MÓDULO II DEGRADAÇÃO E CONSERVAÇÃO DO MEIO …hidro.ufcg.edu.br/twiki/pub/CienciasAmbienteAndrea/MaterialDaDisci... · Importância da água Alémdisso,aágua representa 70%

MÓDULO II

DEGRADAÇÃO E CONSERVAÇÃO DO MEIO AMBIENTE

Professora: Andréa Rodrigues

Monitor: Rodrigo Lacerda

Importância da Água

� Devido ao elevado calor específico que possui, absorve

muito calor sem se aquecer em demasia, contribuindo para

amenizar o clima da terra.

� Com a densidade decrescente em temperaturas abaixo

de 4 °C, a água se dilata ao invés de contrair-se,

possibilitando a flutuação do gelo e mantendo a vida abaixo

da camada congelada.

� A tensão superficial, na interface líquido-gasoso, permite

a vida próximo à superfície.

Importância da água

� Além disso, a água representa 70% da massa do

corpo humano chegando em alguns organismos a

98%.Uma pessoa pode suportar até 28 dias sem

comer, mas apenas 3 dias sem beber água.

� Solvente universal, é nesse meio que encontram

dissolvidos sais minerais, matéria e gases

essenciais à vida.

� É também nesse meio que o homem lança os

subprodutos das suas atividades, causando a sua

degradação.

Importância da Água

� A água é essencial a vida e amanutenção dos ecossistemasdo planeta;

� Usos da água:� Abastecimento humano;� Abastecimento industrial;� Irrigação;� Geração de energia elétrica;� Navegação;� Preservação da flora e da

fauna;� Aqüicultura;� Recreação;� Diluição de despejos.

Usos da água

Classificação das Água

� A resolução CONAMA 357/05 e 430/11

� Água doce: Salinidade < 0,05%

� Classe Especial, Classes 1, 2, 3 e 4

� Água salobra:Salinidade entre 0,05% e 3%

� Classes 5 e 6

� Água salina: Salinidade > 3%

� Classes 7 e 8

Classificação das Água

Águas doces (Classes)

Principais Usos

I – Classe especial

� Abastecimento para consumo humano, após desinfecção

� Preservação dos ambientes aquáticos II – Classe 1

� Abastecimento após tratamento simplificado � Recreação de contato primário � Irrigação de hortaliças e frutas

III – Classe 2

� Abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional

� Recreação de contato primário � Irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de

parques, jardins, campos de esporte e lazer � Aqüicultura e à atividade de pesca

IV – Classe 3

� Abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional ou avançado

� Irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas � Pesca amadora � Recreação de contato secundário � Dessedentação de animais

V – Classe 4 � Navegação e harmonia paisagística

Classificação das Água

PRINCIPAIS USOS

CLASSES Águas salobras Águas Salinas Especial preservação dos ambientes aquáticos em unidades de

conservação de proteção integral; preservação do

equilíbrio natural das comunidades aquáticas.

preservação dos ambientes

aquáticos em unidades de

conservação de proteção integral;

preservação do equilíbrio natural

das comunidades aquáticas.

Classe 1 recreação de contato primário, proteção das comunidades

aquáticas; aqüicultura e à atividade de pesca;

abastecimento para consumo humano após tratamento

convencional ou avançado; e à irrigação de hortaliças que

são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam

rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de

película, e à irrigação de parques, jardins, campos de

esporte e lazer, com os quais o público possa vir a ter

contato direto

recreação de contato primário,

proteção das comunidades

aquáticas; aqüicultura e à atividade

de pesca

Classe 2 pesca amadora; e recreação de contato secundário. pesca amadora; e recreação de

contato secundário.

Classe 3 navegação; e à harmonia paisagística. navegação; e à harmonia

paisagística.

Distribuição da Água no planeta

� Se a reserva de água no mundo tivesse apenas 100 litros,nossa reserva utilizável de água doce seria de apenas 0,014litros ou 2,5 colheres de chá.

Toda a água Água doce Água doce acessível

Oceanos eLagos salinos97,4%

Agua doce2.6%

ÁguaSubterrânea

0,592%

Calotas polares e geleiras1,984%

Umidade do solo 0,005%

Biota0,0001%

Rivers0,0001%

Vapor de água naatmosfera 0,001%

0,014%

Lagos0,007%

Panorama Global: Escassez de Água doce

Alto Baixo

Estresse

America do Norte

Europa

Ásia

Austrália

África

América do Sul

Distribuição da água no Brasil

Nordeste Nordeste 3,8 %3,8 %

NorteNorte65,5%65,5%

CentroCentro--Oeste Oeste 16,7%16,7%

SudesteSudeste6,7%6,7%

Sul Sul 7,3%7,3%

7%

29%

6%

15%

43%

Nordeste - 3,8%(29% pop.)

