77

5/14/2018 77 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/775571ffb049795991699ddae9 1/88

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.

Profa. GRAÇA PORTO



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- Biól. H.B. de Pádua -

A água clara que vem da serra,

guarda um murmúrio eterno e reza, ...e reza, ...e reza

Reza em contas de um rosário

São os seixos que pacientemente rola

Reza pelos irmãos rio e mar

Reza pelo amante solo, pela filha árvore e

pelo filho bicho Reza humilde, piedosa

Reza por todos nós

Reza por mim.



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ÁGUAS CONTINENTAIS MINI CURSO

CONHECIMENTO, AMOSTRAGEM,ANÁLISE E INTERPRETAÇÃO DAS

VARIÁVEIS FÍSICAS, QUÍMICAS E BIOLÓGICAS

Agosto/2004Profs. Bióls.: Helcias B. de Pádua (coord.) &

Paulino B. Medina Jr. (prof. convidado)COMTUR-Bonito/MS-Br

.



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• Total da Água na Terra = 138.015 m3(ocupa o volume de uma esfera de 1380 km de diâmetro) .

• Distribuição = 3 reservatórios (principais) - oceanos 96,6 %

- continentes 3,4 %

- atmosfera 0,013 %.



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A quantidade da água salgada dos oceanosé cerca de 30 vezes maior que da água

doce nos continentes e na atmosfera.

A água dos continentes concentra-sepraticamente nas calotas polares, glaciais

e no subsolo. O restante, (volume muito

pequeno) , contida em lagos, pântanos, rios, zona superficial do solo e biosfera.



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• A água no subsolo representa cerca de 50% da água doce nos continentes, mas

a sua quase totalidade situa-se em profundidade superior a 800 m.

Nos seres vivos continentais, (biosfera),encontra-se uma fração muito pequena

da água:

cerca de 1 / 40 mil .


http://slidepdf.com/reader/full/775571ffb049795991699ddae9 7/883/16/2012 7

• Até o final sé. XVIII = água tida como um

elemento simples• Lavoisier, Laplace e Meussnier, (1777)definirem a natureza composta de oxigênio-O e

hidrogênio-H (16 g O / 2 g H) (2,016 g H) • simbologia química atual = molécula-H2O

• idéia falsa = estrutura física linear (configuração

bem simples)

• H - O - H (unidos por covalência) de formaçãoretilínea

• ??? ...e as suas várias propriedades físicas



Água - propriedades físicas

• expandir o seu volume ou capacidade deocupar maior espaço quando em estado

cristalino - TºC baixissima

• apresentar sua densidade máxima atemperatura de 4ºC, ainda no estado líquido

• então foge a proporcionalidade da teoriacinética dos líquidos(*), devendo possuir,pelo menos quando em temperaturas

próximas de 4ºC, uma estrutura diversa da

prevista para os líquidos em geral.



Teoria cinética dos líquidos

• admite certa proporcionalidade entre pressão,volume e temperatura, pressupondo-se uma

estrutura constituída de moléculas esféricas,sempre se movimentando • essa forma estrutural esférica dos líquidos, em geral,

explicaria a capacidade dos corpos em se expandir

quando do aumento da temperatura• essa forma esférica seria formada por grupos de

moléculas, com massas compactas em que cadaelemento dessas moléculas se apresentaria rodeada de

um número máximo de idênticos elementos.



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• em 1900, admiti-se : estruturas das

moléculas da água não são tão somente ouapenas da mesma forma, podendo estar naforma até de triedro

• no caso da água, ocorre que cada átomo deoxigênio estaria cercado por outros átomosiguais, em quantidade diversa,(diferente),formando formas diversas, como “pacotes”

• sofrem influência das variações natemperatura ambiente, o que aumentaria ou

diminuiria os espaços existentes entre os

átomos constituintes de cada desses pacotes.



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• a forma de H O H -Hidrol-H2O

• somente quando a água for aquecida a150ºC e mantida em estado líquido (sobcondições de pressão adequadas)

• com formações físicas totalmente iguais, enão retilíneas, como se pensa, mas sim emângulo de 105º , tendo o átomo de oxigênio

no centro; OH H

• tipo de estrutura física da molécula d’ água

é denominada de Hidrol-H2O



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• ao abaixarmos a temperatura inicia-se a

formação do que se chama de “polímeros”,com estruturas totalmente diversas da

anterior, inclusive com muito mais volume

e portanto “menos densa”, assim:• a 150ºC há predominância absoluta de “hidrol =

H2O”; cada átomo de oxigênio de cada moléculadessa estrutura, esta rodeado por seus 12 átomossemelhantes de outras moléculas d’ água, numa

situação bastante compacta, portanto ocupandomenor espaço e volume, apresentado assim uma

maior densidade;



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• aos 15ºC o “hidrol” passa a constituirapenas 5% do total das moléculas de água,

com predominância de 90% de “dihidrol - H4O2” e 5% de “trihidrol - H6O3”; - a estrutura trihidrol-H6O3 aumentaria em

proporção, à medida que essa solução seaproximasse do ponto de congelamento;

- aos 4ºC, a proporção de “trihidrol - H6O3” se elevaa 30% e...;

- quando mantida no estado líquido, como gelo fundente, tem-se 50% do trihidrol;

a água em estado líquido à pressãonormal é constituída de hidrol-H2O, dedihidrol-H4O2, e de trihidrol-H6O3,

em solução



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- as moléculas de gelo, ou com estrutura de trihidrol-H6O3, teriam uma configuração

de maior volume que o ocupado pormoléculas de hidrol-H2O ou dihidrol-

H4O2;

- com a estrutura física trihidrol-H6O3, amolécula de água apresenta maior espaçoentre os átomos de oxigênio que cercam

outro átomo de oxigênio, numa proporção

de 1 átomo central de oxigênio para 4átomos semelhantes que rodeando

ocupam um maior espaço entre eles,portanto com menor densidade;



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• o gelo-OºC, flutua por ter menor densidadee maior espaço entre os átomos das

moléculas d’água doce, não é...! ; porém à4ºC a água apresenta-se com maior

densidade (*), que coisa...né...!

