POLUIÇÃO HÍDRICA

Heitor Remigio Guerra

UNIVERSIDADE FEDERAL DE

CAMPINA GRANDE

UNIDADE ACADÊMICA DE

ENGENHARIA CIVIL - CTRN

Poluição AmbientalPoluição Ambiental

Poluição AmbientalPoluição Ambiental

Poluente 0 Qualquer forma de matéria ou energia, ou modo de

intervenção, que degrade as características do meio ambiente.

Classificação dos Poluentes

Poluentes Primários Poluentes Primários -- Estão presentes no ambiente na Estão presentes no ambiente na forma em que são emitidos pela fonte. Os principais forma em que são emitidos pela fonte. Os principais

poluentes desta categoria são tanto sólidos, como poluentes desta categoria são tanto sólidos, como líquidos e gasosos, ou mesmo radiações. líquidos e gasosos, ou mesmo radiações.

Poluentes Secundários Poluentes Secundários -- São produzidos no ambiente pela São produzidos no ambiente pela reação entre dois ou mais poluentes primários, ou reação entre dois ou mais poluentes primários, ou

pela reação com constituintes normais do meio pela reação com constituintes normais do meio ambiente.ambiente.

Poluição Hídrica 0 Importância da Água

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.

Importância da Água

A água é um elemento essencial à vida dos seres vivos (sua

falta provoca a debilidade ou até a morte dos seres vivos);

Essencial a manutenção dos ecossistemas do planeta;

Usos da água:

Abastecimento humano;

Abastecimento industrial;

Irrigação;

Geração de energia elétrica;

Navegação;

Preservação da flora e da fauna;

Aquicultura;

Recreação;

Diluição de despejos.

Desafio de alimentar o mundo: agricultura e água.

Distribuição de Água no Planeta

Distribuição de 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.

Bacias Hidrográficas 0 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.

O que estamos fazendo com os nossos Rios?

• Águas federais:

rios atravessando mais

de um estado ou outro

país.

• Águas estaduais:

águas subterrâneas e rios

situados inteiramente no

território de um único

estado, exceto aqueles

reservados em obras da

União.

Águas estaduais

Águas federais

Dominialidade dos Rios

O que é Poluição Hídrica?

ÉÉ qualquerqualquer alteraçãoalteração nasnas característicascaracterísticas físicas,físicas, químicasquímicas e/oue/ou biológicasbiológicas dasdas águas,águas, queque possapossa constituirconstituir prejuízoprejuízo àà saúde,saúde, àà segurançasegurança ee aoao bembem estarestar dada populaçãopopulação e,e, ainda,ainda, possapossa comprometercomprometer aa faunafauna ee aa utilizaçãoutilização dasdas águaságuas parapara finsfins recreativos,recreativos, comerciais,comerciais, industriaisindustriais ee dede geraçãogeração dede energia”energia” (CONAMA)(CONAMA)..

Usos da água

Usos da água - doméstico

Usos da Água

Consuntivo Não Consuntivo

Fontes de Poluição

Poluentes Orgânicos biodegradáveis; Poluentes Orgânicos Recalcitrantes ou refratários;

Metais; Nutrientes;

Organismos patogênicos; Sólidos em suspensão;

Calor; Radioatividade.

PRINCIPAIS POLUENTES AQUÁTICOSPRINCIPAIS POLUENTES AQUÁTICOS

• 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 consequências da erosão.

Água Superficial

Fontes potencialmente poluidoras

Fontes Potencialmente Poluidoras

– 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, fertilizantes, detergentes e poluentes atmosféricos depositados no solo;

•outras impurezas presentes no solo;

•águas superficiais poluídas;

– Vazamento de tubulações ou depósitos subterrâneos;

– Percolação do chorume resultante de depósitos de lixo no solo;

– Resíduos de outras fontes: cemitérios, minas, depósitos de materiais radioativos.

Água subterrânea

Quantidade X Qualidade

Indicadores de Poluição

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).

