Características Físicas e Químicas da Água

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Características 
físicas
Introdução
• São os parâmetros principais utilizados para caracterizar
fisicamente as águas naturais.
• Fornecem Indicações preliminares importantes para a
caracterização da qualidade química da água.
• Aplicações importantes nos estudos e fenômenos que ocorrem
nos ecossistemas aquáticos, caracterização e controle de qualidade de
águas para abastecimento público e residuárias.
Coloração -COR 
Associada à presença de sólidos dissolvidos
material em estado coloidal orgânico e inorgânico
ácidos húmicos e fúlvicos
 efluentes industriais : curtumes
indústrias têxteis
indústrias de pigmentos
indústrias de celulose e papel,
da madeira
Coloração -COR 
Compostos inorgânicos capazes provocar efeitos matéria
em estado coloidal.
 óxidos de ferro e manganês, presentes no solo.
 metais presentes em efluentes industriais
 A presença de cor provoca repulsa psicológica no
consumidor
 Portaria 2914/11 Ministério da Saúde – 15 uH cor
aparente valor máximo permitido
TURBIDEZ 
Definição
A turbidez de uma amostra de água é o grau de atenuação de intensidade 
que um feixe de luz sofre ao atravessá-la.
Associada à presença de sólidos suspensão
 partículas inorgânicas: areia, silte, argila 
 detritos orgânicos: algas e bactérias, plâncton em geral
• estações chuvosas resulta aumento da turbidez nas águas 
• Esgotos sanitários e efluentes industriais
TURBIDEZ 
 Estações tratamento de águas: altera dosagens de coagulantes e 
auxiliares
 Alta turbidez:
 Influencia nas comunidades biológicas aquáticas
 Reduz a fotossíntese devido a vegetação enraizada submersa e algas
 Reduz a produtividade dos peixes
 Afeta adversamente os usos doméstico, industrial e recreacional
Importância da turbidez
Do ponto de vista sanitário, a importância da turbidez deve-se
fundamentalmente a razões:
 Estéticas: é comum considerar-se uma água turva como poluída.
 De filtrabilidade: em tratamento de águas, a filtração torna-se mais
difícil, ou mesmo mais onerosa, com o aumento da turvação.
 De desinfecção: a desinfecção duma água é tanto mais difícil
quanto maior é a sua turvação,uma vez que esta diminui o contacto
do desinfetante com os microrganismos.
Padrão de potabilidade (2914 MS): abastecimento público
(0,5UNT)
Importante para o controle dos processos de coagulação-
floculação, sedimentação e filtração
SÓLIDOS
Em saneamento, sólidos nas águas correspondem a toda
matéria que permanece como resíduo, após evaporação,
secagem ou calcinação da amostra a uma temperatura pré-
estabelecida durante um tempo fixado.
Classificação dos Sólidos
Sólidos 
Totais
Sólidos Suspenso 
(> 1,2 um)
Sólidos 
Dissolvidos (< 
1,2 um)
Sólidos Suspensos 
Voláteis (Mat. 
Organica
Sólidos Suspenso 
Fixos (Mat. 
Inorganica)
Sólidos Dissolvidos 
Voláteis (Mat . 
Orgânica)
Sólidos Dissolvidos 
Fixos (Sais 
Inorgânicos)
Classificação dos Sólidos
• Sólido Total: Material que permanece na cápsula após evaporação parcial
da amostra e posterior secagem em estufa à temperatura escolhida, até
massa constante;
• Sólidos Suspensos: É a porção dos sólidos totais que fica retida em um filtro
que propicia a retenção de partículas de diâmetro maior ou igual a 1,2 μm;
• Sólidos Dissolvidos: Porção do resíduo total que passa por filtro de
porosidade de 1,2 μm;
• Sólidos Voláteis: Porção dos sólidos que se perde após a ignição ou
calcinação da amostra a 550-600 °C;
• Sólidos Fixos: É a porção dos sólidos que resta após a ignição ou calcinação
a 550-600 °C;
• Sólidos Sedimentáveis: Porção dos sólidos em suspensão que se sedimenta
sob ação da gravidade durante uma hora;
Importância nos Estudos de Controle de 
Qualidade de Água
• As determinações dos níveis de concentração das diversas frações de
sólidos resultam em um quadro geral da distribuição das partículas com
relação ao tamanho (suspensos e dissolvidos) e com relação à natureza
(fixos ou voláteis);
• No controle operacional de sistemas de tratamento de esgotos, algumas
frações de sólidos assumem grande importância;
• O teor de sólidos dissolvidos representa a quantidade de substâncias
dissolvidas na água, que alteram suas propriedades físicas e químicas da
água.
