os vírus não 
foram incluídos na classificação acima por possuírem características totalmente 
particulares. 
Os principais grupos de protistas podem ser divididos na seguinte classificação 
prática para o engenheiro ambiental, a qual não é necessariamente filogenética 
(adaptado de Branco, 1978): 
• Bactérias 
- patogênicas 
- de vida livre 
. fotossintetizantes (utilizam a luz como fonte de energia) 
. quimiossintetizantes (utilizam matéria inorgânica como fonte de energia) 
. saprófitas (decompositoras) 
- coliformes (algumas patogênicas, a maioria de vida livre) 
• Algas azuis (cianofíceas) 
• Algas 
- verdes 
- vermelhas 
- diatomáceas 
- flagelados pigmentados 
• Fungos 
- filamentosos 
- leveduras 
• Protozoários- amebas 
- flagelados não pigmentados 
- ciliados 
5. PARÂMETROS DE QUALIDADE DA ÁGUA 
A qualidade da água pode sei1 representada através de diversos parâmetros, que 
traduzem as suas principais características físicas, químicas e biológicas. Os itens 
seguintes descrevem os principais parâmetros de forma sucinta, apresentando o 
conceito do mesmo, a sua origem (natural ou antropogênica, isto é, causada pelo 
homem), a sua importância sanitária, a sua utilização e a interpretação dos resultados 
de análise (compilado de Adad, 1972; von Sperling, 1983; Peavy et al, 1986; 
Tchobanoglous & Schroeder, 1985; Richter e Netto, 1991; Vianna, 1992; ). Todos 
esses parâmetros são de determinação rotineira em laboratórios de análise de água. 
Os parâmetros abordados neste item podem ser de utilização geral, tanto para 
caracterizar águas de abastecimento, águas residuárias, mananciais e corpos recepto-
res. E importante esta visão integrada da qualidade da água, sem uma separação estrita 
entre as suas diversas aplicações. Devido a esta razão, apresenta-se neste texto a 
! 2 2 introdução à í/iialitliuli' d a s águas c ao tratamento de esgotos 
descrição de parâmetros que não são normalmente enfocados na literatura de trata 
mento de esgotos. A caracterização aprofundada da qualidade das águas residuárias 
encontra-se no Capítulo 2. 
5.1. Parâmetros físicos 
Cor 
Conceito: Responsável peia coloração na água 
Forma do constituinte responsável: Sólidos dissolvidos 
Origem natural: 
- Decomposição da matéria orgânica (principalmente vegetais - ácidos húmicos e 
fúlvicos) 
- Ferro e manganês 
Origem antropogênica: 
- Resíduos industriais (ex: tinturarias, tecelagem, produção de papel) 
- Esgotos domésticos 
Importância: 
- Origem natural: não representa risco direto à saúde, mas consumidores podem 
questionar a sua confiabilidade, e buscar águas de maior risco. Além disso, a 
cloração da água contendo a matéria orgânica dissolvida responsável pela cor pode 
gerar produtos potencialmente cancerígenos (trihalometanos - ex: clorofórmio) 
- Origem industrial: pode ou não apresentar toxicidade 
Utilização mais frequente do parâmetro: 
- Caracterização de águas de abastecimento brutas e tratadas 
Unidade: uH (Unidade Hazen - padrão de plalina-cobalto) 
Interpretação dos resultados: 
- Deve-se distinguir entre cor aparente e cor verdadeira. No valor da cor aparente 
pode estar incluída uma parcela devida à turbidez da água. Quando esta é removida 
por centrifugação, obtém-se a cor verdadeira 
- Em termos de tratamento e abastecimento público de água: 
• valores de cor da água bruta inferiores a5 uH usualmente dispensam acoagulação 
química; valores superiores a 25 uH usualmente requerem a coagulação química 
seguida por filtração 
• águas com cor elevada implicam em um mais delicado cuidado operacional no 
tratamento da água 
• ver Padrão dc Potabilidade 
- Em termos de corpos d'água 
• ver Padrão para Corpos d'Agua 
Noções dc qualidade das agitas 2 3 
Turbidez 
Conceito: A turbidez representa o grau de interferência com a passagem da luz através 
da água, conferindo uma aparência turva à mesma 
Forma do constituinte responsável: Sólidos em suspensão 
Origem natural: 
- Partículas de rocha, argila e silte 
- Algas e outros microrganismos 
Origem antropogênica: 
- Despejos domésticos 
- Despejos industriais 
- Microrganismos 
- Erosão 
Importância: 
- Origem natural: não traz inconvenientes sanitários diretos. Porém, é esteticamente 
desagradável na água potável, e os sólidos em suspensão podem servir de abrigo 
para microrganismos patogênicos (diminuindo a eficiência da desinfecção ) 
- Origem antropogênica: pode estar associada a compostos tóxicos e organismos 
patogênicos 
- Em corpos d'água: pode reduzir a penetração da luz, prejudicando a fotossíntese 
Utilização mais frequente do parâmetro: 
- Caracterização de águas de abastecimento brutas e tratadas 
- Controle da operação das estações de tratamento dc água 
Unidade: uT (Unidade de Turbidez - unidade dc Jackson ou nefelométrica) 
Interpretação dos resultados: 
- Em termos de tratamento e abastecimento público de água: 
• numa água com turbidez igual a 10 uT, ligeira nebulosidade pode ser notada; com 
turbidez igual a 500 uT, a água c praticamente opaca 
• valores de turbidez da água bruta inferiores a 20 uT podem ser dirigidas direta-
mente para a filtração lenta, dispensando a coagulação química; valores superiores 
a 50 uT requerem uma etapa antes da filtração, que pode ser a coagulação química 
ou um pré-filtro grosseiro 
• ver Padrão de Potabilidade 
- Em termos de corpos d'água 
• ver Padrão para Corpos d'Agua 
Sabor e odor 
Conceito: O sabor é a interação entre o gosto (salgado, doce, azedo e amargo) e o 
odor (sensação olfativa). 
