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

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

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

Poluição = Dose e Local Local certo Local errado

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

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.

Propriedades da água Na natureza a água pode ser encontrada em todas as fases de agregação: sólida, líquida e gasosa. Substância CH4 NH3 H2O HF H2S Ponto de fusão/°C Ponto de ebulição/°C -182 -78 -83 -86 -164 -33 100 +19 -61 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.

Situação hipotética caso a agua tivesse um comportamento “normal” Propriedades da água A densidade da água na fase líquida é maior que na fase sólida. gelo Situação hipotética caso a agua tivesse um comportamento “normal” A mistura de águas e recirculação de nutrientes só ocorre porque a água tem densidade máxima em 4 °C, ou seja, na fase líquida. 4 °C 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

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

Quantidade de água disponível A quantidade de água doce disponível para consumo é extremamente escassa Distribuição da água no planeta A cada 1000 L 97,5% nos oceanos 1,8% em geleiras 975 L 18 L 0,6% nas camadas subterrâneas 6 L 0,015% nos lagos e rios 0,005% de umidade no solo 150 mL 50 mL 0,0009% em forma de vapor na atmosfera 9 mL 0,00004% na matéria viva 0,4 mL

Quantidade de água disponível 1000 L de água 6,15L (para consumo humano) 69 % = 4,24 L 23 % = 1,42 L 8 % = 0,49 L

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 país 9,6% na região amazônica O Brasil possui 12 % da água doce disponível no mundo Atende 95% da população Atende 5% da população Acesso a água tratada  melhoria sensível, ou seja 96%. Aquifero Guarani – Agua Subterrânea Quantidade suficiente para abastecimento total por 100-150 anos

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

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.

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. termômetro saída de água de resfriamento entrada de água de resfriamento entrada de gás balão de destilação bico de Bunsen condensador erlenmeyer Custo nos Estados Unidos 4.000 L de água doce a partir da água do mar 4.000 L de água doce a partir de mananciais } @ 1 dólar @ 0,30 dólar

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

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: Pontual Descarga de efluentes a partir de indústrias e de estações de tratamento de esgoto São bem localizadas, fáceis de identificar e de monitorar ou Difusa Escoamento superficial urbano, escoamento superficial de áreas agrícolas e deposição atmosférica Espalham-se por toda a cidade, são difíceis de identificar e tratar

Parâmetros de Qualidade de Águas

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

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

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

CONAMA 20/86 Captação e Águas CONAMA 274/2000 Recreacionais Qualidade de Águas Legislação Ambiental CONAMA 20/86 Captação e Águas CONAMA 274/2000 Recreacionais MS - 36/90 Distribuição 1469/2000 (potabilidade) 0MS - 1986 Recomendações

Constituição Brasileira Capítulo sobre Meio Ambiente Política Nacional do Meio Ambiente Ministério do Meio Ambiente Política Nacional dos Recursos Hídricos IBAMA CONAMA Conselhos Órgãos Municipais e Estaduais Outorgas Uso das águas Comitês de Bacias Agências Hidrográficas

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 5 - 25 uH cor verdadeira superior a 25 ---> cuidados operacionais

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

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

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

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

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Acidez: capacidade de resistir às mudanças de pH causadas pela presença de bases. ( H2CO3 livre entre 4,5 e 8,2) Origem: natural: sólidos e gases (CO2 e H2S) antropogênica: esgotos domésticos ou industriais . Importância: Sem significado sanitário. ---> corrosividade Utilização: Caracterização de águas Unidades: mg/l de CaCO3 Resultados: pH > 8,2 : CO2 livre ausente pH > 4,5 e 8,2 acidez carbonica pH < 4,5 acidez por acidos minerais fortes (industriais)

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Alcalinidade: capacidade de neutralização de ácidos ou resisitividade à viação do pH ( HCO3-, CO32-, OH-). Origem: natural: rochas, atmosfera, mat organica, fotossíntese antropogênica: esgotos domésticos ou industriais . Importância: Sem significado sanitário. ---> gosto amargo. ETA Utilização: Aguas brutas, abastecimento ETA Unidades: mg/l de CaCO3 Resultados: pH> 9,4 ---> hidróxidos e carbonato pH 8,3 9,4 ---> carbonatos e bicarbonatos pH 4,4, a 8,3 ---> apenas bicarbonato

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Dureza: concentração de cátions multimétalicos em solução. Geralmente Ca ++ e Mg ++ Origem: natural: Ca e Mg de rochas dureza alcalina : presença de carbonatos antropogênica: esgotos domésticos ou industriais . Importância: Sem significado sanitário. Propriedades estéticas Formação de incrustações - Redução de espumas Utilização: Aguas de abastecimento (inclusive industriais) Unidades: mg/l de CaCO3 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

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

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Oxigenio Dissolvido (OD): importante para manutenção da microbiota e processos oxidativos Origem: natural: Ar, Fotossintese Antropogênica: Aeração artificial Importância:Manutenação da Microbiota aquática Utilização: Controle Operancional Oxidação Fe Mn Unidades: mg/l 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 d’água

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Matéria Orgânica (MO): principal agente poluidor de fontes orgânicas (Esgotos e Lançamentos) Origem: natural: Biomassa vegetal e animal Antropogênica: Esgotos Importância:Consumo de OD ---> vida aquática aeróbia DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) Utilização: Caracterização de corpos d’água captação e abastecimento Principal indicador de contato de esgotos Unidades: mg/l Resultados: DBO (5) 300 - esgotos DBO captação 3 - 10 Distribuição: 0

DBO = Demanda Bioquímica de Oxigênio (Fração Orgânica Biodegradável) (CHO) + O2 CO2 + H20 OD=7mg/l Dia 0 DBO 520 = 7 - 3 = 4,0 mg/l OD= Oxigênio Dissolvido OD= 3 mg/l Dia 5 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

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

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

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)

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)

Poluição por fertilizantes agrícolas Usados sem critério Excesso é levado pela chuva Lençóis subterrâneos, lagos e rios Reprodução acelerada Fitoplâncton Algas macroscópicas Ao morrerem são decompostos por microrganismos aeróbios Cobrem a superfície isolando a água do oxigênio do ar Eutrofização Íons NO3(aq) (0,3 mg/L), NO2(aq), HPO4(aq) (0,02 mg/L) e H2PO4(aq) 1- 2-

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

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

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Resumo da Resolução CONAMA 20/86 Classes Parâmetro Unid Esp 1 2 3 4 LA Cor uH 30 75 75 - - Turbidez uT 40 100 100 >100 - DBO(5) mg/l 3 5 10 >20 * DQO mg/l - - - - * OD mg/l 6 5 4 2 - SS mg/l - - - - * Inorgânicos Legislação Orgânicos coliformes totais b/100ml 1000 5000 20000 - coliformes fecais b/100ml 200 1000 4000 -

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Resumo da Resolução CONAMA 20/86 Classificação das águas doces em função dos usos principais Classes Uso Esp 1 2 3 4 Doméstico Preservação Ambiental Recreação / Cont. Prim. Proteção Irrigação Aquicultura Dessendentação Animais Navegação Paisagismo

a) Coliformes termotolerantes b) Escherichia coli (E.coli) Qualidade de Águas: Legislação Ambiental A legislação Brasileira determina o acompanhamento das águas doces, salobras ou salinas destinadas a balneabilidade por meio da Resolução CONAMA n0 274 de 29 de novembro 2000, que em seus artigos 10 ao 150 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

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

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