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78 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : N om e do d ia gr am ad or Is m ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 18 Unidade II Unidade II 5 QUALIDADE DO AR E DA ÁGUA 5.1 Qualidade do ar Abordaremos a partir de agora a poluição do ar, da água e do solo. O que entendemos por poluição? Sujar? A mudança do meio ambiente pela introdução de alguma substância ou energia, por intermédio de uma fonte fixa ou móvel alterando a composição do ecossistema é chamada de poluição. Estudaremos adiante as consequências negativas desse evento. A boa qualidade do ar é fundamental para nossa saúde, bem como para a dos demais seres vivos, plantas e animais. Vamos estudar quais são os tipos de poluentes, os efeitos da poluição atmosférica nas cidades e no planeta. 5.1.1 Poluentes primários e secundários do ar Quando falamos em poluição do ar, podemos lembrar da fumaça preta e malcheirosa que sai dos escapamentos dos caminhões, das fumaças coloridas que saem das chaminés das indústrias ou das queimadas das florestas, prejudicando o ambiente e principalmente a saúde humana. Mas há também aquela que é invisível, sem cheiro e é proveniente de muitas fontes poluidoras. Torna-se muito importante para o biomédico entender os tipos de poluição, suas causas e consequências porque fatores tais como a exposição a certas substâncias, a duração dessa exposição e a quantidade de poluentes no ambiente de alguém podem prejudicar a saúde das pessoas e dos animais devido a problemas respiratórios e cardíacos, principalmente em crianças, idosos, grávidas e pessoas imunodeprimidas (cujo sistema imunológico está fragilizado), ou que tenham alguma sensibilidade a essas substâncias. A Constituição Brasileira de 1988 estabelece o direito da população de viver em um ambiente ecologicamente equilibrado (BRASIL, 1988). Caracteriza como crime toda ação lesiva ao meio ambiente, determina a exigência de que todas as unidades da federação (estados) tenham reserva biológica ou parque nacional e que todas as indústrias potencialmente poluidoras apresentem estudos sobre os danos que podem causar ao meio ambiente. É necessário que sejam elaboradas leis que regulamentem os dispositivos constitucionais. Assim é que foram criadas, entre outras: • Resolução Conama nº 18/1986: estabelece o Programa de Controle do Ar por Veículos Automotores – Proconve (CONAMA, 1986a); 79 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : I sm ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 19 SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL • Resolução Conama nº 5/1989: institui o Programa Nacional de Controle da Qualidade do Ar – Pronar (CONAMA, 1989); • Resolução Conama nº 8/1990: estabelece o limite máximo de emissão de poluentes do ar (padrões de emissão) em fontes fixas de poluição (CONAMA, 1990b); • Portaria Normativa nº 348/1990 e Conama nº 3/1990: dispõem sobre os padrões nacionais da qualidade do ar (CONAMA, 1990a). Os resíduos encontrados no ar podem ser de natureza particulada (sólidos como poeira ou fuligem) ou gasosos. O poluente do ar é primário quando ele, por si só, causa algum tipo de problema, como no caso dos gases emitidos pelos automóveis: monóxido de carbono – CO, dióxido de carbono – CO2, metano – CH4, fuligem, óxidos de nitrogênio – NOx (a letra x significa que podem ser vários números, como 1, 2, 3), óxidos de enxofre – SO2, sulfeto de hidrogênio – H2S, amônia – NH3, compostos halogenados (HCl, HF), metais pesados (Cádmio – Cd, Chumbo – Pb, Arsênico – As), aldeídos e outros. Poluentes secundários são aqueles que sofrem reações químicas na atmosfera e formam um segundo composto poluente. Como exemplos temos o peróxido de hidrogênio – H2O2, o ácido sulfúrico – H2SO4, o óxido de enxofre – SO3, o nitrogênio – NO3, o ácido nítrico – HNO3, o ozônio – O3 etc. Figura 59 – Diversas fontes de poluição do ar com material particulado e gasoso, caso não tenham algum método de controle de poluição Figura 60 – Vulcão em erupção lançando cinzas tóxicas na atmosfera 80 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : N om e do d ia gr am ad or Is m ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 18 Unidade II Vamos estudar alguns poluentes secundários (gases e particulados) que podem gerar problemas ambientais e de saúde: 1) Óxidos de enxofre (SOx) podem ser emitidos por fontes naturais como vulcões, lançados pelas chaminés provenientes de atividades industriais, da queima de óleos, de usinas químicas e do escapamento de veículos automotores que liberam SO2, pois são encontrados em combustíveis que contêm enxofre (óleo diesel, óleo combustível industrial, gasolina e carvão). Quando reagem com o oxigênio do ar – O2 ou do ozônio – O3, formado principalmente por descargas elétricas (como os relâmpagos), se transformam em SO3. Também pode ocorrer o enxofre reduzido total – ERT, outros compostos que contêm enxofre, como: sulfeto de hidrogênio, metil-mercaptana, dimetil-sulfeto, dimetil-dissulfeto, emitidos por refinarias de petróleo, fábricas de celulose, plantas de tratamento de esgoto e produção de rayon-viscose ou por fontes naturais, ou seja, reações anaeróbicas microbiológicas de decomposição de proteínas com enxofre, nas quais a decomposição bacteriológica resulta em compostos com odor desagradável, semelhante ao de ovo podre. Você talvez se lembre de já ter sentido um cheiro assim antes. 2) Óxidos de nitrogênio (NOx: NO2 e NO3), dependendo da composição do combustível utilizado, pode ocorrer a liberação desses óxidos. O NO, sob a ação de luz solar, se transforma em NO2, que irá reagir com a umidade do ar formando o ácido nítrico (HNO3). 3) Monóxido de carbono (CO): incolor e inodoro, provém da combustão incompleta do carvão e de substâncias que contenham carbono. É um gás inflamável e muito tóxico, pois tem alta afinidade com a hemoglobina, composto da hemácia ou glóbulo vermelho. 4) Dióxido de carbono (CO2): provém das combustões em geral; em baixas concentrações, não é tóxico, mas em altas quantidades pode causar náuseas, tontura e até mesmo levar à morte. 5) Materiais particulados (MP): compostos que podem estar no estado sólido (poeiras, fumaça) ou líquido, perfazendo as partículas em suspensão no ar. Os MP podem ser classificados em partículas totais em suspensão (PTS, cujo diâmetro aerodinâmico é menor que 50 µm = micrômetro), partículas inaláveis (MP10 - menor que 10 µm), partículas inaláveis finas (MP 2,5 – menor que 2,5 µm) e fumaça ou fuligem (FMC). Quanto menor o tamanho da partícula, mais perigosa ela é, pois reduz a visibilidade na atmosfera, além de penetrar nos alvéolos pulmonares. As principais fontes de emissão são automóveis, indústrias, queimadas, poeira do solo, entre outros. 6) Hidrocarbonetos (HC): resultantes da queima incompleta de combustíveis e de outros produtos orgânicos, podem ser cancerígenos e mutagênicos. Dentre eles podemos citar os compostos orgânicos voláteis (COV) que evaporam na temperatura ambiente, como o metano, o benzeno, o xileno, o propano e o butano. 7) Ozônio (O3) é um exemplo de oxidante fotoquímico, porque é formado na presença da luz solar e tem característica oxidante (“rouba” elétrons dos outros elementos). A radiação solar pode “quebrar” 81 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : I sm ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 19 SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL (fotólise) a molécula de O2 (oxigênio) e do NO2, propiciando a formação de O3. Na estratosfera (entre 11 e 50 km de altitude), a camada de ozônio protege o planeta Terra, agindo como filtro dos raios ultravioletas emitidos pelo Sol. A baixa altitude pode causar prejuízos à saúde humana e à vegetação, por isso esse gás é chamado de “mau ozônio”. Observação As faixas de atmosfera começam a partir das mais próximas à superfície terrestre – troposfera (até 10 km), estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera, sendo essa última a mais afastadado planeta Terra. 8) Outros poluentes tóxicos: dioxinas (subprodutos indesejáveis da síntese de herbicidas, desinfetantes e outros), amianto, tolueno e metais como cádmio, mercúrio, cromo e compostos de chumbo. Esses compostos são extremamente tóxicos e podem ter efeitos a curto prazo, tais como a irritação dos olhos e náuseas, ou a médio e longo prazo – também chamados de efeitos crônicos – como dificuldade em respirar, problemas no sistema nervoso, defeitos congênitos em bebês, câncer etc. Observação A baixa quantidade de água no ar (umidade do ar) também pode ocasionar problemas de saúde, tais como ressecamento da mucosa e da pele, rinite, sangramento do nariz entre outros problemas respiratórios. Isso é muito comum nos períodos de inverno, quando o ar fica muito seco. No intervalo que vai de 60% a 40% de umidade do ar, temos a faixa de conforto, de 30% a 20%, adentramos no estado de atenção, índice em que deve ser usado soro fisiológico nas narinas e olhos. Entre 20% e 12%, temos o estado de alerta, de 12% a 0%, temos o estado de emergência. Nesses dois últimos, devem ser evitados lugares nos quais haja aglomerações. 5.1.2 Impactos da poluição do ar: efeito estufa e buraco na camada de ozônio, inversão térmica, smog fotoquímico e chuva ácida Efeito estufa A radiação solar chega à Terra, onde as ondas curtas aquecem o chão e as ondas longas (infravermelho) sobem e aquecem a atmosfera, saindo para o espaço. Caso tenha uma barreira formada por gases (do efeito estufa), como CO2, essa radiação (traduzida em calor) não conseguirá sair e voltará aquecendo novamente a superfície terrestre. Portanto, o gás carbônico (CO2) permite a passagem da luz do sol, mas retém o calor, não deixando que ele se disperse para o espaço. 