! 2 4 introdução à í/iialitliuli' d a s águas c ao tratamento de esgotos 
|'urm;» do constituinte responsável: Sólidos em suspensão, sólidos dissolvidos, 
(iases dissolvidos 
<>i ijítm natural: 
• Matéria orgânica em decomposição 
Microrganismos (ex: algas) 
• (iases dissolvidos (ex: gás sulfídrico H;S) 
<>rigem antropogciiica: 
- Despejos domésticos 
- Despejos industriais 
(iases dissolvidos (ex: HiS) 
Importância: 
Não representa risco à saúde, mas consumidores podem questionar a sua confiabi-
lidade, e buscar águas de maior risco. Representa a maior causa de reclamações dos 
consumidores 
I ililização mais frequente do parâmetro: 
- Caracterização de águas de abastecimento brutas e tratadas 
I Inidade: Concentração limite mínima detectável 
lulcrpretaçao dos resultados: 
- Na interpretação dos resultados, são importantes a identificação o a vinculação com 
a origem do sabor e do odor 
• Em termos de tratamento e abastecimento público de água: 
• ver Padrão de Potabilidade 
Temperatura \ 
('onceito: Medição da intensidade de calor 
Origem natural: 
Transferência de calor por radiação, condução e convecção (atmosfera e solo) 
Origem antropogciiica: 
Águas de torres de resfriamento 
- Despejos industriais 
Importância: 
Elevações da temperatura aumentam a taxa das reações químicas e biológicas (na 
faixa usual de temperatura) 
Elevações da temperatura diminuem a solubilidade dos gases (ex: oxigênio dissol-
vido) 
- Elevações da temperatura aumentam a taxa de transferência de gases (o que pode 
gerar mau cheiro, no caso da liberação de gases com odores desagradáveis) 
Utilização mais frequente do parâmetro: 
Caracterização de corpos d'água 
Caracterização de águas residuárias brutas 
Noções dc qualidade das agitas 25 
Unidade: °C 
Interpretação dos resultados: 
- Em termos de corpos d'água: 
• A temperatura deve ser analisada em conjunto com outros parâmetros, tais como 
oxigênio dissolvido 
- Em termos de tratamento de águas residuárias 
• A temperatura deve proporcionar condições para as reações bioquímicas de 
remoção dos poluentes 
• ver Padrão de Lançamento de Kl Utentes 
5.2. Parâmetros químicos 
PH 
Conceito: Potencial hidmgoniônieo. Representa a concentração de íons hidrogênio 
H+ (em escala anti-Iogarilmica), dando uma indicação sobre a condição de acidez, 
neutralidade ou alcalinidade da água. A faixa de pH é de 0 a 14. 
Forma d« constiliiinlr responsável: Sólidos dissolvidos, gases dissolvidos 
Origem natural 
- Dissolução dc rochas 
- Absorção de gases da atmosfera 
- Oxidação da mnléria orgânica 
- Fotossíntese 
Origem «nl ropogênica: 
- Despejos domésticos (oxidação da matéria orgânica) 
- Despejos industriais (ex: lavagem ácida dc tanques) 
Importância: 
- É importante em diversas etapas do tratamento da água (coagulação, desinfecção, 
controle da corrosividade, remoção da dureza) 
- pH baixo: corrosividade e agressividade nas águas de abastecimento 
- pH elevado: possibilidade de incrustações nas águas de abastecimento 
- valores de pH afastados da neutralidade: podem afetar a vida aquática (ex: peixes) 
e os microrganismos responsáveis pelo tratamento biológico dos esgotos 
Utilização mais frequente do parâmetro: 
- Caracterização de águas de abastecimentobrutas e tratadas 
- Caracterização de águas residuárias brutas 
- Controle da operação de estações de tratamento de água (coagulação e grau de 
incrustabilidade/corrosividade) 
- Controle da operação de estações de tratamento de esgotos (digestão anaeróbia) 
- Caracterização de corpos d'água 
Unidade: -
! 2 6 introdução à í/iialitliuli' d a s águas c ao tratamento de esgotos 
Interpretação dos resultados: 
- Geral: 
• pH < 7: condições ácidas í 
• pH = 7: neutralidade 
• pH > 7: condições básicas 
- Em termos de tratamento e abastecimento público de água: 
• diferentes valores de pH estão associados a diferentes faixas de atuação ótima de 
coagulantes 
• frequentemente o pH necessita ser corrigido antes e/ou depois da adição de 
produtos químicos no tratamento 
• ver Alcalinidade e Acidez 
- Em termos de tratamento de águas residuárias 
• valores de pH afastados da neutralidade tendem a afetar as laxas de crescimento 
dos microrganismos 
• ver Padrão de Lançamento de Efluentes 
- Em termos de corpos d'água 
• valores elevados de pH podem estar associados à proliferação de algas 
• ver Padrão de Corpos d'Agua 
Alcalinidade 
Conceito: Quantidade de íons na água que reagirão para neutralizar os íons hidrogê-
nio. E uma medição da capacidade da água de neutralizar os ácidos (capacidade de 
resistir às mudanças de pH: capacidade tampão). Os principais constituintes da 
alcalinidade são os bicarbonatos (HCOi ), car bonatos (CO*2") e os hidróxidos (OH"). 
A distribuição entre as três formas na água é função do pi I. 
Forma do constituinte responsável: Sólidos dissolvidos 
Origem natural: 
• Dissolução de rochas 
- Reação do COj com a água (CO2 resultante da atmosfera ou da decomposição da 
matéria orgânica) 
Origem antropogênica: 
- Despejos industriais 
Importância: 
- Não tem significado sanitário para a água potável, mas em elevadas concentrações 
confere um gosto amargo para a água 
- E uma determinação importante no controle do tratamento de água, estando 
relacionada com a coagulação, redução de dureza e prevenção da corrosão em 
tubulações 
- É uma determinação importante no tratamento de esgotos, quando há evidências 
de que a redução do pH pode afetar os microrganismos responsáveis pela depuração 
Noções dc qualidade das agitas 2 7 
Utilização mais frequente do parâmetro: 
- Caracterização de águas de abastecimento brutas e tratadas 
- Caracterização de águas residuárias brutas 
- Controle da operação de estações de tratamento de água (coagulação e grau de 
incrustabiiidade/corrosividadc) 
Unidade: mg/l de CaCOi 
Interpretação dos resultados 
- Em termos de tratamento e abastecimento público de água 
• a alcalinidade, o pH e o teor de gás carbônico estão interrelacionados 
• pH > 9,4: hidróxidos e carbonatos 
» pH entre 8,3 e 9,4: carbonatos e bicarbonatos 
• pH entre 4,4 e 8,3: apenas bicarbonato 
- Em termos de tratamento de águas residuárias 
• processos oxidativos (como a nitrilicnção) tendem a consumir alcalinidade, a qual, 
caso atinja baixos teores, pode dar condições a valores reduzidos de pH, afetando 
a própria taxa dc crescimento dos microrganismos responsáveis pela oxidação 
Acidez 
Conceito: Capacidade da água em resistir ;is mudanças de pH causadas pelas bases. 
É devida principalmente à presença dc gás carbônico livre (pH entre 4,5 e 8,2). 
Forma do constituinte responsável: Sólidos dissolvidos e gases dissolvidos (COz, 
H2S) 
Origem natural: 
- CO2 absorvido da atmosfera ou resultante da decomposição da matéria orgânica 
- Gás sulfídrico 
Origem antropogênica: 
- Despejos industriais (ácidos minerais ou orgânicos) 
- Passagem da água por minas abandonadas, vazadouros de mineração e das borras 
de minério 
Importância: 
- Tem pouco significado sanitário 
- Águas com acidez mineral são desagradáveis ao paladar, sendo recusadas 
- Responsável pela corrosão dc tubulações e materiais 
Utilização mais frequente do parâmetro: 
- Caracterização de águas de abastecimento (inclusive industriais) brutas e tratadas 
Unidade: mg/l de CaCO., 
Interpretação dos resultados: 
- Em termos de tratamento e abastecimento público de água 
• o teor de CO2 livre (diretamente associado â acidez), a alcalinidade e o pH estão 
interrelacionados 
! 2 8 introdução à í/iialitliuli' d a s águas c ao tratamento de esgotos 
FTFFS- Biblioteca 
• pl! >8,2: C 0 2 livre ausente 
• pH entre 4,5 e 8,2: acidez carbônica 
• pll < 4,5: acidez por ácidos minerais fortes (usualmente resultantes de despejos 
industriais) 
I >u reza 
t 'miceito: Concentração de cátions multimetálicos em solução. Os cátions mais 
li ri (uentemente associados à dureza são os cátions di valentes Ca2+ e Mg2+. Em 
t litidições de supersaturação, esses cátions reagem com ânions na água, formando 
jTccipitados. A dureza pode ser classificada como dureza carbonato e dureza não 
11it bonato, dependendo do ânion com a qual cia está associada. A dureza correspon-
dente à alcalinidade é denominada dureza carbonato, enquanto que as demais formas 
«Ao caracterizadas como dureza não carbonato. A dureza carbonato é sensível ao calor, 
hicoipitando-se cm elevadas temperaturas. 
