POLUIÇÃO

TÓPICOS ABORDADOS 1. POLUIÇÃO DO MEIO AQUÁTICO 2. POLUIÇÃO DO MEIO ATMOSFÉRICO 3. POLUIÇÃO DO MEIO TERRESTRE

RECURSOS HÍDRICOS E POLUIÇÃO DAS ÁGUAS USOS MÚLTIPLOS DOS RECURSOS HÍDRICOS Abastecimento humano Abastecimento industrial Irrigação Recreação (contato primário ou secundário) Estético Pastoril (dessedentação de animais) Preservação da flora e fauna Transporte Geração de energia elétrica Diluição e afastamento de despejos

RECURSOS HÍDRICOS E POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Poluição   Resultado do uso de recursos naturais pela população.       Discussão: Construção do conceito de poluição.   Fontes poluidoras  Pontuais Difusas Efeito da poluição  localizado, regional e global.  

Interação entre os Ciclos e Poluição

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS USOS MÚLTIPLOS DOS RECURSOS HÍDRICOS

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS USOS MÚLTIPLOS DOS RECURSOS HÍDRICOS

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS QUALIDADE DA ÁGUA Conceito de Pureza da Água Água pura  Conceito Químico Conceito Sanitário De modo geral a água contém impurezas, as quais podem estar presentes em maior ou menor quantidade, dependendo da sua procedência e dos usos que se faz da mesma. Evolução do Conceito de Qualidade da Água Quantitativo   Epidemiológico Água como meio ecológico Chuva ácida, relação água/solo (fertilizantes, agroquímicos)

Questão: Como caracterizar qualitativamente á água? POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA Questão: Como caracterizar qualitativamente á água?

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA Características: Físicas Químicas Biológicas

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA Características Físicas Cor (substâncias em solução) Turbidez (materiais em suspensão) Sabor e odor (compostos químicos, matéria orgânica em decomposição, algas) Temperatura

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA Características Químicas Matéria orgânica Nutrientes (Ex. Nitrogênio, Fósforo, Enxofre) Micronutrientes, metais e metais traços Compostos orgânicos sintéticos Conteúdo radioativo Solventes Oxigênio dissolvido (14,6 mg/l a 0C; 7,6 mg/l a 30C) Gases dissolvidos Como avaliar?

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Avaliação do Conteúdo Orgânico em Águas Principais parâmetros: DBO - Demanda Bioquímica de Oxigênio Avalia a quantidade de oxigênio dissolvido (OD) em mg O2 / l que será consumida pelos organismos aeróbios ao degradarem a matéria orgânica.   DQO - Demanda Química de Oxigênio Mede o consumo de oxigênio ocorrido durante a oxidação química da matéria orgânica. COT - Carbono Orgânico Total Carbono orgânico medido diretamente.

Outros Parâmetros Importantes POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Outros Parâmetros Importantes Óleos e Graxas Determina a quantidade de matéria graxa (em geral, lipídios) presente na AR Série de Sólidos

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS ST (Sólidos Totais) – Massa seca determinada por método gravimétrico SF (Sólidos Fixos) – Massa residual de ST após calcinação SV (Sólidos Voláteis) – Diferença (ST – SF) – Perda por calcinação SV é um dos indicadores da fração de MO em ST.

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Sólidos Dissolvidos (SD) e Sólidos em Suspensão (SS) A amostra é filtrada. Determina-se os sólidos totais, fixos e voláteis para a amostra do líquido filtrado e do material retido na membrana de filtração. Pode-se obter todas as frações de sólidos em cada uma das amostras. SST – Sólidos totais em suspensão SSV – Sólidos voláteis em suspensão SSF – Sólidos fixos em suspensão SDT – Sólidos dissolvidos totais SDV – Sólidos dissolvidos voláteis SDF - Sólidos dissolvidos fixos

Relações importantes entre os parâmetros de caracterização POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Relações importantes entre os parâmetros de caracterização Para a Aplicação de Processos Biológicos de Tratamento: Aspecto Nutricional: DBO:N:P Biodegradabilidade: DBO/DQO (Muitos compostos orgânicos são resistentes à biodegradação e aparecem com DQO, mas não como DBO) Para Escolha do Processo de Tratamento (além das anteriores) SV/ST; SSV/SST ou SSF/SS SDF/STF ou SDV/SDT

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA Características Biológicas Indicadores de contaminação fecal.   Detecção de agentes patógenos  extremamente difícil em razão das baixas concentrações. Viabilização  Organismos indicadores de contaminação fecal (COLIFORMES).

