POLUIÇÃO. 2 TÓPICOS ABORDADOS 1. POLUIÇÃO DO MEIO AQUÁTICO 2. POLUIÇÃO DO MEIO ATMOSFÉRICO...
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POLUIÇÃO
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TÓPICOS ABORDADOS
1. POLUIÇÃO DO MEIO AQUÁTICO
2. POLUIÇÃO DO MEIO ATMOSFÉRICO
3. POLUIÇÃO DO MEIO TERRESTRE
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RECURSOS HÍDRICOS E POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
USOS MÚLTIPLOS DOS RECURSOS HÍDRICOS
Abastecimento humanoAbastecimento industrialIrrigaçãoRecreação (contato primário ou secundário)EstéticoPastoril (dessedentação de animais)Preservação da flora e faunaTransporteGeração de energia elétricaDiluição e afastamento de despejos
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Poluição Resultado do uso de recursos naturais pela população.
Discussão: Construção do conceito de poluição.
Fontes poluidoras
Pontuais Difusas Efeito da poluição localizado, regional e global.
RECURSOS HÍDRICOS E POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
Interação entre os Ciclos e Poluição
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
USOS MÚLTIPLOS DOS RECURSOS HÍDRICOS
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
USOS MÚLTIPLOS DOS RECURSOS HÍDRICOS
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
QUALIDADE DA ÁGUA
Conceito de Pureza da Água
Água pura Conceito QuímicoConceito Sanitário
De modo geral a água contém impurezas, as quais podem estar presentes em maior ou menor quantidade, dependendo da sua procedência e dos usos que se faz da mesma.
Evolução do Conceito de Qualidade da Água
Quantitativo Epidemiológico Água como meio ecológico Chuva ácida, relação água/solo (fertilizantes, agroquímicos)
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA
Questão: Como caracterizar qualitativamente á água?
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA
Características:
Físicas
Químicas
Biológicas
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA
Características Físicas
Cor (substâncias em solução)
Turbidez (materiais em suspensão)
Sabor e odor (compostos químicos, matéria orgânica em decomposição, algas)
Temperatura
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA Características Químicas
Matéria orgânica
Nutrientes (Ex. Nitrogênio, Fósforo, Enxofre)
Micronutrientes, metais e metais traços
Compostos orgânicos sintéticos
Conteúdo radioativo
Solventes
Oxigênio dissolvido (14,6 mg/l a 0C; 7,6 mg/l a 30C)
Gases dissolvidos
Como avaliar?
Avaliação do Conteúdo Orgânico em Águas
Principais parâmetros:
DBO - Demanda Bioquímica de Oxigênio Avalia a quantidade de oxigênio dissolvido (OD) em mg O2 / l que
será consumida pelos organismos aeróbios ao degradarem a matéria orgânica. DQO - Demanda Química de Oxigênio
Mede o consumo de oxigênio ocorrido durante a oxidação química da matéria orgânica. COT - Carbono Orgânico Total
Carbono orgânico medido diretamente.
POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
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Outros Parâmetros Importantes
Óleos e GraxasDetermina a quantidade de matéria graxa (em geral,
lipídios) presente na AR
Série de Sólidos
POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
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ST (Sólidos Totais) – Massa seca determinada por método gravimétrico
SF (Sólidos Fixos) – Massa residual de ST após calcinação
SV (Sólidos Voláteis) – Diferença (ST – SF) – Perda por calcinação
SV é um dos indicadores da fração de MO em ST.
POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
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Sólidos Dissolvidos (SD) e Sólidos em Suspensão (SS)A amostra é filtrada.
Determina-se os sólidos totais, fixos e voláteis para a amostra do líquido filtrado e do material retido na membrana de filtração. Pode-se obter todas as frações de sólidos em cada uma das amostras.
SST – Sólidos totais em suspensão SSV – Sólidos voláteis em suspensãoSSF – Sólidos fixos em suspensão
SDT – Sólidos dissolvidos totaisSDV – Sólidos dissolvidos voláteisSDF - Sólidos dissolvidos fixos
POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
Relações importantes entre os parâmetros de caracterização
Para a Aplicação de Processos Biológicos de Tratamento:
Aspecto Nutricional: DBO:N:P
Biodegradabilidade: DBO/DQO(Muitos compostos orgânicos são resistentes à biodegradação e aparecem com DQO, mas não como DBO)
Para Escolha do Processo de Tratamento (além das anteriores)
SV/ST; SSV/SST ou SSF/SSSDF/STF ou SDV/SDT
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA
Características Biológicas
Indicadores de contaminação fecal. Detecção de agentes patógenos extremamente difícil em razão das baixas concentrações. Viabilização Organismos indicadores de contaminação fecal (COLIFORMES).
