Professor: José Tiago Pereira Barbosa Química das Águas Professor: José Tiago Pereira Barbosa 2013

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Poluição e Purificação das Águas Poluição de Águas Naturais Poucas áreas povoadas atualmente no mundo não sofrem de alguma forma de poluição das águas.

Poluição e Purificação das Águas Desinfecção da Água A qualidade da água “bruta” (não tratada), captada de águas superficiais ou águas subterrâneas, com a intenção de ser usada como água potável: Quase Pura Altamente Poluída Variação

Poluição e Purificação das Águas Desinfecção da Água Como o tipo e a quantidade de poluentes em água bruta são variáveis, os processos usados em sua purificação também variam de um lugar para o outro.

Poluição e Purificação das Águas Desinfecção da Água Etapas comuns de purificação de água potável

Poluição e Purificação das Águas Aeração das Águas Remoção de gases dissolvidos como o H2S e compostos organosulfurados. Aumento da quantidade de oxigênio da água oxida Fe2+ para Fe3+, o qual forma hidróxidos insolúveis que podem ser removidos como sólidos: Fe3+ + 3 OH-  Fe(OH)3 (s)

Poluição e Purificação das Águas Remoção de cálcio e magnésio Quando a água vem de poços em áreas com rochas calcárias, conterá um nível significativo de íons Ca2+ e Mg2+.

Poluição e Purificação das Águas Remoção de cálcio O cálcio é removido pela adição de íons fosfato. Esse íon é adicionado e o cálcio é removido por precipitação. Comumente o cálcio é removido por precipitação e filtragem de sais insolúveis de carbonato de cálcio (CaCO3) Ca2+ + CO32- CaCO3 (s)

Poluição e Purificação das Águas Remoção de magnésio Íons magnésio precipitam como hidróxido de magnésio, Mg(OH)2 quando a água se torna suficientemente alcalina (Elevada quantidade de íons OH-) Depois da remoção dos sólidos de CaCO3 e Mg(OH)2 por filtração, o pH da água é reajustado para próximo da neutralidade pelo borbulhamento de CO2.

Poluição e Purificação das Águas Desinfecção para prevenir doenças Eliminação de micro-organismos que podem causar doenças. Micro-organismos em águas brutas advém de contaminação por fezes humanas e de animais. Bactérias: Salmonella, Escherischia coli; Vírus: poliomielite, hepatite A; Protozoários: Crypstosporidium e Giardia Lamblia

Poluição e Purificação das Águas Desinfecção para prevenir doenças Muitas técnicas bem conhecidas para desinfecção de águas; 1 bilhão de pessoas no mundo não tem acesso à água potável. De acordo com a Organização Mundial de Saúde, cerca de 4500 crianças morrem diariamente em consequências de águas poluídas e sanidade inadequada.

Poluição e Purificação das Águas Filtração da água A água bruta obtida dos rios, lagos ou riachos contém uma infinidade de partículas finas, que algumas vezes consistem de ou contém micro-organismos. Partículas suspensas: areia resultante da erosão de solos e rochas; Aumentam a turbidez da água reduzindo a habilidade de penetração da luz prejudicando a fotossíntese;

Poluição e Purificação das Águas Filtração da água Remoção das partículas: Simples filtração; Passagem através de um leito de areia. A areia retém sólidos suspensos incluindo micro-organismos, abaixo de 10 mm de tamanho.

Poluição e Purificação das Águas Desinfecção por tecnologias de membranas A água pode ser purificada de muitos íons contaminantes, moléculas e pequenas partículas, incluindo vírus e bactérias, pela passagem de uma membrana na qual os orifícios individuais, chamados poros, são de tamanho uniforme e microscópico.

Poluição e Purificação das Águas Desinfecção por tecnologias de membranas Filtração de contaminantes por vários métodos

Poluição e Purificação das Águas Osmose reversa Também chamada hiperfiltração; A água é forçada sob alta pressão a passar através de uma membrana semipermeável composta de um material polimérico orgânico tal como acetato de celulose ou triacetato. Todas as partículas, moléculas (incluindo ainda pequenas moléculas orgânicas) e íons com menos de 1 nm de tamanho são removidas pela osmose reversa.

Poluição e Purificação das Águas Osmose reversa Remoção de íons metálicos alcalinos e alcalinos terrosos, bem como sais de metais pesados. Técnica comum em hospitais e unidades renais para produzir água livre de íons; Utilizada em larga escala para a dessalinização, remoção de sais da água do mar.

Poluição e Purificação das Águas Desinfecção por irradiação ultravioleta Luz ultravioleta gerada por lâmpadas contendo vapor de mercúrio. Cerca de 10 segundos são suficientes para micro-organismos tóxicos, como o Crysptosporidium.

Poluição e Purificação das Águas Desinfecção por irradiação ultravioleta Vantagens: Pequenas unidades podem ser usadas para servir pequenas bases da população; Também podem ser utilizadas para água livre de compostos orgânicos dissolvidos;

Poluição e Purificação das Águas Desinfecção por irradiação ultravioleta Desvantagens: Espécies como ferro dissolvido e substâncias húmicas absorvem a luz UV, reduzindo a quantidade disponível para desinfecção. Pequenas partículas sólidas suspensas na água inibem a ação da luz UV, espalhando ou absorvendo-a.

Poluição e Purificação das Águas Desinfecção por métodos químicos Ozônio (O3) Agente oxidante mais potente que o O2 Desinfecção das águas de bactérias perigosas e vírus, especialmente aqueles provenientes de matéria fecal de animais e humanos.

Poluição e Purificação das Águas Desinfecção por métodos químicos Ozônio (O3) Tempo de vida curto. Gerado no local por um processo caro que envolve descarga elétrica (20.000 V) em ar seco. O ar carregado com O3 é borbulhado através da água, cerca de 10 minutos é suficiente para desinfecção.

Poluição e Purificação das Águas Desinfecção por métodos químicos Cloração (Cl) O agente mais comum de purificação da água usado na América do Norte é o ácido hipocloroso, HClO. HClO, composto covalente e neutro mata micro-organismos por meio da passagem rápida por suas membranas celulares.

Poluição e Purificação das Águas Desinfecção por métodos químicos Cloração (Cl) Desinfecção eficiente e barata. A cloração no abastecimento público de águas em países como os Estados Unidos, Canadá e Grã-Bretanha começou no início do século XX.

Poluição e Purificação das Águas Desinfecção por métodos químicos HClO (ácido hipocloroso) Instável. Gerado a partir do cloro molecular dissolvido, Cl2 em água. Cl2 (g) + H2O(aq) HOCl(aq) + H+ + Cl-

Poluição e Purificação das Águas Desinfecção por métodos químicos HClO (ácido hipocloroso) Gerado a partir do hipoclorito de cálcio Ca(OCl)2 ou hipoclorito de sódio NaOCl em água. OCl- + H2O HOCl + OH-