82 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : N om e do d ia gr am ad or Is m ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 18 Unidade II Sol Radiação solar recebida Atmosfera Calor que escapa para o espaço Calor refletido para a Terra Radiação solar emitida sob a forma de calor Figura 61 – Esquema representando o efeito estufa. O planeta Terra é aquecido por duas vezes: pelo sol e pelo calor refletido nesse “escudo” que é a camada de poluição Lembrete A cobertura vegetal tem função muito importante nesse sentido. Além de ajudar a manter umidade do ar, o processo de fotossíntese promovido pelas plantas e principalmente pelo plâncton marinho absorve o CO2 e repõe o O2 na atmosfera! Buraco na camada de ozônio A energia emitida pelo sol ou radiação eletromagnética solar apresenta três tipos de raios ultravioletas – UV: A, B e C. A camada de ozônio tem grande importância, pois filtra as radiações ultravioletas UV-B e UV-A, que são nocivas aos seres vivos por penetrarem nas camadas mais internas da pele, podendo alterar as células da epiderme e derme, provocando câncer. Alta atmosfera Baixa atmosfera 50 km 15 km Cam ada de ozô nio Ra ios ul tra vio let as Globo terrestre Figura 62 – Camada de ozônio, caso inexistente, deixa os raios UV passarem para a litosfera 83 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : I sm ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 19 SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL Figura 63 – Pessoa usando um aerossol (spray) Os CFCs são usados como propelentes de aerossóis (desodorantes) e como líquidos de refrigeração nas geladeiras e condicionadores de ar. Atualmente, os CFCs estão sendo substituídos por outros materiais menos poluentes. Um dos principais “vilões” da camada de ozônio presente na estratosfera é o CFC (clorofluorocarbono), antigamente chamado de freon, um gás usado em aparelhos de ar condicionado, refrigeradores e também como propelente em aerossóis em quase todos os sprays. Compostos por CF2Cl ou CFCl3, tem capacidade de alcançar grandes altitudes sem modificar sua constituição. Ao receber a radiação solar, ocorre uma quebra e liberação do radical Cl, que reage com o O3, gerando o radical ClO, diminuindo a quantidade de O3 e deixando no lugar o O2. Entre outros gases estão os hidroclorofluorcarbonos (HCFCs), halons, brometo de metila e tetracloreto de carbono (CTC). Com a falta de proteção, ou seja, sem a concentração adequada de ozônio na atmosfera, são formados os popularmente chamados “buracos da camada de ozônio”, possibilitando a passagem direta de radiações ultravioletas, que poderão causar danos à saúde humana como doenças do aparelho respiratório, câncer, asfixia, irritação dos olhos, gargantas e mucosas. A saúde ambiental também poderá ser afetada. As plantas poderão adoecer e assim a taxa de fotossíntese será reduzida, liberando menos oxigênio para a atmosfera, diminuindo a produção de folhas e frutos. Os animais poderão apresentar problemas respiratórios por inalar poluentes atmosféricos, doenças de pele pela exposição ao sol e problemas digestórios pela ingestão de vegetais e outros animais contaminados. As alterações climáticas também podem ser catastróficas, levando o planeta a ter alterações na precipitação, aumento da temperatura, derretimento das geleiras, aumento do nível dos mares etc. Saiba mais É possível ver as camadas de ozônio e de radiação UV sobre o Brasil, nas imagens divulgadas pelo Inpe. Acesse: <http://satelite.cptec.inpe.br/uv/>. 84 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : N om e do d ia gr am ad or Is m ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 18 Unidade II A restauração da camada de ozônio ocorre naturalmente, porém de forma lenta e gradual, e o acelerado ritmo da sua destruição pela atividade humana muito tem dificultado essa recuperação. A primeira reunião internacional para discutir os impactos e mecanismos de proteção ao ozônio estratosférico ocorreu na Áustria em 1985. Em 1989, foi elaborado o Protocolo de Montreal (Canadá), um tratado internacional que impõe obrigações específicas e progressivas à redução da produção e do consumo de substâncias que destroem a camada de ozônio (que não provocam fotólise ou a “quebra” do ozônio) até sua total eliminação. Foi assinado por 197 países, entre eles o Brasil. Saiba mais Veja mais sobre o assunto acessando a página do Ministério do Meio Ambiente: BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Convenção de Viena e Protocolo de Montreal. Brasília, [s.d.]. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/clima/ protecao-da-camada-de-ozonio/convencao-de-viena-e-protocolo-de- montreal.html>. Acesso em: 5 fev. 2019. Inversão térmica Na atmosfera existe o fenômeno chamado convecção, ou seja, o ar que está na superfície se movimenta constantemente em movimento vertical, pois a temperatura do ar diminui 1 oC a cada 100 metros acima do solo. O sol aquece o solo e o ar em contato com a superfície terrestre. Como esse ar quente é leve, ele sobe (corrente ascendente) para camadas mais altas, levando poluentes, enquanto que o ar frio desce, formando um fluxo (convecção). Alguns aspectos topográficos, como altura da emissão dos poluentes e topografia do terreno, não favorecem a dispersão dos poluentes. É o caso do Vale do Rio Cubatão, onde se localiza o polo petroquímico de Cubatão (SP), e o Vale do Anhangabaú, no centro da cidade de São Paulo, onde há grande concentração de veículos. Em determinadas épocas do ano, quando as noites são muito frias, pela manhã, o sol não consegue aquecer o solo e o ar. Dessa forma, o ar frio, que é pesado, fica perto da superfície e o ar mais acima fica mais quente, não ocorrendo movimentação (do ar e dos poluentes). Outras condições meteorológicas, como falta de chuvas e ausência de ventos e de umidade também prejudicam a dispersão de poluentes. Nessas situações, é comum ocorrerem complicações respiratórias devido ao ressecamento das mucosas, provocando sangramento pelo nariz, ressecamento da pele e irritação dos olhos. Smog fotoquímico A palavra smog é a junção de duas palavras em inglês: fumaça (smoke) e neblina (fog), muito usadapelos londrinos, na Inglaterra, com relação ao fenômeno natural associado à inversão térmica. Para nossa disciplina, o que mais interessa é conhecer o smog fotoquímico, que libera gases prejudiciais à qualidade do ar e afeta negativamente a saúde da população. Geralmente ocorre no verão, quando há 85 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : I sm ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 19 SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL maior incidência de luz solar. As reações fotoquímicas dão origem ao ozônio troposférico (mal ozônio) e ao ácido nítrico (HNO3), entre outros gases, a partir de compostos orgânicos voláteis (COV) e do NOx. A) B) Figura 64 – A) Visão de uma metrópole sem smog ou névoa; B) a mesma cidade em um dia com smog Chuva ácida A chuva ácida ocorre por um processo natural existente há muitos anos (relacionado com o ciclo do carbono e do nitrogênio), porém têm se agravado com a grande quantidade de substâncias poluentes lançada na atmosfera pelas indústrias e pelos veículos (queima de combustíveis fósseis). Essas substâncias se combinam com a umidade do ar e se precipitam com pH mais ácido do que da chuva normal. Isso ocorre com o gás carbônico, que reage com a água, resultando no ácido carbônico, e quando óxidos de enxofre e de nitrogênio reagem com água gerando ácido sulfúrico (H2SO4) e ácido nítrico (HNO3). A neblina e a neve também podem ser ácidas. Ácido sulfúrico (H2SO4) Ácido nítrico (HNO3) Vapor de água e nuvens Queda de partículas (precipitação seca) Chuva ácida Neblina ácida Condensação da água Desaparecimento da vida aquática Toxicidade pelo alumínioOrvalho ácido Danos na vegetação Lixiviação ácida Precipitação seca Água do degelo ácida Neve ácida Emissão de dióxido de enxofre e óxido de azoto Figura 65 – Esquema ilustrando a formação de chuva ácida 86 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : N om e do d ia gr am ad or Is m ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 18 Unidade II Como consequência, na natureza, isso afeta o equilíbrio dos ecossistemas aquáticos e das florestas. Nas áreas urbanas, tem causado a corrosão de estátuas e fachadas de edifícios (feitos de mármore, pedras, metais e cimento), principalmente de monumentos históricos e também estruturas metálicas. Saiba mais Leia mais a respeito acessando a página do Instituto de Biologia da USP em: LANGANKE, R. Conservação. Instituto de Biologia da Universidade de São Paulo, [s.d.]. Disponível em: <http://ecologia.ib.usp.br/lepac/conservacao/ ensino/des_chuva.htm>. Acesso em: 8 mar. 2019. Figura 66 – Monumento corroído por chuva ácida 5.1.3 Resíduos gasosos e particulados: métodos de controle de poluição do ar Vimos que há basicamente duas modalidades de fontes poluidoras do ar, as fixas (abrangem as indústrias e fábricas) e as móveis (meios de transporte). Para cada tipo foram criadas legislações específicas e programas de controle, tais como: • Lei Federal nº 1.413/1975 e nº 6.803/1980, que dispõem sobre o controle da poluição do meio ambiente provocada por atividades industriais e sobre as diretrizes básicas para o zoneamento industrial nas áreas críticas de poluição, respectivamente; • Resoluções Conama nº 18/1986 e nº 2/1986, que dispõem sobre a criação do Programa de Controle de Poluição do Ar por veículos Automotores – Proconve, sobre o Programa Nacional de Controle da Poluição do Ar – Pronar. 