Post on 17-Apr-2015
Saneamento Básico
CAPÍTULO 9
NOÇÕES SOBRE A QUALIDADE DA NOÇÕES SOBRE A QUALIDADE DA ÁGUAÁGUA
Na disciplina “Saneamento Básico” é estudado o
problema da qualidade da água tendo em vista a
sua utilização nos sistemas públicos de
abastecimento.
Ao percorrer o ciclo hidrológico, a água como
solvente natural, carrega impurezas tendo ao
longo do ciclo suas características alteradas.
Assim sendo água quimicamente pura não existe.
As características físicas, químicas e biológicas
das águas naturais podem não atender aos
requisitos necessários para o uso para
abastecimento público, sendo necessário
adequá-las aos Padrões de Potabilidade.
SANEAMENTO BÁSICO
NOÇÕES SOBRE A QUALIDADE DA ÁGUANOÇÕES SOBRE A QUALIDADE DA ÁGUA
A Lei de Política Nacional do Meio Ambiente (Lei n° 6.938, de 31 de agosto de 1981)
define como:
Poluição – "a degradação da qualidade ambiental resultante de atividades que direta ou indiretamente:
Prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população;
Criem condições adversas às atividades sociais e econômicas;
Afetem desfavoravelmente a biota;
Afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente;
Lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos." (art. 3°. III)
SANEAMENTO BÁSICO I
CAPÍTULO 2
NOÇÕES SOBRE A QUALIDADE DA ÁGUANOÇÕES SOBRE A QUALIDADE DA ÁGUA
Contaminação:
a) presença de substância(s) química(s) no ar, água ou solo, decorrentes de atividades antrópicas, em concentrações tais que restrinjam a utilização desse recurso ambiental para os usos atual ou pretendido, definidas com base em avaliação de risco à saúde humana (Padrão de Potabilidade), assim como aos bens a proteger, em cenário de exposição padronizado ou específico.
b) introdução de uma substância geralmente tóxica ou organismo patogênico, num sistema que naturalmente é isento dela ou a contém em quantidades menores do que aquela inserida.
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CAPÍTULO 2
NOÇÕES SOBRE A QUALIDADE DA ÁGUANOÇÕES SOBRE A QUALIDADE DA ÁGUA
Água potável
água para consumo humano cujos parâmetros
microbiológicos, físicos, químicos e radioativos
atendam ao padrão de potabilidade e que não
ofereça risco à saúde (Portaria MS n. 518/2004)
SANEAMENTO BÁSICO I
CAPÍTULO 2
NOÇÕES SOBRE A QUALIDADE DA ÁGUANOÇÕES SOBRE A QUALIDADE DA ÁGUA
Avaliação de risco: processo pelo qual são identificados, avaliados
e quantificados os riscos à saúde humana ou a bem de relevante interesse ambiental a ser protegido.
Bens a proteger:
segundo a Política Nacional do Meio Ambiente (Brasil) são considerados como bens a proteger:
a saúde e o bem-estar da população; a fauna e a flora; a qualidade do solo, das águas e do ar; os interesses de proteção à
natureza/paisagem; a infra-estrutura da ordenação territorial e
planejamento regional e urbano; a segurança e ordem pública.
SANEAMENTO BÁSICO I
CAPÍTULO 2
NOÇÕES SOBRE A QUALIDADE DA ÁGUANOÇÕES SOBRE A QUALIDADE DA ÁGUA
SANEAMENTO BÁSICO I
2.2 Características das Águas
2.2.1 Características Físicas:
As partículas em presentes na água
podem estar em suspensão, na forma
coloidal ou dissolvidas dependendo do seu
tamanho.
A presença das partículas em suspensão
pode ser avaliada pela medida de turbidez,
concentração de sólidos suspensos, e
contagem de partículas.
Nas estações de tratamento de água a
turbidez tornou-se o parametro mais
utilizado para avaliar as partículas em
suspensão devido a sua simplicidade,
rapidez e custo.
