Poluição da Água

CIÊNCIAS DO AMBIENTE

Distribuição da água

Disponibilidade da água no Brasil

• O Brasil é um país privilegiado no que diz respeito à quantidade de água.

• Porém, sua distribuição não é uniforme em todo o território nacional.

• Cerca de 47% dos recursos hídricos do planeta estão na América do Sul;

• Grande parte concentrada no Rio Amazonas, o maior rio do mundo em extensão e volume d’água, que corta seis países: Brasil, Peru, Equador, Colômbia, Venezuela e Bolívia.

Floresta amazônica

O Brasil possui cerca de 13 % da água doce disponível no mundo

73% está na bacia Amazônica

27% no resto do país

Atendem 95% da população

Atendem 5 % da população

Bacias Hidrográficas do Brasil

Bacia Hidrográfica

• É um conjunto de terras banhadas por um rio principal e seus tributários (afluentes, subafluentes etc.);

• Formação: dá-se através dos desníveis dos terrenos que direcionam os cursos da água, sempre das áreas mais altas para as mais baixas.

Fonte: Ministério de Minas e Energia

Usos da água

– abastecimento humano

– dessedentação de animais

– indústria

– irrigação

– geração de energia elétrica - hidroelétricas

– recreação/lazer

– harmonia paisagística

– conservação da flora e fauna

– navegação

– pesca

– diluição de despejos

Água no corpo humano

• A água representa 70% da massa do corpo

humano;

• Sintomas de desidratação:

– Perda de 1% a 5% de água

Sede, pulso acelerado, fraqueza

– Perda de 6% a 10% de água

Dor de cabeça, fala confusa, visão turva

– Perda de 11% a 12% de água

Delírio, língua inchada, morte

• Uma pessoa pode suportar até 28 dias sem comer,

mas apenas 3 dias sem beber água.

Principais problemas relacionados com a água

• Quantidade – distribuição;

• Qualidade – poluição;

População Mundial: crescimento populacional;

• Vários países já enfrentam escassez crônica de água:

Oriente Médio (Israel, Jordânia, Arábia Saudita e Kuwait), China, Índia e o norte da África (região abrange países situados no deserto do Saara, como Argélia e Líbia);

No Brasil: Pernambuco, Alagoas, Paraíba, Sergipe, Rio Grande do Norte, Distrito Federal e mais recentemente, a grande São Paulo.

Resumo do saneamento no Brasil

• De acordo com o IBGE, um quarto da população do Brasil não

conta com água potável e quase metade não têm serviço de

esgoto;

• Apenas 6% dos esgotos são tratados no Brasil. Mais de 90% são

lançados nos rios, nos solos e nos mares;

• A falta de água potável e de saneamento é causa de 80%

das doenças e 65% das internações hospitalares no Brasil,

implicando gastos de US$ 2,5 bilhões, de acordo com a

Organização Mundial da Saúde (OMS).

Principais problemas relacionados com a água• Problemas:

Proliferação de doenças transmitidas pela água, como cólera e diarréias;

Grande parte da população não dispõem de abastecimento adequado de água potável;

Imprópria para os diversos usos.

• Fonte de conflitos internacionais: Guerras mundiais pela água: em 1967, um dos motivos da

guerra entre Israel e seus vizinhos foi justamente a ameaça, por parte dos árabes, de desviar o fluxo do rio Jordão. Países como a Síria também depende desse rio;

Crescimento populacional exige cada vez mais dos recursos naturais, principalmente a água.

Quantidade de água

Estados Unidos: 600 L por habitantedia

Sertão: 10 L por habitantedia

Qualidade da água

• Recursos hídricos condições físicas e químicas adequadas para

sua utilização;

• Devem conter substâncias essenciais à vida e estar isentos de

outras substâncias que possam produzir efeitos nocivos aos

organismos;

• Devido às suas propriedades de solvente e à sua capacidade de

transportar partículas, incorpora a si diversas impurezas.

