Línguas
Páginas
Legal
MESTRADO DE TECNOLOGIA AMBIENTAL
MÓDULO II- TÉCNICAS DE TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES
Desinfecção – “Um mal necessário!”
Docentes: Lisete Epifâneo e Ana Barreiros
Discente: Alexandra Nobre n.º 090282001
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
2009/2010
Página 2 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
Índice
1. OBJECTIVO.................................................................................................................................. 4
2. INTRODUÇÃO............................................................................................................................. 5
3. TEORIA DA DESINFECÇÃO............................................................................................................ 7
3.1. NECESSIDADE DA DESINFECÇÃO NO TRATAMENTO DA ÁGUA....................................................................7
3.2. AGENTES DESINFECTANTES...............................................................................................................8
3.2.1. Tipos de agentes desinfectantes........................................................................................8
3.2.2. Características de um agente desinfectante......................................................................8
3.2.3. Factores que influenciam a acção dos desinfectantes.......................................................9
3.3. MECANISMOS DE INACTIVAÇÃO DOS MICRORGANISMOS PATOGÉNICOS...................................................10
3.4. OUTROS OBJECTIVOS DA UTILIZAÇÃO DE DESINFECTANTES NO TRATAMENTO DA ÁGUA...............................10
4. SUBPRODUTOS DA DESINFECÇÃO (SPD) E RESÍDUOS DE DESINFECTANTE..................................12
4.1. FORMAÇÃO DE SUBPRODUTOS DA DESINFECÇÃO.................................................................................14
4.1.1. Precursores dos subprodutos da desinfecção..................................................................15
5. DESINFECÇÃO PELO CLORO.......................................................................................................16
5.1. ASPECTOS QUÍMICOS DA DESINFECÇÃO COM CLORO............................................................................17
5.2. TIPOS DE CLORAÇÕES E RESPECTIVOS PONTOS DE APLICAÇÃO................................................................19
5.3. ESTRATÉGIAS DE CONTROLO DA FORMAÇÃO DE SUBPRODUTOS DA DESINFECÇÃO.......................................21
5.4. EFICIÊNCIA DA DESINFECÇÃO...........................................................................................................22
5.5. CONSIDERAÇÕES SOBRE SEGURANÇA E MANIPULAÇÃO DE CLORO...........................................................22
5.6. RESUMO DAS VANTAGENS E DESVANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DO CLORO COMO AGENTE DESINFECTANTE........24
6. DESINFECÇÃO PELAS CLORAMINAS...........................................................................................25
6.1. ASPECTOS QUÍMICOS DA DESINFECÇÃO COM CLORAMINAS....................................................................25
6.2. PONTOS DE APLICAÇÃO DAS CLORAMINAS.........................................................................................25
6.3. ESTRATÉGIAS DE CONTROLO DA FORMAÇÃO DE SUBPRODUTOS DA DESINFECÇÃO.......................................26
6.4. EFICIÊNCIA DA DESINFECÇÃO...........................................................................................................26
6.5. RESUMO DAS VANTAGENS E DESVANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DE CLORAMINAS COMO AGENTE DESINFECTANTE 26
7. DESINFECÇÃO PELO OZONO......................................................................................................27
7.1. ASPECTOS QUÍMICOS DA DESINFECÇÃO COM OZONO...........................................................................27
Página 3 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
7.2. PONTOS DE APLICAÇÃO DO OZONO..................................................................................................27
7.3. ESTRATÉGIAS DE CONTROLO DA FORMAÇÃO DE SUBPRODUTOS DA DESINFECÇÃO.......................................28
7.4. EFICIÊNCIA DA DESINFECÇÃO...........................................................................................................28
7.5. CONSIDERAÇÕES SOBRE SEGURANÇA E MANIPULAÇÃO DE OZONO...........................................................29
7.6. RESUMO DAS VANTAGENS E DESVANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DO OZONO COMO AGENTE DESINFECTANTE.......29
8. DESINFECÇÃO PELA RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA (UV)..................................................................30
8.1. ASPECTOS FOTOQUÍMICOS DA DESINFECÇÃO COM UV.........................................................................30
8.2. PONTOS DE APLICAÇÃO DA RADIAÇÃO UV.........................................................................................31
8.3. EFICIÊNCIA DA DESINFECÇÃO...........................................................................................................31
9. CONCLUSÕES............................................................................................................................ 32
10. BIBLIOGRAFIA....................................................................................................................... 33
Página 4 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
1. Objectivo
Pretende-se com este trabalho abordar o tema “Desinfecção”. Embora se considere que a
operação de desinfecção seja uma das mais importantes no tratamento de água para consumo
humano, esta apresenta alguns inconvenientes que devem ser tidos em conta aquando da
escolha do agente desinfectante. Neste seguimento são descritos os diversos tipos de
desinfecção, a formação de subprodutos da desinfecção e as medidas de minimização de
formação destes subprodutos.
Página 5 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
2. Introdução
Os cientistas são unânimes em afirmar que a vida no nosso planeta surgiu da água. Este é
conhecido, inclusive, como o “Planeta Água”, já que a superfície terrestre é coberta em cerca
de 72% da sua extensão por esse líquido precioso. A água é a substância que existe em maior
quantidade nos seres vivos. Representa cerca de 70% do peso do corpo humano. Além de
entrar na constituição dos tecidos, a água é o solvente que transporta as substâncias não
aproveitadas pelo organismo. A falta de água provoca a debilidade ou até a morte dos seres
vivos. O Homem necessita de ingerir líquido numa quantidade diária de dois a quatro litros.
Pode sobreviver 50 dias sem comer, mas perece após 4 dias sem água. A água está presente
em múltiplas actividades do Homem e, como tal, é utilizada para finalidades muito
diversificadas, em que assumem maior importância o abastecimento doméstico e público, as
aplicações agrícolas e industriais e a produção de energia eléctrica. Um cidadão necessita, em
média, de 200 a 300 litros de água, para atender a todas as suas necessidades diárias (Alves,
2007).
Até um passado recente, as necessidades de água cresceram gradualmente acompanhando a
lenta evolução populacional. Contudo, a era industrial tornou possível o aumento do nível de
vida e contribuiu para um rápido crescimento demográfico a nível mundial: 1000 milhões em
1800, 2000 milhões em 1930, 4400 milhões em 1980 e 6200 milhões em 2000. A expansão
urbanística, a industrialização, a agricultura e a pecuária intensivas e ainda a produção de
energia eléctrica passaram a exigir crescentes quantidades de água. Assim, a satisfação das
necessidades de água constitui na actualidade um sério desafio. Este bem de vital importância
e já tão escasso, poderá exercer um papel mais importante no século XXI do que foi o próprio
petróleo para o século XX. Apesar da crescente escassez de água potável, apenas 5% do
volume consumido é reutilizado. O Banco Mundial estimou em mais de seiscentos mil milhões
de euros o investimento mundial necessário nos sistemas de abastecimento na próxima
década para evitar perdas no consumo de água (Alves, 2007).