I nrma do constituinte responsável: Sólidos dissolvidos 
* Irigcm natural: 
I (issolução de minerais contendo cálcio c magnésio (ex: rochas calcáreas). 
y »i igem antropogênica: 
I »espejos industriais 
Importância: 
Não há evidências de que a dureza cause problemas sanitários, e alguns estudos 
i ealizados em áreas com maior dureza indicaram uma menor i ncidência de doenças 
cardíacas « 
I m determinadas concentrações, causa um sabor desagradável e pode ter efeitos 
laxativos 
Reduz a formação de espuma, implicando num maior consumo de sabão 
i 'ausa incrustação nas tubulações de água quente, caldeiras e aquecedores (devido 
,i maior precipitação nas temperaturas elevadas) 
i lllização mais freqüente do parâmetro: 
( aracterização de águas de abastecimento (inclusive industriais) brutas e tratadas 
Unidade: mg/l CaCO? 
Interpretação dos resultados: 
- lim termos de tratamento e abastecimento público de água 
• dureza < 50 mg/l CaCOí: água mole 
• dureza entre 50 e 150 mg/l CaCO.i: dureza moderada 
• dureza entre 150 e 300 mg/l CaCOí: água dura 
• dureza > 300 mg/l C a C O á g u a muito dura 
Ni ji õvs de qualidade das águas 29 
Ferro e manganês 
Conceito: O ferro e o manganês estão presentes nas formas insolúveis (Fe14" eMn < f ) 
numa grande quantidade de tipos de solos. Na ausência de oxigênio dissolvido (ex: 
água subterrânea ou fundo de lagos), eles se apresentam na forma solúvel (Fe2+ e 
Mn2+). Caso a água contendo as formas reduzidas seja exposta ao ar atmosférico (ex: 
na torneira do consumidor), o ferro e o manganês voltam a se oxidar às suas formas 
insolúveis (Fe3+ e Mn4+), o que pode causar cor na água, além de manchar roupas 
durante a lavagem. 
Forma do constituinte responsável: Sólidos em suspensão ou dissolvidos 
Origem natural: 
- Dissolução de compostos do solo 
Origem antropogênica: 
- Despejos industriais 
Importância: 
- Tem pouco significado sauilario nas concentrações usualmente encontradas nas 
águas naturais 
- Em pequenas concentrações causam problemas de cor na água 
- Em certas concentrações, podem causar sabor e odor (mas, nessas concentrações, 
o consumidor já rejeitou a água, devido à cor) 
Utilização mais frequente do parâmetro: 
- Caracterização de águas de abastecimento brutas e tratadas 
Unidade: mg/l 
Interpretação dos resultados: 
- Em termos de tratamento e abastecimento público de água 
• ver Padrão de Potabilidade 
- Em termos do tratamento de águas residuárias: 
• ver Padrão de Lançamento 
- Em termos dos corpos d'água 
• ver Padrão de Corpos d'Água 
Cloretos 
Conceito: Todas as águas naturais, em maior ou menor escala, contêm íons resultantes 
da dissolução de minerais. Os cloretos (Cl") são advindos da dissolução de sais (ex: 
cloreto de sódio). 
Forma do constituinte responsável: Sólidos dissolvidos 
Origem natural; 
- Dissolução de minerais 
- Intrusão de águas salinas 
! 3 0 introduçãoà í/iialitliuli' d a s águas c ao tratamento de esgotos 
3 a ^ ^ ^ 
o C> 
()ngem antropogenica: 
Despejos domésticos 
- Despejos industriais ^ • > 
- Águas utilizadas em irrigação 
Importância: 
Hm determinadas concentrações imprime um sabor salgado à água 
Utilização mais frequente do parâmetro: 
(Caracterização de águas de abastecimento brutas 
Unidade: mg/l 
interpretação dos resultados: 
lim termos de tratamento e abastecimento público de água 
• ver Padrão de Potabilidade 
l!m termos dos corpos d'água 
• ver Padrão de Corpos d'Água 
Nitrogênio 
• unceito: Dentro do ciclo do nitrogênio na biosfera, este alterna se entre várias formas 
f CKtados dc oxidação. No meio aquático, o nitrogênio pode ser encontrado nas seguintes 
luiinas: (a) nitrogênio molecular (N2), escapando para a atmosfera, (b) nitrogênio 
tirânico (dissolvido e em suspensão), (c) amónia, (d) niti ito (NO > ) c (c) nitrato (NO.O-
l (irmã do constituinte responsável: Sólidos em suspensão e sólidos dissolvidos 
< >1 Igem natural: 
t Constituinte de proteínas, clorofila e vários outros compostos biológicos 
' igem antropogênica: 
I )cspejos domésticos 
Despejos industriais 
I !xcrementos de animais 
fertilizantes 
importância: 
1» nitrogênio na forma dc nitrato está associado a doenças como a metahemoglo-
Imit-mia (síndrome do bebê azul) 
1> nitrogênio é um elemento indispensável para o crescimento de algas e, quando 
ri» elevadas concentrações em lagos e represas, pode conduzir a um crescimento 
exagerado desses organismos (processo denominado eutrofização) 
< > nitrogênio, nos processos bioquímicos de conversão da amónia a nitrito e deste 
•1 nitrato, implica no consumo de oxigênio dissolvido do meio (o que pode afetar a 
vidn aquática) 
II nitrogênio na forma de amónia livre é diretamente tóxico aos peixes 
() nitrogênio é um elemento indispensável para o crescimento dos microrganismos 
1.".pousáveis pelo tratamento de esgotos 
f f t n 1 ir .» ilc qualidade das águas 3 1 
( ) . I >n ii i -.MI. ill iionversãodo nitrogênio têm implicações na operação das estações 
tic it ,it.iiin'iito de esgotos 
I in um • IH p i d água, a determinação da forma predominante do nitrogênio pode 
II ii iii i i i iiifot mações sobre o estágio da poluição (poluição recente está associada 
,II • iiUri>)"'nio na forma orgânica ou de amónia, enquanto uma poluição mais remota 
i -,i,i .i-.-.iu iüda ao nitrogênio na forma de nitrato) 
I illl/iiriU) mais frequente do parâmetro: 
i .ii leri/ação de águas de abastecimento brutas e tratadas 
< ai ai H-rização de águas residuárias brutas e tratadas 
< ai autorização de corpos d'água 
I »Idade: mg/l 
interpretação dos resultados: 
Km termos de tratamento e abastecimento público de água 
• ver Padrão de Potabilidade (nitrato) 
bui termos de tratamento de águas residuárias 
• é necessário um adequado balanço C:N:P no esgoto para o desenvolvimento dos 
microrganismos 
• ver Padrão de Lançamento (amónia) 
Km termos dos corpos d'agua 
• ver Padrão de Corpos d'Agua (amónia e nitrato) 
I ósforo 
('(direito O fósforo na água apresenta-se principalmente nas formas de ortofosfato, 
polifosfato e fósforo orgânico. Os ortofosfatos são diretamente disponíveis pnra o 
metabolismo biológico sem necessidade de conversões a formas mais simples. As 
lornias emque os ortofosfatos se apresentam na água (POa'". HPO.r", H2PO.1", HiPO.j) 
dependem do pH, sendo a mais comum na faixa usual de pH o H P O 4 2 " . Ospoli fosfatos 
sáo moléculas mais complexas com dois ou mais átomos de fósforo. O fósforo 
orgânico é normalmente de menor importância. 