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA Para cada uso da água são exigidos limites máximos de impurezas que a mesma pode conter  estabelecidos por organismos oficiais (padrões de qualidade).   Padrões de potabilidade  condições que a água deve satisfazer para ser utilizada pelo homem após passar por sistema de tratamento.

QUESTÃO: COMO ESTABELECER OS PADRÕES DE QUELIDADE DA ÁGUA? POLUIÇÃO DAS ÁGUAS PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA QUESTÃO: COMO ESTABELECER OS PADRÕES DE QUELIDADE DA ÁGUA?

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA Resolução CONAMA nº 357 de 17/03/2005:   Águas doces  Salinidade  0,5 g/l Águas salobras  0,5 < Salinidade < 30 g/l Águas salinas  Salinidade  30 g/l São classificadas, segundo seus usos preponderantes, em nove classes, as águas doces, salobras e salinas do Território Nacional. A cada classe corresponde uma determinada qualidade a ser mantida no corpo d’água.

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA Classificação das águas doces:   Classe Especial Abastecimento sem tratamento ou com simples desinfecção Preservação das comunidades aquáticas Classe 1 Abastecimento após tratamento simplificado Proteção das comunidades aquáticas Recreação de contato primário Irrigação de hortaliças (consumidas cruas) Aquicultura Classe 2 Abastecimento após tratamento convencional Irrigação de hortaliças e plantas frutíferas

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA Classificação das águas doces:   Classe 3 Abastecimento após tratamento convencional Irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas, forrageiras dessedentação de animais Classe 4 Navegação Harmonia paisagística Usos menos exigentes

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA Padrões de Lançamento de Efluentes nos Corpos D’água   Estabelecidos também pela Resolução CONAMA nº357 de 17/03/2005.

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA Padrões de potabilidade   Definidos na Portaria nº 518 de 25/03/2004 do Ministério da Saúde. Toda água destinada ao consumo humano deve obedecer ao padrão de potabilidade. Na Portaria  Estabelecidos limites máximos permitidos para dezenas de parâmetros que precisam ser respeitados em toda água para consumo humano.

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS POLUIÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS QUESTÃO: O QUE SE ENTENDE POR POLUIÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS? Coulson e Forbes   “Adição de qualquer coisa à água que altere suas qualidades naturais de tal modo que o vizinho a jusante não receba, em condições naturais, as águas que lhe são transmitidas”. Klein   “Qualquer ato que cause ou induza características indesejáveis em qualquer curso d’água e afete, de maneira nociva, qualquer uso ou usos que normalmente se possa fazer do líquido”.

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS POLUIÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS Conceito de poluição (Lei no 6938 de 31 de agosto de 1981):   “Degradação da qualidade ambiental resultante de atividades que direta ou indiretamente: (a) prejudiquem a saúde, a segurança e o bem estar da população (b) criem condições adversas às atividades sociais e econômicas (c) afetem desfavoravelmente a biota (d) afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente (e) lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos. CONTAMINAÇÃO  Caso particular da poluição

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS FONTES DE POLUIÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS QUESTÃO: QUAIS AS PRINCIPAIS FONTES DE POLUIÇÃO DOS RH? Origem natural (decomposição de vegetais, erosão das margens, salinização) Esgotos domésticos   Águas residuárias industriais Águas de escoamento superficial Origem agropastoril (excrementos de animais, pesticidas, fertilizantes) Águas de drenagem de minas Resíduos sólidos

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Poluição física   Cor e Turbidez Dificuldade de penetração da luz solar essencial às reações de fotossíntese. Soterramento de pequenos animais, plantas ou ovos de peixes, destruindo-os por asfixia. Obstrução de órgãos respiratórios dos peixes e outros animais aquáticos. Sedimentação de sólidos  assoreamento Sedimentação de sólidos orgânicos  mau odor e consumo de oxigênio.

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Poluição física   Temperatura (Poluição Térmica) Principais efeitos da elevação da temperatura em cursos d’água: Redução na concentração de oxigênio dissolvido Aumento da ação tóxica de muitos compostos Coagulação de proteínas Proliferação de parasitas Sensibilidade dos peixes às variações bruscas na temperatura ( 6C) Diminuição da viscosidade da água.

