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Poluição Ambiental Poluição Hídrica

Prof. Dr. Antonio Donizetti G. de Souza UNIFAL-MG Campus Poços de Caldas

Qualidade da Água

-A expressão qualidade da água não se refere ao um

grau de pureza absoluto ou mesmo próximo do

absoluto, como para outras substâncias.

-Refere-se sim, a um padrão tão próximo quanto

possível do natural, ou seja, a água como se

encontrada nos rios e nascentes, antes do contato com

o homem.

- O grau de pureza desejável depende do uso da água

Qualidade da Água

1. Qualidade: Caracterização Física, Química e

Biológica

2. Fatores:

Condições naturais da bacia hidrográfica

(geologia, pedologia, vegetação, ecossistemas,

sazonalidade, etc).

Atividades Antrópicas (uso e ocupação do

solo: urbanização, agricultura, usos, industriais,

etc).

Qualidade da Água

Qualidade Existente

x

Qualidade Desejada

.

Qualidade Existente: condições naturais e do uso e ocupação do solo

na bacia hidrográfica

Qualidade Desejada: Função do uso previsto para a água.

Poluição Hídrica

Comportamento dos Poluentes no Meio Aquático

Poluentes Corpo

Hídrico

Mecanismos

Físicos

Químicos

Biológicos

Concentração

Comportamento

Zona de Mistura Região do corpo receptor que se estende do ponto de lançamento do efluente e o local em que é atingido o equilíbrio de mistura entre os parâmetros físicos, químicos e biológicos do efluente do corpo receptor, sendo específica para cada parâmetro.

1. Gerais

2. Matéria Orgânica

3. Nutrientes

4. Composição Iônica

5. Metais

6. Outros Inorgânicos

7. Poluentes Orgânicos

8. Biológicos

Grupo de Indicadores de

Qualidade e Poluição Hídrica

Grupo Indicadores Variáveis

1. Gerais Temperatura

pH

Condutividade

Sólidos (Totais/Suspensos/Dissolvidos)

Turbidez/Transparência

Dureza

Alcalinidade

Clorofila a

Potencial Redox

Oxigênio Dissolvido

2. Matéria Orgânica Carbono Orgânico Total

Carbono Inorgânico Total

DBO

DQO

3. Nutrientes Nitrogênio Total

Nitrato

Nitrito

Amônia

Fósforo Total

Ortofosfato

Grupo Indicadores Variáveis

4. Composição Iônica Na, K, Ca, Mg, Cl, Fe, Ba, Zn, Al, Ni, SO4

5. Metais

Cd, Pb, Cr, Mn, As, Hg

6. Outros Inorgânicos

Fluoreto

Cianeto

7. Poluentes Orgânicos Óleos e Graxas

Fenóis

HAP (Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos)

Pesticidas Organoclorados/Fosforados

Surfactantes

8. Biológicos Coliformes Termotolerantes

E. coli

Fito/Zoo/Bentos

Grupos de substâncias, de origem natural ou sintética, que fazem parte de uma classe de compostos ainda sem regulamentação e não monitorados. São encontrados em baixas concentrações no meio ambiente e causam toxicidade (letalidade, alterações no sistema endócrino, imunológico, reprodutor, feminização, diminuição espermatozoides, aumento de câncer, etc).

Fármacos, resíduos de produtos de higiene pessoal, hormônios naturais e sintéticos, pesticidas, substâncias tensoativas, solventes etc. Presentes em efluentes domésticos e industriais.

Poluentes Emergentes

Poluentes Emergentes

Toxicidade para o meio aquático e riscos à saúde humana. Ainda não existe legislação pertinente com limites de concentração máximos desses compostos nos diferentes ambientes aquáticos. Embora sejam encontrados em baixas concentrações (μg/L a ng/L), seus efeitos ao organismo humano não podem ser ignorados, uma vez que algumas dessas substâncias apresentam características acumulativas nos tecidos humanos, resultando em efeitos crônicos nocivos à saúde.

Fármacos em Águas

FarmacosemÁguas.pdf

Indicadores de Qualidade da Água

Temperatura (oC)

Influencia a concentração de várias variáveis na água.

• Variações sazonais e diárias (diurno/noturno)

• Elevação súbita: Tensão superficial, solubilidade dos gases,

atividades biológicas, reações químicas, decomposição de

M.O.

Águas naturais: 0oC - 30oC (alguns casos 40oC - 45oC).

Turbidez (NTU)

Avalia o grau de atenuação e dispersão da luz incidente na água

• Fatores:

Partículas orgânicas e inorgânicas (areia, silte, argila)

Sólidos suspensos

Plâncton e outros microorganismos

• Alterações: Erosão margens (rios e lagos)

Sazonalidade

Lançamento efluentes (domésticos/industriais)

Mineração

• Problemas: Diminuição fotossíntese

Prejuízo aos usos da água (custo de tratamento)


Indicadores de Qualidade da Água Turbidez (NTU)

Águas Naturais: 0-40-100 NTU

Consumo humano (< 5 NTU)

Modelling the risk of mortality of Corbicula fluminea (Müller,

1774) (Bivalvia: Corbiculidae) exposed to different turbidity

conditions

Artigo

Artigo_Wagner.pdf


Sólidos (mg/L)

• Material suspenso ou dissolvido em água que permanece como

resíduo após evaporação ou calcinação (103-105°C; 450°C-600°C).