rorina tio constituinte responsável: Sólidos em suspensão e sólidos dissolvidos 
(Irisem natural: 
- dissolução de compostos do solo 
decomposição da matéria orgânica 
Origem antropogênica: 
- Despejos domésticos 
- Despejos industriais 
- Detergentes 
- Excrementos de animais 
- Fertilizantes 
! 3 2 introdução à í/iialitliuli' d a s águas c ao tratamento de esgotos 
Importância: 
- O fósforo não apresenta problemas de ordem sanitária nas águas de abastecimento 
O fósforo é um elemento indispensável para o crescimento de algas e, quando em 
elevadas concentrações em lagos e represas, pode conduzir a um crescimento 
exagerado desses organismos (eutrofização) 
O fósforo é um nutriente essencial para o crescimento dos microrganismos respon-
sáveis pela estabilização da matéria orgânica 
Utilização mais frequente do parâmetro; 
- Caracterização de águas residuárias brutas e tratadas 
- Caracterização de corpos d'água 
Unidade: mg/l 
Interpretação dos resultados: 
- Em termos de tratamento de águas residuárias 
• é necessário um adequado balanço C:N:P no esgoto para o desenvolvimento dos 
microrganismos 
• em lançamentos a montante de represas com problemas de eutrofização, frequen-
temente se limita o P total em 1,0 mg/1 
Eni termos dos corpos d'água 
• os seguintes valores de P total podem ser utilizados como indicativos aproxima-
dos do estado de eutrofização de lagos (lagos tropicais provavelmente aceitam 
concentrações superiores): (a) P < 0,01-0,02 mg/1: não eutrófico; (b) P entre 
0,01-0,02 e 0,05 mg/l: estágio intermediário; (c) P > 0,05 mg/l: eutrófico 
• ver Padrão de Corpos d'Agua 
Oxigênio dissolvido 
('onceito; O oxigênio dissolvido (OD) c de essencial importância para os organismos 
aeróbios (que vivem na presença de oxigênio). Durante a estabilização da matéria 
orgânica, as bactérias fazem uso do oxigênio nos seus processos respiratórios, 
podendo vir a causar uma redução da sua concentração no meio. Dependendo da 
magnitude deste fenômeno, podem vir a morrer diversos seres aquáticos, inclusive 
iis peixes. Caso o oxigênio seja totalmente consumido, tem-se as condições anaeró-
liitis (ausência de oxigênio), com geração de maus odores, 
forma do constituinte responsável: Gás dissolvido 
< írigem natural: 
Dissolução do oxigênio atmosférico 
Produção pelos organismos fotossintéticos 
< (rigem antropogênica: 
Introdução de aeração artificial 
Importância: 
O oxigênio dissolvido é vital para os seres aquáticos aeróbios 
Noções dc qualidade das agitas 3 3 
- O oxigênio dissolvido é o principal parâmetro de caracterização dos efeitos da 
poluição das águas por despejos orgânicos 
Utilização mais frequente tio parâmetro: 
- Controle operacional de estações de tratamento de esgotos 
- Caracterização de corpos d'água 
Unidade: mg/l 
Interpretação dos resultados: 
- Em termos de tratamento de águas residuárias 
• é necessário um teor mínimo de oxigênio dissolvido { 1 mg/l) nos reatores dos 
sistemas aeróbios 
- Em termos dos corpos d'água 
• a solubilidade do OD varia com altitude e temperatura. Ao nível do mar, na 
temperatura de 20°C, a concentração de saturação é igual a 9,2 mg/l 
• valores de OD superiores à saturação são indicativos da presença de algas 
(fotossíntese) 
• valores de OD bem inferiores a saturação são indicativos da presença de matéria 
orgânica (provavelmente esgotos) 
• com OD em torno de 4-5 mg/l morrem os peixes mais exigentes; com OD igual 
a 2 mg/l todos os peixes estão mortos; ei uri < >1 > igual a 0 mg/l tem-se condições de 
anaerobiose 
• ver Padrão de Corpos d'Agua 
Matéria orgânica 
Conceito: A matéria orgânica presente nos corpos d'água e nos esgotos é uma 
característica de primordial importância, sendo a causadora do principal problema de 
poluição das águas: o consumo do oxigênio dissolvido pelos microrganismos nos 
seus processos metabólicos de utilização e estabilização da matéria orgânica. Os 
principais componentes orgânicos são os compostos de proteína, os carboidratos, a 
gordura e os óleos, além da uréia, surfactantes, fenóis, pesticidas e outros em menor 
quantidade. A matéria carbonácea divide-se nas seguintes frações: (a) não biodegra-
dável (em suspensão e dissolvida) e (b) biodegradável (em suspensão e dissolvida). 
Em termos práticos, usualmente não há necessidade de se caracterizar a matéria 
orgânica em termos de proteínas, gorduras, carboidratos etc. Ademais, hã uma grande 
dificuldade na determinaçãolaboratorial dos diversos componentes da matéria orgâ-
nica nas águas residuárias, face à multiplicidade de formas e compostos em que a 
mesma pode se apresentar. Em assim sendo, utilizam-se normalmente métodos 
indiretos para a quantificação da matéria orgânica, ou do seu potencial poluidor. Nesta 
linha, existem duas principais categorias: (a) Medição do consumo de oxigênio 
(Demanda Bioquímica de Oxigênio - DBO; Demanda Química de Oxigênio (DQO) 
e (b) Medição do carbono orgânico (Carbono Orgânico Total - COT). A DBO é o 
! 3 4 introdução à í/iialitliuli' d a s águas c ao tratamento de esgotos 
|Mi.imetro tradicionalmente mais utilizado, e encontra-se analisado em maiores 
itiMalhes cm vários outros itens do presente texto. 