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Poluição físico-química   Alterações no pH da água pH entre 5 e 9 / Ideal 6 a 8,5 O decréscimo do PH pode causar: Destruição da vida aquática (pH < 4) Corrosão de canalizações e barcos ( pH < 6) Danos às plantas por dissolução de Fe, Al e Mg

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Poluição físico-química   Alterações na tensão superficial da água Introdução de substâncias tensoativas Causa afundamento de organismos aquáticos além de afetar locomoção. Radioatividade Transmissão ao homem  principalmente de forma indireta Radioisótopos podem ser concentrados em certos tipos de organismos mais resistentes (peixes).

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Poluição química   Poluição orgânica Efeito direto  Toxicidade Álcoois e ácidos Detergentes sintéticos Antibióticos Produtos de destilação de petróleo Inseticidas e herbicidas orgânicos Cianetos  resíduos de fecularia de mandioca possuem ácido cianídrico livre.

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Poluição química   Poluição orgânica Efeito indireto  Redução do OD pela atividade de microrganismos aeróbios que utilizam matéria orgânica como fonte de alimentos. Ex.: C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + energia

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Processo de autodepuração dos corpos d’água CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS POR MATÈRIA ORGÂNICA Processo de autodepuração dos corpos d’água   Processo pode ser dividido em duas etapas: Etapa 1 - Decomposição Etapa 2 - Re-aeração (recuperação da concentração de OD)

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Modelação Matemática da Autodepuração   Balanço do oxigênio dissolvido Balanço de OD no corpo d’água  Ponto de partida para o modelo

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Consumo de oxigênio no corpo d’água   Oxidação da matéria orgânica (respiração) Mat. Orgânica + O2 + micr.  CO2 + H2O + micr. + energia Demanda bentônica (lodo de fundo) Degradação anaeróbia (sem consumo de OD) e aeróbia. Nitrificação (Oxidação do N-amoniacal) - Demanda nitrogenada

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Aporte de oxigênio ao corpo d’água   Reaeração superficial: a fonte de oxigênio é a atmosféra Fenômeno físico - difusão molecular e turbulenta. Fotossíntese: os organismos fotossintetizantes libram oxigênio no meio líquido CO2 + H2O + energia luminosa  matéria orgânica + O2

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Modelo matemático simplificado para a autodepuração   Modelo de Streeter e Phelps (1925) Simplificações: 1. São considerados apenas duas componentes no balanço de OD  oxidação da matéria orgânica (respiração) e reaeração atmosférica. 2. Hidrodinâmica do corpo d’água  escoamento tipo pistão 3. Consumo e aporte de OD  Cinética de primeira ordem

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Modelo matemático simplificado para a autodepuração   Modelo de Streeter e Phelps (1925) k1  Coeficiente de desoxigenação k2  Coeficiente de reaeração Lo  Concentração de mat. orgânica ou DBO remanescente em t=0. Do  Déficit de oxigênio dissolvido na água em t = 0 CS  Concentração de OD na saturação t  tempo

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Poluição química Poluição mineral e eutrofização   Metais  - formação de compostos complexos com o protoplasma - coagulação de proteínas intracelulares. Metais pesados  efeito cumulativo em organismos. Eutrofização  enriquecimento natural das águas com nutrientes (N e P). Aceleração da eutrofização pela atividade humana (eutrofização cultural).

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Poluição química Poluição mineral e eutrofização Efeitos da eutrofização: Aumento da atividade de piscicultura Proliferação excessiva de algas e plantas aquáticas interfere no uso recreativo causa odores e sabores provoca consumo de OD dificulta penetração da luz  Fontes: natural (20%) e antropogênica (80%).

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Doenças transmitidas pela água ao homem por microrganismos patogênicos de origem fecal:   - Veiculadas por ingestão: - febre tifóide e paratifóide - cólera - disenteria bacilar - disenteria amebiana - hepatite infecciosa - poliomielite - Veiculadas por contato: - esquistossomose - infecções das vias respiratórias e olhos - doenças de pele

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS INDICADORES BIOLÓGICOS DE POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Presença de microrganismos patogênicos  indicam lançamento de esgotos de origem doméstica. Algas  eutrofização   Vegetação superior  eutrofização Larvas de insetos  águas poluídas estagnadas (malária e febre amarela).

Avaliação do Conteúdo Orgânico em Águas Principais parâmetros: DBO - Demanda Bioquímica de Oxigênio Avalia a quantidade de oxigênio dissolvido (OD) em mg O2 / l que será consumida pelos organismos aeróbios ao degradarem a matéria orgânica.   DQO - Demanda Química de Oxigênio Mede o consumo de oxigênio ocorrido durante a oxidação química da matéria orgânica. COT - Carbono Orgânico Total Carbono orgânico medido diretamente.