Padrões de qualidade

• Padrões são teores máximos de impurezas permitidos na água,

estabelecidos em função dos seus usos;

• São fixados por entidades públicas, de acordo com uma legislação,

com o objetivo de garantir que a água a ser utilizada para um

determinado fim não contenha impurezas que venham a prejudicá-lo;

• Em termos práticos, há 3 tipos de padrões de interesse direto dentro

da Engenharia Ambiental referentes a 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, irrigação);

• Padrões de lançamento no corpo receptor:

– Tem como objetivo a preservação da qualidade do corpo d´água;

– Os padrões de lançamento existem apenas por uma questão

prática, já que é difícil se manter o controle efetivo das fontes

poluidoras com base apenas na qualidade do corpo receptor;

• Além de satisfazer os padrões de lançamento, deve proporcionar

condições tais no corpo receptor, de tal forma que a qualidade do

mesmo se enquadre dentro dos padrões para corpos receptores;

Padrões de qualidade

Padrões de lançamento e qualidade do corpo receptor

• Estabelecimento do nível de qualidade (classe) a ser alcançado e/ou

mantido em um segmento de corpo d´água ao longo do tempo;

• No Brasil o dispositivo legal em vigor é a Resolução CONAMA nº. 357

do Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA – de 2005, que

apresenta:

– padrões de qualidade dos corpos receptores;

– padrões para o lançamento de efluentes nos corpos receptores;

– padrões de balneabilidade;

– e classifica as águas de acordo com seus usos predominantes.

Padrões de lançamento e qualidade do corpo receptor

• A resolução CONAMA n. 357/05, dividiu as águas do território

nacional em:

– Águas doces salinidade ≤ 0,5%;

– Salobras 0,5 < salinidade < 30%;

– Salinas salinidade ≥ 30%;

• Em função dos usos previstos, foram criadas classes para águas

superficiais brasileiras;

• Águas doces Classe especial e classes 1, 2, 3, 4;

• Águas salinas Classe especial e classes 1, 2, 3;

• Águas salobras Classe especial e classes 1, 2, 3;

• A cada uma dessas classes corresponde uma determinada qualidade

a ser mantida no corpo d´água, são os Padrões de Qualidade.

Legislação

• Cabe aos órgãos ambientais dos estados, territórios e Distrito

Federal efetuar, não só o enquadramento dos corpos de água

no âmbito das classes preconizadas pela Resolução CONAMA

n0. 357/05, como exercer atividade orientadora,

fiscalizadora e punitiva junto às fontes de poluição que

possam alterar os valores dos padrões de qualidade das águas

da classe estabelecida para o corpo d’água receptor.

Poluição hídrica

• “É qualquer alteração nas características físicas, químicas

e/ou biológicas das águas, que possa constituir prejuízo à

saúde, à segurança e ao bem estar da população e, ainda,

possa comprometer a fauna ictiológica e a utilização das

águas para fins recreativos, comerciais, industriais e de

geração de energia” (CONAMA).

• POLUIÇÃO = f (uso);

• USO = f(qualidade da água);

• QUALIDADE = f(características físicas, químicas e/ou

biológicas das águas).

Causas da poluição

• Alto grau de urbanização aliado à falta de saneamento

básico;

• Desenvolvimento da indústria e seus despejos complexos;

• Aumento da produção agrícola, que resulta numa carga mais

pesada de pesticidas e fertilizantes no ambiente.

Fontes poluidoras

Águas superficiais:

• Esgoto doméstico;

• Efluentes industriais;

• Águas pluviais, carreando impurezas do solo ou contendo esgotos lançados nas galerias;

• Resíduos sólidos (lixo);

• Pesticidas;

• Fertilizantes;

• Detergentes;

• Precipitação de poluentes atmosféricos (sobre o solo ou a água);

• Alteração nas margens dos mananciais, provocando carreamento do solo, como conseqüências da erosão.

Águas subterrâneas:– Infiltração de:

• esgotos a partir de sumidouros ou valas de infiltração (fossas sépticas);

• esgotos depositados em lagoas de estabilização ou em outros sistemas de tratamento usando disposição no solo;

• esgotos aplicados no solo em sistemas de irrigação;

• águas contendo pesticidas, Percolação do chorume resultante de depósitos de lixo no solo;

• fertilizantes, detergentes e poluentes atmosféricos depositados no solo;

• outras impurezas presentes no solo;• águas superficiais poluídas;

– Vazamento de tubulações ou depósitos subterrâneos;

– Injeção de esgoto no subsolo;– Intrusão de água salgada;– Resíduos de outras fontes: cemitérios, minas,

depósitos de materiais radioativos.