I orma do constituinte responsável: sólidos em suspensão e sólidos dissolvidos 
< )iigem natural: 
Matéria orgânica vegetal e animal 
< )r igcm antropogcnica: 
Despejos industriais 
Importância: 
• A matéria orgânica é responsável pelo consumo, pelos microrganismos decompo-
'.itores, do oxigênio dissolvido na água 
» A DBO retrata, de uma forma indireta, o teor de matéria orgânica nos-esgotos ou 
no corpo d'água, sendo, portanto, uma indicação do potencial do consumo do 
oxigênio dissolvido 
A DBO é um parâmetro de fundamental importância na caracterização do grau de 
poluição de um corpo d'água 
i lilização mais frequente d« parâmetro: 
( aracterização de águas residuárias brutas e tratadas 
Caracterização de corpos d'água 
Unidade: mg/l 
lulerpretação dos resultados: 
lím termos de tratamento de águas residuárias 
• a DBO dos esgotos domésticos está em torno de 300 mg/l 
• a DBO dos esgotos industriais varia amplamente, com o tipo de processo 
industrial 
• a DBO efluente do tratamento e função do nível e do processo de tratamento 
• ver Padrão de Lançamento 
fim termos dos corpos d'água 
• ver Padrão de Corpos d'Agua 
Micropoluentes inorgânicos 
t 'nnceito: Uma grande partedos micropoluentes inorgânicos são tóxicos. Entre estes, 
leni especial destaque os metais pesados. Entre os metais pesados que se dissolvem 
n.i água incluem-se o arsénio, cádmio, cromo', chumbo, mercúrio e prata. Vários 
«testes metais se concentram na cadeia alimentar, resultando num grande perigo para 
os organismos situados nos degraus superiores. Felizmente as concentrações dos 
melais tóxicos nos ambientes aquáticos naturais são bem pequenas. Além dos metais 
pesados, há outros micropoluentes inorgânicos de importância em termos de saúde 
I níblica, como os cianetos, o flúor e outros. 
• orma do constituinte responsável: sólidos em suspensão e sólidos dissolvidos 
I lespejos domésticos 
Nações de qualidade das águas 3 5 
Origem natural: 
- A origem natural c de menor importância 
Origem antropogênica: 
- Despejos industriais 
- Atividades mineradoras 
- Atividades de garimpo 
- Agricultura 
Importância: 
- Os metais pesados são tóxicos para os habitantes dos ambientes aquáticos e para 
os consumidores da água 
Utilização mais frequente do parâmetro: 
- Caracterização de águas de abastecimento brutas e tratadas 
- Caracterização de águas rcsiduãrias brutas e tratadas 
- Caracterização de corpos d'água 
Unidade: pg/l ou mg/l 
Interpretação dos resultados: 
- Em termos de tratamento e abastecimento público de água 
• ver Padrão de Potabilidade 
- Em termos de tratamento águas residuárias 
• ver Padrão de Lançamento 
- Em termos dos corpos d'água 
• ver Padrão de Corpos d'Agua 
Micropoluentes orgânicos 
Conceito: Alguns materiais orgânicos são resistentes à degradação biológica, não 
integrando os ciclos biogeocpiímicos, e acumulando-se em determinado ponto do 
ciclo (interrompido). Entre estes, destacam-se os defensivos agrícolas, alguns tipos 
de detergentes (ABS, com estrutura molecular fechada) c um grande número de 
produtos químicos. Uma grande parte destes compostos, mesmo em reduzidas 
concentrações, está associada a problemas de toxicidade. 
Forma do constituinte responsável: sólidos dissolvidos 
Origem natural: 
- Vegetais com madeira (tanino, lignina, celulose, fenóis) 
Origem antropogênica: 
- Despejos industriais 
- Detergentes 
- Processamento e refinamento do petróleo 
- Defensivos agrícolas 
Importância: 
- Os compostos orgânicos incluídos nesta categoria não são biodegradáveis 
! 3 6 introdução à í/iialitliuli' d a s águas c ao tratamento de esgotos 
- Uma grande parte destes compostos são tóxicos 
(Hilização mais frequente do parâmetro: 
i 'aracterização de águas de abastecimento brutas e tratadas 
< 'aracterização de águas residuárias brutas e tratadas 
('aracterização de corpos d'água 
1 iiidade; frg/1 ou mg/l 
Interpretação dos resultados: 
l m termos de tratamento e abastecimento público de água 
• ver Padrão de Potabilidade 
l m termos de tratamento de águas residuárias 
• ver Padrão de Lançamento 
hm termos dos corpos d'água 
• ver Padrão de Corpos d'Agua 
5.3. Parâmetros biológicos 
A relação dos microrganismos de interesse na Engenharia Ambiental está apre-
sentada no Quadro 4.2. Os microrganismos desempenham diversas funções de 
lundamental importância, principalmente as relacionadas com a transformação da 
matéria dentro dos ciclos biogeoquímicos. Um outro aspecto de grande relevância 
I IH termos da qualidade biológica da água é o relativo à possibilidade da transmissão 
• Ir doenças. O Quadro 5.1 apresenta as principais doenças relacionadas com a água. 
A determinação da potencialidade de uma água transmitir doenças pode ser 
• li-tuada de forma indireta, através dos organismos indicadores de contaminação 
fecal, pertencentes principalmente ao grupo de coliformes. Os coliformes encontram-
se descritos no Item 2.3.6 do Capítulo 2. 
Outros parâmetros biológicos dc interesse são aos associados ao tratamento de 
r\j'Otos. Os aspectos relacionados a este item estão abordados em outro volume da 
•.ei ie, no Capítulo "Princípios do tratamento biológico". 
5.4. Forma física representada pelos parâmetros dc qualidade 
li importante o conhecimento da forma, em termos de sólidos ou gases, represen-
Ifida pelos diversos parâmetros de qualidade da água. Nos processos de tratamento, 
Ott sólidos em suspensão são removidos por operações e processos unitários diferentes 
• los utilizados para a remoção dos sólidos dissolvidos e também, naturalmente, dos 
rases dissolvidos. O Quadro 5.2 apresenta a caracterização, em termos de forma 
Msica, dos principais parâmetros de qualidade. 
