Água Poluição e conscientização

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

Poluição da água conceito qualquer alteração das suas propriedades físicas, químicas ou biológicas, que possa prejudicar a saúde, a segurança e o bem-estar das populações, causar dano à flora e à fauna, ou comprometer o seu uso para fins sociais e econômicos.

Conceitos Água contaminada: quando a poluição resulta em prejuízos à saúde humana Biodegradáveis: produtos químicos que ao final de um tempo são decompostos pela ação de bactérias. Exemplo: detergentes, inseticidas. Persistentes: produtos químicos que se mantém por longo tempo no meio ambiente e nos organismos vivos. Estes poluentes podem causar graves problemas com a contaminação de alimentos, peixes e crustáceos. Exemplo: DDT, mercúrio. 

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 Local certo Local errado

A importância de água para a manutenção da vida 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.

Propriedades da água A densidade da água na fase líquida é maior que na fase sólida. gelo 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 e tempo de renovação

Quantidade de água disponivel

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 Estima-se que 50% da população brasileira não tenha acesso a água tratada.

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

Aspectos físicos e químicos da água COR Definição: Cor de uma amostra de água é o grau de redução de intensidade que a luz sofre ao atravessá-la, devido à presença de sólidos dissolvidos, tais como: Colóides Orgânicos: Poluição Natural (ácido húmico, ácido fúlvico); Efluentes Industriais (Indústrias de Celulose e Papel – lignina e celulose, Indústrias Têxteis – anilinas, Curtumes – tanino) Colóides Inorgânicos: Ferro e Manganês

Disco secchi

COR REAL - ORIGEM Definição: Capacidade de uma amostra em transmitir luz visível em um comprimento de onda sensível ao olho humano

TURBIDEZ DAS ÁGUAS Definição: Turbidez de uma amostra de água é o grau de redução de intensidade que a luz sofre ao atravessá-la, devido à presença de sólidos em suspensão, tais como: areia, silte, argila, detritos orgânicos, bactérias e algas, plâncton em geral, etc. A turbidez das águas naturais superficiais é decorrente do carreamento de solos (processos erosivos em estações chuvosas), esgotos sanitários e efluentes industriais e fontes difusas (áreas urbanas e rurais)

Turbidez das Águas Determinação da Turbidez Nefelometria: Turbidímetros atuais detectam raios dispersos segundo ângulo de 90°. Turbidímetro

TURBIDEZ Padrões de Potabilidade e Qualidade Padrão de Potabilidade 1,0 UNT (Água filtrada) 5,0 UNT (Sistema de distribuição) Padrão de Qualidade Resolução Conama 20 (18/06/1986) Classe 2: Até 100 UNT

OXIGÊNIO DISSOLVIDO Oxigênio Dissolvido Importância Sanitária: Manutenção e proteção da vida aquática Operação de sistemas biológicos aeróbios

OXIGÊNIO DISSOLVIDO PADRÕES DE QUALIDADE Padrão de Qualidade Resolução Conama 20 (18/06/1986) Corpos d’água Classe 2 OD ≥ 5,0 mg O2/L Corpos d’água Classe 4 OD ≥ 2,0 mg O2/L Padrão de Qualidade Decreto Estadual 8.468 (08/09/1976) Corpos d’água Classe 2 OD ≥ 5,0 mg O2/L Corpos d’água Classe 4 OD ≥ 0,5 mg O2/L

Oxímetro

DBO CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) Definição: Quantidade de oxigênio requerida por microrganismos aeróbios para a oxidação de compostos orgânicos presentes na fase líquida Matéria orgânica + O2microrganismos CO2 + H2O + novas células + produtos estáveis (NO3, PO4, SO4..)