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA
Para cada uso da água são exigidos limites máximos de impurezas que a
mesma pode conter estabelecidos por organismos oficiais (padrões de
qualidade).
Padrões de potabilidade condições que a água deve satisfazer para ser
utilizada pelo homem após passar por sistema de tratamento.
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA
QUESTÃO: COMO ESTABELECER OS PADRÕES DE QUELIDADE DA ÁGUA?
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA
Resolução CONAMA nº 357 de 17/03/2005: Águas doces Salinidade 0,5 g/lÁguas salobras 0,5 < Salinidade < 30 g/lÁguas salinas Salinidade 30 g/l São classificadas, segundo seus usos preponderantes, em nove classes, as águas doces, salobras e salinas do Território Nacional. A cada classe corresponde uma determinada qualidade a ser mantida no corpo d’água.
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA Classificação das águas doces: Classe EspecialAbastecimento sem tratamento ou com simples desinfecçãoPreservação das comunidades aquáticas Classe 1Abastecimento após tratamento simplificadoProteção das comunidades aquáticasRecreação de contato primárioIrrigação de hortaliças (consumidas cruas)Aquicultura Classe 2Abastecimento após tratamento convencionalProteção das comunidades aquáticasRecreação de contato primárioIrrigação de hortaliças e plantas frutíferasAquicultura
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA
Classificação das águas doces: Classe 3Abastecimento após tratamento convencionalIrrigação de culturas arbóreas, cerealíferas, forrageirasdessedentação de animais Classe 4NavegaçãoHarmonia paisagísticaUsos menos exigentes
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA
Padrões de Lançamento de Efluentes nos Corpos D’água Estabelecidos também pela Resolução CONAMA nº357 de 17/03/2005.
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA
Padrões de potabilidade Definidos na Portaria nº 518 de 25/03/2004 do Ministério da Saúde. Toda água destinada ao consumo humano deve obedecer ao padrão de potabilidade. Na Portaria Estabelecidos limites máximos permitidos para dezenas de parâmetros que precisam ser respeitados em toda água para consumo humano.
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
POLUIÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS
QUESTÃO: O QUE SE ENTENDE POR POLUIÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS?
Coulson e Forbes “Adição de qualquer coisa à água que altere suas qualidades naturais de tal modo que o vizinho a jusante não receba, em condições naturais, as águas que lhe são transmitidas”.
Klein “Qualquer ato que cause ou induza características indesejáveis em qualquer curso d’água e afete, de maneira nociva, qualquer uso ou usos que normalmente se possa fazer do líquido”.
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
POLUIÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS Conceito de poluição (Lei no 6938 de 31 de agosto de 1981):
“Degradação da qualidade ambiental resultante de atividades que direta ou
indiretamente:
(a) prejudiquem a saúde, a segurança e o bem estar da população
(b) criem condições adversas às atividades sociais e econômicas
(c) afetem desfavoravelmente a biota
(d) afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente
(e) lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos.
CONTAMINAÇÃO Caso particular da poluição
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
FONTES DE POLUIÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS
Origem natural (decomposição de vegetais, erosão das margens, salinização)
Esgotos domésticos Águas residuárias industriais Águas de escoamento superficial Origem agropastoril (excrementos de animais, pesticidas, fertilizantes) Águas de drenagem de minas Resíduos sólidos
QUESTÃO: QUAIS AS PRINCIPAIS FONTES DE POLUIÇÃO DOS RH?
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Poluição física Cor e Turbidez
Dificuldade de penetração da luz solar essencial às reações de fotossíntese.
Soterramento de pequenos animais, plantas ou ovos de peixes, destruindo-os por
asfixia.
Obstrução de órgãos respiratórios dos peixes e outros animais aquáticos.
Sedimentação de sólidos assoreamento
Sedimentação de sólidos orgânicos mau odor e consumo de oxigênio.
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Poluição física Temperatura (Poluição Térmica) Principais efeitos da elevação da temperatura em cursos d’água:
Redução na concentração de oxigênio dissolvido
Aumento da ação tóxica de muitos compostos
Coagulação de proteínas
Proliferação de parasitas
Sensibilidade dos peixes às variações bruscas na temperatura ( 6C)
Diminuição da viscosidade da água.
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Poluição físico-química Alterações no pH da água pH entre 5 e 9 / Ideal 6 a 8,5 O decréscimo do PH pode causar:
Destruição da vida aquática (pH < 4)
Corrosão de canalizações e barcos ( pH < 6)
Danos às plantas por dissolução de Fe, Al e Mg
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Poluição físico-química Alterações na tensão superficial da água Introdução de substâncias tensoativas Causa afundamento de organismos aquáticos além de afetar locomoção.