Na natureza não existe água pura, devido à sua capacidade de dissolver quase todos os
elementos e compostos químicos. As águas que retiramos dos rios ou dos furos artesianos
Página 6 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
contêm várias substâncias dissolvidas, como o zinco, o magnésio, o cálcio e elementos
radioactivos. A água também se encontra ameaçada pela poluição causada pela falta de
protecção das nascentes, uso inadequado do solo, afastamento dos modelos da agricultura
sustentável, recurso excessivo a agrotóxicos e fertilizantes, falta de investimento no
tratamento de efluentes, etc. Quando não tratada, a água é um importante veículo de
transmissão de doenças, principalmente as do aparelho intestinal, como a cólera, amebíase,
disenteria basilar, esquistossomose, febre tifóide e hepatite. Estimativas da Organização
Mundial de Saúde indicam que cerca de 5 milhões de crianças morrem todos os anos por
diarreia em resultado do consumo de água imprópria, sobretudo nos países do Terceiro
Mundo (Alves, 2007).
O tratamento da água tem como principal objectivo a eliminação de impurezas prejudiciais e
nocivas à saúde. Quanto mais poluído o manancial, mais complexo será o processo de
tratamento e, portanto mais cara será a água. Estação de Tratamento de Águas (ETA) é a parte
do sistema de abastecimento onde ocorre o tratamento da água captada na natureza, visando
a potabilização para posterior distribuição à população. As finalidades do tratamento podem
ser agrupadas em:
Higiénicas – remoção de bactérias, elementos venenosos ou nocivos, minerais e compostos
orgânicos em excesso, protozoários e outros microrganismos;
Estéticas – correcção da cor, turvação, odor e sabor;
Económicas – redução da corrosibilidade, dureza, cor, ferro, manganês, etc (Alves, 2007).
A desinfecção da água garante a remoção de microrganismos patogénicos impedindo que haja
disseminação de doenças por via hídrica. Por este motivo é uma etapa muito importante no
tratamento da água destinada ao consumo humano.
Página 7 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
3. Teoria da desinfecção
3.1. Necessidade da desinfecção no tratamento da água
A desinfecção é um método de tratamento da água que tem como objectivo a eliminação de
microrganismos potencialmente nocivos para a saúde dos consumidores. No processo nem
todos os agentes patogénicos são destruídos, salientando-se, como por exemplo, os vírus da
hepatite e da poliomielite, o que diferencia este processo da esterilização. Os níveis de
tratamento a atingir são definidos por lei de acordo com o fim a que a água se destina. A
desinfecção é o tratamento mais importante a que uma água deve ser sujeita. Todas as águas
de abastecimento devem ser desinfectadas, mesmo nos casos em que exista uma garantia de
qualidade microbiológica. Embora a maior parte dos microrganismos possa ser removida com
um esquema convencional de tratamento de água (coagulação, floculação, sedimentação e
filtração) a sua erradicação só é garantida através da desinfecção. Estima-se que 80% das
doenças infecciosas são transmitidas pela água não tratada e que mais de 3 milhões de
crianças, com menos de 5 anos, morrem a cada ano no mundo por motivos de doenças
contraídas por consumo de água imprópria (Alves, 2007). Na tabela 1 encontram-se algumas
doenças de transmissão hídrica.
Tabela 1. Exemplos de doenças bacterianas veiculadas pela água não tratada (US EPA, 1999)
Agente causal Doença Sintomas Reservatório
Salmonella typhosa Febre tifóide
Cefaleias, náuseas, perda de apetite, obstipação diarreia, insónia, dor de garganta, bronquites, dores abdominais, sangramento nasal, arrepios e febre crescente. Manchas rosadas no tronco. Período de incubação: 7-14 dias
Fezes e urina de doentes portadores de febre tifóide.
Vibrio commaV. cholerae
CóleraDiarreia, vómitos, sede, dor, coma. Período de incubação: poucas horas a 5 dias.
Descargas intestinais, vómitos, portadores.
Brucella melitensis BruceloseFebre irregular, suores, calafrios, mialgias.
Tecidos, sangue, urina, animais infectados.
Leptospira icteroaemorrhagiae
(spirochaetales)Leptospirose
Febres, rubores, cefaleias, náuseas, mialgias, vómito, sede, prostração e icterícia.
Urina e fezes de ratos, suínos, cães, gatos, ratos, raposas, ovelhas.
Página 8 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
Patogénicos entéricos: E. coli
GastroenteriteDiarreia, náuseas, prostração e desidratação.
Fezes de portadores.
3.2. Agentes desinfectantes
3.2.1. Tipos de agentes desinfectantes
A desinfecção é realizada com recurso a dois tipos de agentes: físicos e químicos. Na tabela 2
encontram-se exemplos de alguns agentes desinfectantes.
Tabela 2. Exemplos de agentes desinfectantes (Alves, 2007)
Agentes físicos Agentes químicos- Calor- Luz solar- Radiação ultravioleta (UV)- Radiações ionizantes- Ultra-sons
- Oxidantes (cloro, bromo, iodo, ozono, permanganato de potássio)- Iões metálicos (prata)- Ácidos e bases- Detergentes
Relativamente aos agentes físicos, a utilização de lâmpadas que emitem radiação ultravioleta é
um processo que tem vindo a ser muito utilizado na desinfecção de águas e águas residuais. A
sua eficiência depende da penetração da radiação, a geometria de contacto entre a fonte de
emissão de radiação UV e a água é extremamente importante uma vez que a matéria
suspensa, as moléculas orgânicas dissolvidas e a própria água absorvem radiação tal como os
microrganismos (Metcalf & Eddy, 2003).
No que diz respeito aos agentes químicos os mais utilizados são os oxidantes, sendo o cloro o
mais comum. No entanto, o ozono é um desinfectante altamente eficaz e a sua utilização tem
vindo a aumentar, embora não deixe resíduo na água (Metcalf & Eddy, 2003).
3.2.2. Características de um agente desinfectante
A escolha de um determinado agente desinfectante deve atender às características do mesmo.
Idealmente um desinfectante ou processo de desinfecção deve:
Ser tóxico, em baixas concentrações, para os microrganismos;Não ser tóxico para os seres humanos e animais;
Página 9 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
Ser solúvel em água;Ser eficaz às temperaturas normais da água de consumo;Ser estável, permitindo a manutenção de concentrações residuais durante longos períodos de tempo;Não reagir com outra matéria orgânica que não seja a dos microrganismos;Não ser agressivo a metais ou vestuário;Existir em grandes quantidades e a um preço acessível;Ser fácil de manipular;Permitir um controlo fácil das suas concentrações (Alves, 2007).
3.2.3. Factores que influenciam a acção dos desinfectantes
São vários os factores que contribuem e influenciam a actuação de um determinado agente
desinfectante:
1) Tempo de contacto – maior ou menor, consoante o tipo de organismos presentes na
água a tratar e consoante o tipo de desinfectante a adoptar.