Noções dc qualidade das agitas 3 7 
Quadro 5.1 Principais doenças associadas com a água 
Ooençti Agente Causal Sintomas 
nifciinioiM h.uai.H 
CAIara 
I nptonplroso 
' inlmorwlose 
I obro lifóide 
I i lMin le i ia ameb iana 
G l w d l a s e 
I Icpul i te in fecc iosa 
( i . is lroenteri te 
I ' n.i l isia infantil 
Ingestão de Água Contaminada 
Bactér ia ( S h i g e l l a dysenleriae) 
Bactér ia ( V i b r i o cholerae) 
Bactér ia ( L e p t o s p i r a ) 
Bactér ia (Sa lmone l l a ) 
Bactér ia (Sa lmone l l a typhi) 
Protozoário (En tamoeba 
histolytica) 
Protozoário (Giardia lamblia) 
Virus (virus d a hepati te A) 
Virus (enterovirus, parvovirus, 
rotavirus) 
Virus (Po l i om ie l i t es virus) 
Forte diarréia 
Diarréia ext remamente forte, 
des idratação, alta taxa de mor ta l idade 
Icterícia, febre 
Febre, náusea, diarréia 
Febre e levada, diarréia, u lceração d o 
intestino de lgado 
Diarréia pro longada, com sangramento, 
abscessos no f ígado e intestino f ino 
Diarréia leve a forte, náusea, indigestão, 
f latulência 
Icterícia, febre 
Diarréia leve a forte 
Paralisia 
Contato com Água Contaminada 
I sciibiose 
Fracoma 
Sarna ( S a r c o p t e s scabiei) 
Clamídea (Chlamydia tracomatis) 
Úlceras na pele 
Inf lamação dos olhos, ceguei ra 
comple ta ou parcial 
Verminoses. tendo a Água como um Estágio no Ciclo 
I ••> imMossomose Helminto (Schistosoma) 
Diarréia, aumento do baço e d o f ígado, 
hemorragias 
Transmissão através de Insetos, tendo a Água como Meio de Procriação 
M.iliiini 
I obru amcirola 
I )engue 
FilarioseProtozoário (Plasmodium) 
Vírus (flavivírus) 
Virus (flavivírus) 
Helminto ( W u c h e r e r i a bancrofti) 
Febre, suor, calafrios, g rav idade variável 
c o m o t ipo de Plasmodium 
Febre, dor de cabeça , prostração, 
náusea, vômitos 
Febre, forte dor de cabeça , dores nas 
juntas e músculos, e rupções 
Obst rução de vasos, de fo rmação de 
tec idos 
Fontos: Benenson (1985). Tchobanoglous e Schroeder (1985) 
! 3 8 introdução à í / i i a l i t l i u l i ' d a s águas c ao tratamento de esgotos 
(Juwlro 5.2 Forma física preponderante representada pelos parâmetros de qualidade 
Parâmetro Sólidos em Sólidos Gases Característica Parâmetro suspensão dissolvidos dissolvidos 
Cor X 
fuiAmelros físicos Turbidez X 
Sabor e odor X X X 
pH X X 
Alcalinidade X 
Acidez X X 
Dureza X 
Ferro e manganês X X 
fnr/lmelros químicos 
Cloretos X 
fnr/lmelros químicos Nitrogênio X X 
Fósforo X X 
Oxigênio dissolvido X 
Matéria orgânica X X 
Metais pesados X X 
Micíopoluentes orgânicos X 
Organismos indicadores X 
1 'tiiAmetros biológicos Algas X 
Bactérias X 
5.5, Utilização mais frequente dos parâmetros 
Ao se solicitar uma análise de água, deve-se selecionar os parâmetros a serem 
investigados pela análise. O Quadro 5.3 apresenta uma relação da associação mais 
lu'quente entre parâmetros e tópico a ser estudado. A lista inclui apenas os parâmetros 
11Lás usuais, e deve-se lembrar que o conhecimento das particularidades de cada 
m luação é que deve definir os parâmetros a serem incluídos na análise. As principais 
niilizações são: 
caracterização de águas para abastecimento 
• águas superficiais (brutas e tratadas) 
• águas subterrâneas (brutas e tratadas) 
• caracterização de águas residuárias (brutas e tratadas) 
- caracterização ambiental de corpos d'água receptores (rios e lagos) 
Noções dc qualidade das agitas 39 
(Jumli i> * l'i im ipnis parâmetros a serem investigados numa análise de água 
A g u a s para abastec imento 
Á g u a s 
residuárias 
Corpos 
receptores 
qlÉiflr, 
Nul Ii HS 
Parâmetro Água 
superf ic ial 
Á g u a 
subterrânea Bruta Tratada Rio Lago 
Bruta Tratada Bruta Tratada 
Lago 
Cor . 
I-HT IIIIMIIM'. Turbicfez 
Sabor e odor 
Temperatura 
X(D 
X 
X 
X 
PH 
Alca l in idade 
Ac idez 
Dureza 
Ferro e manganês 
Cio retos 
I'. ii .In ietros N itrogênio 
qu ímicos Fósforo 
Oxigênio d issolv ido 
Matér ia o rgân ica 
Mícropol . inorg. 
(d iversos) ' 3 ' 
Micropol .orgân. 
( d i v e r s o s p } 
,(2> 
I 'un lmetros 
b l o l i g l o o s 
Organ ismos 
ind icadores 
A lgas (diversas) 
Bactér ias decamp , 
(diversas) 
X 
y(2> 
J2> 
Nolnn 
( t ) f ,iu ..ida por Fee Mn 
C) [ )iimri|o o tratamento, para controle do processo 
í Jiivíim r.or analisados aqueles que possuírem alguma justiticaliva. devido ao uso e ocupação do solo na bacia hidrográfica 
6. REQUISITOS E PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA 
<i. L Requisitos de qualidade 
< 'orno comentado, os requisitos de qualidade de uma água são função de seus 
usos previstos. O Quadro 6.1 apresenta, de forma simplificada, a associação entre os 
principais requisitos de qualidade e os correspondentes usos da água. Nos casos de 
corpos d'água com usos múltiplos, a qualidade da água deve atender aos requisitos 
dos diversos usos previstos. 
! 4 0 introdução à í/iialitliuli' d a s águas c ao tratamento de esgotos 
(.hladro 6.1 Associação entre os usos da água e os requisitos de qualidade 
Uso Geral Uso Especifico Qualidade Requerida 
- Isenta de substâncias químicas prejudiciais à saúde 
• Isenta de organismos prejudiciais á saúde 
- Adequada para serviços domésticos 
- Baixa agressividade e dureza 
- Esteticamente agradável (baixa turbidez, cor, 
sabor e odor; ausência de macrorganismos) 
Abastecimento 
Industrial 
Água é incorporada ao produto 
(ex: alimento, bebidas, 
remédios) 
- Isenta de substâncias químicas prejudiciais à saúde 
- Isenta de organismos prejudiciais ã saúde 
- Esteticamente agradável (baixa turbidez, cor, 
sabor e odor) 
Abastecimento 
Industrial Água entra em contato com o 
produto 
- Variável com o produto 
Água não entra em contato com 
0 produto (ex; refrigeração, 
caldeiras) 
- Baixa dureza 
- Baixa agressividade 
l i t igação 
Hortaliças, produtos ingeridos 
crus ou com casca 
- Isenta de substâncias qufrnicas prejudiciais á saúde 
• Isenta de organismos prejudiciais á saúde 
- Salinidade não excessiva 
l i t igação 
Demais plantações 
- Isenta de substâncias químicas prejudiciais ao solo 
e às plantações 
Salinidade não excessiva 
Dossedeniação 
i ln animais • 
- l íenta de substâncias químicas prejudiciais 
â saúde dos animais 
- Isenta de organismos prejudiciais à saúde dos 
animais 
1 'icservaçSo 
da Hora e da 
Inuna 
-
- Variável com os requisitos ambientais da flora e da 
fauna que se deseja preservar 
l locreação 
Contato primário (contato direto 
com o meio liquido; ex: natação, 
esqui, surfe) 
- Isenta de substâncias químicas prejudiciais à saúde 
Isenta de organismos prejudiciais â saúde 
- Baixos teores de sólidos em suspensão e óleos e 
graxas 
0 
Inzer Contato secundário (não há 
contato direto com o meio 
líquido; ex; navegação de lazer, 
pesca, lazer contemplativo) 
- Aparência agradável 
I íoração 
da 
energia 
Usinas hidrelétricas - Baixa agressividade 
I íoração 
da 
energia 
Usinas nucleares ou 
termelétricas (ex: torres de 
resfriamento) 
- Baixa dureza 
- Baixa presença de material grosseiro que possa 
por em risco as embarcações 
Diluição de 
rínspejos 
Abastecimento 
rio Agua 
doméstico 
Noções dc qualidade das agitas 39 
6.2. Padrões de qualidade 
6.2.1, Introdução 
Além dos requisitos de qualidade, que traduzem de uma forma generalizada e 
conceituai a qualidade desejada para a água, há a necessidade de se estabelecer 
também padrões de qualidade, embasados por um suporte legal. Os padrões devem 
ser cumpridos, por força da legislação, pelas entidades envolvidas com a água a ser 
utilizada. Da mesma forma que os requisitos, também os padrões são função do uso 
previsto para a água. 
