Gestão do Monitoramento e Controle de Poluição 2. Monitoramento e Poluição da água
Gestão do Monitoramento e
Controle de Poluição
2. Monitoramento e Poluição da água
Monitoramento da água
• O monitoramento da qualidade da água constitui-se em um
apontador, que possibilita o acompanhamento dos processos
de utilização dos cursos d'água, delineando os efeitos sobre
suas características qualitativas, e que pode subsidiar ações
de controle ambiental, transformando-se em um dos
principais instrumentos de sustentação de uma política de
planejamento e gestão de recursos hídricos (PRADO,
2002
Variáveis a serem monitoradas
variam de acordo com a poluição
que um corpo d’água pode estar
sofrendo.
...então vamos falar de poluição!
Impactos da Poluição da água
• Peres et al. (2008) alega que impactos antropogênicos,
em diferentes níveis, contribuem para a redução da
heterogeneidade ambiental e a conseqüente redução da
diversidade de espécies, sendo que, ecossistemas
aquáticos continentais são extremamente vulneráveis a
esses impactos.
• Impactos urbanos:
▫ (i) frequência de inundações devido a
impermeabilização das superfícies e aumento do
escoamento por meio de condutos e canais,
▫ (ii) produção de sedimentos, consequência da falta de
proteção das superfícies e dos resíduos sólidos; e
▫ (iii) deterioração da qualidade da água, por meio do
transporte de material sólido, ligações clandestinas de
esgoto e lavagem de ruas (TUCCI, 1999).
• Impactos da produção agropecuária:
▫ (i) demanda hídrica produtiva,
▫ (ii) desmatamento e erosão do solo,
▫ (iii) poluição e contaminação de águas superficiais e
subterrâneas,
▫ (iv) depleção do nível dos cursos d’água e da vazão
▫ (v) rebaixamento do lençol freático,
▫ (vi) salinização e problemas de drenagem do solo, que
juntos formam um grande passivo ambiental em
relação a demanda hídrica da atividade agropecuária.
Impactos da Poluição da água
• Estudos que investiguem a qualidade da água em seus
diferentes níveis são importantes contribuições para a
compreensão dos impactos causados pela interferência
humana das áreas adjacentes.
▫ Características Físicas
▫ Características Químicas
▫ Características Biologicas
Características Físicas - Temperatura
• Elevações de temperatura diminuem a solubilidade dos
gases (ex. oxigênio dissolvido);
• Elevações de temperatura aumentam a taxa de
transferência de gases, o que pode gerar mau cheiro, no
caso da liberação de gases com odores desagradáveis;
• Um aumento de temperatura afeta a viscosidade e com
isso a mobilidade de alguns organismos;
Características físicas - Odor
• Os odores característicos dos esgotos são causados
pelos gases formados no processo de
decomposição da matéria orgânica.
• Odor de mofo: razoavelmente suportável, típico
do esgoto fresco;
Características físicas - odor
▫ Odor de ovo podre: “insuportável” típico do esgoto
velho ou séptico (formação de H2S proveniente da
decomposição do lodo contido nos despejos); e
▫ Odores variados: de produtos podres, como de
repolho, legumes, peixe, podres; de matéria fecal; de
produtos rançosos; de acordo com a predominância de
produtos sulfurosos, nitrogenados, ácidos orgânicos,
etc.
Características físicas - cor
• A cor é responsável pela coloração na água, sendo que
o constituinte responsável é os sólidos dissolvidos,
principalmente material em estado coloidal orgânico
e inorgânico, responsáveis pela coloração na água.
Características físicas - cor
▫ Unidade de medida: uH (Unidade Hanzen –padrão de
platina cobalto).
▫ Origem natural: a decomposição da matéria orgânica,
ferro e manganês;
▫ Origem antropogênica: resíduos industriais e esgotos
domésticos.
Características físicas - turbidez
• A turbidez representa o grau de interferência na
passagem da luz através da água, conferindo uma
aparência turva à mesma.
▫ Unidade de medida: uT (Unidade de Turbidez – unidade
Nefelométrica).
Características físicas - turbidez
• Origem natural: presença de partículas de rochas,
argila e silte, algas e outros microrganismos.
• Origem antropogênica: despejos domésticos e
industriais, microrganismos e erosão.
• Nas águas residuárias industriais a turbidez é um
parâmetro indicativo com relação ao material coloidal
presente .
Características Químicas – pH
• representa a concentração de íons hidrogênio, H+.
▫ indicação das condições de acidez, neutralidade e basicidade
da água.
• A faixa de pH adequada para a existência de vida é
muito estreita e crítica, tipicamente 6 a 9.
• faixa recomendada de pH na água distribuída é de
6,0 a 9,5.
Características Químicas – OD
• A quantidade de oxigênio que pode estar presente na
água é regulada por vários fatores, tais como:
▫ A solubilidade do gás, a pressão parcial do gás na atmosfera,
a temperatura e a concentração de impurezas na águas (por
exemplo, a salinidade, sólidos em suspensão, etc.).