2) Concentração e tipo de agente desinfectante químico – a concentração está
associada ao número de microrganismos presentes e na escolha do tipo de agente
químico estarão presentes critérios técnicos e económicos.
3) Temperatura – os microrganismos são sensíveis à temperatura.
4) Número de microrganismos presentes – quanto maior for esse número, mais tempo
de contacto será necessário para a mesma percentagem de morte.
5) Tipos de microrganismos – dependendo do tipo de bactérias presentes e da
possibilidade destas formarem ou não esporos e, por esse motivo serem mais
resistente (Associação Empresarial de Portugal, 2001).
Assim, será necessário considerar todos estes factores na determinação da “dose ideal” de
agente desinfectante a utilizar para garantir a qualidade microbiológica e bacteriológica de
uma água destinada ao consumo humano.
Página 10 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
3.3. Mecanismos de inactivação dos microrganismos patogénicos
Consoante o tipo de agentes desinfectantes a aplicar, os microrganismos são destruídos de
diferentes formas e de acordo com os mecanismos de actuação dos próprios desinfectantes.
Estes mecanismos dividem-se em:
1) Destruição da parede celular - uma das formas mais comuns de actuação da
desinfecção consiste na destruição da parede celular das bactérias. Essa destruição
provoca a lise ou morte da célula. A utilização de outros agentes, como a penicilina,
inibem a síntese de nova parede celular.
2) Alterações da permeabilidade da parede celular – A utilização de agentes como
compostos fenólicos e detergentes vai fazer com que haja alteração na
permeabilidade da membrana citoplasmática; normalmente os desinfectantes
destroem a permeabilidade selectiva da membrana, deixando escapar nutrientes vitais
(azoto e fósforo).
3) Alteração da natureza coloidal do protoplasma – a utilização combinada, ou não, de
calor, radiação, agentes fortemente ácidos ou alcalinos altera a consistência da
natureza coloidal do protoplasma dos microrganismos. Normalmente o calor coagula
as proteínas, os ácidos e as bases desnaturam-nas, estas alterações têm efeitos letais.
4) Inibição da actividade enzimática – oxidantes, como o cloro, alteram a estrutura
química das enzimas desactivando-as (Metcalf & Eddy, 2003).
3.4. Outros objectivos da utilização de desinfectantes no tratamento da água
Para além da sua utilização considerada mais nobre, a desinfecção de água destinada ao
consumo humano, os desinfectantes têm ainda outras funções, nomeadamente:
1) Minimização da formação de subprodutos da desinfecção (SPD). Oxidantes fortes
desempenham um papel importante na desinfecção e no controlo da formação de
SPD. Por exemplo, o permanganato de potássio e o ozono podem ser utilizados para
controlar precursores de SPD. O permanganato de potássio pode ser utilizado para
Página 11 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
oxidar os precursores orgânicos à cabeça da estação de tratamento da água,
minimizando assim a formação de subprodutos na zona de desinfecção.
2) Oxidação do Ferro e do Manganês. Estes iões surgem frequentemente em águas
subterrâneas e, embora não sejam prejudiciais para a saúde humana, em pequenas
concentrações podem causar problemas de coloração e sabor. São tratados por
oxidação de modo a produzirem um precipitado posteriormente removido por
processos de sedimentação e filtração. A maioria dos oxidantes oxida o Ferro 2+ a 3+ e
o manganês 2+ a 4+. O ferro precipita na forma de hidróxido e o manganês na forma
de dióxido.
3) Prevenção de crescimento bacteriano no sistema de distribuição e manutenção da
estabilidade biológica. A presença de compostos orgânicos biodegradáveis e amónia
na água tratada potenciam o crescimento microbiológico no sistema de distribuição. A
estabilidade biológica pode ser obtida através da remoção de nutrientes da água antes
da sua distribuição, da manutenção de um resíduo de desinfectante na água tratada
ou da combinação destas duas hipóteses.
4) Remoção de sabores e odores através da oxidação química. O sabor e o cheiro na
água de consumo podem ser originados por várias fontes, nomeadamente
microrganismos, vegetação, sulfureto de hidrogénio e compostos utilizados na
agricultura. Os próprios desinfectantes podem provocar problemas de odor e sabor. É
frequente utilizar a oxidação para remover os compostos que originam estes
problemas (US EPA, 1999).
Página 12 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
4. Subprodutos da desinfecção (SPD) e resíduos de desinfectante
A Agência de Protecção do Ambiente Norte Americana (U.S. EPA) compilou uma lista de
subprodutos da desinfecção (SPD) e de resíduos de desinfectantes que podem afectar a saúde
humana. Estes contaminantes estão agrupados em categorias distintas. Essa lista é
apresentada na tabela 3.
Tabela 3. Lista de subprodutos da desinfecção e resíduos de desinfectantes (US EPA, 1999).
RESÍDUOS DE DESINFECTANTESCloro livre
Ácido hipoclorosoIão hipoclorito
CloraminasMonocloraminas
Dióxido de cloro
SUBPRODUTOS ORGÂNICOS HALOGENADOSTrihalometanos
ClorofórmioBromodiclorometanoDibromoclorometanoBromofórmio
Ácidos haloacéticosÁcido monocloroacéticoÁcido dicloroacéticoÁcido tricloroacéticoÁcido monobromoacéticoÁcido dibromoacético
HaloacetonitrilosDicloroacetonitriloBromocloroacetonitriloDibromoacetonitriloTricloroacetonitrilo
Halocetonas1,1-dicloropropanona1,1,1-tricloropropanona
Clorofenóis2-clorofenol2,4-diclorofenol2,4,6-triclorofenol
CloropicrinaHidrato de cloralCloreto de cianogénioN-organocloraminas3-Cloro-4-diclorometil-5-hidroxi-2(5H)-furanona (MX)
SUBPRODUTOS INORGÂNICOSIão cloratoIão cloritoIão bromatoIão iodatoPeróxido de hidrogénioAmónia
SUBPRODUTOS ORGÂNICOSAldeídos
FormaldeídoAcetaldeídoEtanodialHexanalHeptanal
Ácidos carboxílicosÁcido hexanóicoÁcido heptanóicoÁcido oxálico
Carbono Orgânico Assimilável
A produção de SPD depende do tipo de desinfectante, da presença de material orgânico, de
ião brometo e de outros factores ambientais. Ao remover os precursores de SPD, minimiza-se
a sua formação.
Página 13 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
Os efeitos na saúde dos SPD e dos desinfectantes são avaliados através de estudos
epidemiológicos e/ou estudos toxicológicos efectuados em animais. Na tabela 4 apresentam-
se as suas classificações carcinogénicas (US EPA, 1999).
Tabela 4. Classificação carcinogénica de desinfectantes e SPD (US EPA, 1999).