- a água salgada não forma gelo; - a água salgadaapresenta maior densidade que a água salobra e estaé mais densa que a água doce.

• e.t.: - d ificuldades existem, entre os

pesquisadores, para aceitar totalmente taishipóteses.



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• com o advento de processos científicosmais modernos, quando do estudo dasestruturas moleculares, esclareceu-semelhor as propriedades das chamadas

substâncias transparentes.

• p. ex., é a do “efeito Raman” , fenômenoque esplica, básicamente, que são as formas

estruturais das moléculas existentes no

meio transparente que determinam a freqüencia resultante da incidência de um

raio monocromático, formando raias

específicas, (teoria quantica).



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Mini curso - ÁGUAS

CONTINENTAIS

(reapresentação ... )

.



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O vento é o mesmo...mas sua resposta é diferenteem cada folha

Cecília Meireles



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• Visa oferecer conhecimentos básicos sobre a

dinâmica física, química e biológica das águas, em geral • Com apresentação de conceitos; escolha de

locais representativos; ações e normas para correta amostragem; análises e determinações

em campo; análises e determinações preliminares; preparação e envio da amostra

p/ o laboratório; discussão e interpretação dos dados; diagnóstico e elaboração de relatório

de atividade • Pespectiva: aplicação no desenvolvimentodas atividades de profissionais ligados a

área ambiental, em geral



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Programação Desenvolvimento

• Aula teórica – em sala de aula – limnologia &variáveis f/q/b

• Aula prática - amostragem, acondicionamento, preservação,

determinação e análise em campo –

• Análises de laboratório - (preliminar) –

• Discussão, interpretação e elaboração de relatório preliminar –



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C i c l o s

b i o g e o q u í m i c o s

• Movimento cíclico dos elementos físicos(geo) do ambiente e organismos vivos (bio),

comprometidos (ambos) com os processosquímicos

• ... temos: estações climáticas; ciclo das

marés; ciclo biológico; ciclo do carbono;ciclo da água; do hidrogênio; do

nitrogênio; etc...



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-

• O ciclo hidrológico

• - na atmosfera = resfriamento do vapor d`águaformação de nuvem

• - chuva: precipitação pluvial (solo, rio, lago, mar, vegetação, et• - no solo ou superfície sólida - 3 vias distintas:

infiltração,evapotranspiração,

escoamento superficial



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MEIO - é o elemento físico do ambiente, o seuentorno, o material, a película que envolve de

modo imediato e diretamente o organismo ouobjeto observado. É o o ar, a água ou outro(s) queatravés do qual mantêm-se os intercâmbios vitais

AMBIENTE - é o entrelaçamento dosmateriais orgânicos e inorgânicos, compondo umconjunto constituído por superfícies e elementos

gerais, onde convivem os organismos oupermanecem os objetos observados



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• Sistema - combinação de partescoordenadas para um mesmo resultado,

ou de maneira a formar um conjunto,p.ex.: sistema de criação; sistemaaquático; sistema de esgoto, etc. ...

• Substrato - apoio físico; o que serve defixação; tudo que possa conter algo; - no

substrato tem-se os dissolvidos (líquidos, gases, partícula

sólidas organicas e inorganicas)



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• A água estritamente definida como composto puro,deveria exibir características químicas e

físicas previsíveis, pois que as propriedades de umcomposto puro são tão dignas de confiança que

podem ser usadas para identificação de uma

amostra desconhecida.

• Neste contexto não haveria sentido discutirqualidade de água, porém como o seu

comportamento mantêm uma íntima e dependenterelação com o sistema, meio ou ambiente que acontenha, variações devem ser esperadas, com

severas influências aos seres vivos.



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- • Resistente a passagem da luz

• Menor capacidade de dissolver gases• Grande capacidade de dissolver substâncias (orgs./inorgs),

tanto em suspensão como em solução• Solvente universal = alto poder diluidor, sendo isenta de

outras substâncias apenas qdo. no estado gasoso• Água (por definição) = é incolor, insípida e inodora;líquida à temperatura ambiente, c/ átomos de H e O agrupados em moléculas

• Seu incorreto uso ou mesmo o simples contato com as ações decorrentes da

presença do homem contribuem p/ alterar suas naturais características.

• Na natureza (in natura) nunca esta comple/te pura contendo gases,sólidos dissolvidos e suspensos, etc.

• Como água de chuva contêm 10mg/l de gasese sua alcalinidade é 20 a 25 mg/l , p. ex.

ÁGUA



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ÁGUA

• Normal/te, na água são notadas = pequenas variações detemperatura

– Pq: -“alto calor específico” faz que os corpos d’água se apresentem

como excelentes reguladores térmicos – São necessários maiores quantidades de calorias a serem absorvidas

ou mesmo cedidas, em toda massa d’ água, para que ocorra aumentoou decréscimo expressivo na temperatura da mesma

• Calor específico da água = definido como a quantidade de

energia necessária, medido em calorias, para que 1 g. de água aumente em 1ºC a sua temperatura• Caloria : a) unidade de calor = unidade com a qual é medida a

quantidade absoluta de calor de um corpo

b) quantidade de calor necessário para aumentar de 14,5ºC a15,5ºC a temperatura de 1 grama de água, (pequena caloria) oude um quilograma de água (grande caloria), na pressãoatmosférica normal - 1 grama caloria = 1 caloria;

- 1 quilo caloria = 1000 g. calorias.