Em termos práticos, há três tipos de padrão de interesse direto dentro da Enge-
nharia Ambiental no que tange à qualidade da água: 
• Padrões de lançamento no corpo receptor 
• Padrões de qualidade do corpo receptor 
• Padrões de qualidade para determinado uso imediato (ex: padrões de potabilidade) 
6.2.2. Padrões de lançamento e de qualidade do corpo receptor 
AResolução CONA MA n" 20, de 18/06/86, dividiu as águas do território nacional 
em águas doces (salinidade < 0,0V<ísalobras (salinidade entre 0,05% e 3%) e 
salinas (salinidade > 3%). Hm função dos usos previstos, foram criadas nove classes. O 
Quadro 6.2 apresenta um resumo dos usos preponderantes das classes relativas à água doce, 
em que a Classe Especial pressupõe os usos mais nohn-s, e a Classe 4, os menos nobres. 
Quadro 6.2 Classificação das águas doces em função dos usos preponderantes 
(Resolução CONAMA n° 20, 18/06/86) 
Uso 
Classe 
Uso 
Especia l 1 2 3 4 
Abas tec imento domés t i co X 
X 
(a) 
X 
<b) 
X 
í b ) 
Preservação do equi l íbr io natural 
d a s comun idades aquát icas 
X 
Recreação de contato pr imário X X 
Proteção das c o m u n i d a d e s aquát icas X X 
I r r igação 
X 
(o) 
X 
(d ) 
X 
(e) 
Cr iação de espéc ies (aquicul tura) X X 
Desseden façâo de animais X 
Navegação X 
Harmonia paisagíst ica X 
Usos menos ex igentes X 
Notas: 
(a) após Tratamento simples; (b) após tratamento convencional; (c) hortaliças e trutas rentes ao solo; (d) hortaliças e plantas 
trutíferas; (e) culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras 
! 40 introdução à í/iialitliuli' d a s águas c ao tratamento de esgotos 
ETF E S - B ib l io teca 
Noções dc qualidade das agitas 41 
Quadro 6.3 Padrões de qualidade para os corpos d 'água das diversas classes (água doce) e 
padrão de lançamento (Resolução CONAMA n° 20, 18/06/86) 
LANÇAMENTO 
C O R P O D Á G U A 
Padrão para Corpo d'Açjua 
. , . _ , _ , i - w - J Padrão de 
Parâmetro Unidade , 
LançamentoCor uH 30 75 75 
Turbidez uT 40 100 100 -
Sabor o odor - VA VA VA 
Temperatura "C - - - 40 
Matéria! flutuante VA VA VA VA ausente 
Óleos e graxas VA VA VA (1) (2) 
Corantes artificiais VA VA VA - -
PH 6 ,0« 9,0 6,0 a 9,0 6.0 a 9,0 6 a 9 5 a 9 
DBO5 mg/1 3 5(3) 10(3> - (4) 
DQO mg/l - • (4) 
OD mg/! s e 2 5 > 2 -
Sólidos em suspensão mg/l - (4) 
Coliformes totais org/100 ml 1.000 5.000 20.000 
Coliformes fecais org/100 ml 200 1,000 4.000 - -
Alumínio mgAI/l 0,1 0,1 0,1 -
Amónia livre mgNHs/l 0,02 0,02 • - • 
Amónia tolal mgN/l - 1,0 - 5,0 
Arsênio mgAs/l 0,05 0,05 0,05 - 0,5 
Bário mgBa/l 1.0 1.0 1.0 - 5,0 
Berílio mgBe/1 0,1 0,1 0.1 • -
Boro mgB/l 0,75 0,75 0,75 - 5.0 
Cádmio mgCd/l 0,001 0,001 0,01 - 0,2 
Cianetos mgCN/i 0,01 0,01 0.2 - 0,2 
Chumbo mgPb/l 0,03 0,03 0,05 - 0,5 
Cloretos mg Cl/l 250 250 250 - -
Cloro residual mgCÍ/l 0,01 0,01 - - -
Cobalto mgCo/l 0.2 0,2 0,2 - -
Cobre mgCu/l 0,02 0,02 0.5 1,0 
Cromo VI mgCr/l 0,05 0,05 0,05 - 0,5 
Cromo III mgCr/l 0,05 0,05 0.5 - 2,0 
Estanho mgSn/l 2,0 2,0 2,0 - 4,0 
índice de fenóis mgC6HsOH/1 0,001 0,001 0,3 • 0,5 
Ferro solúvel mgFe/l 0,3 0,3 5,0 - 15,0 
Fluoretos mgF/l 1,4 1.4 1.4 - 10,0 
Fosfato total mgpyl 0,025 0,025 0,025 -
Lítio mgU/l 2,5 2.5 2.5 - -
! 42 introdução à í/iialitliuli' d a s águas c ao tratamento de esgotos 
Parâmetro Un idade Padrão para Corpo d 'Agua Padrão de 
Classe Lançamento 
Manganês mgMn/ l 0,1 0,1 0,5 
Manganês solúvel mgMn/ l - - . 1,0 
Mercúr io mgHg / l 0 ,0002 0,0002 0,002 0,01 
Nlquef mgNi / l 0,025 0,025 0,025 2,0 
Nitrato mgN/ l 10 10 10 -
Nltrito mgN/ l 1,0 1,0 1,0 -
Prata mgAg/ l 0,01 0,01 0,05 0,1 
Helênio mgSe/ l 0,01 0,01 0,01 0,05 
Sólidos d isso lv idos totais mg/ l 500 500 500 -
I l i ibstâneias lenso-at ivas m g LAS/1 0,5 0,5 0,5 
í iulfatos mgSo^/t 250 250 250 -
Sulfetos { H j S não dissoc.) mgS/ l 0 ,002 0,002 0 ,3 1,0 
Sulfitos mgSOa/ l - - - 1,0 
Urânio total mgU/ l 0,02 0,02 0,02 
Vanádio mgV/ l 0.1 0,1 0.1 -
Zinco mgZn/ l 0,18 0,18 0.5 5,0 
I lenzeno mg/ l 0,01 0,01 0,01 -
Benzo-a-píreno mg/ l 0,00001 0,00001 - -
I »2 d ic loroelano mg/ l 0 ,0003 0,0003 0,0003 
1,2 d ic loroetano . mg/ l 0,01 0,01 0,01 -
Pentacloroienol mg/ l 0,01 0,01 0,01 
iGtraeloroeteno mg/ l 0,01 0.01 0,01 -
Tncloroeteno mg/ l 0,03 0,03 0,03 1.0 
tetracloreto de carbono mg/ l ' 0,003 0,003 0,003 1.0 
Pest ic idas e outros - -
Hogime de (ançamento - (6) 
Notas 
< Consultar a legislação para a lista completa dos parâmetros e para a redação oficial dos padrões 
l lo Classe Especial não são permitidos lançamentos de qualquer natureza, mesmo que tratados 
I m principio, um elluenle deve satisfazer, tanto ao padrão de lançamento, quanto ao padrão de qualidade do corpo receptor 
(negundo a sua classe). O padrão de lançamento pode ser excedido, com permissão do órgão ambiental, caso os padrões 
de qualidade do corpo receptor sejam resguardados, como demonstrado por estudos de impacto ambiental, e desde que 
lixados o tipo de tratamento e as condições para o lançamento. 