• ST = STS + STD

STS: Sólidos Totais Suspensos (retido em filtro 1,2 µm-0,45 µm)

STD: Sólidos Totais Dissolvidos (atravessa o filtro)

(450 oC-600 oC)

(450 oC-600 oC)


Sólidos (mg/L)

ST = STS + STD

- STS: Relação com Turbidez (NTU)

- STD: Relação com Condutividade (µS/cm)


Sólidos Totais

Sólidos Totais

Suspensos


y = 0,8914x + 0,0845 R² = 0,7575

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

45,00

50,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00

ST

S (

mg

/L)

Turbidez (NTU)

Turbidez (NTU) x STS (mg/L)

Monitoramento (6 estações, 1 ano - rio Rib. Preto)

Indicadores de Qualidade da Água pH – Potencial Hidrogeniônico

Relação numérica do equilíbrio [H+] e [OH-]

pH= -log [H+] (0-14)

• Influencia:

Distribuição espécies

Precipitação de metais

Solubilização de compostos (ex: P)

Corrosão em tubulações

• Águas Naturais: 6-9

•Alterações: Fotossíntese e Respiração

Lançamentos esgotos (doméstico/industrial)

• Importância unidade logaritmo base 10


Condutividade (µS/cm)

Capacidade da água conduzir corrente elétrica

• Fatores: Substâncias iônicas (+ e -)

Cátions e Ânions

• Características do Meio – “identidade da bacia”

• Alterações: Lançamento efluentes (domésticos/industriais)

Variações bruscas

• Relação: Sólidos Totais Dissolvidos

Íons (Ca, Mg, Cl, Na, K, etc)

•Águas Naturais: 0-100 µS/cm

Condutividade (uS/cm)

Variação Espacial – Área urbana 0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

200,00

0 1 2 3 4 5 6

Co

nd

uti

vid

ad

es

(uS

/cm

)

Estações de Coleta


Alcalinidade Total (mEq/L de CaCO3 ou mg/L)

Capacidade da água absorver ácidos (capacidade-tampão)

Fatores: Carbonatos/Bicarbonatos (CO3-2, HCO3

-)

Hidróxidos (OH-)

Na, K, Mg, Ca

• Alterações: Lançamento efluentes (domésticos/industriais)

Relação direta com Condutividade

•Titulação com H2SO4

pH 4,35

• Águas Naturais: 0-200 mg/L

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3

- H+ + CO3-2


Cloreto (mg/L)

Origem natural: Dissolução de minerais, intrusão de águas

salinas

Origem antropogênica: Lançamentos domésticos e industriais,

águas de irrigação

• Alterações:

Lançamento efluentes (domésticos/industriais)

Relação com Sólidos Dissolvidos e Condutividade

• Padrão CONAMA águas naturais: <250 mg/L

• Portabilidade: < 250 mg/L


Oxigênio Dissolvido – OD (mg/L ou % Saturação OD)

Essencial à vida aquática

Um dos principais indicadores de qualidade e poluição hídrica

• Fatores:

Temperatura (oC)

Pressão Atmosférica (mmHg)

Salinidade

Fotossíntese

Respiração

• Métodos

Winkler (Fixação em campo e Titulação)

Sensores de leitura direta

Winkler modificado (Fixação

em campo e Titulação)

Sensores de campos

Oxigênio Dissolvido – OD (mg/L % Saturação OD)

• Solubilidade OD: Temperatura (°C) Pressão (mmHg) Salinidade Cs: Concentração de saturação de OD: Concentração de equilíbrio dinâmico de OD no líquido (mg/L) Importante: - Elevação da Temperatura: Redução Cs de OD - Elevação Altitude: Redução Cs de OD - Elevação Salinidade: Redução Cs de OD


Cs – Concentração de Saturação de OD

Cs – Concentração de Saturação de OD

Exercício: Calculo de Cs em função da Temperatura e Pressão Atmosférica.

1. Qual Cs em um rio a 27°C a nível do mar? 2. Qual Cs em um corpo hídrico a 22°C e 600 m de altitude?

Rio 1 Rio 2

OD = 5 mg/L OD = 5 mg/L

T°C = 30,7°C T°C= 22,3°C

Mesma altitude = 1100m

Qual possui maior % Saturação OD ?

Percentual de Saturação de OD (%)

Percentual máximo de OD em determinada

ToC e Pressão


DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio (mg/L)

Quantidade de oxigênio necessária para oxidar a matéria

orgânica por decomposição microbiana aeróbia.