87 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : I sm ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 19 SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL • Lei Federal nº 8.723/1993, que trata da redução de emissão de poluentes por veículos automotores. Com certeza, devemos pensar em diminuir ou impedir a geração do poluente investindo em melhorias do processo industrial, em mudanças de matérias-primas e de equipamentos. Como possíveis alternativas para alcançar esse propósito, podemos citar: • substituição de matérias-primas e reagentes, como: eliminação da adição do chumbo tetraetila à gasolina (o que já foi feito, tendo essa substância sido substituída pelo álcool) e o uso de resina sintética ao invés de borracha na fabricação de escovas de pintura; • melhoria nos processos industriais ou das operações, como: condensação e reutilização de vapores (indústria petrolífera), processos úmidos ao invés de secos, boa manutenção de equipamentos produtivos etc. Nos anos 1980 e 1990, era comum ver fumaças coloridas saindo das chaminés das indústrias, isso indicava emissão de poluentes. Nos anos 2000, é possível ver, com frequência, a fumaça branca resultante da condensação dos vapores, que indica processo limpo; • construção de chaminés e queimadores de gás: as indústrias devem construir chaminés altas, conforme legislação vigente, para que o vento favoreça a dispersão dos poluentes, sendo necessário estudar a tendência de deslocamento da fumaça; • estabelecimentos que produzem, armazenam e/ou processem resíduos sólidos e líquidos devem seguir diretrizes legais para não liberar poluentes e odores; • indústrias devem dispor de equipamentos de controle de poluição do ar, como: filtros (feitos de tecidos, papel ou fibras que retêm a emissão de partículas poluentes); precipitadores eletrostáticos (as particulas atravessam placas, carregadas eletricamente com tensões de até 25.000 V e passam por outras placas ou eletrodos com cargas opostas, nas quais são retidas e depois caem ou se precipitam); coletores mecânicos – ciclones ou gravitacionais; lavadores de gases (gases e partículas, quando estão para sair da chaminé, são pulverizados por solução com substâncias químicas, que se agregam e propiciam a decantação); Observação Coletores mecânicos são equipamentos industriais destinados ao tratamento de material particulado antes de ser lançado na atmosfera. Podem ser ciclones (centrífugos) ou gravitacionais, entre outros tipos. O ciclone possui espaço cônico, de separação de partículas sólidas e gotículas líquidas, por ação da força centrífuga. O mecanismo do outro coletor atua pela força gravitacional, retirando o material particulado mais grosso por sedimentação. • veículos devem ter catalisadores: por meio do Proconve foram feitas adaptações no sistema de carburação, injeção eletrônica e uso de catalisadores nos veículos. Esse catalisador é semelhante a uma colmeia de abelhas, composto de carcaça metálica com manta isolante de calor que envolve o suporte cerâmico, impregnado com metais preciosos (platina-Pt, paládio-Pd e ródio-Rh). Através de reações químicas realizadas em altas temperaturas com esses metais, os gases poluentes NOx, 88 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : N om e do d ia gr am ad or Is m ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 18 Unidade II CO, HC –hidrocarbonetos são convertidos em substâncias inofensivas à saúde, como H2O, CO2 e N2 e eliminados pelo escapamento; Figura 67 – Fumaça saindo do escapamento de um carro desregulado, poluindo o meio ambiente e incomodando as pessoas • programas de fiscalização ambiental de fumaça preta: os órgãos ambientais realizam fiscalização nas principais avenidas e rodovias, para verificar se caminhões e ônibus movidos a óleo diesel estão com motores desregulados. Caso a fumaça emitida pelo escapamento esteja com coloração escura, o responsável será multado; • transporte alternativo: a campanha “deixe seu carro em casa uma vez por semana” (ou “operação rodízio”), criada em 1986 pela Cetesb e pela Secretaria de Meio Ambiente do Estado de São Paulo visava diminuir a quantidade de carros nas vias urbanas e, consequentemente, diminuir a poluição veicular. Foi posteriormente assumida pela Prefeitura de São Paulo. Ela motivou as pessoas a adotarem a carona solidária, o transporte público ou a bicicleta. Aliás, de maneira positiva, o uso da bicicleta nas vias urbanas vem ganhando cada vez mais adeptos, com advento das ciclovias e das ciclofaixas.Figura 68 – Ciclofaixa ao lado de uma avenida 89 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : I sm ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 19 SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL Saiba mais Por exemplo, a Cetesb possui estações medidoras da poluição do ar na Região Metropolitana de São Paulo, no interior e litoral do estado, além de estações móveis, que são utilizadas em estudos temporários. Essa rede, ligada a uma central de computadores pelo sistema de telemetria, registra ininterruptamente as concentrações dos poluentes na atmosfera. Esses dados são processados com base nas médias estabelecidas por padrões legais e são disponibilizados de hora em hora. Veja mais a respeito acessando: COMPANHIA AMBIENTAL DO ESTADO DE SÃO PAULO (CETESB). Qualidade do ar. 5 fev. 2019. Disponível em: <https://servicos.cetesb.sp.gov. br/qa/>. Acesso em: 5 fev. 2019. 5.1.4 Mudanças climáticas Há muitos anos a poluição ambiental e seus efeitos à saúde pública e ao clima do planeta (períodos prolongados de seca e de chuvas, altas temperaturas, derretimento de blocos de gelo nos polos) vêm sendo discutido por cientistas, ambientalistas e governantes em reuniões internacionais, resultando em documentos e protocolos. O Protocolo de Kyoto (Japão), que entrou em vigor em 2005, visa reduzir as emissões de gases poluentes responsáveis pelo efeito estufa e o aquecimento global. Foi feito um cronograma no qual os países deveriam reduzir em 5,2%, a emissão de gases poluentes (CO2, CH4, óxido nitroso, hidrocarbonetos fluorados, hidrocarbonetos perfluorados e hexafluoreto de enxofre), entre os anos de 2008 e 2012 (primeira fase do acordo). Estas ações deveriam aumentar o uso de fontes de energias limpas (biocombustíveis, energia eólica, biomassa e solar), diminuir a emissão de gases das indústrias, além de estimular o uso racional de energia. Infelizmente alguns países, como os EUA, saíram ou nem entraram no acordo, inviabilizando a meta. Nisto surgiu o Acordo de Paris em 2015, assinado por 195 países com o objetivo de minimizar as consequências do aquecimento global, adotado durante a Conferência das Partes – COP 21 (CETESB, 2018). 5.2 Qualidade da água 5.2.1 Poluição das águas, tipos de poluição das águas e indicadores de qualidade das águas (índice de qualidade das águas): características físicas e químicas Quando se pensa em poluição das águas dos rios ou dos mares, geralmente associamos com o lançamento ou liberação de qualquer forma da matéria (resíduos, esgoto, produtos químicos) ou energia (por exemplo, o calor dos efluentes de uma usina nuclear) com intensidade, quantidade, concentração, ou características em desacordo com os padrões de qualidade ambiental estabelecidos por legislação. 90 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : N om e do d ia gr am ad or Is m ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 18 Unidade II Como na natureza não encontramos água 100% pura, ou seja, sempre terá algum tipo de impureza seja ela física, química ou biológica, deve-se pensar em torná-la potável, ou diminuir a quantidade de impurezas para que fique abaixo do que for prejudicial à saúde (veja as figuras a seguir). 1/4 (terra) 3/4 (água) Figura 69 – Desenho ilustrando o planeta Terra demonstrando que a maior parte do globo é formada por água Toda água do planeta (água doce + água salgada) Somente água doce Água potável Água doce de fácil acesso (rios, lagos e represas) 100% 3% 0,26% 0,002% Figura 70 – Imagem representando a porcentagem de água potável com relação a todo o volume de água existente no planeta Terra A água pode ter diferentes usos: abastecimento doméstico, abastecimento industrial, irrigação, preservação da flora e da fauna, recreação e lazer, geração de energia elétrica, navegação e diluição de despejos. Pode-se também classificar a água em dois grupos: no primeiro, ela é retirada do meio, no segundo não. No primeiro, a água dos rios, lagoas e reservatórios é captada e distribuída para abastecimento público, uso industrial, agropecuária etc. No segundo, é utilizada no próprio meio onde se encontra, para recreação, lazer, geração de energia e meio de transporte. 91 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : I sm ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 19 SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL Figura 71 – A água tem importância vital para nossa higiene pessoal, pois o hábito de lavar as mãos evita a transmissão de doenças Figura 72 –Guarapiranga (SP), que serve tanto para o abastecimento de água como também para a prática de esportes aquáticos Há cinco classificações dos corpos de “água doce”, conforme seu uso (CONAMA, 2005a): • Classe 1: pode ser utilizada para fins potáveis sem tratamento. • Classe 2: pode ser utilizada para fins potáveis, após filtração, mas anteriormente deverá ser tratada com os meios convencionais em uma Estação de Tratamento de Água – ETA. • Classe 3: poderá ser potável após tratamento com desinfecção. • Classe 4: escoadouro natural de despejos, não pode ser usada para fins potáveis, agrícolas e recreacionais. Poderá ser usada na indústria desde que não haja necessidade de potabilidade. • Classe 5: esgoto a céu aberto. Com relação a seus usos, a água pode ser empregada no abastecimento doméstico e industrial, na irrigação e na geração de energia. 