VA: virtualmente ausente 
1) Toleram-se eleitos íridescentes, isto é, que geram efeitos das cores do arco-íris 
1'): Minerais: 20 mg/l; vegetais e gorduras animais; 50 mg/l 
(>i): Pode ser ultrapassado caso estudos de autodepuração indiquem que o OD deverá estar dentro dos padrões, nas 
condições criticas de vazão (média das mínimas de 7 dias consecutivos em 10 anos de recorrência) 
(•1): Consultar a legislação estadual pertinente (não estão incluídas na Resolução CONAMA na 20) 
(S). Várias substâncias: consultar a resolução 
(!'•).' Regime de lançamento: a vazão máxima deverá ser de até 1,5 vezes a vazão média do período de atividade do agente 
poluidor 
Noções dc qualidade das agitas 43 
Q u a d r o 6 . 4 Padrão de potabilidade da água destinada ao consumo humano 
(Portaria n° 36. 19/01/90, Ministério da Saúde) 
Parâmetro Unidade Valor Máximo Permissiva) 
Características físicas e organolépticas 
Cor aparente uH 5 
Odor - Não objetâvel 
Sabor - Não ob|etável 
Turbidez uT 1 
Componentes que atetam a qualidade organoléptica 
Alumínio mg/1 0,2 
Cloretos mg/l 250 
Cobre mg/l 1.0 
Dureza total mg/l C a C 0 3 500 
Ferro total mg/l 0,3 
Manganês mg/l 0,1 
Sólidos totais dissolvidos mg/l 1000 
Componentes inorgânicos quo nfetnin n saúde + 
Arsênio mg/l 0,05 
Chumbo mg/l 0,05 
Cianetos mg/l 0,1 
Mercúrio mg/l 0,001 
Prata mg/l 0,05 
Componentes orgânicos que ateiam a saúde 
Diversos: consultar o padrão 
Bacteriológicas 
Coliformes fecais org /100ml ausentes 
Coliformes totais org/100 ml diversas combinações (consultar o padrão) 
7. POLUIÇÃO DAS ÁGUAS 
7.1. Conceitos Básicos 
Entende-se por poluição das águas a adição de substâncias ou de formas de 
energia que, direta ou indiretamente, alterem a natureza do corpo d'água de uma 
maneira tal que prejudique os legítimos usos que dele são feitos. 
Esta definição é essencialmente prática e, em decorrência, potencialmente polê-
mica, pelo fato de associar a poluição ao conceito de prejuízo e aos usos do corpo 
d'água, conceitos esses atribuídos pelo próprio homem. No entanto, esta visão prática 
é importante, principalmente ao se analisar as medidas de controle para a redução da 
poluição. 
O Quadro 7.1 lista as principais fontes de poluentes, conjuntamente com os seus 
efeitos poluidores mais representativos. 
! 44 introdução à í/iialitliuli' d a s águas c ao tratamento de esgotos 
ETFES - Biblioteca 
<Juadro 7.1 Principais agentes poluidores das águas 
Fonte 
1 'oluente 
Pr incipais 
Parâmetros 
Esgotos 
Drenagem 
Superf ic ial 
Possível 
efeito 
Pr incipais 
Parâmetros 
Domés-
t icos 
Indus- Reuti-
Iriais l izados 
Agr icul tura 
Urbana ir . 
e Pastagens 
poluidor 
Sólidos 
em 
mispensão 
Sól idos e m 
suspensão 
totais 
XXX XX X 
- Problemas estét icos 
- Depósi tos de lodo 
- Adsorção de poluentes 
Proteção de pa togên icos 
M.ttória 
iiiilânica 
hiode-
•ji.idável 
D e m a n d a 
Bioquímica 
d e 
Ox igên io 
XXX <-> XX X 
Consumo de ox igênio 
Mor tandade de peixes 
Cond ições sépt icas 
Nutrientes 
Nitrogênio 
Fósforo 
Cresc imento excess ivo 
de algas 
Toxicidade aos peixes 
( t imôgia) 
- Doença e m 
recém-nasc idos (nitrato) 
- Poluição d a água 
subterrânea 
r.itogê-
IlliVS 
Col i formes 
- Doenças d e ve icu lação 
hídr ica 
Khilória Pest ic idas 
• 'ii//lnica A lguns 
Mo biode- de tergentes 
tinidàvel Outros 
Toxicidade (vários) 
• Espumas (detergentes) 
Redução da transferência 
d e ox igênio (detergentes) 
Não b iodegradab i l i dade 
Maus odores (ex: fenóis) 
Mohlis 
i»>'-idos 
Elementos 
especí f icos 
(As. Cd, Cr, 
Cu, Hg, Ni. 
Pb, Zn etc) 
• Toxic idade 
Inibição d o tratamento 
b io lóg ico dos esgotos 
• Problemas na d ispos ição 
d o lodo na agr icul tura 
Contaminação da á g u a 
subterrânea 
Mihlas 
lf\t 'it únicos 
Ê$$olvidos 
Sól idos 
d isso lv idos 
totais 
Condut i -
v i dade 
elétr ica 
- Sal in idade excess iva -
prejuízo às p lantações 
( i r r igação) 
- lox ic idade a p lantas 
(a lguns íons) 
- Problemas de 
permeab i l i dade do solo 
(sódio) 
xx: médio em branco: usualmente não importante 
N<<\ lif.v de qualidade das águas 4 7 
No presente texto, maior atenção é dada ao equacionamento da poluição dos 
esgotos domésticos, através do seu adequado tratamento. Dentro deste enfoque, a 
maior ênfase é dada ao tópico do consumo de oxigênio dissolvido, o qual, apesar de 
já equacionado nos países desenvolvidos, constitui-se possivelmente no principal 
problema de poluição das águas em nosso país. No entanto, são enfocados também 
os outros poluentes típicos dos esgotos domésticos, ou seja, patogênicos e nutrientes. 
Existem basicamente duas formas em que a fonte de poluentes pode atingir um 
corpo d'água (ver Figura 7.1): 
• poluição pontual 
• poluição difusa 
Na poluição pontual, os poluentes atingem o corpo d'água de forma concentrada 
no espaço. Um exemplo é o da descarga em um rio de um emissário transportando 
os esgotos de uma comunidade. 
Na poluição difusa, os poluentes adentram o corpo d'água distribuídos