3º Aula – Poluição das águas: suas propriedades

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1 3º Aula – Poluição das águas: suas propriedades
CEN 0212 Poluição dos Ecossistemas Terrestres, Aquáticos e Atmosféricos 3º Aula – Poluição das águas: suas propriedades Profa. Dra. Regina T.R. Monteiro

2 Água - Importância A água é um bem precioso para sobrevivência dos organismos e sua conservação depende do equilíbrio de fatores ambientais.

3 Presença da Água A água presente no nosso planeta está na forma líquida, gasosa ou sólida. As águas dos oceanos são salgadas e as sobre os continentes: salobras ou doce. A água é constantemente renovada, interage, mas é sempre a mesma. As águas oceânicas são predominantes, ocupam cerca de 70,8% da superfície do planeta, cerca de 97% do total das águas presentes (Seguio, 2006).

4 Ciclo da água A renovação da água Fonte: Google Imagens

5 Tipos de Água Águas meteóricas: provem da circulação das águas de superfície, evaporação, evapotranspiração, da atmosfera. Águas magmáticas são que vem do magma, expulsas do interior do planeta por vulcões, gêiseres, chamadas de águas juvenis, tem composição isotópica diferente das meteóricas.

6 Propriedades da Água Peso específico: 800x maior que do ar; Densidade a 4ºC é máxima, gelo flutua; Calor específico: alto: precisa de grande quantidade de energia para mudar a temperatura; Tensão superficial: película na interfase ar/água, devido as pontes de H entre as moléculas de H2O.

7 Poluição das Águas Resíduos gerados que podem poluir: Agricultura: práticas agrícolas, usos de insumos Água - mistura complexa Municipal: residências, hospitais, consultórios, etc. Industriais: resíduos líquidos e sólidos

8 Propriedades da Água Solvente: devido a propriedade das várias taxas de solubilidade dos compostos e dos diferentes componentes da água. A solubilidade varia com a temperatura, pH, quantidade de sais, etc. A água é conhecida como solvente universal. É a maior fração que compõe os seres vivos. Nos organismos é usada como veículo de transporte de substâncias, para refrigeração, eliminação de substâncias indesejáveis, etc.. É necessária para produção dos alimentos.

9 Propriedades das águas naturais
Substâncias dissolvidas ou em suspensão Podem ser substâncias essenciais tanto para a saúde humana ou outros organismos como para a vida aquática. A composição da água vai depender de fatores ambientais como composição das rochas, clima, presença de plantas e animais e da presença humana. A qualidade das águas se avalia por análises químicas e físicas.

10 Classificação das Águas
Pela quantidades de sais dissolvidos as águas podem ser classificadas como: Água doce Água salobra Água do mar Classificação das Águas Água Doce Teor de sólidos totais dissolvidos (STD) inferior a mg/L Água Salobra STD entre a mg/L Água Salgada STD maior mg/L

11 Características das águas
A caracterização das águas para avaliar: quanto ao seu uso; os riscos à vida aquática, ou para estabelecer a forma de tratamento e/ou eficiência de tratamentos. São utilizados as características físicas e químicas das águas.

12 Usos da água Água Potável Dessedentação, banho, preparo de alimentos, divertimento, limpeza de moradias, hospitais, máquinas, etc.. Água Não Potável: Irrigação, descarga em bacias sanitárias, refrigeração de ar condicionado, limpeza de pisos, transporte, etc.

13 Características Físicas e Químicas das Águas
sólidos totais, sólidos voláteis e fixos, sólidos dissolvidos, sólidos em suspensão, sólidos sedimentáveis, turbidez, cor, odor e sabor, temperatura, pH e radioatividade alfa e beta. Características químicas: Oxigênio dissolvido, composição em alguns elementos químicos (cobre, ferro, manganês,cromo), ou substâncias (cloretos, fosfatos, fluoretos, nitratos, fenóis, cianetos, agentes espumantes, óleos e graxas, pesticidas, hidrocarbonetos, halometanos, etc..

14 Características Biológicas
Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO); Plâncton: fitoplâncton e zooplâncton; Clorofila; Coliformes: totais, termotolerantes (lactose 44ºC) e - Escherichia coli – idéia do teor de contaminação exclusivamente fecal.