92 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : N om e do d ia gr am ad or Is m ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 18 Unidade II No abastecimento doméstico, o tratamento da água in natura visa servir as residências, geralmente é o convencional. No abastecimento industrial, a água pode ser utilizada na fabricação do produto sem se integrar a ele nem entrar em contato com as matérias-primas, como em serviços complementares (higiene de operários, limpeza dos equipamentos, prevenção de incêndios). Também pode ser integrada, como ocorre na fabricação de produtos alimentícios ou bebidas, sendo tratada de modo convencional (estação de tratamento de água). Já na irrigação a água deverá ter aspectos biológicos preservados e ausência de materiais tóxicos, principalmente para não contaminar a plantação (com tratamento convencional ou de fontes sem contaminação). Figura 73 – Sistema de irrigação agrícola, que deve estar livre de contaminantes A água também pode ser empregada na geração de energia, nas hidroelétricas e termoelétricas (nas quais é transformada em vapor). Nelas não há necessidade de controle mais aprimorado. A poluição das águas é classificada em função do tipo de poluição: física, química, físico-química, bioquímica, biológica ou radioativa, normalmente associada à atividade humana, gerada nos processos industriais ou provenientes da agricultura. Dentre as impurezas encontradas na água, que podem ser naturais ou inseridas pelo ser humano, temos: • impurezas físicas: relacionadas à cor, sabor, odor e temperatura; • impurezas químicas: são substâncias dissolvidas na água que irão afetar a salinidade, alcalinidade, agressividade, quantidade de ferro, manganês, cloreto, fluoreto e compostos tóxicos; • impurezas biológicas: são microrganismos patogênicos, como bactérias, vírus, protozoários e vermes, provenientes geralmente de dejetos animais e humanos. Além da importância fundamental de termos água de boa qualidade para beber, é necessário enfatizar seu uso nas nossas casas, pois sua escassez poderá acarretar danos à saúde. Isso porque, na prática, a falta de água significa problemas para fazer a higiene pessoal – dificuldade para tomar banho, escovar os dentes, dar descarga etc. – e higienização dos alimentos (frutas e verduras não serão lavadas, carnes não serão cozidas etc.), problemas para fazer a limpeza do ambiente, a lavagem de roupas etc. 93 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : I sm ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 19 SANEAMENTO E ANÁLISEAMBIENTAL Sabendo que a água poderia ser o veículo de várias doenças, há muitos anos são adotadas pelas pessoas algumas medidas práticas simples para tornar a água potável, como: fervura (aquecimento da água a 100 oC por 10 a 15 minutos), colocação de produtos desinfetantes como cloro e tintura de iodo (a 8%) e uso de filtros de barro ou elétricos (filtração). Dependendo do local onde a água é captada, às vezes é necessário filtrar após a fervura. Em 1970, foi criado o índice de qualidade das águas – IQA nos EUA, cinco anos depois foi adotado pelo estado de São Paulo e, mais tarde, passou a ser usado em todo o Brasil. De acordo com a Agência Nacional das Águas – ANA ([s.d.]a), a qualidade da água para o abastecimento público é avaliada considerando, basicamente, os indicadores de contaminação por lançamento de esgotos domésticos em nove parâmetros: • oxigênio dissolvido (OD); • coliformes termotolerantes (coliformes fecais); • pH; • demanda bioquímica de oxigênio (DBO5); • temperatura da água; • nitrogênio total; • fósforo total; • turbidez; • resíduo total. Falaremos na sequência sobre cada um desses parâmetros: Também segundo a ANA ([s.d.]a), o IQA apresenta limitações porque não analisa parâmetros importantes para o abastecimento público, como substâncias tóxicas (metais pesados, pesticidas e compostos orgânicos), presença de protozoários patogênicos e substâncias que interferem no paladar, no cheiro e na aparência (propriedades organolépticas). Saiba mais Saiba mais sobre a qualidade das águas acessando: AGÊNCIA NACIONAL DAS ÁGUAS (ANA). Indicadores de qualidade – índice de qualidade das águas (IQA). Portal da Qualidade das Águas, [s.d.]. Disponível em: <http://pnqa.ana.gov.br/indicadores-indice-aguas.aspx>. Acesso em: 26 fev. 2019. 94 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : N om e do d ia gr am ad or Is m ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 18 Unidade II Cada parâmetro tem um peso e um valor de qualidade. A análise do IQA gera uma somatória para cada valor obtido, que varia de 0 a 100. A correspondência entre o valor da somatória e o resultado da análise é dada no quadro a seguir: Quadro 6 – IQA Valor da somatória Qualidade da água 80-100 Ótima 52-79 Boa 37-51 Aceitável 20-36 Imprópria para tratamento padrão 1-19 Imprópria para o abastecimento, embora possa ser usada para fins menos exigentes, como navegação ou geração de energia Observação Qualidade da água para balneabilidade: geralmente a imprensa ou os órgãos ambientais estaduais relatam as condições de balneabilidade das praias (e de algumas represas). Mas, de qualquer forma, é recomendável não tomar banhos de mar perto de córregos e desagues de esgotos (geralmente não tratados) e até 24 horas depois de fortes chuvas, que, com grande frequência, carregam diversos tipos de sujeira das ruas para o mar. Figura 74 – Ilustração de lançamento irregular de esgoto sem tratamento em um corpo de água É importante ressaltar que os procedimentos de coleta (local escolhido, equipamentos adotados, número de amostras, frequência de amostragens etc.) e conservação das amostras, bem como a seleção dos métodos analíticos a serem adotados, interferem no IQA. Por isso devem seguir procedimentos técnicos adequados (ANA; CETESB, 2011). 95 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : I sm ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 19 SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL A) B) Figura 75 – Dois procedimentos de coleta de amostra de água superficial para análise microbiológica. Na primeira, do lado esquerdo (A), a amostra foi coletada do corpo d’água com balde de aço inox, de cima de um barco, para depois ser transferida para o frasco plástico. Na segunda, do lado direito (B), o coletor está diretamente em contato com o corpo d’água. Observe que em ambas as fotos, o coletor está usando luvas. Saiba mais Para facilitar o trabalho dos profissionais dessa área, a Cetesb e a ANA elaboraram o Guia Nacional de Coleta, que pode ser acessado gratuitamente: AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS (ANA); COMPANHIA AMBIENTAL DO ESTADO DE SÃO PAULO (CETESB). Guia nacional de coleta e preservação de amostras: água, sedimento, comunidades aquáticas e efluentes líquidos. Brasília, 2011. Disponível em: <http://arquivos.ana.gov.br/institucional/sge/ CEDOC/Catalogo/2012/GuiaNacionalDeColeta.pdf>. Acesso em: 5 fev. 2019. O próximo passo após ter acesso ao IQA será o estudo para aplicação de métodos de controle da poluição em questão. 5.2.2 Indicadores de qualidade das águas: características físicas e químicas A água dos rios, dependendo do seu trajeto, recebe várias substâncias (de origem natural ou introduzida pela atividade humana), que podem ser chamadas de impurezas e que lhe darão determinadas características. Os indicadores da qualidade das águas abrangem características físicas, químicas e biológicas (microbiológicas), as quais devem estar dentro de parâmetros ou valores pré-estabelecidos pela legislação vigente, caso contrário a água não será adequada para certos usos. Na legislação nacional, destacamos três resoluções do Conama e uma do Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH) sobre o tema: 96 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : N om e do d ia gr am ad or Is m ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 18 Unidade II • Resolução Conama nº 357/2005, que dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes para o seu enquadramento, assim como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes; • Resolução Conama nº 396/2008, que estabelece o enquadramento das águas subterrâneas; • Resolução Conama n° 397/2008, que altera o art. 34 da Resolução Conama 357/2005; • Resolução CNRH nº 91/2008, que estabelece os procedimentos gerais para o enquadramento dos corpos d’água superficiais e subterrâneos. Observação É importante conhecer os riscos potenciais dos poluentes aos humanos e aos outros seres vivos (flora e fauna). A ecotoxicologia aquática estuda, entre outros temas, os efeitos dos poluentes sobre as comunidades aquáticas, como a potencialidade de bioacumulação de uma ou várias substâncias em um determinado ambiente e seus efeitos adversos nos organismos. Análises toxicológicas são muito úteis em trabalhos de saneamento ambiental (ZARGATTO; BERTOLETTI, 2014). As características físicas das águas são: • Sólidos totais: é esse o nome dado à matéria que permanece após evaporação à temperatura de 103-105 0C. Algumas substâncias contidas na água, preferencialmente a fração orgânica, geram gás, e a fração inorgânica gera a chamada cinza. Esse resíduo da evaporação pode ser classificado mediante o tamanho do disperso (ou partículas que estão em menor quantidade dentro de um dispersante, que, no caso, é a água), podendo ser disperso (de 0 nm até 1 nm, sendo nm = unidade de comprimento, que equivale à bilionésima parte de um metro, ou 10-9 m), resíduo em solução (entre 1 nm e 100 nm), partículas coloidais e, acima de 100 nm, partículas em suspensão. • Cor: corantes orgânicos e inorgânicos, provenientes basicamente de atividades industriais, bem como os derramamentos de petróleo e derivados, alteram a cor da água. A proliferação excessiva de algas microscópicas também pode mudar a coloração da água para verde, marrom ou vermelho. • Temperatura: a alta temperatura, seja pelo lançamento de despejos industriais aquecidos ou pelos dias quentes do verão, favorece a proliferação de bactérias, fazendo com que o corpo de água (mar, rio ou lago) tenha condições sanitárias agravadas. Dias quentes, lançamento de efluentes industriais aquecidos ou até mesmo o lançamento de água de combate a incêndio no corpo d’água, podem causar uma elevação da temperatura. A consequência disso é que como o gás oxigênio é menos solúvel em água quente, as bactérias aeróbicas e anaeróbicas tendem a se proliferar, levando à decomposição da matéria orgânica,o que pode causar mortandade de peixes. 