Norte - 65,5%(7% pop.)

Demais regiões – 30,7%(64% pop.)

� O Brasil possui cerca de 13% da água doce disponívelno mundo.

O que estamos fazendo com os nossos Rios?

O que é Poluição Hídrica?

�� É qualquer É qualquer alteraçãoalteração físicas, físicas, químicas e/ou químicas e/ou biológicas na biológicas na qualidade da água qualidade da água que prejudique os que prejudique os organismos vivos organismos vivos ou a torne ou a torne imprópria para o imprópria para o consumo (Miller, consumo (Miller, 2008).2008).

Principais fontes de poluição hídrica?

Despejos urbanosDespejos urbanos

�� esgotos domésticosesgotos domésticos

�� Resíduos líquidos industriais;Resíduos líquidos industriais;

�� Águas pluviais urbanasÁguas pluviais urbanas

Despejos rurais Despejos rurais

�� Resíduos líquidos agroindustriaisResíduos líquidos agroindustriais

�� Resíduos de atividades Resíduos de atividades

agropastoris carreados pela agropastoris carreados pela

chuva.chuva.

Fontes potencialmente poluidoras

• Esgoto doméstico;• Efluentes industriais;• Águas pluviais, carreando impurezas do solo ou contendo esgotos

lançados nas galerias;• Resíduos sólidos (lixo);• Pesticidas;• Fertilizantes;• Detergentes;• Precipitação de poluentes atmosféricos (sobre o solo ou a água);• Alteração nas margens dos mananciais, provocando carreamento do solo,

como conseqüências da erosão.

Água Superficial

Fontes Potencialmente Poluidoras

– Infiltração de:• esgotos a partir de sumidouros ou valas de infiltração (fossassépticas);

• esgotos depositados em lagoas de estabilização ou em outrossistemas de tratamento usando disposição no solo;

• esgotos aplicados no solo em sistemas de irrigação;• águas contendo pesticidas, fertilizantes, detergentes e poluentesatmosféricos depositados no solo;

• outras impurezas presentes no solo;• águas superficiais poluídas;

– Vazamento de tubulações ou depósitos subterrâneos;– Percolação do chorume resultante de depósitos de lixo no solo;– Resíduos de outras fontes: cemitérios, minas, depósitos de materiaisradioativos.

Água subterrânea

Fontes Potencialmente Poluidoras

Escoamento de mina superficialde carvão Poço de

bombeamento

Lagoa de Resíduos

Derramamentosacidentais

Fluxo de água subterrânea

Aquífero confinado

Descarga

Vazamento de cobertura defeituosa

Poço de injeção de resíduos tóxicos

Pesticidas e Fertilizantes

Posto de gasolina

Tanques subterrâneos de solventes e gasolina

Cano de esgoto

Tanque séptico de fossa

Sal para remoção do gelo de estradas

Poço para Bombeamento de águaAterro

Ar poluído

Classificação da Poluição Hídrica

Poluição Sedimentar

Acúmulo de partículas em suspensão (solo, produtos químicos insolúveis)

Qual a origem

O que causam

Extração mineralDesmatamentosErosões

Interferem na fotossíntesee na capacidade dos animaisencontrarem alimentosInterferem no tratamento da água

Poluição Química

� 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 Térmica

� Diminui do tempo de vida de algumas espécies aquáticas

� Diminui a quantidade de oxigênio dissolvido

� Aumenta a quantidade de gás carbônico na atmosfera

� Aumenta a velocidade das reações entre os poluentes presentes na água

� Altera os ciclos de reprodução

� Potencializa a ação nociva dos poluentes

Poluição Radioativa

� Recebimento de descargas

ricas em radioisótopos,

proveniente de acidentes

em usinas nucleares (água

de resfriamento)

Poluição bacteriana

� 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 deesgoto.

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)

DesinfecçãoFervura da água

Poluição por Matéria Orgânica (Biológica)

� Resultante do lançamento de

esgotos domésticos e

industriais ricos em matéria

orgânica. Forma de poluição

mais presente no dia-a-dia

dos brasileiros;

� Carência do sistema de

esgotamento sanitário;

� Morte do corpo d’água � quantidade de esgotos lançada >>

capacidade de oxigenação � proliferação de bactérias �

consumo

Indicadores de Poluição

� Mat. Orgânica - DBO, DQO e OD (mg/l);

� Sólidos - SS e RS (ml/l); turbidez (unt);

� Ácidos e Álcalis - pH;

� Bactérias (coli/100 ml);

� Óleos e Gorduras - OG (mg/l);

� Nitratos - NO3 (mg/l);

� Fosfatos - PO4 (mg/l);

� Temperatura - T (°C);

� Metais (mg/l).