Contaminante Classificação
Clorofórmio B2Bromodiclorometano B2Dibromoclorometano CBromofórmio B2Ácido monocloroacético --Ácido dicloroacético B2Ácido tricloroacético CDicloroacetonitrilo CBromocloroacetonitrilo --Dibromoacetonitrilo CTricloroacetonitrilo --1,1-dicloropropanona --1,1,1-tricloropropanona --2-clorofenol D2,4-diclorofenol D2,4,6-triclorofenol B2Cloropicrina --Hidrato de cloral CCloreto de cianogénio --Formaldeído B1Ião clorato --Ião clorito DIão bromato B2Amónia DÁcido hipocloroso --Ião hipoclorito --Monocloraminas --Dióxido de cloro D
Página 14 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
4.1. Formação de subprodutos da desinfecção
Os subprodutos orgânicos halogenados formam-se quando a matéria orgânica reage com cloro
livre ou bromo livre. O cloro livre pode ser introduzido na água como desinfectante primário
(dióxido de cloro) ou secundário (cloraminas). O bromo livre resulta da oxidação do ião
brometo nas captações. Os factores que afectam a formação de SPD halogenados incluem o
tipo e a concentração de matéria orgânica, oxidante utilizado e respectiva dose, tempo de
reacção, concentração de ião brometo, pH, concentração de azoto orgânico e temperatura da
água. A concentração de azoto orgânico influencia a formação de SPD azotados como
haloacetonitrilos, halopicrinas e haletos cianogénicos (US EPA, 1999).
Os SPD não-halogenados resultam também da reacção entre oxidantes fortes e compostos
orgânicos presentes na água. A oxidação de matéria orgânica com ozono leva à produção de
aldeídos, ácidos orgânicos e, na presença de ião brometo, compostos orgânicos bromados. A
maioria dos SPD resultantes de uma oxidação são biodegradáveis e surgem como carbono
orgânico dissolvido biodegradável e carbono orgânico assimilável em águas tratadas (US EPA,
1999).
O ião brometo tem um papel fundamental na formação de SPD. O ozono ou o cloro livre
oxidam este ião a ião hipobromito/ácido hipobromoso. Estas espécies, posteriormente,
formam SPD bromados. Os subprodutos orgânicos bromados incluem bromofórmio, ácido
acético bromado, acetonitrilos, bromopicrina e brometo cianogénico. Apenas foi identificado
um terço dos iões bromados incorporados nos SPD (US EPA, 1999).
4.1.1. Precursores dos subprodutos da desinfecção
Vários investigadores documentaram que a matéria orgânica é o principal precursor na
formação de SPD orgânicos. O cloro reage com a matéria orgânica produzindo vários SPD
como por exemplo trihalometanos e ácidos haloacéticos. O ozono reage com a matéria
orgânica e origina aldeídos e ácidos orgânicos; alguns destes compostos também são
resultantes de reacções que envolvem o cloro (US EPA, 1999).
Página 15 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
As águas naturais contêm substâncias orgânicas húmicas e não húmicas. MON divide-se em
duas fracções: hidrofóbica, constituída principalmente por material húmico e a hidrofílica
composta maioritariamente por material fúlvico (US EPA, 1999).
A concentração de SPD varia sazonalmente, aumentando no Verão e no início do Outono. Isto
deve-se ao facto da sua formação aumentar com o aumento da temperatura, da natureza dos
precursores de SPD orgânicos variar de acordo com a época do ano e da necessidade de
aumentar a dosagem de cloro para garantir a desinfecção da água nos meses de Verão, devido
a temperaturas mais altas (US EPA, 1999).
Página 16 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
5. Desinfecção pelo Cloro
O uso do cloro na desinfecção da água foi iniciado com a aplicação do hipoclorito de sódio,
obtido pela decomposição electrolítica do sal. Inicialmente o cloro era utilizado como
desinfectante apenas em casos epidémicos. A partir de 1902, a cloração foi instituída como
prática de rotina na Bélgica. Em 1909, passou a ser utilizado o cloro guardado em cilindros
revestidos de chumbo. Os processos de cloração sofreram uma evolução contínua, podendo
esta progressão ser caracterizada em diferentes décadas:
- 1908 a 1918: início da cloração das águas; aplicação de uma pequena quantidade de cloro;
- 1918 a 1928: acentuada expansão do uso do cloro líquido;
- 1928 a 1938: uso de cloraminas; adição conjunta de amónia e cloro, de modo a obter um teor
residual de cloraminas. Ainda não eram realizados testes específicos para a determinação dos
resíduos de cloro;
- 1948 a 1958: refinamento da cloração; determinação das formas de cloro combinado e livre;
cloração baseada em análises bacteriológicas.
A prática de cloração, aliada aos demais processos de tratamento, contribuiu enormemente
para o declínio das doenças transmissíveis pela água (Alves, 2007).
O método mais comum de desinfecção usa o cloro, devido aos seus aspectos positivos:
1) Inactiva com efectividade um largo espectro de organismos patogénicos comummente
encontrados na água;
2) Permite a manutenção de uma concentração residual na água facilmente mensurável
e controlável;
3) É economicamente acessível;
4) É utilizado com sucesso há longa data em diversos países e, apesar do perigo associado
ao manuseamento e aplicação, o registo de acidentes é negligenciável.
Página 17 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
Há, contudo, aspectos que constituem motivo de preocupação no que toca à utilização do
cloro:
1) É uma substância altamente tóxica transportada por via rodoviária e por via-férrea,
ambas possibilidades sujeitas a acidentes (Metcalf & Eddy, 2003);
2) Apresenta riscos para a saúde dos operadores das estações de tratamento de águas
(Metcalf & Eddy, 2003);
3) Reage com muitas substâncias orgânicas e inorgânicas naturalmente presentes na
água, originando produtos residuais da desinfecção indesejáveis (Alves, 2007);
4) Elevadas doses podem provocar problemas associados ao sabor e odor (Alves, 2007);
5) A prevenção dos perigos relacionados com a utilização do cloro, principalmente na
forma gasosa, requer programas especiais de tratamento (Alves, 2007).
5.1. Aspectos químicos da desinfecção com cloro
O cloro é utilizado na desinfecção numa de três formas: cloro gasoso, hipoclorito de sódio e
hipoclorito de cálcio (Alves, 2007).
O cloro gasoso é um gás amarelo, tóxico, irritante para as mucosas, estável, corrosivo e barato.
Hidrolisa-se rapidamente em contacto com a água, originando o ácido hipocloroso, que é o
agente activo na desinfecção (Alves, 2007).
Além do produto gasoso, o cloro é facilmente disponível como líquido (hipoclorito de sódio) e
sólido (hipoclorito de cálcio). O hipoclorito de sódio é produzido a partir da dissolução do
cloro gasoso numa solução de hidróxido de sódio. O hipoclorito de cálcio é formado a partir
do precipitado resultante da dissolução do cloro gasoso numa solução de óxido de cálcio (cal)
e hidróxido de sódio (Alves, 2007).