CO

NSE

QU

ÊN

CIA

NO

ME

IO A

QU

ÁT

ICO

Elevação da temperatura

aumento das reações químicas e biológicas

• redução do teor de oxigênio dissolvido

• diminuição da viscosidade da água

Matéria orgânica redução do oxigênio dissolvido (decomposição

bacteriana aeróbia)

• maus odores

Microrganismos patogênicos

transmissão de doenças ao homem

radioatividade

Uma exposição prolongada pode provocar o aparecimento de de várias doenças –

Câncer. Pode afetar também as células envolvidas na reprodução

Metais Pesados Pode gerar danos a saúde em função da quantidade ingerida e pela sua toxicidade

Poluentes Orgânicos Recalcitrantes ou refratários- Petróleo, Pesticidas e detergentes sintéticos

Pode afetar a troca de gases entre os meios ar- água – detergentes e petróleo , danos a

fauna e flora e no caso dos pesticidas o fenômeno da bioacumulação em organismos

vivos

Nutrientes O excesso pode levar ao crescimento excessivo de alguns organismos aquáticos,

podendo prejudicar a utilização de mananciais de água potável

DBO- Demanda Bioquímica de Oxigênio

É a quantidade de oxigênio necessária para estabilizar a matéria orgânica;

DBO520 (DBO5 ou DBO)

Teste padrão Medida a 5 dias (20º C)

Dia 0 Dia 5

OD = 7 mg/L OD = 3 mg/L

DBO = 7 – 3 = 4 mg/L

Visualização da taxa de degradação do despejo ao longo do tempo

Visualização da taxa de consumo de oxigênio ao longo do tempo

Critério para dimensionamento da maioria dos sistemas de tratamento de esgotos e

legislação ambiental são baseados nesse parâmetro

DQO- Demanda Química de Oxigênio

Refere-se à quantidade oxigênio necessária para

estabilizar, por meio de um oxidante em meio ácido

(processo químico), a matéria orgânica.

Algumas vantagens do teste:

teste é realizado em 2 a 3 horas

teste não afetado pela nitrificação

Classificação da Poluição

Poluição

Sedimentar Química Térmica Biológica

Poluição Sedimentar

Qual a origem O que causam

Extração mineral Desmatamentos Erosões

Interferem na fotossíntese e na capacidade dos animais encontrarem alimentos

Extração mineral Esgotos e fluentes

Adsorvem e concentram os poluentes biológicos e os poluentes químicos

Partículas do solo

Produtos químicos insolúveis

Acúmulo de partículas em suspensão (solo, produtos químicos insolúveis)

Poluição por despejos 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 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 NaClO Ou Ca(OH)2

Fervura da água

Poluição Térmica

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 Matéria 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);

Morte do corpo d’água quantidade de esgotos lançada >> volume do

corpo receptor e capacidade de oxigenação proliferação de bactérias

consumo

Quantificação da Poluição

É de costume relacionar a

poluição orgânica em função da

quantidade média de detritos

produzidos diariamente por uma

pessoa;

Essa ordem de grandeza é e

chamada de EQUIVALENTE

POPULACIONAL (EP)

Equivalente Populacional Para Vários Tipos de Indústrias

Tipo de IndústriaTipo de Indústria Quantidade produzida ou Quantidade produzida ou processada /diaprocessada /dia

EP (EP (habhab))

CervejariaCervejaria 1.000 litros de cerveja1.000 litros de cerveja 1.5001.500

CurtumeCurtume 1 Tonelada de peles1 Tonelada de peles 2.5002.500

MatadouroMatadouro 1 Tonelada de peso em pé1 Tonelada de peso em pé 300300

CeluloseCelulose 1 Tonelada de Celulose1 Tonelada de Celulose 5.0005.000

Usina de ÁlcoolUsina de Álcool 1 Tonelada de cana (65 litros de álcool)1 Tonelada de cana (65 litros de álcool) 400400

Granja de GalinhasGranja de Galinhas 10 aves abatidas10 aves abatidas 22

LaticíniosLaticínios 1000 litros de leite1000 litros de leite 200200

LavanderiaLavanderia 1 Tonelada de roupas1 Tonelada de roupas 700700

Autodepuração e Eutrofização

Recuperação do equilíbrio no meio aquático por processos naturais após as alterações pelo lançamento de efluentes.

Zonas:

Zona de Degradação

Zona de Decomposição Ativa

Zona de Recuperação

Zona de Águas Limpas

Zona 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;

Zona de decomposição ativa

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

saturação;

• Água cor cinza-escura, quase negra;

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

• Oxigênio dissolvido pode zerar

• Biota aeróbia é substituída por outra anaeróbia;

• 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. de saturação.