SANEAMENTO BÁSICO I
2.2 Características das Águas
2.2.1 Características Físicas:
a.Turbidez
A turbidez das águas é devida à presença
de partículas em suspensão, incluindo
partículas de areia fina, silte, argila e
microrganismos.
Em mananciais superficiaispode apresentar
variações significativas entre períodos de
chuva e estiagem.
Ex: Variação de turbidez da água bruta de 5 a 250
uT. (Manancial Santa Maria da Vitória que
abastece Serra e norte de Vitória para o período de
julho de 2005 a julho de 2006, Boff, 2007).
SANEAMENTO BÁSICO I 2.2 Características das Águas (cont.)
2.2.1 Características Físicas:
a.Turbidez
A turbidez da água bruta é um dos
principais parâmetros de seleção de
tecnologia de tratamento e de
controle operacional dos processos
de tratamento.
SANEAMENTO BÁSICO I 2.2 Características das Águas (cont.)
2.2.1 Características Físicas:
a.Turbidez
A turbidez é medida através do turbidímetro,
comparando-se o espalhamento de um feixe de luz
ao passar pela amostra com o espalhamento de
um feixe de igual intensidade ao passar por uma
suspensão padrão (formazina). Quanto maior o
espalhamento maior será a turbidez. Os valores
são expressos em Unidade Nefelométrica de
Turbidez (UNT).
Padrão de aceitação para consumo humano: 5 UT.
OBS: O tamanho e distribuição de partículas é feito por equipamentos sofisticados de custo alto.
SANEAMENTO BÁSICO I 2.2 Características das Águas (cont.)
2.2.1 Características Físicas:
a.Turbidez
.
..
.......
..
....
.
.
..
.
.
.
..
.
..
..
...
...
..
h
Fonte luminosa
Célula fotoelétrica
(lâmpada de tungstênio)
SANEAMENTO BÁSICO I 2.2 Características das Águas (cont.)
2.2.1 Características Físicas:
a.Turbidez
Na água filtrada, a turbidez assume uma função de indicador sanitário e não meramente estético. A remoção de turbidez por meio da filtração indica a remoção de partículas em suspensão, incluindo cistos e oocistos de protozoários.
O padrão de turbidez da água pré-desinfecção ou pós-filtração é um componente do padrão microbiológico
de potabilidade da água.
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b. Cor
É uma característica devida à existência
de substâncias coloidais e
dissolvidas, de origem
predominantemente orgânica e
dimensão inferior a 1 µm.
Normalmente, a cor da água é:
devido a ácidos húmicos e taninos
originados da decomposição de
vegetais;
Descarga de efluentes domésticos ou
industrias e lixiviação de vias urbanas
e solos.
SANEAMENTO BÁSICO I
b. Cor Aparente e Cor Verdadeira (cont.)
Quando a medida de cor é feita com o
sobrenadante da amostra de água
centrifugada por 30 min, com rotação de
3000 rpm, ou de água filtrada em
membrana de 0,45 um, obtém-se a cor
verdadeira. A cor pode ser removida por
coagulação química.
Nas ETAs, em geral a medida é por método de
comparação visual ou espectrofotometria.
Padrão de aceitação de cor aparente para
consumo humano: 15 uH.
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b. Cor Aparente e Cor
Verdadeira (cont.)
A quantificação da cor passou a ter
grande importância após a
descoberta de que as substâncias
húmicas são precursoras da
formação dos trialometanos e
organo-halogenados em geral,
quando a desinfecção com cloro
livre é realizada.
SANEAMENTO BÁSICO I
c. Gosto e odor
São causadas pela existência de substâncias como:
matéria orgânica em decomposição;
matéria excretada por algumas espécies de
algas;
resíduos industriais;
de substâncias dissolvidas como gases,
fenóis, clorofenóis.
Geralmente sua remoção requer aeração (*),
aplicação de um oxidante forte e carvão ativado
granular.