A principal diferença na utilização destas três formas prende-se com o tipo de produtos
secundários que é formado:
1) A reacção do hipoclorito com a água liberta iões hidroxilo, com o consequente
aumento do pH do meio;
Página 18 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
2) A reacção do cloro gasoso com a água liberta iões hidrogénio, com a consequente
diminuição do pH do meio (Alves, 2007).
Quando se pretende desinfectar uma água com cloro, deve adicionar-se uma dose que seja
suficiente para que ocorra a oxidação de todas as substâncias inorgânicas e resulte uma
concentração residual de cloro livre suficiente para atender consumos futuros, resultantes de
novas reacções do cloro com impurezas. O cloro residual livre é a soma do cloro residual
combinado (cloraminas, resultantes da reacção entre o ácido hipocloroso e os compostos
amoniacais presentes naturalmente na água) e do cloro residual livre (efectivamente activo). O
consumo de cloro de uma água é a quantidade de cloro que a água absorve, sem deixar
concentração residual. Pode ainda definir-se o consumo de cloro de uma água como a
diferença entre a dosagem de cloro aplicada e o cloro residual disponível, ao fim de
determinado tempo de contacto. Variando-se as dosagens de contacto para um mesmo tempo
de contacto observa-se um fenómeno que é chamado ponto crítico ou breakpoint. Este ponto
é alcançado quando houver equilíbrio da relação cloro/matéria oxidável. A partir daqui poderá
existir uma concentração residual de cloro. A permanência deste nível residual indica que as
reacções químicas e/ou biológicas foram concluídas. A desinfecção só é assegurada de facto
caso seja adicionado ácido hipocloroso suficiente para ultrapassar o breakpoint. A evolução da
concentração de cloro residual segue o aspecto do gráfico da figura 1 (Alves, 2007).
Página 19 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
Figura 1. Curva da cloração ao ponto crítico (Alves, 2007).
Nesta curva é possível distinguir 4 zonas:
1ª Carência imediata de cloro – as doses iniciais de cloro reagem com a matéria orgânica e
mineral facilmente oxidável originando cloreto, que não possui poder desinfectante.
2ª Formação de cloraminas – o cloro adicionado reage com a amónia originando cloraminas.
Ao cloro nesta forma, que possui poder desinfectante, dá-se o nome de cloro residual
disponível combinado.
3ª Destruição das cloraminas – o cloro adicionado reage com as cloraminas. Algumas são
convertidas a tricloreto de azoto e as restantes oxidadas a óxido nitroso e azoto. O cloro é
reduzido a ião cloreto. A eliminação das cloraminas reduz o teor em cloro residual disponível
combinado.
4º Formação de cloro residual disponível livre – a partir de certa dose de cloro deixa de haver
destruição de cloraminas e todo o cloro adicionado origina ácido hipocloroso ou ião
hipoclorito, a que se dá o nome de cloro residual disponível livre (Alves, 2007).
5.2. Tipos de clorações e respectivos pontos de aplicação
A cloração pode ser classificada consoante as reacções que o cloro sofre com a água e os
pontos de aplicação dos compostos clorados. De acordo com as reacções que o cloro sofre
com a água temos:
Cloração residual livre – consiste na aplicação do cloro à água para se obter, directamente ou
após destruição da amónia e compostos azotados, um teor de cloro residual disponível livre e
mantê-lo numa parte ou na totalidade da rede de distribuição de água. Refere-se, portanto, ao
cloro que se mantém na água após um período de contacto pré-estabelecido e que pode reagir
química e biologicamente como ácido hipocloroso ou ião hipoclorito (Alves, 2007).
Página 20 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
Cloração residual combinada – consiste na aplicação de cloro à água para se obter, com a
amónia natural ou previamente adicionada, um teor de cloro residual disponível combinado e
mantê-lo numa parte ou na totalidade da rede de distribuição de água. Trata-se, pois, da parte
do cloro residual total que ao fim de um dado tempo de contacto reage química e
biologicamente enquanto cloramina (Alves, 2007).
Cloração simples ou corrente – quando é o único processo de tratamento a que a água é
submetida. Dependendo das condições do meio, o cloro é doseado e, após o intervalo
recomendado, verifica-se a concentração residual, ajustando a dosagem, se for necessário. O
exame bacteriológico frequente prova a eficiência da desinfecção (Alves, 2007).
Segundo os pontos de aplicação dos compostos clorados:
Pré-cloração – quando é o primeiro de todos os tratamentos a que a água é submetida. É
frequentemente utilizada para minimizar problemas operacionais associados com o
crescimento biológico nas estações de tratamento de águas. Esta primeira cloração previne a
formação de limos nos filtros, tubagens e tanques, reduzindo simultaneamente potenciais
odores e sabores. É, no entanto, necessário controlar a formação de subprodutos da
desinfecção (Alves, 2007).
Pós-cloração – quando é aplicada à água depois desta ter sido submetida a um ou mais
tratamentos unitários (Alves, 2007).
Recloração – quando é aplicada depois de uma ou mais clorações prévias de uma água. Dado
que o cloro se decompõe com o tempo, a concentração que surge na casa do consumidor é
menor do que a que é colocada na origem. Assim, a concentração exacta na torneira depende
principalmente da extensão da rede de abastecimento e das quantidades de cloro adicionadas
durante o tratamento. O controlo dos teores de cloro residual livre deve ser efectuado à saída
da ETA, nos reservatórios e em pontos estratégicos da rede de distribuição, por técnicos
especializados, habilitados para adoptar as medidas correctivas adequadas (Alves, 2007).
Página 21 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
5.3. Estratégias de controlo da formação de subprodutos da desinfecção
As principais estratégias de controlo dos SPD incluem o deslocamento do ponto de cloração
para jusante da Estação de Tratamento de Águas, o aperfeiçoamento do processo de
coagulação para aumentar a remoção de compostos precursores e a utilização de cloraminas
para complementar ou substituir a cloração. A transferência da injecção de cloro para a parte
final do encadeamento de etapas de tratamento reduz eficazmente a formação de SPD, uma
vez que possibilita a eliminação anterior dos precursores. A substituição da pré-cloração por
uma pré-oxidação com um desinfectante alternativo, como o ozono, constitui outra opção
para reduzir a formação de subprodutos clorados. Outras alternativas de controlo incluem a
vigilância da qualidade da água da fonte de abastecimento, a remoção de compostos
precursores dos SPD e a selecção criteriosa da estratégia de desinfecção (Alves, 2007).
A verificação da qualidade da água bruta envolve o controlo das concentrações da matéria
orgânica, bromo, nutrientes e algas. Assim, deve impor-se aos tratamentos convencionais a
capacidade de remoção de percentagens específicas de carbono orgânico total antes da
desinfecção (Alves, 2007).