B il R CONAMA/86



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- Brasil : seg..Res. CONAMA/86

• Água doce = menor que 0,5‰ de salinidade (‰)

• Água salobra = de 0,5‰ a 30,0‰• Água salgada = maior que 30,0‰ • o ser humano começa a perceber: “ gosto salobre”

(palatabilidade), em água, a partir de 1,0‰ de Salinidade.

Classificação Mundial das Águas - ONU • Água doce com apresentação de teor de sólidos totais

dissolvidos (STD) inferior a 1.000 mg/ l (1,0‰ )

• Salobra com STD entre 1.000 e 10.000 mg/ l.• Salgada com mais 10.000 mgSTD/l

• água doce disponível no mundo - (equivalente) 1 colher de sobremesa, em 1

litro do total das águas da Terra



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• Sólidos = todas partículas materiais emsuspensão,dissolvidas colóidais ou não e sedimentáveisna água, (menos os gases dissolvidos), que contribuem

para a carga de sólidos presentes na massa líquida

• - Sól. Dissolvidos: são os colóides e os efetiv/tedissolvidos, que passam por uma membrana filtrante de

1,2 micra

• - Sól. Totais Dissolvidos: são os ions presentesque caracterizam a condutividade e a salinidade

do meio. (menor que 1,2 micra)



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• Previsão: em 2025, 2/3 da população mundial estarãovivendo em regiões c/ recursos hídricos insuficientes

• será necessário um crescimento de 50% a 100% da água p/ produção de alimento

• atual/te 1,4 bilhões de pessoas não tem acesso a águalimpa

• a cada 8 segundos morre uma criança por doença relacionada a água contaminada

• Conflitos: em 2025, 200 bacias hidrográficas +importantes do mundo (atual/te situam-se em áreas

fronterisas) serão disputadas em conflitos pela água• - Crise de água : região c/ potencial de água disponível

menor que 500m3/hab/ano (ONU) - Nível de estresse = de 500 a 1000m3/hab/ao;

- Nível adequado = de 1000 a 2000m3/hab/ano;- Nível muito confortável = acima de

2000m3/hab/ano



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• Brasil : = - as suas descargas hídricas(potencial dos rios) c/ 35 mil m3/hab/ano, somadas às reservas subterrâneas estimadas em 11.200 km3, apresenta uma taxa explorável da ordem de 5000 m3/hab/ano

• Brasil : = - contêm 20% das águas disponíveis no mundo para consumo imediato; - só na Amazônia tem-se 80% desse potencial

nacional

• - Aqüífero Guarani = - poderá fornecer água por

200 anos para toda população da Terra;- ocupa 8 estados brasileiros e 4 paises do MERCOSUL,

distribuído por 1,2 milhões de km2 (área do estado do Pará)

• Porém = - Brasil c/ distribuição de água muito irregular e na contra mão da distribuição populacional, assim: - no Nordeste semi-árido c/ 1000 a 2000 m3/hab/ano, mas em inúmeras áreas da mesma região esse potencial vai de 500 a 1000 m3/hab/ano e até bem

abaixo de 500m3/hab/ano• A ONU-Bco Mundial = desaconselha investir em áreas c/ taxa inferior a

A li lid d 9 iá i TºC H O i Di DBO



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Avalia a qualidade - 9 variáveis - TºC; pH; Oxig. Diss.; DBO; Fosfato. total; Nitrog. total; Resíduo total; Turbidez e Coliformes

termotol erantes (fecais).

# Atual/te subdividido em IAP (ÍNDICE DE QUALIDADE DE ÁGUA

BRUTA P/ FINS DE ABASTECIMENTO PÚBLICO) e IVA ( ÍNDICE DE PROTEÇÃODA VIDA AQUÁTICA)

• IAP - agrega ao IQA os resultados de subst. tóxicas(metais, mutagenicidade e potencial de formação de

trihalometanos) e variáveis que afetam a qual.organoléptica/sensitiva da água (metais, fenóis, etc...)

• IVA - considera a presença de contaminantes, medida

pelo teste de toxicidade à vida aquática, e duas variáveisessenciais para a biota, como o pH e OD

• Vamos ver, p. ex.., em MS (Bacia do rio Formoso) e em SP

(principais rios e reservatórios)

SEMA/IMAP MS 2002



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SEMA/IMAP - MS, 2002Bacia do rio Formoso, de 1996 a 2001 - IQA -

• 1996 = 73% boa; 15% aceitável; 12% ruim• 1997 = 12% ótima; 73% boa; 10% aceitável;

5% ruim

• 1998 = 69% boa; 19% aceitável; 12% ruim• 1999 = 10% ótima; 67% boa; 10% aceitável;

10% ruim; 3% péssima

• 2000 = 10% ótima; 65% boa; 15% aceitável;

9% ruim; 1% péssima

• 2001 = 3% ótima; 78% boa; 5% aceitável; 14% ruim



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•

a) Qualidade das águas : - CETESB,1980b) Relatório de qualidade ambiental de São Paulo - SEMA, 2003 -

DOESP-vol.114;8/6/04

• CETESB, 1980 - ÁGUA P/ PRESERVAÇÃO DA VIDA AQUÁTICA

em 92 pontos - 29 bacias hidrográficas / SP: - 14,13%“qualidade boa”; - 45,65% “qualidade aceitável”; -

40,22% “qualidade inaceitável” (org. Pádua et al.)