97 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : I sm ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 19 SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL • Odor: está relacionado com gases emitidos por matéria orgânica em decomposição (lixo doméstico, animais mortos), por alguns produtos químicos, como fenol e mercaptanas, e tipos de óleo, como gasolina e diesel. • Turbidez: associa-se com a quantidade de material coloidal, isto é, partículas muito pequenas que deixam a água turva. Isso pode ocorrer após períodos de chuva, devido à atividade de mineração, ou pelo despejo de alguns tipos de poluentes. Águas muito turvas são prejudiciais para a vida aquática. Entre as características químicas da água, temos: 1. Oxigênio dissolvido (OD): necessário aos organismos aeróbios aquáticos (algas, peixes, crustáceos etc.). Caso o teor de oxigênio dissolvido alcance valores muito baixos, ou zero, a maioria desses organismos não sobreviverá. Normalmente é medido por um aparelho eletrônico em campo. Águas poluídas por efluentes domésticos ou pelo despejo de poluentes com alto teor de matéria orgânica, sem tratamento adequado, diminuem a quantidade de oxigênio. Temperatura e altitude também influenciam. Águas de lagos de regiões muito frias têm maior OD, de regiões mais quentes, menor; em lugares mais altos, o OD tem menor solubilidade. Saiba mais O valor mínimo de oxigênio dissolvido (OD) para a preservação da vida aquática é de 5,0 mg/L, segundo a Resolução Conama nº 357/2005 (CONAMA, 2005a), no entanto, as carpas adultas conseguem tolerar concentrações de 3,0 mg/L e sobreviver por até seis meses em águas frias sem oxigênio. Você pode ver mais a respeito consultando: COMPANHIA AMBIENTAL DO ESTADO DE SÃO PAULO (CETESB). Mortandade de peixes: oxigênio dissolvido. 2019. Disponível em: <https:// cetesb.sp.gov.br/mortandade-peixes/alteracoes-fisicas-e-quimicas/ oxigenio-dissolvido/>. Acesso em: 5 fev. 2019. 2. Demanda bioquímica de oxigênio (DBO5): esse parâmetro deverá ser analisado após cinco dias (por isto há o número 5 escrito junto à sigla). Geralmente é feito pelo método de Winckler: a amostra de água é colocada em frasco especial para esse fim (escuro ou âmbar, para evitar que ocorra fotossíntese, aumentando o oxigênio dentro do recipiente), ajusta-se o pH (entre 6,5 e 8,5) e coloca-se (inocula-se) quantidade fixa de microrganismos, levando o conjunto à estufa durante cinco dias, a 20 °C. O OD (oxigênio dissolvido) deve ser medido no início e no final do processo. A DBO5 reflete a proliferação dos microrganismos que se alimentam das substâncias orgânicas presentes na amostra. A redução do OD na água reflete, basicamente, que a quantidade por 98 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : N om e do d ia gr am ad or Is m ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 18 Unidade II microrganismos aeróbios está aumentando, ou seja, estão consumindo mais matéria orgânica presente em um líquido (água ou esgoto). Por exemplo: DBO alta significa pouco OD e presença de grande quantidade de bactérias, ou seja, águas poluídas. 3. Demanda química de oxigênio (DQO): geralmente é maior que a DBO e necessita usar um reagente químico para sua obtenção. A DQO é usada para medir a quantidade de oxigênio necessária para oxidar toda a matéria orgânica dos corpos d’água. Esse parâmetro pode ser obtido colocando-se dicromato de potássio em uma amostra de água e medindo quanto de OD reagiu ou foi consumido nesse meio ácido. Isso demonstra o oxigênio existente em todas as substâncias químicas e, quando o valor aumenta, significa que há presença de despejos de origem industrial. 4. Potencial hidrogeniônico (pH): representa a acidez da água. Esse parâmetro varia entre 0 e 14, e indica se está ácida (pH inferior a 7), neutra (pH igual a 7) ou alcalina (maior que 7). A vida aquática depende do pH entre 6 e 9. Se o pH de um corpo d’água estiver baixo, após o recebimento de um efluente industrial (resíduo líquido que sai da indústria), poderá ter característica corrosiva; se esse pH for elevado, poderá favorecer incrustações de certos organismos dentro das tubulações. A B Figura 76 - Duas imagens demonstrando o equipamento que mede a acidez das soluções (pHmetro). A primeira, do lado esquerdo (A), mostra que quando analisado o leite de magnésia, aparece na tela o valor de pH 10,5, que é básico ou alcalino. Em (B), vemos que quando analisado o vinagre, aparece no visor o valor de pH 2,8, que é ácido (soluções que têm pH abaixo do valor 7 são ácidas e acima de 7 são alcalinas) 5. Metais pesados: analisa-se a presença na água de cromo, mercúrio, chumbo, cádmio, bário, arsênico, dentre outros metais que são tóxicos aos animais e aos seres humanos. A seguir examinamos alguns dos principais metais que podem estar na água: • Arsênio: provém da atividade de mineração ou da lavagem superficial do solo que contenha pesticidas. Quando a água apresenta uma quantidade muito pequena, chamamos de “traço”. Quando são encontrados “traços” na água, o arsênio é tido como inofensivo. Quando combinado com o oxigênio, se transforma em arsênico, um potente veneno que pode causar câncer e morte. • Bário: provém de efluentes de mineração. Pode ser encontrado como sulfato de bário, cuja solubilidade é baixa, se houver “traços” na água, o ser humano não será afetado, o mesmo com carbonato de bário. Se a concentração for maior, poderá causar bloqueio do sistema nervoso, com vasoconstrição, aumentando a pressão sanguínea e até levando à morte. 99 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : I sm ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 19 SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL • Cádmio: provém da galvanoplastia e é usado em pilhas e baterias. Tem efeito irritante gastrointestinal e pode ser letal. • Cianeto: vem da galvanoplastia e de banhos para clarificação de metais. É muito usado na refinação de ouro e prata, na fabricação de borracha, na indústria de plástico, em fibras acrílicas e em alto-forno. Provoca a parada da respiração celular, matando a pessoa por asfixia. • Chumbo: usado em lapidação de pedras preciosas, reparação de radiadores de carro, reciclagem de baterias automotivas, redução de minérios ricos em ouro para sua obtenção e purificação, prática de tiro ao alvo, corte com maçarico, entre outros. Apresenta efeito cumulativo. A doença saturnismo (excesso de chumbo no corpo) pode levar o indivíduo à morte. • Mercúrio: usado para combinar com outros metais, podendo ser empregado na purificação o ouro, para obturação de dentes cariados, em termômetros caseiros etc. É também encontrado em fungicidas (à base de mercúrio), e na fabricação de cloro. Tem efeito bioacumulativo na cadeia alimentar. Em casos de intoxicação podem surgir lesões nos intestinos, fígado e boca, falência renal e no sistema nervoso. • Cromo: usado na produção de cromatos, aço inox e soldagem, revestimento de cromo, soldas de ferro-cromo e produção de pigmentos com cromo e nos curtumes. Causa irritação ocular, na pele e nas vias respiratórias. A longo prazo, pode provocar ação mutagênica, inclusive levando ao câncer. Figura 77 – Área da Floresta Amazônica explorada por garimpeiros, em território indígena, para extração de ouro e outros minerais. Essa atividade provoca, entre outros danos ambientais e sociais, o conflito com as aldeias, a destruição da floresta, o assoreamento dos rios, a contaminação por mercúrio (usado para obtenção do ouro), prejudicando, enfim, toda a teia alimentar 6. Cálcio e magnésio: a presença de sais desses metais caracteriza a dureza da água. A presença deles pode causar sabor desagradável e efeitos laxativos, além de reduzir a formação da espuma do sabão e provocar incrustações nas tubulações e caldeiras. A classificação da dureza das águas é descrita como: água mole quando o valor de CaC03 é menor que 50 mg/L, dureza moderada entre 50 e 150 mg/Lde CaC03, água dura entre 150 e 300 mg/L de CaC03 e água muito dura quando maior que 300 mg/L. 100 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : N om e do d ia gr am ad or Is m ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 18 Unidade II 7. Nitrogênio e fósforo: são encontrados em esgotos domésticos e industriais, fertilizantes, excrementos de animais e detergentes. O nitrogênio pode estar presente na água sob várias formas (N2 ou molecular, NH3 ou amônia, NO2 - ou nitrito, NO3 - ou nitrato), e o fósforo na forma de fosfatos (PO4 -). Funcionam como fertilizantes para as algas presentes no corpo de água, aumentado sua proliferação em um processo chamado de eutrofização, podendo causar mortandade de peixes. 8. Gás sulfídrico ou sulfeto de hidrogênio (H2S): gás formado na decomposição de matéria orgânica com enxofre, gás incolor, de cheiro desagradável. Pode ser encontrado nas jazidas de petróleo e gás natural, na extração de sal (cloreto de sódio), nas águas subterrâneas, em esgotos sanitários, em efluentes industriais. Quando exposto a esse gás, o ser humano pode ter irritação nos olhos e danos aos sistemas nervoso e respiratório, que podem levar à morte em questão de minutos, de acordo com a concentração da substância no indivíduo. 9. Gás metano (CH4): principal produto da decomposição anaeróbica da matéria orgânica em lixo e em esgotos. É chamado de gás dos pântanos e é o principal constituinte do biogás. É inodoro, incolor e altamente inflamável. Pode vir de fontes naturais (vulcões, gás natural de camadas abaixo de geleiras/glaciares e depósitos de petróleo) e de fontes alternativas de biogás, gerado pela fermentação de esterco, esgoto, lixo urbano, dentre outros. Observação Para medir alguns dos parâmetros comentados são usados kits e equipamentos eletrônicos muito sofisticados que podem ser levados a campo. 