▫ Ao nível do mar a concentração de saturação de OD é igual a
9,2 mg/L (20°C).
Características Químicas – OD
• Monitoramento em aguas naturais
▫ Valores de OD superiores à saturação são indicativos da
presença de algas, devido à fotossíntese;
▫ valores de OD bem inferiores à saturação são
indicativos da presença de matéria orgânica,
provavelmente esgotos.
Características Químicas – Matéria Orgânica
• A matéria orgânica está contida na fração de
sólidos voláteis, mas normalmente é medida de
forma indireta pela DBO e DQO.
▫ Essa matéria ao ser biodegradada nos corpos receptores
causa um decréscimo da concentração de
oxigênio dissolvido no meio hídrico, deteriorando
a qualidade ou inviabilizando a vida aquática
(GIORDANO, 1999).
Características Químicas – Matéria Orgânica
• A matéria orgânica carbonácea presente nos despejos
é uma característica de primordial importância,
sendo a causadora do principal problema de poluição
das águas: o consumo de oxigênio dissolvido
pelos microrganismos nos seus processos de
utilização e estabilização da matéria orgânica
(VON SPERLING, 1996).
Características Químicas – nitrogênio
• Nitrogênio é um componente de grande importância
em termos da geração e do próprio controle da
poluição das águas, devido principalmente aos
seguintes aspectos:
▫ A) Poluição das águas: elemento indispensável para
o crescimento das algas, podendo por isso, sob certas
condições, conduzir lagos e represas a eutrofização;
Características Químicas – nitrogênio
• O nitrogênio orgânico ocorre em esgotos sanitários,
principalmente devido à presença de proteínas ou
seus produtos de degradação como poliptiptídeos
e aminoácidos.
• A degradação desses compostos e de uréia gera nitrogênio
amoniacal.
• Nitrato (NO3) , Nitrito (NO2), Nitrogênio Amoniacal
(NH3), Amônio(a) (NH4)
Características Químicas – nitrogênio
▫ No processo de conversão da amônia (NH3) a nitrito
(NO2-) e este a nitrato (NO3
-), implica num consumo
de oxigênio do corpo receptor;
▫ Na forma de amônia (NH3) livre é diretamente tóxico
para os peixes.
▫ No processo de conversão da amônia (NH3) a nitrito
(NO2-) e este a nitrato (NO3
-), implicam no tratamento,
um consumo de oxigênio e alcalinidade.
Características Químicas – nitrogênio
• O nitrogênio amoniacal, pode estar presente em
águas residuárias industriais que utilizam sais de
amônia ou uréia.
• As formas oxidadas de nitrogênio, (nitritos e nitratos)
podem estar presentes em efluentes de sistemas de
tratamento aeróbios, ou nas águas residuárias
industriais.
Características Químicas – nitrogênio
• Nos esgotos sanitários, o nitrogênio, é proveniente
dos próprios excrementos humanos, mas atualmente
têm fontes importantes nos produtos de limpeza
domésticos e ou industriais tais como detergentes e
amaciantes de roupas (VON SPERLING, 1996).
Importante!!!!
• Nos esgotos brutos a forma predominante do
nitrogênio são o nitrogênio orgânico e a amônia
(NH3).
▫ Portanto, se houver predominância no determinado ponto de coleta, das formas reduzidas de N (Nitrogênio orgânico e amônia) significa que o foco de poluição se encontra próximo (poluição recente) e
▫ se prevalecer formas oxidadas (nitritos e nitratos) significa que as descargas dos despejos encontram-se distantes (poluição remota).
Importante!!!! pH x Nitrogênio
• A amônia: existe em solução tanto na forma de íon (NH4
+) como na forma livre, e não ionizada NH3;
• A distribuição relativa assume a seguinte forma em função dos valores de pH (VON SPERLING, 1996) :
▫ pH < 8: praticamente toda amônia na forma NH4+;
▫ pH = 9,5: aproximadamente 50% de NH3 e 50% NH4+;
▫ pH > 11: praticamente toda a amônia na forma de NH3.
Características Químicas – fósforo
• O fósforo encontra-se presente em águas residuárias,
principalmente como ortofosfatos e polifosfatos, bem
como na forma de fósforo orgânico.
• A presença excessiva de fósforo causa a eutrofização
dos corpos d’água.
• Esgotos municipais, por exemplo, contem cerca de 4
a 16 mg/L de fósforo.
Características Químicas – fósforo
▫ a) Ortofosfatos: são diretamente disponíveis para o
metabolismo biológico, sem necessidade de conversões
a formas mais simples. As principais fontes dessa forma
são: o solo, detergentes, fertilizantes, despejos
industriais e esgotos domésticos.
Características Químicas – fósforo
▫ b) Polifosfatos: são moléculas mais complexas com
dois átomos ou mais de fósforo. Os polifosfatos se
transformam em ortofosfatos por hidrólise em solução
aquosa, esta hidrólise é geralmente lenta.