(*) consequencias ambientais
Padrão de aceitação para consumo humano: não
objetável.
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d. Temperatura
Influi nas reações químicas tais como:
hidrólise do coagulante, solubilidade dos
gases e no desempenho das unidades de
mistura rápida, floculação, decantação e
filtração.
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Figura 2.1 Tamanho de partículas
10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 10^0 10^1 10^2 10^3
TAMANHO DAS PARTÍCULAS (um)
DISSOLVIDOS COLOIDAIS SUSPENSOS
(ex: sais mineraise matéria orgânica)
(ex: argilas)
bactérias
algas e protozoários
vírus
flocos e bactérias
sedimentável
SANEAMENTO BÁSICO I
22 IMPUREZAS NA ÁGUAIMPUREZAS NA ÁGUA
2.2 Características Químicas:
As características químicas das águas são devidas à
presença de substâncias dissolvidas.
Do ponto de vista sanitário são de grande
importância, pois a presença de alguns
elementos pode inviabilizar o uso de algumas
tecnologias de tratamento e exigir tratamentos
específicos.
a. pH
Trata-se de um parâmetro importante
principalmente nas etapas de coagulação
filtração, desinfecção de controle da corrosão.
Águas com valores baixos de pH tendem a ser
agressivas ou corrosivas e águas com alto pH
tendem a formar incrustações.
SANEAMENTO BÁSICO I
22 IMPUREZAS NA ÁGUAIMPUREZAS NA ÁGUA
2.2 Características Químicas:
a. pH
SANEAMENTO BÁSICO I
b. Ferro
O ferro é objetável em sistemas público de
abastecimento de água devido ao sabor
que provoca e sua propriedade em sujar
os acessórios, provocar manchas na
roupa lavada e acumular depósitos no
sistema de distribuição. A necessidade de
fixar padrões é por razão estética.
A ocorrência de ferro em estado reduzido
(Fe++, solúvel) é mais freqüente em águas
subterrâneas. Em águas superficiais a
presença de oxigênio resulta na sua
oxidação para óxido de ferro hidratado,
que é muito menos solúvel. O ferro pode
estar também ligado ou combinado com
matéria orgânica, e freqüentemente m
estado coloidal.
SANEAMENTO BÁSICO I
b. Ferro (cont.)
A presença de ferro na água permite o
desenvolvimento das chamadas ferro-
bactérias, encontradas também em poços
profundos, que transmitem a água odores
fétidos e cores avermelhadas, verde escura ou
negra tornando a água imprópria para
consumo e podem também obstruir
canalizações.
Pode ser removido por aeração, cloração,
desmineralização, evaporação, abrandamento
com cal sodada por precipitação. A troca
iônica é utilizada quando é necessário a
ausência de ferro.
A quantidade nutricional de ferro é de 1 a 2 (6
a 10) mg/dia e a de cobre é de 2 mg/dia.
Num sistema de abastecimento de água as
concentrações de ferro devem ser inferiores a
0,3 mg/L.
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c. Manganês
A presença de manganês no estado
reduzido (Mn++) é freqüente em águas
subterrâneas.
As razões para limitação do manganês em
água de consumo são:
– Prevenir os prejuízos de ordem estética e
econômica;
– Evitar efeitos fisiológicos adversos devido ao
seu consumo excessivo.
O consumo diário de manganês, em uma
dieta normal, tem sido estimado em 10
mg/dia.
O padrão de aceitação para consumo
humano é de 0,1 mg/L.
SANEAMENTO BÁSICO I
d. Alcalinidade
Capacidade da água de neutralizar
ácidos.
– bicarbonatos (HCO3-1) (pH entre 6 e 8);
– carbonatos (CO3-2);
– hidróxidos (OH-).
A concentração em água bruta
podem variar de 10 a 30 mg/L.
Influi na coagulação química.
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e. Dureza
Os principais íons metálicos que conferem
dureza à água são o cálcio (Ca2+) e o magnésio
(Mg1+).