DBO- Demanda Bioquímica de Oxigênio

� É a quantidade de oxigênio necessária para estabilizar a matéria orgânica;

→DBO520 (DBO5 ou DBO) Teste padrão ⇒ Medida a 5 dias (20º C)

� Visualização da taxa de degradação do despejo ao longo do

tempo

� Visualização da taxa de consumo de oxigênio ao longo do tempo

� Critérios para dimensionamento da maioria dos sistemas de

tratamento de esgotos e legislação ambiental são baseados nesse

parâmetro

DQO- Demanda Química de Oxigênio

� Refere-se à quantidade oxigênio necessária paraestabilizar, por meio de um oxidante em meio ácido(processo químico), a matéria orgânica.

� Algumas vantagens do teste:

� Teste é realizado em 2 a 3 horas

� Teste não afetado pela nitrificação

Carga Poluidora

� Na avaliação da poluição é necessário correlacionar aDBO5 com a quantidade de despejo.

� Para uma mesma DBO5 quanto maior o volume ou avazão de lançamento maior o potencial poluidor dodespejo.

� Essa correlação é feita pela carga poluidora querepresenta a quantidade de oxigênio que vai serrequerida do corpo d’água no tempo.

DBODBO55 do esgoto considerado x vazão de lançamentodo esgoto considerado x vazão de lançamento

Carga Poluidora

� ExemploExemplo 11

Um rio com uma vazão de 10 m3/s recebe esgoto de umacominidade com vazão de 300 l/s com DBO média de 200mg/l. Qual a carga poluídora?

300 l/s x 0,2 g/l = 60 g DBO/s.

Água não poluída (20ºC e a nível do mar) = 9 mgO2/l =90000mg/l ou 90g/s. Restará ao corpo hídrico 3mg/l de O2insuficiente para permitir a vida normal dos peixes.

Carga Poluidora

� Se, no exemplo anterior, ao invés de 300 l/s a cidadepassar a lançar 500 l/s o rio ficará com um saldonegativo de -1mg/l, isto é, ficará morto.

� A concentração de oxigênio será nula, mas o rioprecisará de 10 mg/l de O2 e não apenas 9mg/l. O riopossui déficit de saturação de oxigênio.

� Por outro lado, esse mesmo esgoto lançado no rioAmazonas (vazão de 300 milhões de litros/s) teriaefeitos totalmente desprezíveis.

Quantificação da Poluição

� É de costume relacionar a poluição orgânica em função da quantidade média de detritos produzidos diariamente por uma pessoa;

� Essa ordem de grandeza é e chamada de EQUIVALENTE EQUIVALENTE POPULACIONAL (EP)POPULACIONAL (EP)

Equivalente Populacional para Vários Tipos de Indústrias

Tipo de IndústriaTipo de Indústria Quantidade produzida ou processada Quantidade produzida ou processada /dia/dia

EP (EP (habhab))

CervejariaCervejaria 1.000 litros de cerveja1.000 litros de cerveja 1.5001.500

CurtumeCurtume 1 Tonelada de peles1 Tonelada de peles 2.5002.500

MatadouroMatadouro 1 Tonelada de peso em pé1 Tonelada de peso em pé 300300

CeluloseCelulose 1 Tonelada de Celulose1 Tonelada de Celulose 5.0005.000

Usina de ÁlcoolUsina de Álcool 1 Tonelada de cana (65 litros de álcool)1 Tonelada de cana (65 litros de álcool) 400400

Granja de GalinhasGranja de Galinhas 10 aves abatidas10 aves abatidas 22

LaticíniosLaticínios 1000 litros de leite1000 litros de leite 200200

LavanderiaLavanderia 1 Tonelada de roupas1 Tonelada de roupas 700700

Carga Poluidora

� ExemploExemplo 22

O rio Tietê, ao atravessar a cidade de São Paulo, recebe umacarga poluidora de aproximadamente 50 ton/dia. No período deinverno, a vazão do rio pode chegar a 60 m3/s. Pergunta-se:

a) Qual o equivalente populacional dos despejos lançados norio?

b) Qual a carga de oxigênio final? (admitir ODinicial = 7,5 mg/l)c) Se a carga poluidora fosse metade do que é dado qual a

carga de oxigênio final?d) Qual o seu diagnóstico para o Tietê em ambos os casos?