• SEMA/SP, 2003 - ÁGUA - IQA - Avaliação da qualidade das águas interiores ESP, no período de 1998 - 2002, em147 pontos monitorados: - 10% “qualidade ótima”; - 81%

“qualidade boa”; - 24% “qualidade aceitável”; - 19%“qualidade ruim”; - 13% “qualidade péssima”



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• CONTAMINAÇÃO

• CAUSADA POR ELEMENTOS QUE LANÇADOS NA ÁGUA, NO AR, NO SOLO, ETC, TORNA-OS

DIFERENTES E NOCIVOS,COMO UM VENENO OU UM

SER PATOGÊNICO,PREJUDICANDO O

SUBSTRATO, OU O ENTORNO,EM UM TAL GRAU QUE CRIE

OU OFEREÇA RISCOS REAIS ÀVIDA, À SAÚDE.

• É ativa e deve ser encarada

como um problema desaúde pública.(serespatogênicos, substs.

tóxicas)

• POLUIÇÃO• CONSIDERADA COMO QQ

MODIFICAÇÃO NASCARACTERÍSTICAS DO MEIOE OU AMBIENTE, CAPAZ DE

TORNÁ-LOS NOCIVOS ÀSAÚDE, À NATUREZA, ÀSEGURANÇA E AO BEM-

ESTAR, PREJUDICANDO OEQUILÍBRIO NATURAL.

• É passiva , causada peloagente poluente, através

da prática irracional edesfavorável (águas

servidas, fertilizantes, etc.) • (#) - atual/te mais de 10%

dos Rec. Hídricos da Terra

se encontram poluídos



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Nas águas têm-se os dissolvidos ou disponíveis(sólidos/partículas, gases) que dinamicamente formam ou não

substâncias e/ou organismos, favoráveis ou não

Componentes biológicos• Seres produtores, seres consumidores e os

decompositores • Seres produtores: autótrofos (fabricam

substâncias orgânicas a partir de compostosinorgânicos). São os seres fotossíntetizantes equimiossintetizantes. Vegetais, certas bactérias

• Seres consumidores: heterótropos (incapazes desintetizar seu próprio alimento, utilizando o que

for produzido pelos autótrofos). Animais• Seres decompositores: se nutrem de matéria em

decomposição, degradando-a e liberandosubstâncias inorgânicas que serão nov/te usadaspelos seres produtores. São as bactérias e

fungos



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• Fotossíntese: qto ao oxigênio(produzido na fase clara)

• 6 CO2 + 12 H2O (luz+clorofila) = C6H12O6 + 6 H2O + 6 CO2

Na verdade:

• FASE CLARA : 12 H2O + luz (673 kcal) e clorofila (azulada ou verde)

= 24 H (íons) provenientes da separação da molécula da água+ 6 O2 (oxigênio liberado)

• Então o oxigênio é produzido apenas na fase clara da fotossíntese.O oxigênio provém da própria água absorvida pelo ser

autótrofo(algas) e não do gás carbônico.

• FASE ESCURA: 6 CO2 + 24 H + ENERGIA GUARDADA/Ciclo de Calvin ,dando C6H12O6 + 6 H2O

• São necessários 673 kcal para quebrar as 12 moléculas de água

(fase clara) e a mesma energia p/ fixação das 6 moléculas de gás carbônico, na fase escura



3/16/2012 40

• fotossíntese: qto ao CO2 (incorporado na fase escura dafotossíntese )

•como se viu: 6 CO2 (é fixado pelos vegetais) + 12 H2O (luz+clorofila) =C6H12O6 + 6 H2O + 6 CO2

• Recordar

• FASE CLARA : 12 H2O + luz (673 cal) e clorofila (azulada ou verde)

= 24 H (íons) provenientes da separação da molécula da água

+ 6 O2 (oxigênio liberado)

• Então: o CO2 não é incorporado na fase clara dafotossíntese

FASE ESCURA: 6 CO2 (proveniente das diversas fontes) + 24 H +ENERGIA GUARDADA/Ciclo de Calvin , dando C6H12O6 (Mat.Orgânica) + 6 H2O

• geral/te: 6 CO2 (?) + 12 H2O (luz+clorofila) = C6H12O6 + 6 H2O +

6 CO2

b



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CO2 - gás carbônicoobs.: as conseqüências da fotossíntese nas águas são: retirada

do CO2, aumento do pH, precipitação de carbonatos, etc.,

etc., e tal...• Outras fontes deCO2

• Eras remotas (carbonífero) = o gás carbônico seapresentava em maior proporção na atmosfera,

permitindo uma rica e abundante flora e posteriorformação dos fósseis (petróleo e carvão)

• Atividades vulcânicas (calcinação/natural) tbemitem CO2 para o ar

• A queima de carvão e petróleo ocasiona aumento

exagerado do gás carbônico na atmosfera, dando umaumento geral da temperatura média da Terra.

• O CO2 + metano-CH4 torna mais lenta a irradiaçãodo calor para as altas camada, formando-se próximo

à superfície terrestre o EFEITO ESTUFA



3/16/2012 42

CO2 - Gás carbônico

• Na atmosfera = o CO2 esta presente 700 vezesmenos que o oxigênio

•

Na água o CO2 é 35 vezes mais solúvel que o O2• Os vegetais devolvem o CO2, (anterior/te fixado na

fotossíntese), durante a sua respiração, assim:C6H12O6 + 6O2 dando

6 H2O + 6 CO2

O gás carbônico tb volta ao meio e/ou ao ambienteatravés da decomposição da mat. orgânica (ação de

organismos específicos)Outras fontes de CO2 = os carbonatos da água e solo



3/16/2012 43

Dinâmica do CO2 na água

• Resp. aeróbia = C6H12O6 (mat. org.) +

6 O2 (gás oxig.) dando 6 CO2 (gás carbônico) + 6 H2O (água) + 673/4kcal (energia) • Oxidação = C6H12O6 (mat. org.) + 6 O2 (gás oxig.) + 6