A dureza está relacionada à incrustações em
superfícies onde há troca de calor.
Em águas doces sua concentração pode variar
de 10 a 200 mg/L, e em águas salgadas pode
alcançam 2500 mg/L.
Os sais podem ser removidos por abrandamento
(cal sodada), desmineralização (resinas
catiônicas ou aniônicas), evaporação ou
aumento de pH favorecendo a precipitação dos
sais ou hidróxidos de cálcio e magnésio.
O padrão de aceitação para consumo humano é de
500 mg/L.
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f. Cloretos e sulfatos;
Teores elevados de cloretos podem interferir
na coagulação e teores elevados de sulfatos
causam efeitos laxativos.
Sua concentração em águas brutas pode
variar de 1 a 1500 mg/L. Em água do mar
esta concentração chega a ser de 26000
mg/L. Sua remoção pode ser feita por
desmineralização (resinas catiônicas ou
aniônicas).
O padrão de aceitação para consumo
humano é de 250 mg/L para cloretos e
sulfatos.
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g. Nitratos e nitritos:
O nitrogênio perfaz cerca de 80 por cento do ar que respiramos. Como um componente essencial das proteínas ele é encontrado nas células de todos os organismos vivos. Nitrogênio inorgânico pode existir no estado livre como gás, nitrito, nitrato e amônia.
Nitrato (NO3- )
SANEAMENTO BÁSICO I
g. Nitratos e nitritos:
Nitrogênio amoniacal pode estar presente em
água natural, em baixos teores, tanto na
forma ionizada (NH4+ ) como na forma tóxica
não ionizada (NH3) devido ao processo de
degeneração biológica de matéria orgânica
animal e vegetal.
O nitrogênio presente nas águas pode oxidar-
se formando-se na seqüência: nitrogênio
orgânico – nitrogênio amoniacal (NH4) –
nitrito (NO2-) e nitrato (NO3
-) indicando o grau
de poluição. A presença de compostos
amoniacais orgânicos podem dar origem,
quando o cloro é utilizado à formação de
cloraminas orgânicas, reduzindo o poder de
desinfecção.
SANEAMENTO BÁSICO I
g. Nitratos e nitritos (continuação)
Os nitratos podem ser perigosos para os
lactentes e para crianças quando a
concentração é superior a 45 mg/L em NO3-,
reduzindo-se a nitritos podendo provocar a
metahemoglobinemia. Existe a possibilidade
também do nitrato formar nitrosamina por
reação entre aminas secundárias ou
terciárias dos alimentos que tem ação
carcinogênica.
O padrão de aceitação para consumo humano é de 1 mg/L para o nitrito, 1,5 para amônia (como NH3) e 10 mg/L para o nitrato.
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h. FluoretosConforme a legislação federal sobre
fluoretação das águas de abastecimento público (Lei 6050/74 e Decreto 76872/75), os limites recomendados são:
Média anual das temperaturas máximas do ar (ºC) Limites em mg/ L
I nferior Superior
10,0 - 12,0 0,9 1,7 12,1 - 14,6 0,8 1,5 14,7 - 17,8 0,8 1,3 17,7 - 21,4 0,7 1,2 21,5 - 26,2 0,6 1,0 26,3 - 32,6 0,6 0,8
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i. Metais
• Chumbo (saturnismo);
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2.2 Características Químicas
2.2.1 Características Químicas Orgânicas
– Compostos Orgânicos Voláteis;– Agrotóxicos;– Compostos Orgânicos Sintéticos;– Compostos orgânicos subprodutos da
oxidação e desinfecção;
a. DBOb. Compostos Orgânicos Voláteisc. Compostos halogenados
• Trialometanos – THMs
d. Fenóis;e. Detergentes.