A decomposição aeróbica: Novas células produtos instáveis (H2S, NH3, CH4...) Matéria orgânica + + + O2 microrganismos CO2 H2O A decomposição anaeróbica: Novas células Matéria orgânica produtos instáveis (H2S, NH3, CH4...) + microrganismos + CO2 H2O

DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO POR EXEMPLO, AS ÁGUAS NATURAIS TÊM DBO DA ORDEM DE 5,0 mg/l O QUE SIGNIFICA ISSO? SIGNIFICA QUE PARA DECOMPOR A MATÉRIA ORGÂNICA EXISTENTE EM LITRO DE ÁGUA OS DECOMPOSITORES RETIRARAM DA ÁGUA (I.E., RESPIRARAM) 5 mg DE OXIGÊNIO. DBO NÃO É MATÉRIA ORGÂNICA, É OXIGÊNIO CONSUMIDO NA DECOMPOSIÇÃO

DBO PADRÕES DE EMISSÃO DBO5,20 Padrão de Emissão Resolução Conama 20 (18/06/1986) Não há padrão de emissão para o parâmetro DBO5,20 Padrão de Emissão Decreto Estadual 8.468 (08/09/1976) DBO5,20 inferior a 60 mg O2/L

DBO IMPORTÂNCIA SANITÁRIA Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) Importância Sanitária: Avaliação quantitativa da concentração de material orgânico presente na fase líquida (rios, lagos, reservatórios, esgotos sanitários e efluentes industriais)

DBO IMPORTÂNCIA SANITÁRIA Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) Importância Sanitária: Avaliação da eficiência de sistemas de tratamento de esgotos sanitários e efluentes industriais

DBO IMPORTÂNCIA SANITÁRIA Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) Importância Sanitária: Avaliação indireta da quantidade de material orgânico biodegradável presente na fase líquida.

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

Qualidade da água disponível As principais formas de poluição que afetam as nossas reservas de água são: Reservas de água Poluição Biológica Sedimentar Térmica Despejo de substâncias

Tipos de poluentes Poluentes não-orgânicos Minerais e sais solúveis Poluentes orgânicos Grama, folhas mortas, excrementos humanos e animais Origem: decomposição de plantas e animais Subprodutos: N e P = eutrofização Aumenta a turbidez Aumenta a temperatura Redução do oxigênio

Eutrofização acelerada ou natural (sucessão ecológica)

Eutrofização

Bioacumulação na cadeia alimentar Tipos de poluentes Poluentes tóxicos a) metais e compostos químicos despejados como subprodutos de processos industriais: Cádmio, mercúrio, cromo, ferro e chumbo, além de substâncias químicas como o DDT. b) Produtos de limpeza domésticos: como alvejantes, soda cáustica e pesticidas, além de herbicidas e inseticidas de fazendas Bioacumulação na cadeia alimentar

Tipos de poluentes Poluentes patogênicos Vírus Bactérias Helmintos ou vermes parasitas

Tipos de poluentes Poluição térmica Reduz [O2 dissolvido] resultado de processos industriais e da enxurrada provenientes das ruas e estradas durante os períodos de chuva Reduz [O2 dissolvido] Lançamento de água aquecida - utilizada na refrigeração de centrais elétricas, térmicas e nucleares -nos rios e na costa.

Poluição sedimentar Acúmulo de partículas em suspensão (solo, produtos químicos insolúveis) Qual a origem O que causam Extração mineral Desmatamentos Erosões Interferem na fotossíntese e na capacidade dos animais encontrarem alimentos Esgotos e fluentes Adsorvem e concentram os poluentes biológicos e os poluentes químicos Partículas do solo Produtos químicos insolúveis

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

Poluição térmica Descarte de grandes volumes de água aquecida em rios e oceanos Diminui a quantidade de oxigênio dissolvido (43,39 mg de O2/kg de H20 a 20 °C) Diminui do tempo de vida de algumas espécies aquáticas Altera os ciclos de reprodução Aumenta a velocidade das reações entre os poluentes presentes na água Aumenta a quantidade de gás carbônico na atmosfera (0,86 L de CO2/L de H2O a 20 °C) Potencializa a ação nociva dos poluentes

Poluição por despejo de substâncias Substâncias tóxicas cuja presença na água não é fácil de identificar nem de remover Em geral os efeitos são cumulativos e podem levar anos para serem sentidos Os poluentes mais comuns das águas são: Fertilizantes agrícolas Esgotos doméstico e industrial Compostos orgânicos sintéticos Plásticos Petróleo Metais pesados

Poluição por fertilizantes agrícolas

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

Poluição por esgotos doméstico e industrial

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

Poluição por compostos orgânicos sintéticos

Poluição por compostos orgânicos sintéticos

Poluição por plásticos Alta produção Longo tempo para degradação Causam a morte de animais por sufocamento Alta velocidade de uso e descarte