15 Indicadores da Qualidade da Água Potável
Cor: ferro, manganês, MO (esgotos); Turbidez: material em suspensão; Temperatura: propriedades da água como: solubilidade de gases e outros compostos. Organismos aquáticos Sabor e odor: gases, ácidos húmicos e fúlvicos, etc pH: entre 6 e 9 Alcalinidade: sais alcalinos geralmente de cálcio ou sódio. Dureza: presença de sais alcalinos terrosos cálcio e magnésio Cloretos: sabor salgado e efeitos laxativos.

16 Ferro e Manganês: coloração, sabor metálico na água
Nitrogênio: na forma molecular, amônia, nitrito, nitrato – leva formação de nitrosaminas. Fósforo: ortofosfato, polifosfatos e fósforo orgânico. Fluoretos: esgoto domestico, clínicas dentárias, fertilizantes, industrias cerâmicas OD: depende da altitude e temperatura e quantidade de matéria orgânica. Matéria Orgânica: alimento para bactérias. Medida pela DBO e DQO Metais Coliformes: menos de 1000 por litro. Algas: aumentam OD, pode dar sabor desagradável.

17 Oxigênio Dissolvido: Varia com a temperatura e condições do ambiente
Oxigênio Dissolvido: Varia com a temperatura e condições do ambiente. O oxigênio é fornecido pelo ar atmosférico à superfície líquida (lentamente) e por atividade fotossintética. Pode-se aumentar a aeração por: turbulência: como cachoeiras, quedas d’águas, obstáculos, ou por processos como borbulhamento com ar comprimido, rotação com escovas, rotores, etc..

18 Partículas Sólidas: partículas em suspensão oriundas de erosão de solos, efluentes industriais, esgoto urbano, atividades de mineração, etc.. Causam turbidez ou cor inibindo a fotossíntese através do impedimento da entrada da luz, deposição de partículas na superfície das folhas e caules das plantas aquáticas. Os organismos de fundo podem ser enterrados devido a deposição de partículas ou sofrerem adsorção na superfície.

19 Importância da presença das partículas sólidas
Os compostos que se adsorvem à partículas são os mais pesados e são os que apresentam maior problema de toxicidade. Partículas sólidas menores adsorvem mais e têm um tempo maior de residência em lagoas ou reservatórios. Assoreamento: alargamento do corpo hídrico, perda de recarga pelo lençol freático. Transporte dos elementos pela correntezas.

20 Temperatura: O efeito indireto da elevação da temperatura da água é a perda de oxigênio. A solubilidade dos gases na água é inversamente proporcional a sua temperatura. Ex. Ao nível do mar a 10ºC a água pode conter 11,3 mg/l de oxigênio, a 37°C desce p/ 7 mg/l. Certos tipos de industrias como: metalúrgicas, lacticínio, usinas, termoelétricas utilizam água corrente para refrigeração de máquinas térmicas. e forma grande quantidade de líquido quente.

21 A temperatura: é um dos fatores que determina a distribuição das espécies no planeta; é importante para os animais psilotermos; Influe no retardamento ou aceleração da atividade biológica; é essencial para o funcionamento das proteínas (enzimas); Absorção do oxigênio, precipitação das partículas, solubilidade, presença de gases, viscosidade, tensão superficial, etc.. Importante no tratamento das águas.

22 pH: O potencial hidrogeniônico da água é neutro ou levemente alcalino ou ácido.
As substâncias dissolvidas é que vão dar a propriedade, dependendo da concentração relativa de íons de hidrogênio ou oxidrilas. O rio geralmente tem pH neutro porque absorve o CO2 da atmosfera (é mais solúvel que o O2) ou é proveniente da respiração dos organismos aquáticos, formando ácido carbônico na combinação com carbonatos (principalmente de Ca) oriundos das rochas.

23 Limpeza de máquinas com soda caustica em industrias são causas de elevação do pH da água. Bem como efluentes de indústrias têxteis, tinturarias, altas concentrações de amônia, etc.. Efluentes com amoníaco ou potassa também possuem concentrações alta de oxidrilas; A solubilidade de vários elementos químicos é dependente do pH, havendo dessorção ou sorção de metais, por exemplo, do material particulado sólido.

