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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

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t picos abordados
TÓPICOS ABORDADOS

1. POLUIÇÃO DO MEIO AQUÁTICO

2. POLUIÇÃO DO MEIO ATMOSFÉRICO

3. POLUIÇÃO DO MEIO TERRESTRE

recursos h dricos e polui o das guas
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
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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.

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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS

USOS MÚLTIPLOS DOS RECURSOS HÍDRICOS

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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS

USOS MÚLTIPLOS DOS RECURSOS HÍDRICOS

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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)

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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS

CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA

Questão: Como caracterizar qualitativamente á água?

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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS

CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA

  • Características:
  • Físicas
  • Químicas
  • Biológicas
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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
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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?

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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.

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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS

Outros Parâmetros Importantes

Óleos e Graxas

Determina a quantidade de matéria graxa (em geral, lipídios) presente na AR

Série de Sólidos

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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.

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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

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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

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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).

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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.

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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS

PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA

QUESTÃO: COMO ESTABELECER OS PADRÕES DE QUELIDADE DA ÁGUA?

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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.

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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

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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

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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.

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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.

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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”.

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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

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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
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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.
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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.
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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
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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).

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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.
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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

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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)

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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS

CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS

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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

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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
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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
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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

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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

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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).
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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%).
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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

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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).
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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.