Autodepuração e Eutrofização

Autodepuração

Zona LimpaZona de

degradação

Zona de decomposição

ativa

Zona derecuperação

Zona Limpa

Organismos normais em águalimpa (truta, perca, ladro)

Peixes semvalor

Comercial(carpas, peixesagulha)

Peixesausentes),

fungos,vermes de

esgoto,bacterias

(anaeróbias)

Peixes semvalor

Comercial(carpas, peixesagulha)

Organismos normais emágua limpa (truta, perca,

ladro)

8 ppmOxigênioDissolvido

(ppm)

Demandabiológica

de oxigênio

8 ppmTipos de

organismos

Zona de degradação

� Início � ponto de lançamento dos despejos;

� Água turva (cor acinzentada);

� Precipitação de partículas � lodo no leito do corpo d’água;

� Proliferação de bactérias (consumo de matéria orgânica);

� Redução da concentração de oxigênio dissolvido;

� Limite da 1ª zona � concentração de oxigênio atinge 40%

da concentração inicial;

� Não há odor;

Zona de decomposição ativa

� Início � oxigênio atinge valores inferiores a 40% da concentração

de saturação;

� Água � cor cinza-escura, quase negra;

� Desprendimento de gases mal cheirosos (amônia, gás sulfídrico,

etc);

� Oxigênio dissolvido � pode zerar

� Biota aeróbia é substituída por outra anaeróbia;

� Oxigênio passa a ser reposto � ar atmosférico ou fotossíntese;

� População de bactérias � decresce;

� Água começa a ficar mais clara (ainda impróprio p/ os peixes);

� Fim da 2ª zona � oxigênio elevar-se a 40% da conc. de

saturação.

Zona de recuperação

� Início � 40% de oxigênio de saturação;

� Término � água saturada de oxigênio;

� Água � mais clara e límpida;

� Proliferação de algas que reoxigenam o meio;

� Amônia � oxidada a nitritos e nitratos (+ fosfatos fertilizam

o meio, favorecendo a proliferação de algas);

� Cor esverdeada intensa (alimento p/ crustáceos, larvas de

insetos, vermes, etc., que servem de alimentos p/ os

peixes);

Zona de Águas limpas

� Água � características diferentes das águas poluídas;

� Água encontra-se “eutrófica”;

� Não é limpa, devido a presença das algas (cor verde);

� Água � recuperou-se, melhorou suas capacidade de

produzir alimento protéico (piorou no quesito de

potabilidade);

� Péssimo aspecto estético;

� Grande assoreamento nas margens;

� Invasão de plantas aquáticas indesejáveis.

Eutrofização

� É fenômeno causado pelo excesso de nutrientes (compostos químicos ricos em fósforo ou nitrogênionuma massa de água, provocando um aumento excessivo de algas.

Eutrofização

� É mais comum em águas paradas (lagos, lagoas represas),pois não serem favorecidas pelas conduções de cursos d’águacomo a velocidade de escoamento e turbidez;

� Problemas devido a proliferação excessiva de algas:� Sabor e odor;

� Toxicidade;

� Turbidez e cor;

� Aderência às paredes dos reservatórios e tubulações (lodo);

� Prejuízos no tratamento da água;

� Uso de técnicas modernas para controle e correção dosefeitos da eutroficação � alto investimento.

Como controlar a poluição?

Medidas de Controle da Poluição

� Regularização da vazão do rio

� Aumento da turbulência

� Adição de uma fonte química suplementar

� Diagnóstico ambiental

� Aplicação de uma legislação eficaz

� Tratamento de despejos� Tratamento primário (processos físicos)� Tratamento secundário (processos biológicos)� Tratamento Terciário (processos químicos)

Estação de tratamento de esgotos

Sistema de disposição no solo

Sistema de lagoa de estabilização

Estação de tratamento de esgotos

Estudo de Caso: Rio Citarum

� Localizado a oeste da ilha de Java, na Indonésia.

� O Rio Citarum, antigamente servia para o sustento de muitas pessoas que moravam nas margens dele, e sobreviviam da venda de peixes.

� No passado, o Rio Citarum contribuía para a formação de vilarejos que utilizavam as suas águas para a irrigação de plantações de arroz.

Estudo de caso: Rio Citarum

Estudo de caso: Golfo do México

� O vazamento de petróleo no Golfo do México liberava 40 mil barris de petróleo por dias.

� 1barril = 159 litros.

Estudo de caso: O Rio Ganges

� Estima-se que 2.000.000 pessoas ritualmente banham-se no rio todos os dias, que é considerado sagrado pelos hindus.