24 Acidificação por chuvas ácidas
As chuvas ácidas são precipitações na forma de água, neblina e/ou neve contendo ácido nítrico e/ou sulfúrico; Se formam a partir da queima de combustíveis fósseis, como petróleo e carvão, utilizados para a produção de energia nas refinarias, usinas termoelétricas e também pelos veículos; As conseqüências da chuva ácida para a população humana, podem ser econômicas, sociais ou ambientais. Mortandade de peixes, plantações, florestas e saúde.

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26 Valor Osmótico: Os seres vivos são conhecidos por possuírem o fenômeno de osmose, o qual é seletivo, devido as propriedades de semi-permeabilidade das membranas. Se a concentração interna de íons for maior que a concentração externa a célula pode absorver líquidos e inchar. Se a concentração interna for menor que a externa pode perder líquidos para o meio e murchar. As plantas, animais e microrganismos aquáticos sofrem a força da pressão osmótica. O aumento da salinidade de um rio provocada por despejos de esgoto, ou a diluição por desvios e canais, alteram o ambiente de rios e oceanos.

27 Tensão Superficial: As moléculas de um líquido tem força de coesão superior a dos gases e inferior que dos sólidos. A força de coesão é dada pela força de atração entre as moléculas vizinhas. Na superfície esta atração é unilateral, pois é maior na parte inferior líquida do que na parte superior em contato com a atmosfera. Fazendo com que as moléculas da superfície fiquem mais coesas entre si originando o fenômeno de tensão superficial.

28 Diferentes tensão superficial dos elementos e
líquidos

29 Forças de Coesão No interior do líquido as forças estão equilibradas. Na superfície a força do ar é menor.

30 Tensão Superficial Bolha de Ar

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33 POLUIÇÃO POR PRODUTOS QUÍMICOS
Poluição Pontual e Poluição Dispersa Pontual: esgotos Dispersa: agricultura, chuvas ácidas, precipitação PRODUTOS QUÍMICOS DO ESGOTO A – Doméstico: principalmente orgânico B – Industrial: principalmente mineral

34 Poluição Pontual Esgoto

35 Poluição Dispersa Fonte: Slide Jonsson, CNPMA/Embrapa

36 Fonte: Slide Cláudio Jonson, CNPMA/Embrapa

37 Padrões de Qualidade da Água
Teores máximos de impurezas permitidos de acordo com o uso Resolução CONAMA 357/2005 classifica as águas segundo seus usos. As águas doces salobras e salinas são classificadas em nove classes. ÁGUAS DOCES 1 - Classe Especial - águas destinadas: a) ao abastecimento doméstico sem prévia ou com simples desinfecção. b) à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas.

38 ll - Classe 1 - águas destinadas:
a) ao abastecimento doméstico após tratamento simplificado; b) à proteção das comunidades aquáticas; c) à recreação de contato primário (natação, esqui aquático e mergulho); d) à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao Solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película. e) à criação natural e/ou intensiva (aquicultura) de espécies destinadas á alimentaçãohumana

39 lll - Classe 2 - águas destinadas:
a) ao abastecimento doméstico, após tratamento convencional; b) à proteção das comunidades aquáticas; c) à recreação de contato primário (esqui aquático, natação e mergulho); d) à irrigação de hortaliças e plantas frutíferas; e) à criação natural e/ou intensiva (aquicultura) de espécies destinadas à alimentação humana.

40 lV - Classe 3 - águas destinadas:
a) ao abastecimento doméstico, após tratamento convencional; b) à irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras; c) à dessedentação de animais. V - Classe 4 - águas destinadas: a) à navegação; b) à harmonia paisagística; c) aos usos menos exigentes.

41 ÁGUAS SALINAS VI - Classe 5 - águas destinadas: a) à recreação de contato primário; b) à proteção das comunidades aquáticas; c) à criação natural e/ou intensiva (aquicultura) de espécies destinadas à alimentação humana. VII - Classe 6 - águas destinadas: a) à navegação comercial; b) à harmonia paisagística; c) à recreação de contato secundário.