Radioatividade
Transmissão ao homem principalmente de forma indireta Radioisótopos podem ser concentrados em certos tipos de organismos mais resistentes (peixes).
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Poluição química Poluição orgânica Efeito direto Toxicidade
Álcoois e ácidos
Detergentes sintéticos
Antibióticos
Produtos de destilação de petróleo
Inseticidas e herbicidas orgânicos
Cianetos resíduos de fecularia de mandioca possuem ácido cianídrico livre.
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
Poluição química
Poluição orgânica
Efeito indireto Redução do OD pela atividade de microrganismos aeróbios que
utilizam matéria orgânica como fonte de alimentos.
Ex.: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energia
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS POR MATÈRIA ORGÂNICA
Processo de autodepuração dos corpos d’água Processo pode ser dividido em duas etapas: Etapa 1 - Decomposição Etapa 2 - Re-aeração (recuperação da concentração de OD)
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS Modelação Matemática da Autodepuração Balanço do oxigênio dissolvido Balanço de OD no corpo d’água Ponto de partida para o modelo
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
Consumo de oxigênio no corpo d’água Oxidação da matéria orgânica (respiração)
Mat. Orgânica + O2 + micr. CO2 + H2O + micr. + energia Demanda bentônica (lodo de fundo) Degradação anaeróbia (sem consumo de OD) e aeróbia. Nitrificação (Oxidação do N-amoniacal) - Demanda nitrogenada
célulasnovasH4OH2NO2O3NH2 22smosmicrorgani
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célulasnovasNO2ONO2 3smosmicrorgani
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
Aporte de oxigênio ao corpo d’água Reaeração superficial: a fonte de oxigênio é a atmosféra Fenômeno físico - difusão molecular e turbulenta. Fotossíntese: os organismos fotossintetizantes libram oxigênio no meio líquido
CO2 + H2O + energia luminosa matéria orgânica + O2
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
Modelo matemático simplificado para a autodepuração Modelo de Streeter e Phelps (1925) Simplificações: 1. São considerados apenas duas componentes no balanço de OD oxidação da matéria orgânica (respiração) e reaeração atmosférica. 2. Hidrodinâmica do corpo d’água escoamento tipo pistão 3. Consumo e aporte de OD Cinética de primeira ordem
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
Modelo matemático simplificado para a autodepuração Modelo de Streeter e Phelps (1925)
t.ke.D
t.ke
tkekk
L.kCC
2o
2.
1
12
o1S
k1 Coeficiente de desoxigenaçãok2 Coeficiente de reaeraçãoLo Concentração de mat. orgânica ou DBO remanescente em t=0.Do Déficit de oxigênio dissolvido na água em t = 0CS Concentração de OD na saturaçãot tempo
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
Poluição química
•Poluição mineral e eutrofização
Metais - formação de compostos complexos com o protoplasma
- coagulação de proteínas intracelulares.
Metais pesados efeito cumulativo em organismos.
Eutrofização enriquecimento natural das águas com nutrientes (N e P).
Aceleração da eutrofização pela atividade humana (eutrofização cultural).
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
Poluição química
•Poluição mineral e eutrofização
Efeitos da eutrofização:
Aumento da atividade de piscicultura
Proliferação excessiva de algas e plantas aquáticas
interfere no uso recreativo
causa odores e sabores
provoca consumo de OD
dificulta penetração da luz
Fontes: natural (20%) e antropogênica (80%).
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
Doenças transmitidas pela água ao homem por microrganismos patogênicos de origem fecal: - Veiculadas por ingestão: - febre tifóide e paratifóide
- cólera- disenteria bacilar- disenteria amebiana- hepatite infecciosa- poliomielite
- Veiculadas por contato: - esquistossomose
- infecções das vias respiratórias e olhos- doenças de pele
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
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POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
INDICADORES BIOLÓGICOS DE POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
Presença de microrganismos patogênicos indicam lançamento de esgotos de origem doméstica.
Algas eutrofização Vegetação superior eutrofização Larvas de insetos águas poluídas estagnadas (malária e febre amarela).
Avaliação do Conteúdo Orgânico em Águas
Principais parâmetros:
DBO - Demanda Bioquímica de Oxigênio Avalia a quantidade de oxigênio dissolvido (OD) em mg O2 / l que
será consumida pelos organismos aeróbios ao degradarem a matéria orgânica. DQO - Demanda Química de Oxigênio
Mede o consumo de oxigênio ocorrido durante a oxidação química da matéria orgânica. COT - Carbono Orgânico Total
Carbono orgânico medido diretamente.