• As águas subterrâneas e superficiais muitas vezes se interligam, e assim os mananciais da superfície proporcionam a recargas dos reservatórios subterrâneos, ou, vice-versa, podendo servir de fontes poluidoras;

• A poluição das águas também estão ligadas com alterações (poluições) provocadas no solo e ar - Ex. uso de fertilizantes e chuva ácida.

Fontes poluidoras

ouPontual

Descarga de efluentes a partirde indústrias e de estaçõesde tratamento de esgoto

São bem localizadas, fáceisde identificar e de monitorar

Difusa

Escoamento superficial urbano,escoamento superficial de áreas

agrícolas e deposição atmosférica

Espalham-se por toda a cidade,são difíceis de identificar e tratar

Fontes poluidoras

Principais poluentes e indicadores

• Mat. Orgânica - DBO, DQO e OD (mg/l);

• Sólidos - SS e RS (ml/l); turbidez (unt);

• Ácidos e Álcalis - pH;

• Bactérias - IC (coli/100 ml);

• Óleos e Gorduras - OG (mg/l);

• Nitratos - NO3 (mg/l);

• Fosfatos - PO4 (mg/l);

• Temperatura - T (°C);

• Metais – Metais (mg/l).

Principais formas de poluição

Reservas de água

Poluição

BiológicaSedimentar Térmica Despejo de substâncias

Poluição sedimentar

• Acúmulo de partículas em suspensão (solo, produtos químicos

insolúveis).

Qual a origem? O que causam?

Extração mineralDesmatamentosErosões

Interferem na fotossíntesee na capacidade dos animaisencontrarem alimentos

Extração mineralEsgotos e efluentes

Adsorvem e concentram ospoluentes biológicos e ospoluentes químicos

Partículas do solo

Produtos químicosinsolúveis

Poluição biológica• Presença de microorganismos patogênicos, especialmente na água

potável:

4 bilhões de pessoas no mundo não têm acesso à água potável

tratada;

2,9 bilhões de pessoas vivem em áreas sem coleta ou tratamento

de esgoto.Controle simples

Apesar disso

250 milhões de casos de doenças (cólera, febre tifóide,diarréia, hepatite A) são transmitidas pela água por ano

10 milhões desses casos resultam em mortes (50% são crianças)

Adição de cloreto de sódio

Fervura da água

Poluição térmica

• Descarte de grandes volumes de água aquecida em rios e oceanos.

Diminui a quantidade de oxigênio dissolvido(43,39 mg de O2/kg de H20 a 20 °C)

Diminui do tempo de vida de algumas espécies aquáticas

Altera os ciclos de reprodução

Aumenta a velocidade das reações entre os poluentes presentes na água

Aumenta a quantidade de gás carbônico na atmosfera(0,86 L de CO2/L de H2O a 20 °C)

Potencializa a ação nociva dos poluentes

Poluição por despejo de substâncias

• Substâncias tóxicas cuja presença na água não é fácil de

identificar nem de remover;

• Em geral os efeitos são cumulativos e podem levar anos para

serem sentidos;

• Os poluentes mais comuns das águas são:

Fertilizantes agrícolas;

Esgotos doméstico e industrial;

Compostos orgânicos sintéticos;

Plásticos;

Petróleo;

Metais pesados.

Poluição por fertilizantes agrícolas

Poluição por esgotos domésticos

e industriais

Poluição por compostos orgânicos sintéticos

Poluição por plásticos

Alta produção

Longo tempo para degradação

Causam a morte de animais por sufocamento

Alta velocidade de uso e descarte

Poluição por petróleo

Grandes acidentes

Vazamentos em poçosde petróleo, superpetroleiros,

rompimentos de dutos

Exxon Valdez: 42 milhões de litrosKuwait: 200.000 t no Golfo Pérsico

Rio Barigüi: 4 milhões de litrosBaia de Guanabara: 1,3 milhão de litros

5% dos danos

Pequenos acidentes

Vazamentos de óleode motor de barcos

e de carros

Somente no Canadá:300 milhões de litros/ano

95% dos danos

Poluição por petróleo

• O petróleo vaza e se espalha no mar ou no rio;

• A mancha recobre a superfície das águas;

• Sem a luz do sol as algas param de fazer fotossíntese.