2.3 Características Radioativas
SANEAMENTO BÁSICO I
2.2 Características Químicas
Oxigenio Dissolvido
A existência de oxigênio
dissolvido nas águas (OD),
é uma necessidade fundamental
para a subsistência da vida aquática. A maioria das espécies de peixes necessita de pelo menos 3 mg O2 dissolvido por L de água para sobreviver.
a 20 – 25 oC, os níveis máximos de OD na água situam-se na faixa de 8 a 7 mg/L.
o aumento de temperatura causa diminuição na solubilidade de O2 na água, a qual chega a zero na temperatura de ebulição.
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2.2 Características Químicas
Oxigenio Dissolvido
O lançamento de esgotos e efluentes industriais contendo substâncias orgânicas sobre os corpos d´água leva ao consumo do pouco O2 disponível na água por consequencia de reações do tipo:
Mat. Org + O2 (aq) CO2 (aq) + H2O
o que pode causar mortandade
de peixes e outros organismos .
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2.2 Características Químicas
Demanda Bioquímica de Oxigenio
A DBO representa o potencial ou a
capacidade de uma massa orgânica
“roubar” o oxigênio dissolvido nas
águas. Mas este “roubo” não é
praticado diretamente pelo composto
orgânico, mas sim é resultado da
atividade de microorganismos que se
alimentam da matéria orgânica.
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2.4 Características Biológicas
Entre o material em suspensão na água inclui-
se a “parte viva”, ou seja, os
microrganismos. Alguns desses
microrganismos, como certas bactérias,
vírus e protozoários, são patogênicos,
podendo portanto provocar doenças.
Outros organismos como as algas podem
liberar toxinas e serem prejudiciais à saúde,
causar odor desagradável ou distúrbios
nos filtros.
As características biológicas são avaliadas por
meio de exames bacteriológicos e
hidrobiológicos.
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2.4 Características Biológicas
Classificação Ambiental das Infecções relacionadas com a Água
Grupo Descrição Agente etiológico
I - Transmissão Hídrica Ocorre quando o agente encontra-se na
água
Diarréias e disenterias
Cólera/V.Cholerae Salmonelose/Salmonella sp Febres entéricas Febre tifóide/Salmonella tiphi Hepatite A/vírus A da hepatite Ascaridíase/Ascaris lumbricoides
II - Transmissão relacionada com a higiene
Ocorre quando o agente se manifesta sob condições inadequadas de higiene
Escabiose/Sarcoptes scabieTracoma/Clamydia trachonatis
III-Transmissáo baseada na água
Ocorre a partir do contato do homem com um agente que desenvolve parte do ciclo vital em animal aquático
Esquistossomose/Schistossoma mansoni
IV-Transmissao por inseto vetor que se procria na água
Ocorre quando o agente entra em contato com o homem através da picada do insteo
Dengue/vírus do dengue-vetor:Aedes aegyptiMalária/Plasmodium sp-vetor:Anopheles spFilariose/Wucheria bancrofti - vetor:Culex sp
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2.4 Características Biológicas
2.4.1 Organismos Indicadores
Devido as dificuldades de isolamento de organismos patogênicos a Microbiologia Sanitária sugere que a indicação de contaminação seja determinada rotineiramente por indicadores microbiológicos da presença de material fecal no meio ambiente.
A presença de de organismos indicadores atesta poluição de origem fecal e, portanto risco de contaminação, ou seja, presença de patógenos.
A densidade de indicadores indica o grau de poluição/contaminação.
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2.4 Características Biológicas
2.4.1 Organismos Indicadores
Alguns requisitos, ou atributos dos organismos indicadores de contaminação devem ser observados:
Serem de origem exclusivamente fecal;
Apresentarem maior resistência que os patogênicos aos efeitos adversos do meio ambiente;
Apresentarem-se em maior número que os patogênicos
Não se reproduzirem no meio ambiente;Os microrganismos devem ser facilmente,
rapidamente identificados e enumerados;A análise deve ter preço acessível;O indicador não dever ser patogênico.
