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Aula 4 Água e fatores de Impacto Ambiental Curso de Especialização em Gestão Ambiental -2005 Prof. Servio Tulio Cassini.

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1 Aula 4 Água e fatores de Impacto Ambiental Curso de Especialização em Gestão Ambiental Prof. Servio Tulio Cassini

2 Controle da poluição Qualidade da água disponível Quantidade de água disponível A importância de água para a manutenção da vida Conceito de poluição Água Impacto Ambiental

3 Poluente: Substância no lugar errado Troposfera: do nível do mar até 15 km de altitude. O ozônio é poluente. Os CFCs não são poluentes. Estratosfera: entre 15 km e 50 km de altitude. O ozônio não é poluente. Os CFCs são poluentes. TERRA

4 Poluição = Dose e Local Local certo Local errado

5 Controle da poluição Qualidade da água disponível Quantidade de água disponível A importância de água para a manutenção da vida Conceito de poluição Água Impacto Ambiental

6 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 50 dias sem comer, mas apenas 4 dias sem beber água.

7 Propriedades da água Na natureza a água pode ser encontrada em todas as fases de agregação: sólida, líquida e gasosa. SubstânciaCH 4 NH 3 H2OH2OHFH2SH2S Ponto de fusão/°C Ponto de ebulição/°C Sua capacidade de conduzir calor (condutividade térmica) e de estocar calor (capacidade calorífica) também é única. É necessário 1 caloria para elevar de 1 °C a temperatura de 1 g de água líquida. São necessários 540 calorias para evaporar 1 g de água.

8 Propriedades da água gelo 4 °C A mistura de águas e recirculação de nutrientes só ocorre porque a água tem densidade máxima em 4 °C, ou seja, na fase líquida. A densidade da água na fase líquida é maior que na fase sólida. A água é um solvente universal. É o destino final de todo poluente que tenha sido lançado, não apenas diretamente na água, mas também no ar e no solo Situação hipotética caso a agua tivesse um comportamento normal

9 Controle da poluição Qualidade da água disponível Quantidade de água disponível A importância de água para a manutenção da vida Conceito de poluição Água Impacto Ambiental

10 Quantidade de água disponível A quantidade de água doce disponível para consumo é extremamente escassa Distribuição da água no planetaA cada 1000 L 97,5% nos oceanos 1,8% em geleiras 975 L 18 L 0,6% nas camadas subterrâneas6 L 0,015% nos lagos e rios 0,005% de umidade no solo 150 mL 50 mL 0,0009% em forma de vapor na atmosfera9 mL 0,00004% na matéria viva0,4 mL

11 Quantidade de água disponível 1000 L de água 6,15L (para consumo humano) 69 % = 4,24 L 23 % = 1,42 L8 % = 0,49 L

12 Quantidade de água disponível Nos últimos 15 anos a oferta de água limpa disponível/habitante diminuiu 40%. O uso da água na agricultura deverá aumentar nos próximos anos. Em 20 anos deverá ocorrer uma crise relacionada a disponibilidade de água. 2,4% no resto do país9,6% na região amazônica O Brasil possui 12 % da água doce disponível no mundo Atende 95% da populaçãoAtende 5% da população Acesso a água tratada melhoria sensível, ou seja 96%. Aquifero Guarani – Agua Subterrânea Quantidade suficiente para abastecimento total por anos

13 Quantidade de água disponível Estados Unidos: 600 L por habitante dia Sertão: 10 L por habitante dia

14 Quantidade de água disponível Os oceanos contêm a maior parte da água do planeta (975 litros a cada 1.000). Uma molécula de água passa 98 anos a cada 100 em meio ao oceano. A água do mar apresenta 3,3% de sais dissolvidos (principalmente NaCl (aq) ). Uma pessoa pode beber água com até 5g de sal/kg de água. Os oceanos contêm 35 g de sal/kg de água (7 vezes mais). osmose Uma pessoa que bebe apenas água do mar acabará morrendo. A água do mar também não pode ser usada na agricultura ou na indústria. O excesso de sal mataria as plantações (também por osmose); deterioraria maquinários, entupiria válvulas e explodiria caldeiras.