H2O (água) dando 6 CO2 (gás carbônico) + 6 H2O

• Resp. anaeróbia s/ oxigênio = C6H12O6 (mat. org.) dando2 CO2 + 2 C2H5OH2 (ác. orgânico = álcoois) que em

contato c/ bactérias metanogênicas forma o

3 CH4 (metano) + 3 CO2 + energia Atenção: O gás carbônico na água (sist. natural) forma um ácidofraco = H2CO3 (ác. carbônico- pH de 4,6

( CO2 + H20 = H2CO3)

• Em águas carbonatadas o pH é orientado



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CONT.Em águas carbonatadas o pH é orientadopela relação gás carbônico/carbonatos,

assim:

1- H2CO3-ác. carbônico formado na água vai dar embicarbonatos: CO2 + H20 = H2CO3 = -...(HCO3)2 + H (íons H)

2- ...CO3-carbonato... (insolúvel) + H2O + CO2-gás carbônico(solúvel), vai dar em bicarbonatos -...(HCO3)2 (solúvel =sol.tampão)

3- ...CO3-carbonato (insolúvel) + H2O, dando bicarbonatos -...(HCO3)2 + OH (íons OH) 4- logo abaixo do pH 4,6 os bicarbonatos já começam a se

formar, dominando até ter-se pH 8,2-8,3.

5- após pH 8,3, começa a aparecer os carbonatos-...CO3 ainda c/ os bicarbonatos-...HCO3.

6- após o pH 9,4 só se encontra os carbonatos e oshidróxidos-... OH



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Cont.

• Como se pode ver, são em faixas específicas de pH da amostra(*) dessaságuas é que podem ser encontrados até os dois tipos ou frações de

alcalinidade, assim:

• pH Alcalinidade

• > 9,4 carbonatos...CO3- e hidróxidos-...OH-

• 8,3 a 9,4 bicarbonatos...HCO3- e carbonatos-...CO3

-

• 4,4 a 8,3 bicarbonatos...HCO3-

A ÁGUA NO BRASIL



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A ÁGUA NO BRASIL

•é um valioso capital ecológico,

(quando do seu uso, reuso, reserva enegociação entre países, estados,empresas, instituições oficiais ou

não), portanto de enorme valorcompetitivo e monetário, devendo seraltamente considerado e cuidado em

qualquer atividade produtiva•é o nosso patrimônio natural , não

podendo ser visto como natural,

eterno e como simples recurso



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• Os recursos da água não devem serencarados como bens públicos“gratuitos”, não podendo ser

utilizados com a mesma rapidez edesperdício por qualquer grupo da

sociedade que dela se aproprie.(anon.)



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V a r i á v e i s

FÍSICAS QUÍMICAS BIOLÓGICAS

á g u a

(variáveis)



3/16/2012 49

• As variáveis físicas são: temperatura, transparência, turbidez, níveis de sólidos em suas diversas frações, cor e sensoriais

(sabor e odor)

• Fornecem indicações preliminares importantes para acaracterização da qualidade química da água como, porexemplo, os níveis de sólidos em suspensão (associados àturbidez) e as concentrações de sólidos dissolvidos

(associados à cor), os sólidos orgânicos (voláteis) e ossólidos minerais (fixos), os compostos que produzemodor, etc...

• São indispensáveis à maioria dos trabalhos

envolvendo qualidade das águas.



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• Água pura = ñ produz sensação de odor ou sabor nos sentidos humanos• Quem os confere: elementos/substâncias

originados da decomposição da mat. org. ou da

atividade biológica de microrganismos ou ainda defontes industriais e/ou minerais.• Detecção = dependendo exclusivamente da

sensibilidade dos sentidos humanos, variando deindivíduo para indivíduo e tende a diminuir com aconstante exposição• Seg Res. CONAMA 20- Classe 3; Port.. 36-Min.Saúde e Port. 1468/MS : Sabor e odor = não

objectável (que não desagrade)



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• Unid. de leitura = graus Celcius (C) e Fahrenheit (F) (usuais)

• Característica física = mede a intensidade de calor ou energiatérmica em transito; indica o grau de agitação das moléculas• Interfere em outras variáveis: pH, salinidade, alcalinidade,toxicidade de elementos/substâncias, na retenção de gases, etc.

• T C = (tº F – 32) (÷ por 9) (x 5)• T º F = (t ºC x 9) (÷ por 5) (+ 32)

• 5 graus de elevação = aumenta em 50% os efeitos

tóxicos; tb reduz a sobrevivência de organismos• 5 graus a menos produz retardamento e inativação dospeixes



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• Temperatura maior que 30ºC: acelerametamorfose, porém retarda o crescimento

além de causar produção e retenção de

gases intestinais. O ideal = entre 20ºC - 28ºC

• Temp. baixa = não se alimenta, maiorsensibilidade, debilidade, suscetível aos

patogênicos e morte• Queda brusca = choque térmico, inibição e

morte



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+ ácido + básico - equivalência entre

os ions H - OH = neutro

- predominância dos íons H = ácido

- predominância dos íonsOH = básico (alcalino)

• pH = pondus Hidrogenii (peso/ponte de H)

• Unid. de leitura – UpH

• Def. clássica: logaritmo decimal doinverso da concentração de íonslivre

de hidrogênio• Relaciona a concentração de íons

livre de H+, carregadospositivamente, interagindo sobreíons hidróxido-OH-, carregados

negativamente• Nos indica o estado de acidez ou

alcalinidade da amostra;quantificando na escala de 0 até 14,tendo o 7 como neutro