Os SPD podem surgir nas formas dissolvida e particulada. Para que os precursores dissolvidos
possam ser eliminados no tratamento convencional, devem ser convertidos à forma
particulada para a remoção subsequente nas etapas de sedimentação e filtração. Em geral, o
potencial de formação de trihalometanos decresce aproximadamente 50% após estes dois
estágios, indicando a importância do deslocamento para jusante destes tratamentos em
relação ao ponto de aplicação de cloro. Os sistemas tradicionais possibilitam a redução de SPD
antes da desinfecção, removendo os precursores através de coagulações tecnicamente mais
aperfeiçoadas, adsorção em carvão activado granular ou filtração membranar. Os sais de
alumínio reduzem significativamente os teores da matéria orgânica a um pH óptimo de 5,5 a
6,0. A simples adição do coagulante provoca o decréscimo do pH, tornando desnecessária a
incorporação de ácidos. Contudo, águas com valores de alcalinidade muito baixos ou muito
altos podem não dispensar a alcalinização ou acidificação para se obter o pH óptimo (Alves,
2007).
Página 22 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
A adsorção em carvão activado granular pode ser utilizada como etapa subsequente à filtração
para remoção adicional de matéria orgânica. Geralmente são necessários tempos de contacto
no leito superiores a 20 minutos e regenerações periódicas do adsorvente variáveis de 2 a 3
meses, o que torna este processo bastante dispendioso. Nos casos em que se efectua a pré-
cloração, a adsorção é impraticável, dado o cloro degrada rapidamente o carvão activado. A
adição de um desinfectante no leito desencadeia uma série de reacções que resultam na
lixiviação de compostos previamente adsorvidos para a água tratada (Alves, 2007).
A filtração com membranas tem-se mostrado um processo relativamente efectivo na remoção
de precursores de SPD. Em ensaios piloto, a nanofiltração (NF) de água com baixos teores de
bromo através de membranas com diâmetro médio de corte correspondente a massas de 400-
800 Daltons, revelou capacidade de controlo da formação de SPD. Contudo, em águas com
concentrações de bromo mais altas, observaram-se elevados teores de bromofórmio após
cloração do filtrado comparativamente com os encontrados na água bruta. A utilização de
membranas de NF enroladas em espiral permite um controlo mais eficaz da formação de
trihalometanos bromados, requerendo, porém, um pré-tratamento da água. Entre as
limitações apontadas às filtrações membranares contam-se as dificuldades de eliminação do
resíduo salgado obtido, a possibilidade de obstrução e entupimento da malha filtrante, os
custos de substituição e os dispêndios energéticos (Alves, 2007).
5.4. Eficiência da desinfecção
Desde o início da utilização do cloro como desinfectante, vários investigadores tem tentado
determinar a sua eficiência como germicida. Embora a susceptibilidade dos vários organismos
patogénicos seja muito abrangente, a dificuldade de desinfecção pelo cloro é crescente em
bactérias, vírus e protozoários. O seu poder de inactivação é considerado extremamente
eficiente em bactérias, altamente eficiente em vírus e limitado em protozoários (US EPA,
1999).
5.5. Considerações sobre segurança e manipulação de cloro
O cloro é um gás liquefeito, tóxico por inalação e corrosivo para os olhos, vias respiratórias e
pele. Por ser mais pesado que o ar, pode acumular-se em espaços confinados, em especial ao Página 23 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
nível do solo. Alimenta fortemente a combustão e pode reagir de forma violenta com
substâncias combustíveis e redutoras. Os procedimentos de armazenagem e manipulação
incluem as seguintes medidas:
- Não utilizar óleos ou gordura;
- Abrir lentamente a válvula para evitar choque de pressão;
- Segregar em armazém os gases inflamáveis de outros produtos químicos igualmente
inflamáveis;
- Impedir a entrada de água no recipiente e o retorno do produto para o vasilhame;
- Utilizar apenas equipamentos com especificação apropriada ao produto, à sua pressão e à
sua temperatura de fornecimento (Alves, 2007).
As medidas de controlo de exposição e protecção individual indicam que se deve dispor de
vestuário quimicamente resistente e de equipamento de respiração autónoma de pressão
positiva prontos a usar em caso de necessidade. É igualmente recomendável proteger os
olhos, o rosto e a pele de projecções do líquido (Alves, 2007).
Página 24 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
5.6. Resumo das vantagens e desvantagens da utilização do cloro como agente
desinfectante
Na tabela seguinte encontram-se as principais vantagens e desvantagens da utilização do cloro
como agente desinfectante.
Tabela 5. Vantagens e desvantagens da utilização do cloro como agente desinfectante (US EPA, 1999)
Vantagens Desvantagens
Oxida ferro dissolvido, manganês e sulfitos
Aumenta a remoção de cor Pode aumentar a coagulação e
filtração de partículas contaminantes
É um biocida eficaz É o método de desinfecção mais
fácil e menos dispendioso, independentemente do tamanho do sistema
É o método de desinfecção mais amplamente usado, e por isso, o melhor conhecido
Está disponível como hipoclorito de sódio e de cálcio. O uso destas soluções é mais vantajoso para sistemas pequenos do que cloro gasoso, porque são mais fáceis de usar, mais seguros, e necessitam de menos equipamento.
Produz resíduo
Pode causar a deterioração de substâncias orgânicas dissolvidas na coagulação/filtração
Forma subprodutos halogenados A água tratada pode ter problemas de sabor e
odor, dependendo da dosagem e qualidade da água
O cloro é um gás perigoso e corrosivo São necessárias condições de armazenamento
especiais Tipicamente o hipoclorito de sódio e o de cálcio
são mais caros que o cloro O hipoclorito de sódio degrada-se com o tempo e
com a exposição à luz O hipoclorito de sódio é um químico corrosivo e
tem que ser armazenado num local seco e fresco, devido à sua reacção com a humidade e com o calor
Pode formar-se um precipitado a partir de uma solução de hipoclorito de sódio com impurezas originando necessidade de adição de um anticoagulante químico
Soluções de hipoclorito com elevadas concentrações são instáveis e produzem cloratos como subproduto
É menos eficiente a pH altos Forma subprodutos oxigenados que são
biodegradáveis e que poderão potenciar o crescimento biológico se não for mantido um resíduo de cloro
Página 25 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
6. Desinfecção pelas Cloraminas
O potencial desinfectante das cloraminas foi identificado em 1900. A sua utilização foi
considerou-se depois de se observar que a desinfecção pelo cloro ocorria em 2 fases distintas.
Durante a fase inicial, os redutores de cloro causam o rápido desaparecimento do cloro livre
disponível. No entanto, na presença de amónia, observou-se que a acção bactericida
continuou, apesar do cloro residual livre ter sido dissipado. Na fase posterior a desinfecção
ocorre pela acção das cloraminas inorgânicas. Inicialmente eram utilizadas no controlo do
sabor e de odores. No entanto, cedo se reconheceu que as cloraminas eram mais estáveis no
sistema de distribuição de água que o cloro livre e eficientes no controlo do crescimento
bacteriano. Como resultado destas constatações tornou-se regular a utilização de cloraminas
como agente desinfectante, em 1930 e 1940. Devido à escassez de amónia durante a Segunda
Guerra Mundial, a desinfecção pelas cloraminas decaiu. (US EPA, 1999).