15 Quantidade de água disponível Para que a água dos oceanos possa ser usada é necessário que o sal seja retirado. Todos os métodos de dessalinização consomem grandes quantidades de energia. Só podem ser usados em regiões secas próximas ao litoral. Custo nos Estados Unidos L de água doce a partir da água do mar L de água doce a partir de mananciais } } 1 dólar 0,30 dólar termômetro saída de água de resfriamento entrada de água de resfriamento entrada de gás balão de destilação bico de Bunsen condensador erlenmeyer

16 Controle da poluição Qualidade da água disponível Quantidade de água disponível A importância de água para a manutenção da vida Conceito de poluição Água Impacto Ambiental

17 Qualidade da água disponível A poluição das águas devido as atividades humanas aumentou vertiginosa- mente nos últimos 50 anos. De acordo com a legislação, a poluição da água pode ser: ou Pontual Descarga de efluentes a partir de indústrias e de estações de tratamento de esgoto São bem localizadas, fáceis de 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

18 Parâmetros de Qualidade de Águas

19 Ciclo urbano da água Ambientes Costeiros RIO Captação Tratamento (ETA) DISTRIBUIÇÃO TRATAMENTOS (ETE) Lançamen- tos

20 PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Químicas Físicas Biológicas sólidos GasesInorgânicosOrgânicos Microrganismos Suspensos (SS) coloidais dissolvidos IMPUREZAS Metais Pesados Pesticidas Bactérias vírus protozoários

21 PARÂMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS FÍSICOS: COR, TURBIDEZ, SABOR/ODOR, TEMPERATURA QÚIMICOS: ALCALINIDADE, pH, ACIDEZ, DUREZA, FERRO E MANGANÊS, CLORETOS, NITROGÊNIO, FÓSFORO, OXIGÊNIO DISSOLVIDO, MATÉRIA ORGÂNICA, MICROPOLUENTES ORGÂNICOS E INORGÂNICOS BIOLÓGICOS:COLIFORMES (COLIMETRIA), ALGAS, BACTÉRIAS DECOMPOSITORAS

22 Qualidade de Águas Legislação Ambiental CONAMA 20/86 Captação e Águas CONAMA 274/2000Recreacionais MS - 36/90 Distribuição 1469/2000(potabilidade) 0MS Recomendações

23 Constituição Brasileira Capítulo sobre Meio Ambiente Política Nacional do Meio Ambiente Ministério do Meio Ambiente Política Nacional dos Recursos Hídricos IBAMACONAMAConselhos Órgãos Municipais e Estaduais OutorgasUso das águasComitês de Bacias Agências Hidrográficas

24 PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS COR: Aparência da água devido aos sólidos dissolvidos Origem: natural: Mat Orgânica Fe e Mn antropogênica: Resíduos Industriais Esgotos domésticos Importância: Natural: Não paresenta risco direto à saúde mas interfere nas características estéticas Industrial --> toxcicidade Unidades: uH (unidades Hazen - padrão Pt-Co) Leitura: Cor aparente x Cor verdadeira. Cor aparente geralmente inclui parcela de turbidez. Limites: faixa ótima uH cor verdadeira superior a > cuidados operacionais

25 PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Turbidez: grau de interferência à passagem da luz causada por sólidos em suspensão Origem Origem: natural: partículas de solo ( argila, silte) e microrganismos antropogênica: resíduos domésticos e industriais, microrganismos e erosão. Importância Importância: natural: sem incovenientes sanitários diretos antropogênica ---> toxidez e patogenicidade penetração da luz: fotossíntese Utilização Utilização: tratamento de águas de abastecimento e controle ETA Unidades Unidades: uT ( Unid.Turbidez ou nefelométrica) Limites Limites: <20 tratamento sem coagulação. >50 cogulação química ou pré-filtragem >100 águas turvas

26 PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Temperatura: intensidade de calor Origem Origem: natural: radiação, condução e convecção antropogênica: Torres de resfriamento, despejos. Importância Importância: elevações de temperatura interferem: taxa de reações químicas, solubilidade e transferência de gases Utilização Utilização: Caracterização de águas brutas Unidades Unidades: o C Resultados Resultados: devem ser analisados em conjunto com outros parametros ----> oxigênio dissolvido padrões de lançamento ( normais locais)

27 PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Sabor/Odor: característica estética resultante da interação gosto/odor por sólidos ou gases Origem Origem: natural: Matéria orgânica, algas, H2S antropogênica: resíduos domésticos e industriais, H2S. Importância Importância: natural: sem incovenientes sanitários diretos antropogênica ---> toxidez e patogenicidade Utilização Utilização: tratamento de águas de abastecimento e controle ETA Unidades Unidades: Concentração limite detectável Resultados Resultados: Identificação da fonte odor/sabor Legislaçao: não objetável

28 PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS pH: concentração de íons H+, indicando meio ácido, alcalino ou neutro ( ) por sólidos dissolvidos ou gases. Origem Origem: natural: rochas, atmosfera, mat organica, fotossíntese antropogênica: esgotos domésticos ou industriais. Importância Importância: Tratamento águas, dureza, agressividade Utilização Utilização: Aguas brutas, abastecimento ETA Unidades Unidades: 0 a 14 (Escala Sörensen) Resultados Resultados: pH baixo ---> corrosividade e agressividade pH elevado ---> incrustações em tubulações qualquer valor distante da neutralidade causa problemas bióticos.