Poluição por petróleo Grandes acidentes Vazamentos em poços de petróleo, superpetroleiros, rompimentos de dutos Exxon Valdez: 42 milhões de litros Kuwait: 200.000 t no Golfo Pérsico Rio Barigüi: 4 milhões de litros Baia de Guanabara: 1,3 milhão de litros 5% dos danos Pequenos acidentes Vazamentos de óleo de motor de barcos e de carros Somente no Canadá: 300 milhões de litros/ano 95% dos danos

Poluição por petróleo O petróleo vaza e se espalha no mar ou no rio A mancha recobre a superfície das águas e mata o fitoplâncton e o zooplâncton Sem a luz do sol as algas param de fazer fotossíntese

Poluição por petróleo A quantidade de oxigênio diminui e outras espécies acabam morrendo Os peixes da superfície morrem por intoxicação e falta de oxigênio Peixes que vivem no fundo e se alimentam de resíduos, morrem envenenados

Poluição por petróleo As aves marinhas ficam com o corpo impregnado de óleo Deixam de reter o ar entre as penas e morrem afogadas ao mergulhar O óleo penetra no bulbo causando intoxicação Mesmo as aves tratadas acabam morrendo

Poluição por petróleo No mangue o óleo impede as árvores de captar o oxigênio do ar causando sua morte Os crustáceos morrem pela falta de alimento (folhas decompostas) Além disso, o óleo fecha as brânquias, por onde respiram, e superaquece a lama, seu hábitat. No acidente da baía de Guanabara espécies como o caranguejo-uça podem ter sido extintas

Poluição por petróleo Com o ecossistema comprometido milhares de pessoas ficam sem trabalho Famílias de pescadores perdem sua fonte de sustento O comércio local acaba falindo com o fim do turismo na região

Poluição por petróleo nos oceanos Os oceanos respondem por 16% da oferta de proteína animal do planeta A fotossíntese realizada por fitoplânctons e por outras plantas marinhas: Produz oxigênio, O2(g), que é liberado para a atmosfera Consome gás carbônicos, CO2(g), que é retirado da atmosfera O CO2(g) precipita para grandes profundidades, onde é arrastado lentamente por correntes profundas demorando séculos para retornar à atmosfera Os oceanos contêm 20 vezes mais CO2(g) do que o que há em todas as florestas do mundo e em outras biomassas terrestres. Se o fitoplâncton desaparecesse dos oceanos: Falta de O2(g) na atmosfera Morte dos seres na superfície terrestre Excesso de CO2(g) na atmosfera Elevação na temperatura do planeta e desequilíbrio nos ecossistemas

Poluição por metais pesados

Poluição por metais pesados Cu, Zn, Pb, Cd, Hg, Ni e Sn Bioacumulação Mineração (garimpo) Pilhas e baterias Rios e mares Aterro sanitário Os oceanos recebem por ano 400.000 t de metais pesados 80.000 t só de mercúrio Contaminação de águas subterrâneas, córregos e riachos

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

Controle da poluição Despoluição do meio ambiente Ampliar o alcance do tratamento de efluentes gerados por esgotos domésticos, agricultura e indústrias

Controle da poluição Tecnologias destrutivas Tecnologias de transferência de fase Baseiam-se na oxidação química Radiação UV + O3 ou UV + H2O2 formando OH1- ou O1- (PAOs) Transfere os poluentes da fase aquosa para a sólida, por exemplo, pela adição de carvão ativo na água Vantagem: ausência de subprodutos MO + agente oxidante ® CO2 + H2O Desvantagem: processo caro A poluição não é eliminada, apenas deixa de ser veiculada pelo meio aquoso para ser transformada em resíduos sólidos ou emitida para a atmosfera 2

Controle da poluição Evitar poluir novamente o meio ambiente Ter consciência da necessidade de diminuir o volume de detritos gerados Proteger áreas de mananciais da ocupação humana Implantar métodos mais eficientes de irrigação minimizando o desperdício da água utilizada na agricultura

O ciclo de saneamento E.T.A.

O ciclo de saneamento E.T.E.

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 “Aos químicos compete a tarefa de descobrir substâncias menos nocivas ao meio ambiente; aos engenheiros químicos, o desenvolvimento de processos que produzam bens de consumo com um mínimo de rejeitos e um máximo de reciclagem” 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”