6.1. Aspectos químicos da desinfecção com cloraminas
As cloraminas formam-se através da reacção entre a amónia e o ácido hipocloroso (cloro).
Embora a ordem de adição destes 2 produtos seja indiferente, o cloro é normalmente
incorporado primeiro para agir como desinfectante primário e, após 10 a 30 minutos,
acrescenta-se a amónia para prevenir a formação posterior de subprodutos da desinfecção
(Alves, 2007). Desta mistura podem resultar monocloraminas, dicloraminas ou tricloreto de
azoto. As monocloraminas são a espécie mais utilizada na desinfecção de águas para consumo
humano devido aos problemas de sabor e odor associados às dicloroaminas e ao tricloreto de
azoto (US EPA, 1999).
6.2. Pontos de aplicação das cloraminas
Os métodos mais comuns de adição de cloro para formação de cloraminas incluem a utilização
de um sistema de edução e diluição do gás na água ou a incorporação de hipoclorito de sódio a
12%. A alimentação da amónia é executada através da inclusão directa do produto anidro na
água ou também através de um sistema de edução e diluição. A adição de amónia à água é
Página 26 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
normalmente efectuada antes da bombagem desta última para o sistema de distribuição
(Alves, 2007).
6.3. Estratégias de controlo da formação de subprodutos da desinfecção
A monocloramina é utilizada essencialmente como desinfectante secundário para permitir a
manutenção de uma concentração residual no sistema de distribuição. O seu emprego é
sobretudo realizado onde a água tratada com níveis significativos de precursores pode originar
elevadas concentrações de subprodutos da desinfecção, no caso de se recorrer ao cloro como
desinfectante. Todavia, apesar da monocloramina reduzir, de forma substancial, a formação de
SPD, não elimina totalmente a sua formação (Alves, 2007).
6.4. Eficiência da desinfecção
Embora sejam mais eficazes que o cloro no controlo de biofilmes e coliformes nos sistemas
com tempos de retenção longos (Alves, 2007), as suas propriedades de inactivação de vírus e
protozoários são fracas não sendo por isso frequentemente utilizadas como desinfectante
primário (US EPA, 1999).
6.5. Resumo das vantagens e desvantagens da utilização de cloraminas como
agente desinfectante
Na tabela seguinte encontram-se as principais vantagens e desvantagens da utilização das
cloraminas como agente desinfectante.
Tabela 6. Vantagens e desvantagens da utilização das cloraminas como agente desinfectante (US EPA, 1999)
Vantagens Desvantagens
Não são tão reactivas com a matéria orgânica como o cloro livre na formação de SPD
O resíduo de monocloramina é mais estável e permanece por mais tempo originando melhor protecção contra o crescimento microbiológica nos sistemas com
As propriedades desinfectantes não são tão fortes como o cloro
Não oxidam ferro, manganês e sulfitos Quando utilizadas como desinfectante secundário
pode ser necessário convertê-las a cloro livre para controlar a formação de biofilme no sistema de distribuição de água
Excesso de amónia no sistema de distribuição
Página 27 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
grandes tanques de armazenamento.
São baratas e fáceis de produzir
pode levar a problemas de nitrificação, em locais com baixo resíduo de desinfectante
Têm de ser produzidas no local
7. Desinfecção pelo Ozono
O ozono foi utilizado como desinfectante da água para consumo pela primeira vez em 1893 na
Holanda. Embora fosse utilizado frequentemente na Europa, a sua utilização nos Estados
Unidos da América era muito baixa (US EPA, 1999).
7.1. Aspectos químicos da desinfecção com ozono
O ozono é um gás azulado com cheiro desagradável e possui um poder oxidante muito
elevado, propriedade que o torna particularmente eficiente na eliminação de cor, cheiro,
sabor, ferro, manganês, matéria orgânica e micropoluentes (Alves, 2007).
Ao contrário do cloro, o ozono não forma compostos estáveis com as substâncias com que
reage. É capaz de destruir macromoléculas orgânicas como os ácidos fúlvicos e húmicos e de
degradar compostos potencialmente cancerígenos como os hidrocarbonetos policíclicos
aromáticos, fenóis e clorofenóis. Entre as características do ozono contam-se ainda:
1) Possui um poder desinfectante 10 a 100 vezes superior ao do cloro, eliminando
mesmo microrganismos mais resistentes;
2) As suas propriedades não se alteram no intervalo de pH compreendido entre 6 e 8,5;
3) A quantidade a adicionar à água, a fim de garantir uma desinfecção completa, deve ter
em conta os teores de matéria orgânica e inorgânica facilmente oxidáveis;
4) O elevado poder oxidante determina tempos de contacto com a água relativamente
curtos;
5) É capaz de transformar grande parte das substâncias não degradáveis em compostos
degradáveis;
6) Tem efeito microfloculante (Alves, 2007).
7.2. Pontos de aplicação do ozono
Página 28 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
As localizações típicas de adição de ozono numa estação de tratamento de água são à cabeça
da estação (pré-ozonização) e depois da sedimentação. Ao efectuar a ozonização depois da
sedimentação a carência de ozono e a formação de subprodutos da desinfecção diminuem. A
vantagem da adição de ozono à cabeça da estação é a possibilidade de remoção dos
compostos orgânicos biodegradáveis produzidos durante a ozonização (US EPA, 1999).
7.3. Estratégias de controlo da formação de subprodutos da desinfecção
O ozono não forma SPD halogenados quando reage com a matéria orgânica presente na água
mas origina uma variedade de subprodutos orgânicos e inorgânicos. No entanto, se o ião
brometo existir na água há formação de SPD halogenados que apresentam um maior risco
para a saúde humana comparativamente com os não-bromados. A formação de ião bromato
pode ser controlada através da ozonização a pH ácido, nesta situação o ácido hipobromoso
ocupa o lugar do ião hipobromito. Inversamente, em condições alcalinas, o ozono oxida o
ácido hipobromoso a ião hipobromito. Para valores de pH mais baixos os subprodutos
orgânicos bromados estão favorecidos enquanto que para valores de pH mais elevados, estão
favorecidos os iões bromato. Deste modo a aplicação de ozono pode ser limitada para águas
que contém ião brometo. A formação deste ião pode ser controlada através da redução da
concentração de iões brometo no ambiente, reduzindo o residual de ozono e baixando
pH na ozonização. A adição de amónia com a ozonização para formar bromaminas reduz a
formação de ião bromato e de subprodutos orgânicos. Contudo, a amónia pode servir de
nutriente para os microrganismos nitrificantes.
Os subprodutos orgânicos e inorgânicos referidos acima são biodegradáveis e uma
componente do carbono orgânico assimilável (US EPA, 1999).
7.4. Eficiência da desinfecção
O ozono é um dos mais potentes e eficientes germicida utilizado no tratamento de águas. É
eficiente na inactivação de bactérias, vírus e protozoários. O aumento da temperatura da água
aumenta a eficiência desinfectante do ozono (US EPA, 1999).