Características Químicas – fósforo
▫ c) Fósforo orgânico: é normalmente de menor
importância nos esgotos domésticos típicos, mas nos
despejos industriais e no lodo proveniente do
tratamento pode ser significativo. Nos sistemas de
tratamento e nos corpos receptores sofre conversão em
ortofosfatos.
Características Biológicas
• Os principais microrganismos encontrados nos rios e
esgotos são:
▫ as bactérias, os fungos, os vírus, as algas e os grupos de
plantas e animais.
▫ As bactérias constituirão talvez o elemento mais importante
deste grupo de organismos, pois são responsáveis pela
decomposição e estabilização da matéria orgânica,
tanto na natureza como nas unidades de tratamento biológico
Características Biológicas
• Um outro aspecto de grande relevância em termos de
qualidade biológica da água é o relativo à
possibilidade de transmissão de doenças.
▫ pode ser verificada de forma indireta, através dos
organismos indicadores de contaminação fecal,
pertencentes principalmente ao grupo coliformes.
Poluição da água - Eutrofização
• A intensidade luminosa, temperatura, concentração de
nutrientes e a morfologia hidrodinâmica dos corpos
d’água são os principais fatores que influenciam a
composição da comunidade fitoplantônica (CASPERS,
1984; ZHU et al., 2010).
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Poluição da água - Eutrofização
• Eutrofização é o fenômeno causado pelo excesso
de nutrientes em um corpo d’água, provocando um
aumento excessivo de algas (biomassa). Estas, por sua
vez, fomentam o desenvolvimento dos consumidores
primários e eventualmente de outros elementos da teia
alimentar nesse ecossistema.
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Poluição da água - Eutrofização
• Este aumento da biomassa pode levar a uma diminuição
do oxigênio dissolvido, provocando a morte e
consequente decomposição de muitos organismos,
diminuindo a qualidade da água e eventualmente a
alteração profunda do ecossistema.
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Poluição da água - Eutrofização
• Aportes antrópicos de nitrogênio e fósforo nos
corpos d’água devem-se principalmente à atividades
agropecuárias e introdução de esgotos não coletados
e/ou insuficientemente tratados.
• Esses nutrientes, quando em taxas superiores à
capacidade de recuperação do ambiente, podem
tornar-se os principais responsáveis pela eutrofização (VON SPERLING, 1996; ESTEVES, 1998; MOTA, 2006).
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Poluição da água - Eutrofização
• É a resposta biológica do corpo d’água ao excesso
de nutrientes
▫ Acarreta intenso crescimento da comunidade fitoplantônica,
resultando na diminuição da diversidade das espécies em
todos os níveis tróficos.
▫ Permite o aumento da produtividade biológica, formação de
tapetes de plantas flutuantes e macrófitas, e permitindo
ainda periódicas florações de cianobactérias.
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Poluição da água – Doenças
• Os efluentes não tratados, quando lançados no ambiente,
podem comprometer gravemente a saúde pública.
• A água poluída provoca doenças como cólera, disenteria,
meningite, amebíase e hepatites A e B.
• Efluentes industriais que poluem os rios podem causar
contaminação por metais pesados, provocando tumores
hepáticos e de tireoide, rinites alérgicas, dermatoses
e alterações neurológicas.
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Poluição por matéria orgânica e autodepuração
dos cursos de águas
• Mecanismos de autodepuração de origens físicas,
químicas e biológicas trabalham para alterar as
concentrações de poluentes descartados nas
águas.
• A redução da matéria orgânica pela ação das
bactérias se dá pela utilização do oxigênio
dissolvido por esses microorganismos.
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Processo de autodepuração de um corpo
d’água
• Um aumento na carga poluidora estimula o crescimento
de bactérias e a oxidação se processa num ritmo
acelerado.
• Von sperling (1996) afirma que o fenômeno de
autodepuração está vinculado ao restabelecimento do
equilíbrio no meio aquático, por mecanismos
essencialmente naturais, após as alterações induzidas
pelos despejos afluentes
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1 e 6 - Zona de águas limpas:
As águas apresentam-
se novamente limpas,
voltando a ser atingida
a condição normal
anterior à poluição,
pelo menos no que diz
respeito ao oxigênio
dissolvido, à matéria
orgânica e aos teores de
bactérias.
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6
2 Zona de degradação:
Esta zona tem início logo
após o lançamento das
águas residuárias no
curso d’água e vai até a
zona de decomposição
ativa. A principal
característica química é
alta concentração de
matéria orgânica;
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1
3 Zona de
decomposição
ativa:
É a região com maior
concentração
microbiológica e maior
intensidade no consumo
de oxigênio
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4 Zona de recuperação:
Após a fase de intenso consumo de matéria orgânica e de degradação do ambiente aquático, inicia-se a etapa de recuperação. É a degradação quase completa da matéria orgânica e o corpo d’água começa a recuperar o nível de oxigênio.
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Próximas Aulas
• NBR 9798
• NBR 9898
• Palestra com Rafael Kramer