42 Poluição Acidificação Microrganismos Assoreamento Hidrocarbonetos aromáticos Detergentes

43 Principais microrganismos causadores doenças de veiculação hídrica
CETESB,2006 Agente Doença Concentração g/fezes Dose Infectante Nº organismo Tipo Salmonella typhy Febre tifóide 106 Bactéria Shigella sp. Disenteria bacilar 10-100 Vibrio cholerae Cólera 108 Enterovirus Gastrenterite <100 Vírus Vírus da HepatiteA Giárdia lambia Giardiose 105 <10 Protozoário Chriptosporidium spp. Criptosporiose Entamoeba histoyítica Amebíase Ascaris lumbricoides Ascaridíase 10-104 Helminto Ancylostoma duodenale Ancilostomose Taenia sp. Teníase

44 Esgoto Doméstico Detergentes Sabões Amaciantes Produtos de limpeza
Soda ou Ácidos Amônia Remédios Interferentes endócrinos = hormônios Alta DBO = Matéria orgânica

45 Poluição por Esgotos Partículas Sólidas; Turbidez e Cor;
Poluição Térmica; Afeta a quantidade de OD; Potencial Hidrogeniônico (pH); Valor Osmótico - Pressão Osmótica; Tensão Superficial; Radioatividade; Elementos químicos.

46 Amônia :origem - produtos de limpeza, fertilizantes usados na agricultura, dejetos humanos e animais e descargas indústrias. A amônia (NH3) é um gás incolor, solúvel em água principalmente com pH ácido.Ocorre naturalmente, cuja origem é a degradação de compostos orgânicos nitrogenados, matéria inorgânica do solo e água, excreção de organismos (animais, aves, peixes) e redução do gás nitrogênio. Tem cheiro típico, é tóxica para os organismos.

47 Amônia pode combinar-se com íons metálicos podendo ser adsorvida nas partículas coloidais do material particulado em suspensão e sedimentado, podendo ser liberada por alteração no movimento da água. Valores acima de 0,2mg/L são tóxicos para peixes e organismos aquáticos. As plantas podem utilizar como fonte de N. Nos peixes impede o transporte de O2.

48 Poluição por Esgoto Estima-se que 90% da população tem água tratada, 55% coleta de esgoto e 20% de esgoto tratado. Em 2001 foi criado um programa de financiamento pelo governo federal para tratamento dos esgotos nos municípios: Programa de Despoluição das Bacias hidrográficas- 50% dos custos das ETEs são transferidas para o município após a ETE estar funcionando. Esgoto na água: Partículas sólidas, cor, turbidez, poluição osmótica, poluição hidrogeniônico, poluição térmica, amônia, detergentes, remédios, agentes patogênicos (bactérias, vírus, protozoários, helmintos, etc.

49 Adição de matéria orgânica
Aumento da DBO – maior quantidade de alimento, maior respiração e demanda de O2 Diminuição do Oxigênio Disponível : Anaerobiose; O valor de saturação de O2 depende da altitude, temperatura -Auto depuração; medidas de OD em 5 pontos Bactérias anaeróbias produzem: metano, álcoois , sulfetos -

50 Problemas evidenciados nas bacias da região:
Despejo de poluentes orgânicos e metais pesados pelo lançamento de esgotos domésticos e industriais; Aporte de material sólido por atividades extrativistas e agrícolas causando assoreamento; Contaminação com pesticidas e elementos químicos, pelo transporte de carga erodida.

51 Rio Corumbataí-Corumbataí – Extração de Areia

52 Poluição por Matéria Orgânica, partículas, lixo

53 O que causa limpeza das águas
O que pode ocasionar a poluição da águas Eutrofização; Perda da biodiversidade; Assoriamento; Doenças transmitidas pela água; 80%das doenças e 65% das internações O que causa limpeza das águas Epavotranspiração; Filtração pelo solo; Corredeiras, aeração; Precipitação - nos lagos e reservatórios.

54 Referencias Sugio, K. Água. Ribeirão Preto: Holos, p. Manahan, S.E. Fundamentals of Environmental Chemistry, 3ºed.2009, Taylor&Francis, USA. 1233p.