Página 29 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
Página 30 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
7.5. Considerações sobre segurança e manipulação de ozono
Dado que o ozono é um oxidante forte, ataca os órgãos humanos, particularmente pulmões e
olhos, provocando dificuldades respiratórias e lacrimejo. Existem Limites de Exposição que
devem ser respeitados pelo que devem existir detectores de gases a monitorizar
continuamente a concentração de ozono no ambiente de trabalho (Alves, 2007).
7.6. Resumo das vantagens e desvantagens da utilização do ozono como
agente desinfectante
Na tabela seguinte encontram-se as principais vantagens e desvantagens da utilização do
ozono como agente desinfectante.
Tabela 7. Vantagens e desvantagens da utilização do ozono como agente desinfectante (US EPA, 1999)
Vantagens Desvantagens
É mais eficaz do que o cloro e as cloraminas na inactivação de vírus
Oxida ferro, manganês e sulfitos Potencia o processo de remoção
da turvação Controla a cor, o sabor e o odor O tempo de contacto com a água é
muito baixo Na ausência de ião brometo, não
forma SPD halogenados Depois de decomposto, o único
resíduo que se forma é oxigénio dissolvido
Actividade biocida não é influenciada pelo pH
Formam-se SPD na presença de ião brometo, aldeídos e cetonas
O custo inicial do equipamento de ozonização é elevado
A produção de ozono requer muita energia e deve ser realizada no local
O ozono é altamente tóxico e corrosivo São necessários filtros biológicos para remover o
carbono orgânico assimilável e os SPD biodegradáveis
Ozono decai rapidamente a pH alto e a temperatura amenas
Não produz resíduo
Página 31 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
8. Desinfecção pela Radiação Ultravioleta (UV)
Ao contrário da maioria dos desinfectantes, a radiação ultravioleta (UV) não destrói os
microrganismos por interacção química. A inactivação de microrganismos pela radiação UV dá-
se pela absorção da radiação por parte dos microrganismos. Esta absorção causa uma reacção
fotoquímica que altera os componentes moleculares essenciais ao funcionamento da célula. À
medida que a radiação UV penetra na parede celular dos microrganismos, essa energia reage
com os ácidos nucleicos e outros componentes vitais, resultando na morte das células
expostas (US EPA, 1999).
8.1. Aspectos fotoquímicos da desinfecção com UV
A radiação UV pode ser subdividida em UV vácuo (100-200 nm), UV-C (200-280 nm), UV-B
(280-315) e UV-A (315-400 nm). Para efeito germicida, o intervalo óptimo de comprimentos de
onda situa-se entre 245 e 285 nm. É nesta faixa que o ADN dos microrganismos absorve
radiação UV, induzindo alterações na informação genética que impedem a modificação. A
maioria dos microrganismos é eliminada com pequenas doses de radiação (Alves, 2007).
A radiação UV dissipa-se rapidamente na água de modo a ser absorvida ou reflectida pelos
compostos existentes na água não se produzindo nenhum resíduo. Este processo é atractivo
do ponto de vista da formação de subprodutos da desinfecção no entanto, será necessário
utilizar um desinfectante secundário de modo a manter um resíduo ao longo do sistema de
distribuição da água (US EPA, 1999).
O recurso a radiação UV como tratamento de desinfecção tem associados os seguintes
aspectos:
1) A água não deve apresentar turvação;
2) Não aconselhável para águas com elevados teores de ferro, cálcio e fenóis;
3) Necessidade de dispor de finos lençóis de água;
4) Possibilidade de ocorrência de foto-oxidação de compostos;
5) Inexistência de problemas relacionados com cheiro ou sabor desagradáveis;Página 32 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
6) Poder desinfectante residual nulo;
7) É minimizada a possibilidade de formação de SPD;
8) Não deixa sabores e odores desagradáveis na água tratada;
9) Elimina o transporte, armazenamento e manipulação de produtos químicos perigosos;
10) As taxas de desactivação microbiana não dependem do pH e da temperatura da água;
11) Requer tempos de residência curtos, pelo que os sistemas de UV ocupam menores
áreas que as da desinfecção química;
12) Os sistemas são modulares, permitindo efectuar expansões com facilidade (Alves,
2007).
8.2. Pontos de aplicação da radiação UV
O ponto de aplicação mais comum da radiação UV é no último passo do tratamento da água
para consumo, antes do sistema de distribuição e após a filtração. A utilização de desinfecção
por UV não apresenta qualquer impacto nas restantes operações que decorrem na ETA (US
EPA, 1999).
8.3. Eficiência da desinfecção
Para que a inactivação dos microrganismos ocorra é necessário que a radiação UV seja por eles
absorvida. Deste modo, tudo o que impeça a radiação UV de alcançar os microrganismos
influenciará negativamente a eficiência da desinfecção por radiação UV. Alguns dos factores
conhecidos que afectam esta eficiência são:
1) Crescimento de biofilme na superfície das lampâdas UV;
2) Compostos orgânicos e inorgânicos dissolvidos na água;
3) Aglutinação ou agregação de microrganismos;
4) Turvação e cor da água (US EPA, 1999).
Página 33 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
9. Conclusões
A desinfecção de águas é uma etapa muito importante quer no tratamento de águas para
consumo humano quer no tratamento de águas residuais. O objectivo desta operação é a
inactivação de microrganismos patogénicos que podem provocar doenças nos consumidores e
contaminações do meio aquático. Embora tenha um objectivo nobre, é necessário ter atenção
na escolha do agente desinfectante.
Relativamente a águas para produção de água para consumo humano, de um modo geral,
todos os desinfectantes ao reagirem com a matéria orgânica existente na água produzem
subprodutos que podem, ou não, ser prejudiciais para a saúde humana. Será necessário fazer
uma análise prévia à qualidade da água bruta e ponderar a possível formação dos SPD
aquando da definição do agente desinfectante.
Na utilização de agentes desinfectantes físicos há a vantagem de não se colocar o operador em
contacto com produtos agressivos como acontece com os desinfectantes químicos.
Em suma, numa operação com a importância que é dada à desinfecção, há vários factores a
ponderar antes de se avançar para a desinfecção propriamente dita.
Página 34 de 35
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal Mestrado de Tecnologia Ambiental
10.BibliografiaAlves, C. (2007). Tratamento de Águas de Abastecimento. Porto: Publindústria, Edições Técnicas.
Associação Empresarial de Portugal, A. (1 de Dezembro de 2001). Desinfecção de Água. aep ambiente , pp. 12-15.
Metcalf, & Eddy. (2003). Wastewater Engineering: Treatment and Reuse 4th edition. McGraw-Hill.
US EPA. (1 de Abril de 1999). Obtido em 15 de Fevereiro de 2010, de Web Site de US EPA: http://www.epa.gov/OGWDW/mdbp/alternative_disinfectants_guidance.pdf
Página 35 de 35