5.2.3 Características microbiológicas A Portaria nº 2.914/2011 do Ministério da Saúde, conhecida como Portaria de Potabilidade, estabelece que a água para consumo humano não pode ter presença de coliformes totais e Escherichia coli (BRASIL, 2011). Condições higiênicas e sanitárias fora dos padrões de qualidade das águas irão se refletir em problemas de saúde pública, pois o aparecimento de microrganismos patogênicos tem causado várias doenças que podem tanto afetar uma única pessoa como várias famílias. De acordo com a Organização Mundial de Saúde – OMS e o Fundo Internacional de Emergência para a Infância das Nações Unidas – Unicef (2017), “todos os anos 361 mil crianças, com menos de cinco anos, morrem devido à diarreia”. Quanto mais pessoas doentes por falta de saneamento básico, maior a demanda em prontos socorros e hospitais, gastos com medicação e, dependendo de quantos dias a pessoa ficar sem trabalhar, maiores as dificuldades para pagar as contas no final do mês. Segundo a OMS, para cada dólar investido em tratamento de água e saneamento, haveria economia de US$ 4,3 em custos de saúde no mundo. No Brasil, doenças ligadas à falta de saneamento geram custo de R$ 100 mil ao Sistema Único de Saúde – SUS (GONÇALVES, 2018). Dentre os aspectos microbiológicos, destacamos a ocorrência de algumas doenças transmitidas pela água e por alimentos contaminados pela falta de saneamento básico, bem como pelos maus hábitos 101 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : I sm ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 19 SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL de higiene da grande maioria das pessoas. De maneira geral, podem ocorrer diarreia, dores de cabeça, vômitos, febre alta e, em certos casos, graves infecções e até mesmo morte. Observação Cabe aqui um breve comentário sobre a questão dos surtos e epidemias de doenças de veiculação hídrica. Quando uma dessas doenças atinge um grande número de pessoas de alguns bairros de maneira rápida ou repentina, isso é chamado de surto; e quando alcança proporções maiores, como várias cidades e estados e até outros, têm-se as epidemias. De acordo com a Cetesb (2018), nos casos de surtos e epidemias, as análises de microrganismos patogênicos são imprescindíveis para comprovar a associação da doença com a água contaminada, que pode ser de poços, açudes, represas, rios, lagos e lagoas, da rede de distribuição de água encanada, das praias etc. Assim, amostras de água devem ser coletadas o mais rapidamente possível, sempre tendo em conta os critérios comentados anteriormente, e levadas para análises em laboratórios credenciados pelo Inmetro para identificação do agente causador. Igualmente importante é correlacionar isso com os relatos dos sintomas clínicos das pessoas afetadas, com o resultado dos exames laboratoriais de fezes, urina e sangue. 5.2.4 Floração de algas A presença das algas e cianobactérias nos reservatórios, entre outros corpos d’água, é importante para a produção do oxigênio dissolvido na água, porém, caso ocorra eutrofização, esses organismos se proliferarão rapidamente, formando manchas de cores esverdeadas, amarronzadas, azul-esverdeadas ou avermelhadas, dependendo da espécie. Isso poderá interferir nos processos de tratamento da água, deixando gosto e odor desagradáveis. Essa proliferação, também chamada de floração, pode durar de alguns dias até muitas semanas, podendo ocorrer tanto no mar como em águas continentais. Figura 78 – Floração de cianobactérias do gênero Microcystis no reservatório de Barra Bonita (SP), deixando a água com coloração esverdeada, como se alguém tivesse jogado tinta verde 102 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : N om e do d ia gr am ad or Is m ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 18 Unidade II Esse desequilíbrio pode estar relacionado, basicamente, com o uso intensivo de fertilizantes na agricultura, a descarga de esgoto doméstico e industrial sem tratamento adequado, a destruição da mata ciliar, das florestas e manguezais. É favorecido no verão (dias mais quentes, ensolarados e com presença de chuvas). De acordo com a Carvalho et al. (2013), as florações de cianobactérias produzem toxinas e isso pode trazer sérios riscos à saúde das pessoas, se o corpo d’água for usado para abastecimento urbano. Também podem criar um “biofilme” na superfície da água, alterando a transparência do meio, acarretando falta de oxigênio, o que pode prejudicar os peixes, levando-os à morte. Isso já aconteceu na represa Billings, na região metropolitana de São Paulo. Observação Em caso de floração de algas e mortandade de peixes, recomenda-se evitar nadar ou praticar esportes em contato direto com a água. Avise o órgão ambiental do estado em que estiver (se for São Paulo, será a Cetesb). Quando for possível coletar e preservar amostras adequadamente, pode ser que consigam identificar os organismos presentes e saber se há perigo ou não. No ambiente marinho, a floração de algumas espécies de cianobactérias e de algas microscópicas, principalmente de dinoflagelados e diatomáceas, produz toxinas que podem causar desde uma simples alergia e irritação na pele e nos olhos, até casos mais graves, como doenças respiratórias e gástricas e danos ao sistema neurológico. Também podem causar mortandade de peixes. Por isso, nesses casos, além de evitar o banho de mar, entre outras atividades de lazer e esporte aquático, não devem ser consumidos peixes e frutos do mar (CETESB, 2019e). Saiba mais Para ter acesso a mais informações sobre mortandade de peixes, causas e consequências para os ecossistemas aquáticos e para a saúde das pessoas, acesse: COMPANHIA AMBIENTAL DO ESTADO DE SÃO PAULO (CETESB). Mortandade de peixes: introdução. 2019. Disponível em: <https://cetesb. sp.gov.br/mortandade-peixes/>. Acesso em: 5 fev. 2019. 5.2.5 Estudo das etapas de uma ETA e de uma ETE Métodos físicos, químicos e biológicos de tratamento Quando se fala em tratamento biológico das águas, há referência à “ajuda” dos microrganismos que farão a decomposiçãode matéria orgânica para obter alimentos para eles próprios. O tratamento 103 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : I sm ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 19 SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL físico-químico é usado para retirar poluentes não removidos pelas bactérias e protozoários, chamados de processos biológicos convencionais. É usado para remover material coloidal, cor, turbidez, odor, ácidos, álcalis, metais pesados e óleos provenientes de fontes naturais ou de despejos industriais. Etapas da estação de tratamento de água – ETA Em uma ETA, a água chamada de bruta (sem tratamento) é captada de rios e reservatórios (lagoas e lagos ou represas) para ser tratada (purificada) a fim de que se torne própria para o consumo e possa ser distribuída por adutoras (rede de abastecimento por meio de aquedutos) para chegar até as casas das pessoas que forem beneficiadas por esse serviço. Infelizmente, nem todas as cidades brasileiras possuem este tipo de estação de tratamento. As etapas de uma estação de tratamento de água (ETA) estão ilustradas na figura a seguir: Reservatório elevado Rede de distribuição Cloro e flúor Canal de água filtrada Adutora de captação Sulfato de alumínio, cal e cloro Represa Floculação Decantação Filtração Reservatório de água tratada Adutora Carvão ativado Areia Cascalho Figura 79 – Esquema de tratamento de água (ETA) para que possa se tornar potável e ser levada para abastecimento público A primeira fase do processo é a captação. Nessa etapa, já é realizado o tratamento físico, por exemplo, com o uso de grades para retirar animais mortos, folhas etc. da água que será enviada para a estação de tratamento. Da estação de captação será levada para a fase seguinte, em outro local, por bombeamento, em um processo chamado de adução ou recalque. A segunda fase é a coagulação. Nela, adicionam-se substâncias à agua de modo que as partículas sólidas que estão em suspensão – na forma coloidal ou em solução – se aglomerem em flocos para que sejam removidas mais facilmente. O agente coagulante mais usado é o sal de alumínio (que formará o hidróxido de alumínio – Al2OH3), embora possa ser usado também o cloreto férrico – FeCl3, que tem a função de carregar as impurezas para o fundo do tanque. 104 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : N om e do d ia gr am ad or Is m ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 18 Unidade II Para que esse processo seja otimizado, há necessidade de elevar o pH da água, pela adição ou de uma base ou de carbonato de sódio também chamada de barrilha. Depois é adicionado o sulfato de alumínio – Al2(SO4)3, que irá se dissolver na água e se precipitar na forma de hidróxido de alumínio – Al(OH)3. Para que a coagulação seja mais efetiva, pode-se usar cal virgem (óxido de cálcio – CaO), que tem a função de corrigir o pH para uma atuação mais efetiva do coagulante. A terceira fase é a floculação e nela ocorre a movimentação da água de modo a fazer com que os pequenos flocos se aglutinem e fiquem maiores. Podem ser usados auxiliares de floculação como polímeros de alto peso molecular: Figura 80 – Tanques de floculação da ETA Guaraú da Sabesp (SP) A quarta fase é a decantação, na qual a movimentação cessa e os flocos que uniram as impurezas decantam, por ação da força da gravidade, e se depositam no fundo do tanque, deixando a água límpida: Figura 81 – Tanques de decantação em ETA A quinta fase do processo é a filtração, processo em que são usados filtros construídos por camadas de areia (grossa, média e fina), carvão antracito e cascalho de diversos tamanhos por onde a água irá passar. Nessas camadas, serão aprisionadas as partículas de impurezas. 