Método indireto de determinação da Matéria Orgânica.

• Avalia

Lançamento de Poluição – Matéria Orgânica

Eficiência de ETE

• Teste Padrão: Diferença na Concentração de OD

Incubação: 5 dias/20°C

DBO5,20 = OD Inicial – OD Final (mg/L)

DBO < 5 mg/L


DQO Demanda Química de Oxigênio (mg/L)

Quantidade de oxigênio necessária para oxidação da matéria orgânica

através de um agente químico (dicromato de potássio em meio ácido)

DQO > DBO: Avalia a quantidade M.O. biodegradável e não-

biodegradável

Teste: 2-3 horas


Organismos Indicadores de Contaminação Fecal

Microorganismos do grupo coliformes capazes de fermentar

lactose (44oC-45ºC)

Principais: Escherichia coli, Klebsiella, Enterobacter, Citrobacter.

- Coliformes Termotolerantes (antigo Coliformes Fecais)

- E.coli: Única de origem fecal


Nitrogênio e Fósforo São nutrientes importantes para crescimento de microorganismos.

Limitantes a produção primária em ambientes aquáticos. Indicadores de processo de Eutrofização Artificial.

Eutrofização Artificial


Nitrogênio: Nitrogênio Total Nitrogênio Orgânico Nitrato / Nitrito / Amônia Fósforo: Fosfato Particulado (PP) Fosfato Total Dissolvido (PTD) Fosfato Orgânico Dissolvido (POD) Fosfato Inorgânico Dissolvido ou Ortofosfato ou Fosfato Reativo Fosfato Total (PT) PT = PTD + PTP

Nitrogênio e Fósforo São nutrientes importantes para crescimento de microorganismos.

Limitantes a produção primária em ambientes aquáticos. Indicadores de processo de Eutrofização Artificial.

Indicadores de Qualidade da Água Óleos e Graxas (mg/L )

• Substâncias orgânicas

• Insolúveis em água

• Raramente encontradas em águas naturais

Ácidos graxos

Óleos

Gorduras

•Origem:

Efluentes (domésticos/industriais)

Oficinas

Postos Combustíveis

Recomendação: “Virtualmente ausentes”

Indicadores de Qualidade da Água Fenóis (mg/L )

• Compostos orgânicos aromáticos (1 ou 2 hidroxilas ligas a um

anel aromático)

• Origem:

Efluentes domésticos e industriais diversos (químicos,

farmacêuticos e siderúrgicos, de fábricas de matéria plástica,

etc)

Pouca origem natural: decomposição M.O (folhas, raízes)

decomposição bioquímica de organismos.


Fenóis (mg/L )

Clorofenóis (reação com cloro): Odor e sabor desagradáveis na

água potável

Diminuição OD

Tóxico a organismos aquáticos e homem

Recomendação geral: < 0,003 mg/L


Metais (mg/L ou µg/L)

• Elementos-traço originados da crosta e despejos industriais.

• Tóxicos, Bioacumulativos em cadeias e Carcinogênicos.

Cádmio, Cobre, Cromo, Cobre, Chumbo, Mercúrio, Níquel,

Zinco, Arsênio.

Maiores concentrações no Sedimento

Estudos de “background” nos ambientes aquáticos (sedimento)


Sedimentos (mg/L ou µg/L)

O sedimento pode ser considerado como o resultado da integração de

todos os processos que ocorrem em um ecossistema aquático, além de

ser, devido à sua capacidade de acumulação de compostos, um dos mais

importantes compartimentos na avaliação do nível de contaminação

ambiental (ESTEVES, 2011).

Geralmente a concentração de elementos de despejos pontuais ou

difusos são maiores no sedimento que na coluna d'água (LITERATHY

et al.,1987).

Representam uma fonte potencial secundária de poluição e sua

análise tem se tornado cada vez mais importante no monitoramento

ambiental.

Coleta com draga

Análise Granulométrica

Sedimentos (mg/L ou µg/L)

• Granulometria (areia, silte e argila), Sólidos (Totais, Fixos e Voláteis)

e Umidade.

• Inorgânicos: Alumínio, Cádmio, Chumbo, Cobre, Cromo, Fósforo,

Ferro, Manganês, Mercúrio, Níquel, Nitrogênio e Zinco.

• Orgânicas:

Pesticidas Organoclorados: Aldrin, BHC Alfa, BHC Beta, BHC Delta,

Cis e Trans Clordano, DDD, DDE, DDT, Dieldrin, Endosulfan I e II,

Endosulfan Sulfato, Endrin, Heptacloro, etc

.



Publicação Importante:

GUIA NACIONAL DE COLETA E PRESERVAÇÃO DE AMOSTRAS ÁGUA,

SEDIMENTO, COMUNIDADES AQUÁTICAS E EFLUENTES LÍQUIDOS

CETESB/ANA, 2011

../Atividades/Guia_Nacional_de_Coleta_e_Preservacao_de_Amostras.pdf





























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