29 PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Acidez: capacidade de resistir às mudanças de pH causadas pela presença de bases. ( H 2 CO 3 livre entre 4,5 e 8,2) Origem Origem: natural: sólidos e gases (CO 2 e H 2 S) antropogênica: esgotos domésticos ou industriais. Importância Importância: Sem significado sanitário. ---> corrosividade Utilização Utilização: Caracterização de águas Unidades Unidades: mg/l de CaCO3 Resultados Resultados: pH > 8,2 : CO2 livre ausente pH > 4,5 e 8,2 acidez carbonica pH < 4,5 acidez por acidos minerais fortes (industriais)

30 PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Alcalinidade: capacidade de neutralização de ácidos ou resisitividade à viação do pH ( HCO3 -, CO3 2-, OH-). Origem Origem: natural: rochas, atmosfera, mat organica, fotossíntese antropogênica: esgotos domésticos ou industriais. Importância Importância: Sem significado sanitário. ---> gosto amargo. ETA Utilização Utilização: Aguas brutas, abastecimento ETA Unidades Unidades: mg/l de CaCO3 Resultados Resultados: pH> 9,4 ---> hidróxidos e carbonato pH 8,3 9,4 ---> carbonatos e bicarbonatos pH 4,4, a 8,3 ---> apenas bicarbonato

31 PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Dureza: concentração de cátions multimétalicos em solução. Geralmente Ca ++ e Mg ++ Origem Origem: natural: Ca e Mg de rochas dureza alcalina : presença de carbonatos antropogênica: esgotos domésticos ou industriais. Importância Importância: Sem significado sanitário. Propriedades estéticas Formação de incrustações - Redução de espumas Utilização Utilização: Aguas de abastecimento (inclusive industriais) Unidades Unidades: mg/l de CaCO3 Resultados Resultados: dureza < 50 mg/l CaCO3: água mole dureza 50 e 150 mg/l CaCO3 : dureza moderada dureza 150 e 300 mg/l: água dura dureza > 300 mg/l ca CO3 : dureza elevada

32 PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Ferro e Manganês: presença de formas solúveis Origem Origem: natural: Rochas e solo antropogênica: esgotos domésticos ou industriais. Importância Importância: Sem significado sanitário. Propriedades cor e estéticas Utilização Utilização: Aguas de abastecimento brutas e tratadas Unidades Unidades: mg/l Resultados Resultados: Mn 0,1 (ppm) 1,0 (lançamentos) Fe 0,3 a 5,0 mg/l (ppm)

33 PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Oxigenio Dissolvido (OD): importante para manutenção da microbiota e processos oxidativos Origem Origem: natural: Ar, Fotossintese Antropogênica: Aeração artificial Importância Importância:Manutenação da Microbiota aquática Utilização Utilização: Controle Operancional Oxidação Fe Mn Unidades Unidades: mg/l Resultados Resultados: Teores mínimos 1,0 mg/l - máximo 9,2 mg/l função temperatura 4-5 morte peixes; Anaerobiose 0,0 mg/l Padrão corpos dágua

34 PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Matéria Orgânica (MO): principal agente poluidor de fontes orgânicas (Esgotos e Lançamentos) Origem Origem: natural: Biomassa vegetal e animal Antropogênica: Esgotos Importância Importância:Consumo de OD ---> vida aquática aeróbia DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) Utilização Utilização: Caracterização de corpos dágua captação e abastecimento Principal indicador de contato de esgotos Unidades Unidades: mg/l Resultados Resultados: DBO (5) esgotos DBO captação Distribuição: 0

35 DBO = Demanda Bioquímica de Oxigênio (Fração Orgânica Biodegradável) OD=7mg/l Dia 0 OD= 3 mg/l Dia 5 DBO 5 20 = = 4,0 mg/l DBO 5 20 = = 4,0 mg/l Para esgotos, deve-se fazer a diluição da amostra. Por exemplo, na diluição 1:100 o resultado acima da amostra de esgoto geraria um valor de OD = 400 mg/l OD= Oxigênio Dissolvido (CHO) + O 2 CO 2 + H 2 0