105 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : I sm ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 19 SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL A sexta fase é a desinfecção, que utiliza luz ultravioleta ou a agregação de desinfetantes como cloro, ozona ou íons de prata na água filtrada com a finalidade de destruir os microrganismos patogênicos transmissores de doenças. O cloro também tem a capacidade de oxidar os compostos orgânicos e inorgânicos, assim, muitas vezes, é colocado na entrada da água, no sistema de tratamento (pré-cloração), após a decantação (inter-cloração) ou após a filtração (pós-cloração). Observação Em piscinas, o cloro é adicionado para a desinfecção da água, evitando a proliferação de microrganismos. A concentração dos ânions hipocloritos da água deve estar entre 1 e 3 ppm (ppm = partes por milhão), pois abaixo de 1 ppm, há o perigo de a água ainda estar contaminada e, acima de 3 ppm, pode haver riscos para a saúde. A quantidade máxima recomendada na água de piscinas é de 3 ppm. Quando algum banhista fala que a água da piscina está “cheirando a cloro”, está enganado, pois o odor não provém do cloro, mas da reação entre o ácido hipoclorito e a amônia (do suor ou da urina dos banhistas), que se transforma em amônio (NH4+), realçando o odor. A sétima fase é a correção do pH. Esse processo é realizado com a função de proteção dos encanamentos de distribuição para que não haja corrosão ou incrustação dos encanamentos de água das casas e dos edifícios. Para esse fim é usada cal hidratada ou carbonato de sódio. A oitava fase é a fluoretação. A aplicação do flúor na água de abastecimento público é obrigatória por lei desde 1975 (em média 0,7 ppm). Isso reduz a cárie dentária no ser humano, pois o flúor se combina com a hidroxiapatita dos dentes e se transforma em fluoroapatita, que é mais resistente ao ataque ácido das bactérias bucais. Observação Caso ocorra proliferação de algas nos mananciais por causa da eutrofização, o gosto e o odor na água de beber podem ser pronunciados. Nesse caso, pode ser usado o carvão ativado em pó, que retém os compostos orgânicos responsáveis por essas características. O uso do cloro pode liberar as toxinas das algas, por desintegrar as membranas delas. O uso de ambos é prejudicial, dessa forma, pode-se usar o permanganato de potássio como oxidante que não lisa (“quebra”) a membrana celular das algas. A nona fase é a reservação. A água tratada é armazenada em reservatórios colocados em locais elevados (grandes caixas d’água) antes da distribuição. A décima fase é a de distribuição, na qual a rede de tubulações (aquedutos) leva a água tratada por gravidade e bombeamento até os consumidores nas residências, no comércio e na indústria, entre outros estabelecimentos. 106 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : N om e do d ia gr am ad or Is m ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 18 Unidade II Observação Em 2014, quando houve a escassez de água dos mananciais da região metropolitana de São Paulo, devido a um prolongado período sem chuvas, o nível dos reservatórios ficou muito abaixo do nível mínimo. Foi usado então o chamado “volume morto” da represa do sistema Cantareira, isto é, o volume de água que fica abaixo do nível da captação das comportas e bombas de sucção. Como estas águas poderiam estar contaminadas com poluentes sedimentados, foi realizado um tratamento mais rigoroso, ou seja, passando mais vezes por todos estes processos. 5.2.6 Estudo das etapas de uma ETE e métodos físicos, químicos e biológicos de tratamento Com a finalidade de minimizar os impactos negativos nos ecossistemas, principalmente nos aquáticos, causados pelo lançamento de efluente bruto (não tratado), há necessidade de empregar métodos que possam tornar menos poluentes os efluentes líquidos das indústrias e o esgoto doméstico. O processo que a própria natureza realiza para tratar os esgotos domésticos despejados nos rios é chamado de autodepuração. Porém, se esses efluentes forem lançados em quantidade maior que o corpo d’água possa suportar, esse descarte causará muitos danos aos organismos aquáticos. As partículas que ficam em soluçãopassarão pelo processo de decomposição aeróbica, por microrganismos aeróbicos, pois a aeração ou movimentação das águas na superfície é grande. As partículas sólidas tendem a se depositar no fundo dos rios e reservatórios (formando o lodo), onde ocorrerá a decomposição anaeróbica por microrganismos anaeróbicos, pois há baixa quantidade de oxigênio disponível. Esses processos (aeróbico e anaeróbico) neutralizam as cargas poluidoras, restabelecendo a vida aquática. Analisando e seguindo esse raciocínio, foram construídas as estações de tratamento de esgotos nas quais os resíduos líquidos podem ser tratados da mesma forma que na natureza, sofrendo decomposição aeróbica (substâncias que estão em solução) e anaeróbica (lodo que irá aos biodigestores). São etapas básicas da ETE: • Coleta: é a etapa na qual ocorrem a captação e o transporte do esgoto, passando por um coletor secundário, sendo dirigido ao coletor ou ducto principal. • Interceptor: tubulação que reúne os esgotos trazidos pelo ducto principal. • Tratamento: retirada dos resíduos do esgoto para que a água tratada possa ser lançada no mar, nos rios e em reservatórios. 107 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : I sm ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 19 SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL • Emissário: é a tubulação que leva os efluentes do tratamento até o corpo de água. Pode ser subterrâneo e submarino. Para que o esgoto seja tratado são utilizados métodos físicos, químicos, físico-químicos e biológicos. Métodos físicos Usados para remoção de sólidos flutuantes (dimensões grandes), sólidos em suspensão, areias, óleos e gorduras. Nem todos os métodos são usados em uma mesma ETE. Pode-se optar por alguns e deixar outros. A seguir enumeramos alguns deles: • Grade: retém sólidos grosseiros em suspensão. Tem a função de proteção de bombas e válvulas. Para a retirada desses sólidos presos na grade, poderá ser realizada limpeza manual ou mecanizada. As aberturas das barras podem ser de 1 cm a 10 cm. Figura 82 – Gradeamento de entrada do efluente da ETE Figura 83 – Resíduos removidos pelo gradeamento da entrada de efluente da ETE que serão tratados como resíduos sólidos 108 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : N om e do d ia gr am ad or Is m ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 18 Unidade II • Peneira: retém partículas mais finas. Para evitar seu entupimento, deve ser rotativa. • Caixa de areia: é um canal de velocidade controlada (lenta) de escoamento que retém detritos pesados inertes, chamados de areias. Protege bombas e tubulações. • Tanque retentor de óleo: retém óleos e gorduras livres, que formam espuma na superfície, prejudicando o tratamento posterior – motivo pelo qual devem ser retirados. Nesses tanques, como a velocidade é muito baixa, os corpos mais pesados se decantam. O tempo de decantação é de 3 a 5 minutos. • Flotação: é o processo em que ocorre a flutuação de substâncias mais densas que a água, após ser insuflado o ar comprimido. É muito usado para recuperação de fibras de papel. • Ultracentrifugação: são usadas membranas semipermeáveis que separam moléculas de tamanhos diferentes. Pode ser usada na separação óleo-água no processo de “desengraxamento” por lavagem, lixamento e corte de metais. • Tanques de decantação: são grandes “piscinas” que servem para a separação de sólidos sedimentáveis. O primeiro grande tanque de decantação se chama decantador primário. Métodos biológicos Podem ser divididos em aeróbico e anaeróbico, conforme o microrganismo e o meio, com ou sem a presença de oxigênio. No método aeróbico, ocorrerá oxidação completa dos compostos orgânicos e no anaeróbico, fermentação, que pode ter como produtos: álcool, ácido acético e gás metano. Lembrando do processo da autodepuração, explicado anteriormente, teremos na solução principalmente água e compostos orgânicos que sofrerão decomposição aeróbica. Para isso, deverá ser fornecido oxigênio com turbulência, ou via fotossíntese, por injeção ou por aumento de superfície do tanque. São exemplos de métodos biológicos aeróbicos: lodo ativado, filtro biológico e lagoas de estabilização. O lodo ativado funciona da seguinte forma: em tanques com agitação mecânica (tanques de aeração) ou dotados de tubos que injetam oxigênio (ar comprimido), os microrganismos (bactérias e protozoários) se proliferam, pois há disponibilidade de oxigênio e de alimento (matéria orgânica presente no esgoto) e ocorre a formação do lodo constituído em parte dos próprios microrganismos (tudo isso ocorre no tanque de aeração). Como haverá grande proliferação, o efluente tratado contendo o lodo será encaminhado para o decantador secundário, de formato circular, e com uma ponte raspadora que direcionará o lodo sedimentado no fundo do decantador para um ducto de descarga; então, por bombeamento (sendo necessário um adensamento do lodo), o efluente será enviado ao filtro prensa. 109 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : I sm ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 19 SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL Figura 84 – Tanque de aeração em uma ETE Figura 85 – Decantador secundário de uma ETE Os filtros biológicos são grandes tanques que contêm cascalho (pedras), chamados de leito filtrante, sobre o qual o esgoto é alimentado lentamente. O ar circula por entre os espaços vazios do cascalho e ocorre a a decomposição de matéria orgânica dissolvida no esgoto por bactérias aeróbicas. Já as lagoas de estabilização são grandes bacias similares a decantadores que possuem microrganismos aeróbicos e algas fotossintetizantes, sendo por essa razão também chamadas de lagoas de fotossíntese. Nesses decantadores, que devem ser rasos para aproveitar a entrada da luz, só poderão ser tratados esgotos claros que não impeçam a propagação da luz. Uma opção aos mencionados tratamentos aeróbicos é o tratamento anaeróbico: nos biodigestores ou fermentadores, ocorre o processo de fermentação, produzindo principalmente o gás metano (CH4). O lodo digerido pelas bactérias vai para um filtro prensa, e o resíduo sólido irá para um aterro sanitário ou será incinerado. Poderá ser usado como adubo caso venha de ETE de efluentes domésticos. Outra forma de classificar os níveis de tratamento do esgoto ou de efluentes (ETE) é a separação em tratamento primário, secundário e terciário, conforme veremos na sequência. 