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NEUTRO

+ ácido + básico Na verdade a maior

neutralidade ocorreem pH, em torno de

8,2, (7,9 - 8,4) quando

tem-se maior concentração de bicarbonatoem relação

ao carbonatoe sem a presença

de hidróxido

• pH = potencial hidrogênioiônico

• o pH aumenta à medida que aconcentração de íons dehidrogênio decresce

• o pH 4 é 10 x mais ácido que pH 5e 100 x mais que o pH 6 (função

ou unidade logarítmica)

• o pH aprecia“quantitativamente” a

alcalinidade, qualificando aacidez, mas não aponta valoresreais qualitativos dos elementos

ou composto de sais contidos • quanto mais sais mais alcalino,sem especificar quais e suas

concentrações • com pH mais alto, mais alta será a

alcalinidade



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p • As comunidades alteram o pH da água, bem

como o pH interfere de diferentes maneiras nometabolismo destas comunidades

• Assimilação do CO2, (fotossíntese), pelos

seres autótrofos,(macrófitas aquáticas - algas -cianobactérias), podem elevar o pH do meio

• Esse consumo de CO2 é compensado peladissociação do bicarbonato decálcio, reduzindo as variações de pH

Atenção:Essa compensação não ocorre em casos de floração de algas ou crescimento de densas comunidades de macrófitas

submersas



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• Já os seres heterotróficos (bactérias e animais aquáticos)

interferem no pH do meio,diminuindo-o (pela liberação do CO2 e consumo do O2)

• então...

nos processos de decomposição e respiração formação-se: ácido carbônico e íons hidrogên io

Cont. pH : Definido: logaritmo negativo (de base 10) da conc.d í H ( iti ) á



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• Água doce natural = pH de 4,0 a 8,0(formação natural de bicarbonatos até carbonatos)

• Em pH maior de 6,5 = METADE do carbonototal esta na forma de bicarbonatos e o resto naforma de CO2.

• Em pH 8,0 até 8,5 a maioria é de bicarbonato, em

relação ao carbonato e sem a presença de gáscarbônico.• Em pH 9,5 a metade é carbonato. Acima, decai o

carbonato e aumenta o hidróxido.

dos íons H (positivo) na águaUma alteração de apenas 1 grau significa enorme variação,assim: o pH 4,0 é 10x mais ácido que o pH 5,0 e 100 x maior

do que o pH 6,0



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• Água doce orgânica menor de 5,0 UpH

• Água estuarina de 6,0 a 8,0 UpH

• Água natural (tendep/ alcalinade 5,0 a 8,0 UpH

• Águas ferruginosas

exemplo da ação do pH

a partir de pH abaixo de 5,5 ocorre floculação do ferro coloidal,

podendo impregnar

nos epitélios branquiais,ocasionando asfixia e até morte de peixes

Á



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pH da

água

• Água favorecida pela ativid.fotossintética,atingindo pH 8 - 9, ocorrerá precipitação decompostos como os orto-fosfatos insolúveis,

limitando o crescimento de algas• Águas c/ pH 7 para 5, turvas, esverdeadas,odor de decomposição e presença de espumas

ou placas boiando, indicam morte de algasazuis

• Algas azuis como Oscilatoria sp, Microcystis sp, Anabaena sp, Coelosphaerium sp são

favorecidas em pH alcalino• Águas alcalinas – pH 8 – 9 - = favorece a

permanência de certas bactérias:Streptococcus sp, Clostridium sp, casorecebam contribuições de águas ou situações contaminadas, causando apatia, alteração

motora e edma abdominal, em org. aquáticoscomo a rã.

cont pH



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cont.pH

• Tolerância ao pH p/ alguns microorganismos

Organismos mínimo ótimo máximo

Nitrosomona 7,0 8,0 - 8,8 9,4

Nitrobacter 6,0 7,6 - 8,0 10,0

E. coli 4,4 6,0 - 7,0 9,0 P.aeruginosa 5,6 6,6 - 7,0 8,0

Água = pH temperatura gases



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Água = pH, temperatura, gases, alcalinidade, toxicidade.

• O pH é inversa/te proporcional ao CO2

• O pH a noite/sem luz decai• Com luz (ou de dia) o pH aumenta (fotossíntese), pela

relação oxig/gás carbônico• A noite as águas tendem a ter alcalinidade e dureza emcarbonatos mais baixa,(concentração)

• Durante o dia e sob ação de calor tem-se pH maior,com aumento na alcalinidade(conc. maior dos i ns.)

• Durante o dia, sob luz, tem-se maior produção nafotossíntese, com aumento do oxigênio. Mas com temperatura maior, maior será tb a perda dos diversosgases para a atmosfera

• O pH , a temperatura e o oxig. dissolvido estão intima/teligados a toxicidade, p. ex.,da amônia (qto maior o pH,

maior é a % tóxica da amônia)

pH - logaritmo decimal do inverso da concentração de íon H



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pH logaritmo decimal do inverso da concentração de íon H

Água ( pura ) destilada equilíbrio (químico) entre íons H+, íons OH-

e moléculas H2O • O pH varia no sentido inverso da TºC

• Água agradável p/ beber = 20ºC e pH 7,0 • TºC pH

• 0,00 7,5

• 50,0 6,6• 100,0 6,1

• + 450 mV



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• + 50 ----- mV ( 20ºC )

----- mV ( 25ºC )

....... mV ( 50ºC )

• 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

• - 50

• - 450 mV

Equação linear pH x mV em função da variação de º°TC



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• A água não é um alimento

• É um fluído de transporte, que levanutrientes e extrai resíduos num ciclo

contínuo

• Ela limpa a natureza e recria a vida



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• Unid. de leitura = mgPt/l (platina)ou UH -unid. de HaZEN