Poluição por metais pesados

Poluição por metais pesados

Cu, Zn, Pb, Cd, Hg, Ni e Sn

Bioacumulação

Mineração (garimpo)Pilhas e baterias

Rios e maresAterro sanitário

Os oceanos recebem por ano400.000 t de metais pesados

(80.000 t só de mercúrio)

Contaminação de águassubterrâneas, córregos

e riachos

Poluição orgânica

• Resultante do lançamento de esgotos domésticos e industriais ricos em matéria orgânica;

• Forma de poluição mais presente no dia-a-dia dos brasileiros;

• Carência do sistema de esgotamento sanitário;

• Esse tipo de poluição é causada por matérias orgânicas suscetíveis de degradação bacteriana:

– Degradação aeróbia água rica em oxigênio dissolvido e matéria orgânica pouco abundante (formam-se gás carbônico, água e nitratos);

– Degradação anaeróbia água não contém oxigênio suficiente (produção de gás carbônico, metano, amônia, ácidos graxos, etc.);

• Morte do corpo d’água quantidade de esgotos lançada >> volume do corpo receptor e capacidade de de oxigenação proliferação de bactérias consumo de todo oxigênio dissolvido.

Estimativa da poluição

• Poluição orgânica acarreta grande consumo de oxigênio;

• Estimativa da poluição DBO5 e DQO;

• DBO5

corresponde à quantidade de oxigênio necessária para que as bactérias

possam oxidar a matéria orgânica (biodegradável):

– Águas limpas DBO5 na ordem de 2 a 4 mg/l;

– Águas poluídas várias dezenas de miligramas;

– Esgoto doméstico chega a 300 mg/l;

• DQO

representa a quantidade de oxigênio dissolvido, cedido por via química, para

oxidação de matéria orgânica biodegradável e não-biodegradável;

• DQO/DBO5

dá uma idéia do tipo de matéria orgânica que predomina na poluição:

– Água poluída DQO/DBO5 é pouca elevada (2 a 3).

Carga poluidora (ou carga de DBO)

• DBO5 dá uma idéia do grau de poluição;

• Avaliação da poluição necessidade de correlacionar esse

indicador com a quantidade de despejos;

• Representa a quantidade de oxigênio que vai ser requerida

do corpo d’água na unidade de tempo;

• CP = Concentração (DBO5) x Vazão

• Superávit ou déficit de oxigênio;

Equivalente populacional

• Poluição orgânica f (quantidade média de detritos produzidos

diariamente por uma pessoa);

• EP corresponde à carga poluidora ou carga de DBO5 produzida

por uma pessoa diariamente.Indústria Quant./dia EP (hab)

Cerveja 1000 litros de cerv. 1.500

Curtume 1 ton de peles 2.500

Matadouro 1 ton de bovino 300

Celulose 1 ton de celulose 5.000

Álcool 65 litros de álcool 400

Granja de Aves 10 aves abatidas 2

Laticínios 1.000 litros de leite 200

Lavanderia 1 ton de roupas 700

Manual de Tratamento de Águas Residuárias.

Autodepuração• Zona de Degradação

• Zona de Decomposição Ativa

• Zona de Recuperação

• Zona de Águas Limpas

Características das zonas de autodepuraçãoZona de Degradação:

• Início ponto de lançamento dos despejos;

• Água turva (cor acinzentada);

• Precipitação de partículas lodo no leito do corpo d’água;

• Proliferação de bactérias (consumo de matéria orgânica);

• Redução da concentração de oxigênio dissolvido;

• Limite da 1ª zona concentração de oxigênio atinge 40% da

concentração inicial;

• Não há odor;

• Presença de oxigênio não permite a decomposição anaeróbia.

Autodepuração

• Zona de Degradação

• Zona de Decomposição

Ativa

• Zona de Recuperação

• Zona de Águas Limpas

Características das zonas de autodepuração

Zona de Decomposição Ativa:

• Início oxigênio atinge valores inferiores a 40% da concentração de

saturação;

• Água cor cinza-escura, quase negra;

• Bancos de lodos no fundo em ativa decomposição anaeróbia;

• Desprendimento de gases mal cheirosos (amônia, gás sulfídrico, etc);

• Oxigênio dissolvido pode zerar ou “ficar negativo”;

• Biota aeróbia é substituída por outra anaeróbia;

• Ambiente fétido e escuro;

• Oxigênio passa a ser reposto ar atmosférico ou fotossíntese;

• População de bactérias decresce;

• Água começa a ficar mais clara (ainda impróprio p/ os peixes);

• Fim da 2ª zona oxigênio elevar-se a 40% da conc. inicial.