110 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : N om e do d ia gr am ad or Is m ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 18 Unidade II Tratamento primário Consta de caixas de areia, gradeamento e decantadores primários. Tem o objetivo de proteger os equipamentos da estação de tratamento retendo folhas e outros objetos flutuantes. Possui pouca redução da carga orgânica (o gradeamento e peneiramento removem cerca de 5 a 20% da DBO). A caixa de areia tem velocidade baixa de fluxo de líquido, e muito lodo fica decantado no fundo do tanque. Ele é constantemente retirado e enviado para tratamento, geralmente em aterros sanitários ou incineradores. Podem ser adicionadas substâncias chamadas de coagulantes, como hidróxidos insolúveis de ferro e alumínio, que arrastam partículas para o fundo. O mesmo resultado pode ser obtido por adição de polímeros, que interagem com as partículas em suspensão, formando flocos (floculação), que se sedimentam, formando lodo. Ao final dessas etapas, dependendo do processo escolhido, podem ser alcançadas remoções de 50% a 60% de sólidos em suspensão, equivalendo, aproximadamente, a 35% de DBO. O separador de água e óleo – SAO é um tanque retangular por onde passam os efluentes a uma baixa velocidade e onde são removidos óleos e graxas, que são menos densos que a água e flutuam, o que permite retirá-los com facilidade. Alguns sólidos são decantados no fundo do tanque. Após o tratamento primário, o efluente é enviado a outros tanques pormeio de bombas e válvulas. O tanque que recebe o efluente após o tratamento primário é chamado de poço de recalque. Tratamento secundário São os tratamentos biológicos dos efluentes (aeróbicos e anaeróbicos). Os tratamentos aeróbios mais utilizados são: lodo ativado, filtro biológico, lagoa aerada e lagoas de estabilização. Nos tanques de aeração ou lagoas aeradas, ocorre a injeção de ar de maneira controlada para que os microrganismos se mantenham vivos, dividindo-se e decompondo a matéria orgânica poluente presente no efluente. Essa etapa delicada é a mais efetiva em termos de redução de matéria orgânica e, caso ocorra o lançamento de quantidades significativas de efluentes contaminados com substâncias tóxicas, poderá haver morte dos microrganismos presentes, comprometendo todo o tratamento. Algumas indústrias chegam a pedir a outras o lodo ativado (caso o seu não seja mais eficaz). Para que o efluente fique livre de grande parte da matéria orgânica, o líquido a ser tratado deve ficar nesse local por cerca de três dias. Nas lagoas de estabilização (que também podem ser chamadas de facultativas) ocorrerá o processo de autodepuração, como em um rio, com algas provendo o oxigênio e bactérias decompondo a matéria orgânica da parte solúvel, onde o efluente a ser tratado entra e depois sai com carga orgânica menor. Após esse período, o líquido passará para o tanque de decantação (decantador secundário), ou lagoa de decantação, onde, em aproximadamente um dia, ocorrerá a decantação do lodo (ativado ou ativo). Quando 111 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : I sm ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 19 SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL esse lodo for retirado, poderá ser acrescentado um polímero para que fique mais sólido (ou não tão líquido) para ser levado a centrífugas. Esse material pastoso poderá ser colocado em filtro prensa, que tem a função de “comprimir” o lodo, retirando o líquido e deixando a parte sólida chamada de “torta”. Esta pode ser usada na agricultura como fertilizante (pois é rica em nitrogênio, fósforo e potássio – NPK), devendo ser encaminhada, por isso, primeiro para o processo chamado de compostagem. É importante relembrar que lodos provenientes de indústrias de galvanoplastias ou de outras atividades industriais que podem conter elementos tóxicos deverão ser segregados e enviados para aterros. O tratamento anaeróbico é muito semelhante ao processo que ocorre nas fossas sépticas, que são caixas de cimento ou de alvenaria, normalmente enterradas no quintal de uma casa, em alguns condomínios, alguns hotéis etc., que recebem e armazenam o esgoto produzido e fazem o tratamento preliminar dele. A decomposição da matéria orgânica por bactérias anaeróbias nesse sistema gera o gás metano e compostos inorgânicos como CO2, H2, H2S e outros metabólitos das fermentações. Apresenta baixo custo de implantação e operação, além de propiciar a produção de biogás, por isso é vantajoso. Após passar por esses procedimentos, o esgoto tratado pode estar em condições de ser lançado nos corpos d’água. Tratamento terciário Pode ou não ser utilizado. Tem a função de aprimorar a qualidade dos efluentes provenientes dos tratamentos primário e secundário. Geralmente é usado para acertar a cor do efluente e retirar nutrientes em excesso como nitrogênio e fósforo, ou metais tóxicos. Nas lagoas ou tanques de maturação, as concentrações dos microrganismos são reduzidas por meio da adsorção em carvão ativado (ossos, madeira, fibra de coco, carvão mineral), que visa também remover os micropoluentes orgânicos e metais pesados. Para que esse carvão seja reutilizado, deve-se reativá-lo por aquecimento a 900 °C. A remoção de metais como cálcio, magnésio, chumbo, cádmio, pode ser feita com resinas de troca iônica e, para remover nitrogênio e fósforo (para evitar eutrofização), usam-se outras bactérias. Há ainda o processo de separação por membranas semipermeáveis, que não deixam passar certas substâncias, retirando até bactérias, dependendo do tamanho dos poros dessas membranas. Contaminantes emergentes As estações de tratamento de água e esgoto não têm condições de eliminar completamente todas as substâncias que são lançadas por nós na urina e nas fezes. Desde os anos 1990, análises de amostras de água do mar, de rios, lagoas e lagos têm demonstrado a presença de resíduos de medicamentos (como antibióticos e anti-inflamatórios), de anticoncepcionais (hormônios) e pesticidas, entre outros exemplos. Médicos estão percebendo que certas bactérias, causadoras de doenças em seres humanos estão ficando super-resistentes ao efeito dos antibióticos. Essa poluição crônica é muito prejudicial à vida aquática. Cientistas já encontraram alteração no sexo de alguns peixes. O problema é muito grave não só no Brasil, mas também em diversos países. A Organização Mundial de Saúde, o Ministério da Saúde, vários órgãos governamentais e universidades estão desenvolvendo pesquisas a respeito. 112 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : N om e do d ia gr am ad or Is m ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 18 Unidade II Saiba mais Leia mais a respeito desse assunto em: BRASIL. Estudo analisa contaminantes emergentes no Brasil. 22 dez. 2017. Disponível em: <http://www.brasil.gov.br/noticias/educacao-e-ciencia/2013 /10/estudo-analisa-contaminantes-emergentes-no-brasil>. Acesso em: 5 fev. 2019. INSTITUTO BRASILEIRO DO MEIO AMBIENTE E DOS RECURSOS NATURAIS RENOVÁVEIS (IBAMA). Moção nº 61, de 10 de julho de 2012. Brasília, 2012. Disponível em: <http://www.ibama.gov.br/component/legislacao/?view=le gislacao&legislacao=127709>. Acesso em: 19 dez. 2018. Poluentes orgânicos persistentes – POPs São substâncias químicas orgânicas sintéticas usadas na fabricação de agrotóxicos, luminárias, termômetros, plásticos, obturação de cáries dentárias e alguns materiais de construção, tais como: aldrin, amianto, mercúrio, hexaclorobenzeno, furano e ascarel ou bifenilpoliclorado – PCB. De acordo com dados da Cetesb (2019f), os POPs são diferenciados de outras substâncias químicas por possuírem uma combinação particular de características físicas e químicas: • persistência: esses gases tendem a permanecer no ambiente (ar, solo, água) por mais de dez anos sem serem degradados naturalmente, devido à resistência à degradação química e biológica e aos efeitos de processos microbianos; • semivolatilidade: evaporam lentamente, podendo ser levados pelo vento e pela chuva a lugares distantes de origem, na forma gasosa, até encontrarem temperaturas mais baixas, por isso as regiões polares estão entre as regiões do planeta mais afetadas pela contaminação dessas substâncias; • bioacumulação: fenômeno pelo qual uma substância química atinge uma concentração maior nos tecidos de um organismo que no ambiente ao redor. Por serem bioacumuladores, são incorporados na teia alimentar, prejudicando especialmente os animais carnívoros do topo da cadeia. No caso dos mamíferos, inclusive nos humanos, a contaminação pode passar de mãe para filho pela placenta e pelo leite materno; • toxicidade: são agentes tóxicos que podem causar sérios problemas à saúde, tais como disfunções nos sistemas imunológico, reprodutivo e neurológico, alguns tipos de câncer e até malformações genéticas em bebês. 113 Re vi sã o: G io va nn a Ol iv ei ra - D ia gr am aç ão : I sm ae l X av ie r - d at a 22 /0 3/ 20 19 SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL Cientistas têm encontrado concentrações altas de mercúrio em atuns (peixes oceânicos do topo da cadeia alimentar), leites de foca e de ursa polar contaminados com agrotóxicos, nas regiões árticas, e leite de mães de vários países igualmente contaminados. Trata-se de uma contaminação invisível e de consequências graves para as futuras gerações. Visando estudar melhor seus efeitos, banir e restringir a fabricação e o uso dos POPs, bem como desenvolver
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