• Água colorida = a que

deixou de ser límpida pela presença de substâncias ou partículas

dissolvidas ou geral/te

em estado coloidal (origem vegetal).• Pode-se colorir por corantes

artificiais

• A coloração

V E R D A D E I R A

ou

A P A R E N T E



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• Cor aparente : causada por partículas maiores que 1,2 micra, em suspensão ou

fixas - partículas retidas em um filtro -

algas,protozoários,... p.ex. maré vermelha, alta floração;

- ou tb. águas superficiais que refletem a vegetaçãomarginal, a cor do céu, etc... -

• Cor verdadeira : causada por partículas menores que 1,2 micra, em suspensão ou

fixas - partículas não retidas no filtro



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• Água verde amarelada ou exces/te. clara

pode significar crescimento de rotíferos, protozoários emicrocrustáceos. Emitem odores desagradáveis

• Coloração acinzentada

indica sobrecarga de mat. orgânica ou deficiência nafermentação da camada do lodo

• Coloração azul esverdeada indica alta proliferação de cianofíceas/cianobactérias, em

forma de nata sobrenadando

• Coloração verde leitosa (autofloculaçã)ocorre em dias de sol e sem ventos; indica autofloculação;

favorece a reci ita ão de hidróxidos e microor anismos

o pH interfere na cor da água



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o pH interfere na cor da água

• pH 4 = presença maior decianofíceas/cianobactérias que mortas

conferem cor cada x + esverdeada - pH aumenta

• pH 10 = coloração cerca de 2 x maior que

em pH 2• aparente contradição:

• pH alto = águas transparentes

• qto mais ácida mais fraca é a cor



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alta transparência em pH mais baixo ?

• Transparência - 1º indício de boa qualidade

(seria verdadeira ?)

• (?) transparência (lago, rio, etc..) = limpeza(errado)

(contradiz - rios, lagos sob chuvas ácidas, p.ex. = transparência)

Como pode ? pH = transparência

transparência = pH (válido em águas minerais)

Vejamos



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Vejamos

•

A água pura = equilíbrio químico entre íons H+, íonsOH- e moléculas H2O

• Qto + alta () conc. íons H+ = + ácida(contrário = é básica)

•

Águas continentais = pH 6 a 8(Tb. pode-se encontrar ambientes + ácidos ou + mais alcalinos)

• pH = interdependência entre as comunidadesvegetais e animais e o meio aquático

• . Acidificação, (águas continentais) advém da perda decapacidade em neutralizar ácidos, ou seja, os bicarbonatos e

carbonatos são totalmente consumidos no processo deacidificação



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então...• Solos , (sedimentos), menos ácidos liberam íons

metálicos solúveis para a água• Tais sistemas aquáticos são menos ácidos,

(tamponados-pH maior), que a água da chuva, (pHmais ácido), dificultando a solubilisação dos íons

metálicos,(dos carbonatos), favorecendo aprecipitação em forma de hidróxidos

• Essa precipitação arrasta a matéria

orgânica e outros compostos aumentando a transparência da água, que por sua vez,nem sempre é indicadora de qualidade

Transparência medida da capacidade de penetração da



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Transparência - medida da capacidade de penetração daluz na massa líquida. Associada à cor e turbidez. É uma

fator limitante, p.ex., nos processos biológicos

Transparência - Coeficiente de extinção da luz aproxi/te 2 ou3 x a profundidade apontada pelo D.Secchi, ou seja, a maior



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3 x a profundidade apontada pelo D.Secchi, ou seja, a maiorprofundidade da zona fótica - o ponto de máxima profundidade

atingida pela luz , aonde ainda é possível ocorrer fotossíntese



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...

• resultante da presença de partículasorgânicas e/ou inorgânicas em suspensão

• é o inverso da transparência• interfere na penetração do raio luminoso

na massa líquida

• responsável por variações quantitativas equalitativas na água, como luz,

fotossintese e produtividade

TURBIDEZ = representa alteração da penetração da luz pelas partículas em suspensão,



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p ç p ç p p p , provocando DIFUSÃO e ABSORÇÃO.

(PARTÍCULAS = plâncton, bactérias, argila, silte, etc., em suspensão).* > Turbidez = redução da ZONA FÓTICA ou faixa de capacidade de penetração da luz -

Cuidado

• Turbidez não caracteriza poluição

• Nº > de partículas orgânicas ou não pode significar uma dinâmica naturalbiogeoquímica (carbonatos na água)

• Porém lançametos de fontes poluidoras = maior tubudez

• Baixa turbidez não elimina o agente poluidor possiv/te /patogênico• POLUIÇÂO = Qq modificação (meio/ambiente) potencil/te nociva à

saúde/natureza/segurança, c/ prejuizo ao equilíbrio natural/estético. PráticaIrracional, Anti-estética. Energia e matéria no lugar errado(S.M.B.).Biodegradável; Nem sempre desagradável. Removível. Reciclada. Passiva

• CONTAMINAÇÃO = ATIVA. Mata. Nociva. Veneno. Causa doenças.Desagradável. Removível. Parc/te tratável (?)

• VISIBILIDADE = qualidade que se apresenta em poder-se distinguir objetos

• REFLEXÃO = RETORNO DA LUZ/SOM. Ato ou efeito de refletir

produção exógena = do ar p/ a água, dependendo p. atmosf., turbulência, temperatura,



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altitude, etc.. Produção endógena = no meio líquido OD = H20 (fator limitante)

• Teor OD = função inversa da temperatura, salinidade e altitude;direta da pressão atm.

• Redução = presença de mat. orgânica; > temperatura

• Fonte = fotossíntese (principal)• Oscila = intens.luz, nebulosidade, profundidade, latitude, estações

do ano, etc.,...

• Solubilidade/permanência/difusão = ºC e S‰

• então: > ºC (c/ igual ou maior S‰) = < taxa de solubil/de O2 na água = >difusão para o meio externo (atmosf.)