36 PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Nitrogênio (N): Várias formas N - NH - NO3 como sólidos dissolvidos ou em suspensão Origem Origem: natural: Mat. Organica - Clorofila - proteina Antropogênica: esgotos domésticos ou industriais Fertilizantes Importância Importância: Eutrofização de corpos dágua - Doenças - consumo O2 - toxicidade - Utilização Utilização: Aguas de abastecimento brutas e tratadas Unidades Unidades: mg/l Resultados Resultados: Padrão de captação: ( NO3) -10 mg/l (NO2) - 1,0 mg/l

37 PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Fósforo (P): Fosfatos inorgânico (PO4)2- Origem Origem: natural: Rochas, solo Antropogênica: esgotos domésticos ou industriais Fertilizantes Importância Importância: Eutrofização de corpos dágua Utilização Utilização: Aguas de abastecimento brutas e tratadas Caracterização de corpos dágua Unidades Unidades: mg/l Resultados Resultados: Padrão de lançamentos: 1,0 mg/l Eutrofização: P < 0,01 - 0,02 NE 0,05 INT P > 0,05 EUT

38 PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Micropoluentes inorgânicos Componentes tóxicos Exemplos: Metais Pesados: Arsênio, Cádmio, Cromo, Chumbo, Mercúrio e Prata. (Sólidos dissolvidos ou Suspensos) Cianetos Origem:Atividades Industriais e Agricultura Toxicidade: Cumulativa na cadeia alimentar Unidade: µg/l (ppb) ou mg/l (ppm) Padrões: variáveis com legislação estadual (captação, lançamentos)

39 PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Micropoluentes Orgânicos Componentes tóxicos Exemplos: Moléculas resistentes à decomposição. Pesticidas, hidrocarbonetos aromáticos, alifáticos, detergentes etc (Sólidos dissolvidos ou Suspensos) Origem:Atividades Industriais e Agricultura Toxicidade: Cumulativa na cadeia alimentar Unidade: µg/l (ppb) ou mg/l (ppm) Padrões: variáveis com legislação estadual (captação, lançamentos)

40 Poluição por fertilizantes agrícolas Usados sem critérioExcesso é levado pela chuva Lençóis subterrâneos, lagos e rios Reprodução acelerada FitoplânctonAlgas macroscópicas Ao morrerem são decompostos por microrganismos aeróbios Cobrem a superfície isolando a água do oxigênio do ar Eutrofização Íons NO 3(aq) (0,3 mg/L), NO 2(aq), HPO 4(aq) (0,02 mg/L) e H 2 PO 4(aq)

41 Poluição por esgotos doméstico e industrial Matéria orgânica biodegradável Explosão na população de microrganismos Consumo de oxigênio Bactérias, vírus, larvas e parasitas Coliformes fecais doenças Brasil: 30% das praias são impróprias

42 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

43 PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Resumo da Resolução CONAMA 20/86 Classes Parâmetro UnidEsp1234LA CoruH TurbidezuT >100- DBO(5)mg/l3510>20* DQOmg/l----* ODmg/l6542- SSmg/l----* InorgânicosLegislação Orgânicos coliformes totaisb/100ml coliformes fecaisb/100ml

44 PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Resumo da Resolução CONAMA 20/86 Classificação das águas doces em função dos usos principais Classes UsoEsp1234 Doméstico Preservação Ambiental Recreação / Cont. Prim. Proteção Irrigação Aquicultura Dessendentação Animais Navegação Paisagismo

45 Qualidade de Águas: Legislação Ambiental n de 29 de novembro 2000 A legislação Brasileira determina o acompanhamento das águas doces, salobras ou salinas destinadas a balneabilidade por meio da Resolução CONAMA n de 29 de novembro 2000, que em seus artigos 1 0 ao 15 0 define os padrões de qualidade que devem ser observados para essas águas baseando-se, em três indicadores: (Artigo 7o. ) a) Coliformes termotolerantes b) Escherichia coli (E.coli) c) Enterococcus

46 Podemos viver num mundo sem poluição ? São conhecidas mais de 7 milhões de substâncias químicas A cada ano cerca de 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 substâncias A tecnologia convencional de tratamento de água não remove totalmente os COS

47 Conclusões Legislação ambiental - correta? Construir uma sociedade ecologicamente correta Construir uma sociedade ecologicamente correta Eliminar hábitos de desperdícios de nossas reservas naturais Eliminar hábitos de desperdícios de nossas reservas naturais Triste mania de retirar o lixo da nossa casa jogando-o no quintal do vizinho Triste mania de retirar o lixo da nossa casa jogando-o no quintal do vizinho


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