Autodepuração• Zona de Degradação

• Zona de Decomposição Ativa

• Zona de Recuperação

• Zona de Águas Limpas

Características das zonas de autodepuração

Zona de Recuperação:

• Início 40% de oxigênio inicial;

• Término água saturada de oxigênio;

• Água mais clara e límpida;

• Proliferação de algas que reoxigenam o meio;

• Amônia oxidada a nitritos e nitratos (+ fosfatos fertilizam o meio,

favorecendo a proliferação de algas);

• Cor esverdeada intensa (alimento p/ crustáceos, larvas de insetos,

vermes, etc., que servem de alimentos p/ os peixes);

• Diversificação da biocenose.

Autodepuração• Zona de Degradação

• Zona de Decomposição Ativa

• Zona de Recuperação

• Zona de Águas Limpas

Características das zonas de autodepuração

Zona de Águas Limpas:

• Água características diferentes das águas poluídas;

• Água encontra-se “eutrófica”;

• Não é limpa, devido a presença das algas (cor verde);

• Água recuperou-se, melhorou suas capacidade de produzir

alimento protéico (piorou no quesito de potabilidade);

• Péssimo aspecto estético;

• Grande assoreamento nas margens;

• Invasão de plantas aquáticas indesejáveis.

Eutroficação e eutrofização

• Eutroficação

resultante da fertilização das águas por despejos orgânicos domésticos ou industriais, despejos de resíduos da agricultura, poluição do ar ou por afogamento da vegetação em represas (processo desencadeado pelo homem);

• Eutrofização

resultante da fertilização das águas pelo escoamento das águas de chuva nos solos, que arrasta nutrientes para os corpos d’água (origem natural);

• Ambos os processos caracterizam-se pelo envelhecimento precoce de um corpo d’água, devido a grande quantidade de nutrientes.

• Causa: lançamento de nutrientes na água, principalmente nitrogênio e

fósforo (oriundos, principalmente, de esgoto doméstico, efluentes

industriais e fertilizantes);

• Reação em cadeia: crescimento excessivo de algas e plantas aquáticas

em um corpo d’água aumento de oxigênio proliferação de pequenos

animais que utiliza as algas como alimentos proliferação de peixes que

se alimentam desses pequenos animais;

• Quebra do equilíbrio ecológico mais produção de matéria orgânica do

que o sistema é capaz de assimilar;

• Aumento das algas alterações qualitativas surgimento de novas

espécies e desaparecimentos de outras;

• Estágio final (ecossistema agonizante) pouca profundidade, altos déficits

de oxigênio, organismos mortos flutuantes e grande quantidade de

colchões de algas.

Eutroficação e eutrofização

• É mais comum em águas paradas (lagos, lagoas represas), pois não serem

favorecidas pelas conduções de cursos d’água como a velocidade de

escoamento e turbidez;

• Problemas devido a proliferação excessiva de algas:

Sabor e odor;

Toxicidade;

Turbidez e cor;

Aderência às paredes dos reservatórios e tubulações (lodo);

Prejuízos no tratamento da água;

• Uso de técnicas modernas para controle e correção dos efeitos da

eutroficação alto investimento.

Eutroficação e eutrofização

• Problemas devido às plantas aquáticas:

Prejuízos aos usos – navegação e recreação;

Assoreamento;

Redução gradual do reservatório;

Cobertura da água com diminuição da penetração da luz solar;

Entupimento de canalizações e grades;

Danos à bombas e turbinas hidrelétricas.

Eutroficação e eutrofização

Medidas de Controle

Regularização da Vazão – estabilização do Volume Hídrico;

Aumento da turbulência – acelera o processo de absorção de O2;

Adição de Uma Fonte Química Suplementar – combate mal odores;

Diagnóstico Ambiental – conhecer a realidade e planejar ajustes;

Aplicação de Uma Legislação Eficaz;

Tratamento dos Despejos.

FIM