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• O segredo é não correr atrás das

borboletas. É sim, cuidar do jardim paraque elas venham até você. (Mário Quintana)

FOSFATO TOTAL-



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FOSFATO TOTAL• Serve: avaliar a produtividade aquática

chances de eutrofização • Nutriente limitante (fósforo e nitrogênio)

• Interfere no sist. aquático como um todo

• Ciclo: ocorre na água - sedimentos - atmosf.

• Fonte: rocha, (lixiviação, etc.); organismos (comoésteres fosfóricos); água minerais fosfáticos/apatitas,

despejos

• Não necess/ta de bactérias ( do ciclo do N), circulando de um meio ao outro, de org. ao outro, na biosfera (cad. alimentar), na forma orgânica p/ inorgânica

Aspéctos a serem considerados



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p

• apresenta-se: ortofosfatos (metabolismos

biológico); polifosfato; metafosfato; fósforoorgânico

• mais disponível no solo que em sist.

Aquático• águas mais transparentes, (sist. equil.) =

forma insolúvel /precipitado com 94,1% do

total; formas solúveis 0,0005%; no plâncton = 3.3995% e orgs. bents. = 1,8%, no sólo adsorvido interstic?te = 0.7%

F O S F O R O



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FOSFORO

• Coagulantes naturais = Fe, Al, Ca, Mn, etc.., mantêm ofósforo precipitado, mas em águas ácidas com esseselementos , o fosfato é liberado fácil/te. (manter > OD elançar carbonatos)

• Lançar o Fe como hidróxidos.• O hidróxido de Al, < Ac. precipitando os carbonatos

presentes.

• Sists. aquáticos pouco eutróficos = captura e retém o Pno seu sedimento, porém variações na ºC, pH, OD,condut., facilitam a sua dispersão



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NITROGÊNIO - N -

• H2O = gás, formas inorgânicas e orgânicas

• Bactérias/Cianofíceas = fixadoras do N na forma

molecular• Água = aparece NO2, NO3, NH3, NH4

• N amoniacal - NH3 + NH4

• Microrganismos/bact.autótrofas = nitrosomonas,nitrobacter, nitrospira e nitrococcus

• ciclo do nitrogênio

1 - NITRIFICAÇÃO : autótrofosquimiosintetizantes



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quimiosintetizantes

• NH3 + H2O NH4+ + OH (pH aumenta)

• NITROSAÇÃO = Nitrosomonas (pH diminui)

• NITRATAÇÃO (fonte de O2+N2) = Nitrobacter

• amônia-NH3 (organ.,volátil, tóxica)

• 2NH4 +(inorg., oxidação, tóxica) + 3O2 + Nitrosomonas

= 2NO2- (nitrito, < solúvel, + tóxico , sinergismo ) + 4 H + +2 H2O

• H + NO2 (ºC e pH baixo) = HNO2 (ác. nitroso)

• 2NO2 - + O2 + Nitrobacter = 2NO3 - (nitrato , não ou < tóxico,- assimilável)

• Água poluída = NH3 (org.); NH3/NH4 - NH3/NH3 (total-amoniacal )

< Oxigênio = decomposição de proteínas,



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produzindo aminoácidos, parc/te desdobrados emamômia, ác. graxos e ác. carbônico

• O nitrato-NO3 pode sofrer redução (anaeróbico), paranitrito-NO2 e amônia-NH3/NH4+

• Anaerobiose = NH4+ acumula-se; > decomposição = não se tem anitrificação

• Nitrificação inicia-se pH < 8,0; regular 6,3-6,7; faixa possível = 6 - 9 de pH; inibe < 6,0 e > 8,3

• pH = amônia-NH4+ > tóxic/de (pouco volátil; <estável; + solúvel)

• pH = amônia-NH3(mais tóxica), porém + volátil; aumentando a ação tóxica c/ pH

N



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• ºC : > poder tóxico da amônia (sinergismo)

• Nitrificação = só acima de 5ºC e abaixo de 45 ºC

inibida < 10 ºC e > 38 ºC

• OD = sem ou baixa nitrificação, só inicia c/ 70-80%de redução da matéria orgânica, (acima de 2,0 ODmg/l;crítico < 0,5 OD mg/l)

• Para oxidação de 1 mgNH3-N/ l: Nitrificação

a) p/ NO2-N = 3.0 mgOD/ l b) p/ NO3 = 1,0 mgOD/ l

2 - Desnitrificação



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2 - Desnitrificação • Ocorre na presença de bactérias anaeróbias e/o

facultativas, em meio de baixo ou nenhum O2;Bactérias que partem de compostos nitrogenados (NO3, NO2,uréia, ác. úrico) para extrair o nitrogênio-N2. Ex.: Pseudomonas

• É o inverso da nitrificação:

NO3- NO2- N2O N2

• Algas azuis e diatomáceas tb fixam o N2 na água (podem apresentar odor/sabor e toxicidade ); assimilam dirt/te o nitrato e rapid/te a amônia

• Cianofíceas: raras (< diversidade) em sist, marinhos e frequentes nosdulcícolas (> diversidade), sendo no primeiro um fator limitante

3- Amonificação



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3 Amonificação

• Decomposição dos nitrogenados excretados oudos cadáveres, transformando-os em íonsamônia(NH4+)

• Seria o último ou na verdade o primeiro

processo do ciclo do nitrogênio• N org. (aminoácidos, enzimas, ác. húmicos, fúlvicos, prdts da

decomposição e excreção) NH4+ ou NO3- (originando

NH4+)• N Kjedalh (fração orgânica); Matérias nitrogenadas(MN): N

amoniacal e N orgânico



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O b r i g a d o



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