• O excesso de sólidos dissolvidos na água pode causar alterações no sabor e
problemas de corrosão. Já os sólidos em suspensão, provocam a turbidez da
água gerando problemas estéticos e prejudicando a atividade fotossintética.
SABOR E ODOR
• Definição: O Sabor é a interação entre o gosto (salgado,
doce, azedo e amargo) e o Odor (sensação olfativa)
• Origem Natural: Algas, MO em decomposição,
microorganismos e compostos orgânicos, tais como gás
sulfídrico, sulfatos e cloretos;
• Origem Antropogênica: esgotos domésticos e
industriais.
Características 
químicas
pH
• O primeiro equilíbrio químico de interesse que ocorre na água 
é a dissociação de sua própria molécula, que pode ser 
representada através da seguinte equação química
• pH < 7 : solução ácida
• pH > 7 : solução básica
• pH = 7 : solução neutra
pH
• Importância nos estudos de controle de qualidade de águas
• A influência do pH sobre os ecossistemas aquáticos naturais dá-se 
diretamente devido a seus efeitos sobre a fisiologia das diversas 
espécies. 
• Também o efeito indireto é muito importante, podendo 
determinadas condições de pH contribuírem para a precipitação de 
elementos químicos tóxicos como metais pesados
• Nos reatores anaeróbios, a acidificação do meio é acusada pelo 
decréscimo do pH do lodo, indicando situação de desequilíbrio. A 
produção de ácidos orgânicos voláteis pelas bactérias acidificadoras
e a não utilização destes últimos pelas metanobactérias é uma 
situação de desequilíbrio que pode ser devido a diversas causas
• A coagulação e a floculação que a água sofre inicialmente é um 
processo unitário dependente do pH
• O pH é padrão de
• potabilidade, devendo as águas para abastecimento público 
apresentar valores entre 6,5
• e 8,5,
Dureza das Águas
• Dureza de uma água é a medida da sua capacidade de
precipitar sabão.
• É causada pela presença de cálcio e magnésio, principalmente,
além de outros cátions como ferro, manganês, estrôncio,
zinco, alumínio, hidrogênio, etc, associados a ânions
carbonato (mais propriamente bicarbonato, que é mais
solúvel) e sulfato
Dureza
• A principal fonte de dureza nas águas é a sua passagem pelo
solo (dissolução da rocha calcárea pelo gás carbônico da água),
conforme as reações:
Para o abastecimento público de água  consumo excessivo de sabão 
nas lavagens domésticas; aumento na incidência de cálculo renal
Dureza
• Para o abastecimento industrial, aumento da temperatura, o 
equilíbrio se desloca no sentido da formação de carbonatos que 
precipitam e se incrustam, o que já levou diversas caldeiras à 
explosão.
• Remoção da dureza
• O abrandamento das águas pode ser feito por precipitação química 
ou por troca-iônica
Sulfato, SO4
2-
Importância nos estudos de controle de qualidade das águas
• Nas águas para abastecimento públicoporque provoca 
efeitos laxativos
• Por tratar-se de íon solúvel em água, o sulfato só pode ser 
removido por processos especiais, como por exemplo a troca-
iônica (resinas aniônicas) e a osmose reversa
Sulfeto, S2-
• A principal fonte de sulfeto em águas naturais é o lançamento de 
esgotos sanitários e de efluentes industriais que contenham 
sulfato, em condições anaeróbias.
• O sulfeto provoca problemas de toxicidade aguda em operadores 
de rede coletora de esgotos.
• H2S  odor característico de ovo podre.
Cloreto, Cl-
• O cloreto é o ânion Cl- que se apresenta nas águas subterrâneas 
através de solos e rochas
• Padrão de Potabilidade  250 mg/L
• Exigem processos especiais como os de membrana (osmose 
reversa), destilação (como por exemplo a destilação solar) e 
processos à base de trocaiônica
Compostos de nitrogênio em Águas
• Os esgotos sanitários constituem em geral a principal fonte em 
águas  nitrogênio orgânico
• amônia gasosa (NH3) ou do íonamônio (NH4
+ ), nitrito (NO2
−) e 
nitrato (NO3
−)
• Os compostos de nitrogênio são nutrientes para processos 
biológicos  chamado de eutrofização
• Amônia  1,5 mg/L Padrão de potabilidade
• Nitrito  1 mg/L Padrão de potabilidade
• Nitrato  10 mg/L Padrão de potabilidade
Matéria Orgânica
• Exemplos: matéria orgânica natural (proteínas, carbohidratos,
lípidios, ácidos húmicos, ácidos fúlvicos), agrotóxicos,
fármacos, corantes, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos
(HPAs)
• Parâmetros de análise: Demanda química de oxigênio (DQO),
Demanda bioquímica de oxigênio (DBO), e Carbono orgânico
total (COT).