Zona de recuperação

• Início 40% de oxigênio de saturação;

• 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);

• 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.

Zona de Águas limpas

Eutrofização

É fenômeno causado pelo excesso de nutrientes (compostos químicos ricos em fósforo ou nitrogênio) numa massa de água, provocando um aumento excessivo de algas.

Aumento da concentração de nutrientes Desenvolvimento do fitoplâncton. Aumento da turvação. Redução da comunidade vegetal submersa.

Baixos níveis de nutrientes Crescimento limitado do fitoplâncton. Água límpida Elevada Biodiversidade

Elevada concentração de nutrientes Crescimento rápido do fitoplâncton. Acumulação de detritos e algas mortas. Redução do oxigénio dissolvido Redução da biodiversidade.

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.

Eutrofização

Eutrofização cultural

Representa um processo de eutrofização acelerado. Ocorre em ecossistemas aquáticos próximas de zonas urbanas ou agrícolas, onde ocorre um aporte de nutrientes originados pelas diversas atividades humanas.

Como controlar a poluição?

Controle da Poluição

Despoluição do meio ambiente

Ampliar o alcance do tratamento de efluentes gerados por esgotos domésticos, agricultura e indústrias

Mecanismos físicos que atenuam a Mecanismos físicos que atenuam a poluiçãopoluição

SedimentaçãoSedimentação As substâncias poluidoras mais densas são removidas da parte liquida pela ação da gravidade, que dependem da densidade de cada partícula individual ou do volume de água intersticial existente nos flocos formados por estas.

DiluiçãoDiluição Resultante da mistura do despejo com a água

Esquema da dispersão do poluente Esquema da dispersão do poluente no meio aquáticono meio aquático

Adsorção e Desorção

Correspondente à remoção de soluto de uma fase líquida para uma fase sólida,

depende das características tanto do poluente como das partículas onde este é adsorvido, bem

como das condições ambientais envolventes.

floculação A agregação de partículas em suspensão em flocos A agregação de partículas em suspensão em flocos é essencial para a sedimentação, pois flocos é essencial para a sedimentação, pois flocos

maiores além de aumentarem a sedimentação, maiores além de aumentarem a sedimentação, criam a possibilidade desta acontecercriam a possibilidade desta acontecer

Precipitação É o fenômeno que ocorre quando a concentração de um composto supera a solubilidade do fluido.

Nestas condições, a parte não dissolvida, se solidifica e se separa formando um precipitado

Volatilização A volatilização é a conversão de constituintes químicos dissolvidos na água, em vapor, o qual em

última instância resulta em uma transferência para a atmosfera.

Mecanismos químicos e Mecanismos químicos e biologicosbiologicos

Degradação Biótica (Biodegradação);

O metabolismo de micro organismos nativos no meio

são capazes de transformar substâncias orgânicas em substâncias mais simples

Degradação Abiótica Envolve reações de oxidação (perda de elétrons), redução

(ganho de elétrons), hidrólise(“quebra” de moléculas pela água)

Ionização Nesses processos ácidos orgânicos (por exemplo, fenóis), dissolvidos em

soluções aquosas, perdem um próton, aumentando

significativamente sua solubilidade

Mecanismos químicos e Mecanismos químicos e biologicosbiologicos

Evitar poluir novamente o meio ambiente

Ter consciência da necessidade de diminuir o volume

de detritos gerados

Proteger áreas de mananciais da ocupação humana

Implantar métodos mais eficientes de irrigação minimizando o desperdício da água utilizada na agricultura

Controle da Poluição

Podemos viver num mundo sem poluição ?

São conhecidas mais de 7 milhões de substâncias químicas A cada ano cerca de 1.000 novos produtos são lançados no mercado São produzidos 300 milhões de toneladas anuais de COS 150 mil deles em taxas superiores a 50 mil t/ano Cerca de 66 mil produtos químicos são comercializados hoje

somente nos EUA Cerca de 45 mil substâncias são comercializadas

internacionalmente Muitos são resistentes a biodegradação, estáveis e entram na cadeia

alimentar Muitos podem ser mutagênicos, cancerígenos ou teratogênicos

Só existem dados ecotoxicológicos para aproximadamente 1.500 substâncias

A tecnologia convencional de tratamento de água não remove totalmente os COS