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2.4 Características Biológicas
2.4.1 Organismos Indicadores
Na avaliação da eficiência dos processo de tratamento na remoção de patógenos, o emprego de organismos indicadores deve partir do seguinte entendimento:
A ausência do organismo indicador no efluente indicaria ausência de patógenos, pela destruição e remoção de ambos por processos de tratamento;
Sua presença no efluente seria em densidades às quais corresponderia a ausência de patógenos.
SANEAMENTO BÁSICO I
2.4 Características Biológicas
2.4.1 Organismos Indicadores
Para que um organismo cumpra papel de indicador da eficiência do tratamento, é necessário que:
O indicador seja mais resistente aos processos de tratamento que os patógenos;
O mecanismo de remoção de ambos seja similar;
O indicador esteja presente no afluente em densidades superiores às dos patógenos e as taxas de remoção/decaimento de ambos sejam similares;
A taxa de remoção/ decaimento dos patógenos seja superior ao indicador.
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2.4 Características Biológicas
a. Exames bacteriológicos:
Os principais indicadores de contaminação são:
Coliformes totais (encontradas no meio
ambiente);
Coliformes Termotolerantes;
Escherichia coli – exclusivamente de
origem fecal, humana e animal;
Streptococos fecais (águas salinas).
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2.4 Características Biológicas
a. Exames bacteriológicos (cont.)
Quando coliformes totais ou coliformes
termotolerantes forem detectados na água
destinadas ao consumo humano deve-se ter
cuidado especial na escolha da tecnologia de
tratamento pois existe relação entre turbidez
e número de coliformes no efluente dos
filtros.
A Escherichia coli é considerada o mais
específico indicador de contaminação fecal
recente e de eventual presença de
organismos patogênicos.
SANEAMENTO BÁSICO I
2.4 Características Biológicas (cont.)
O padrão microbiológico para consumo
humano é de ausência de Coliformes totais ou
Escherichia coli quantificado em NMP/100 mL.
Em 20% das amostras mensais deve ser efetuada a
contagem de bactérias heterotróficas no sistema
de distribuição e uma vez excedida a 500
unidades formadoras de colônias por mL, devem
ser providenciadas imediata recoleta, inspeção
local e, se constatada irregularidade, outras
providencias cabíveis.
Para a garantia da qualidade microbiológica da
água, em complementação às exigências
relativas aos indicadores microbiológicos a
turbidez do efluente da filtração rápida deve ser
inferior a 1 UT (em 95 % das amostras sendo o
valor máximo pontual igual a 5 UT).
SANEAMENTO BÁSICO I
2.4 Características Biológicas (cont.)
– Exames Hidrobiológicos
Os exames hidrobiológicos visam identificar
e quantificar as espécies de organismos
presentes na água: algas (cianofíceas),
protozoários ( cistos de Giárdia spp e
oocistos de Cryptosporidium sp),
bactérias, rotíferos e crustáceos.
Alguns microrganismos como certas algas,
são responsáveis pela ocorrência de
sabor e odor desagradáveis, ou por
distúrbios em filtros e outras partes do
sistema de abastecimento de água.
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Surtos de diarréia associados ao consumo de água de etiologia desconhecida (EUA)
010
2030
4050
6070
80
1991-1992 1993-1994 1995-1996 1997-1998 1999-2000
Per
cen
tual
do
to
tal
SANEAMENTO BÁSICO I
SANEAMENTO BÁSICO I
3 CONTROLE DA QUALIDADE DA ÁGUA
– Critérios: Valores estabelecidos
cientificamente que associam
concentrações ou níveis de
determinados parâmetros a efeitos no
meio ambiente e na saúde humana. Os
critérios são estabelecidos através de
ensaios toxicológicos que avaliam níveis
de toxidez e acumulação de organismos
aquáticos. Outros ensaios são os de
avaliação de potencial carcinogênico;
– Padrões: Valores limites estabelecidos
por lei para serem atendidos num
determinado corpo hídrico ou efluentes
destinado a um uso específico.