POLUIÇÃO
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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

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POLUIÇÃO

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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

PontuaisDifusas

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)


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.


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


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.


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

Proteção das comunidades aquáticas

Recreação de contato primário

Irrigação de hortaliças e plantas frutíferas

Aquicultura


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

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.


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