• A carga de DBO, expressa em Kg/dia é um parâmetro
fundamental no projeto das estações de tratamento biológico
Ácido húmico
DDT
Corante azul
ESTAÇÃO DE 
TRATAMENTO DE 
ÁGUA
Coagulação
• Significa “converter em sólido”
• Consiste na desestabilização das partículas coloidais e suspensas 
por dois fenômenos:
• Químico – adição de um coagulante químico
• Físico – transporte das espécies para que haja contato do coagulante 
com as impurezas
Coagulação
• Fatores intervenientes:
• Tipo de coagulante (Al, Fe, PAC)
• pH
• Gradiente de velocidade (mistura rápida)
• Tempo de agitação (ou tempo de contato)
Coagulação
Coagulação - Vertedor
Floculação
• Promover a agregação de partículas formadas na mistura 
rápida, de modo que formem aglomerados maiores, 
denominados flocos
• Fatores intervenientes na floculação
• Gradiente de velocidade (10 a 70 s-1)
• Tempo de agitação (ou tempo de contato)
• Adição de um floculante
Floculação
Floculação
Decantação
• Processo de separação sólido-líquido que tem como força propulsora a
ação da gravidade.
• Promover o deposito dos flocos formados anteriormente pela ação da
gravidade
Limpeza de 
decantadores
Velocidade de sedimentação
p é a massa específica da partícula
Filtração
• Processo de separação sólido-líquido utilizado para promover 
a remoção de material particulado presente na fase líquida
 Com relação ao meio filtrante
Camada simples
CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO 
DE FILTRAÇÃO
Dupla camada Tripla camada
Areia, antracito 
ou CAG
Areia 
Antracito ou CAG Antracito ou CAG 
Areia 
Granada 
 Com relação ao sentido de escoamento
Filtração descendente
CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO 
DE FILTRAÇÃO
Filtração ascendente
Desinfecção
• Finaliza o processo de potabilização da água
• Inativar os microrganismos patogênicos
• Prevenir o crescimento microbiológico nas redes de
distribuição
Microrganismos relacionados às 
doenças de transmissão hídrica
Parâmetro Valor Mais Provável
Água para consumo humano
Coliformes termotolerantes Ausência em 100 ml
Água na saída do tratamento
Coliformes totais Ausência em 100 ml
Água tratada no sistema de distribuição (Reservatórios e Rede)
Coliformes termotolerantes Ausência em 100 ml
Coliformes totais
Sistemas que analisam 40 ou mais amostras por
mês:
Ausência em 100 ml em 95% das amostras
examinadas no mês
Sistemas que analisam menos de 40 amostras
por mês:
Apenas uma amostra poderá apresentar
mensalmente resultado positivo em 100 ml
PADRÃO MICROBIOLÓGICO DE POTABILIDADE 
DA ÁGUA PARA CONSUMO HUMANO
0
5
10
15
20
25
30
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
Ano
T
a
x
a
 d
e
 m
o
rt
a
li
d
a
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o
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1
0
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it
a
n
te
s
Início do processo 
de cloração
Identificação dos DBP’s
Protozoários 
resistentes a ação 
dos agentes 
desinfetantes 
convencionais
Taxa de mortalidade de febre tifóide nos Estados Unidos da América
Desinfecção
• Inativação: microrganismos incapazes de ser reproduzir, ou 
transmitir qualquer enfermidade.
• Remoção: retirada do microrganismos da massa líquida. 
• Esterilização: extermínio de qualquer forma de microrganismo.
Processos e mecanismos de 
desinfecção
• Agentes químicos: cloro, dióxido de cloro, peróxido de hidrogênio,
ozônio, permanganato de potássio.
• Agentes físicos: radiação UV, radiação gama, radiação solar e fervura.
Fatores intervenientes na eficiência 
da desinfecção
• Características do desinfetante
• Tipo de água
• Tipo de microrganismos
• Turbidez
• Presença de matéria orgânica
• Presença de compostos inorgânicos, ferro e manganês
• Temperatura e o pH da água
Critérios para definição do 
desinfetante
• Capacidade de inativar ampla gama de patogênicos
• Menor susceptibilidade às variações de temperatura
• Disponibilidade a custo acessível
• Não conferir toxicidade à água de consumo
• Capacidade de conferir residual
• Dispor de técnicas precisas e fáceis para determinação
FLUORETAÇÃO
• Etapa que se objetiva conferir determinada concentração de 
fluoreto.
• Redução de cárie dentária
• Alta ingestão de flúor: fluorose, fraturas de ossos, efeitos 
carcinogênicos, efeitos nos sistemas renal, intestinal...
• Compostos de flúor
• Na2SiF6 (ácido fluossilícico – líquido)
• NaF (fluoreto de sódio – sólido)
• H2SiF6 (fluossilicato de sódio – sólido)