ANÁLISE FÍSICO-QUÍMICA DE ÁGUA DE UM POÇO TUBULAR ANTES E APÓS A PASSAGEM DA ÁGUA PELO USO DE UM FILTRO NATURAL FEITO COM CASCA DE ARROZ VERMELHO

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1 ANÁLISE FÍSICO-QUÍMICA DE ÁGUA DE UM POÇO TUBULAR ANTES E APÓS A PASSAGEM DA ÁGUA PELO USO DE UM FILTRO NATURAL FEITO COM CASCA DE ARROZ VERMELHO P. L. Bandeira 1, W. M. S. Meneses 2, N. S. Araújo 3, E. D. S. Filho 4, F. A. S. Gonzaga 5, Lira, J. M. R 6 1- Grupo de pesquisa em Ciências Agrárias e Tecnologia de Alimentos Instituto Federal da Paraíba, Campus Campina Grande, 671 CEP: Campina Grande PB Brasil, Telefone: (83) (edmsegundo@hotmail.com). 2, 3, 4, 5 e 6 idem ao 1 RESUMO A água é um recurso essencial à vida, indispensável para o bem-estar da humanidade, para a sobrevivência e manutenção das funções e integridade dos ecossistemas. Nesse sentido, o trabalho tem como objetivo fazer as análises físico-químicas da água do poço tubular da zona rural do município de Campina Grande-PB e a reutilização da casca de arroz vermelho para testagem da redução dos principais parâmetros físico-químicos. Foram determinadas os seguintes parâmetros: ph, temperatura (ºC), alcalinidade (mg/l), acidez carbônica (em termo de CaCO 3), cloro total, dureza total, de cálcio e magnésio (mg/l), cloretos (mg/l), cor aparente (uh), condutividade elétrica (µscm -1 ), cinzas (% Cz), STD (ppm), ferro (mg/l) e odor. Conclui-se portanto, que a água do poço tubular, não pode ser utilizada para o consumo humano, pois os parâmetros dureza total e cor aparente estão fora dos padrões permitidos pela legislações Brasileira. Portanto, percebesse uma eficiência do filtro natural 1 e do filtro 2 com reduções significativa de alguns parâmetros analisados. ABSTRACT Water is an essential resource for life, indispensable for the well-being of humanity, for the survival and maintenance of ecosystem functions and integrity. In this sense, the objective of this work is to perform the physical-chemical analysis of tubular well water in the rural area of the city of Campina Grande-PB and reuse of the red rice hull for testing the reduction of the main physico-chemical parameters. The following parameters were determined: ph, temperature ( C), alkalinity (mg/l), carbonic acidity (in terms of CaCO3), total chlorine, total hardness, calcium and magnesium (mg/l), apparent color (uh), electrical conductivity (μscm -1 ), ash (% Cz), STD (ppm), iron (mg/l) and odor. Therefore, it can be concluded that the tubular well water can not be used for human consumption, since the parameters total hardness and apparent color are outside the standards allowed by the Brazilian legislation. Therefore, it perceived an efficiency of the natural filter 1 and the filter 2 with significant reductions of some parameters analyzed. PALAVRAS-CHAVE: água; físico-química; consumo; qualidade. KEYWORDS: water; physical chemistry; consumption; quality.

2 1. INTRODUÇÃO A água é um recurso essencial à vida, indispensável para o bem-estar da humanidade, para a sobrevivência e manutenção das funções e integridade dos ecossistemas (Ferreira, et al., 2010). A qualidade da água para consumo humano é considerada um indicador essencial para a avaliação do nível de desenvolvimento de um país e do bem-estar da sua população. A água é fundamental à vida, à saúde das populações e constitui um fator determinante do saneamento básico. A distribuição pública de água potável, juntamente com o uso e disseminação de práticas higiénicas adequadas, é considerada uma condição prévia para a redução das taxas de morbilidade e mortalidade dos grupos humanos (Who, 2015). As águas subterrâneas são geralmente isentas de microrganismos patogénicos e com menores teores de matéria orgânica, mas podem conter elevados teores de iões em solução. As águas de origem superficial têm, geralmente, uma grande variedade de contaminantes químicos e biológicos em alguns casos potencialmente patogénicos. Durante os processos que ocorrem durante o ciclo hidrológico a quantidade e a qualidade da água sofre alterações devido às características físicas (área, topografia, cobertura vegetal, clima, solo), químicas (esgotos industriais e domésticos, fertilizantes, pesticidas e alteração das rochas) e biológicas (Rosa et al., 2012). (Ramakrishna Mallampati et al., 2015) descobriu uma maneira engenhosa de tornar a água contaminada potável usando algumas cascas de frutas. Em 1972, pesquisadores trabalharam sobre o uso de um filtro natural para a água na Tailândia feito com fibra de coco e casca de arroz, resíduos recuperáveis a custo zero. Ambos seriam capazes de removerem detritos indesejados e a turvação da água, a fim de purificá-la. Estes métodos foram testados sem a adição de substâncias químicas. Em particular, a casca de arroz apresentou elevada capacidade de absorção e melhorou o gosto e odor da água. Nesse sentido, nosso trabalho tem como objetivo fazer as análises físico-químicas da água de poço tubular da zona rural do município de Campina Grande-PB e a reutilização da casca de arroz vermelho para testagem de redução dos principais parâmetros físico-químicos. 2. MATERIAL E MÉTODOS A água do poço tubular foi obtido na zona rural do município de Campina Grande PB e a pesquisa científica foi desenvolvida no Laboratório de Química (LQ) do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba (IFPB) campus Campina Grande. As análises físico-químicas foram determinadas de acordo com as normas analíticas do Instituto Adolfo Lutz (Brasil, 2008). Foram determinadas as seguintes análises físico-químicas: ph, temperatura (ºC), alcalinidade (mg/l), acidez carbônica (em termo de CaCO 3), cloro total, dureza total, de cálcio e magnésio (mg/l), cloretos (mg/l), o íon cloreto (Cl - ) foi realizado pelo método de mohr, cor aparente (uh), condutividade elétrica (µscm -1 ), cinzas (% Cz a 20 C), sólidos totais dissolvidos (ppm a 25 C), ferro (mg/l) e odor. O ph, pelo método potenciométrico, com o medidor de ph da marca Instrutemp, modelo ITPH- 2000; a temperatura, com uso de termômetro digital, com uma casal decimal de precisão, determinada em C; a alcalinidade, pelo método volumétrico, em unidades de mg/l de CaCO3; o cloreto, pelo método de Mohr, em mg/l de Cl -, a acidez carbônica, por titulometria, com resultados expressos em termos de CaCO3; o cloro residual, através da cloração da água, com equipamento portátil de marca HANNA, mod. 727 a 20 C, em mg/l.; e a condutividade elétrica, cinzas e sólidos totais dissolvidos, através do condutivímetro portátil da Lutron, modelo CD 4303 com resultados expressos em μs/cm a 25 C e ferro com equipamento portátil de marca HANNA, mod. HI a 20 C. Em seguida foram comparadas com a portaria de nº 2914 do Ministério da Saúde (Brasil, 2011) e da resolução de nº 396 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Brasil, 2008). Todos os resultados foram obtidos em triplicata. Alguns parâmetros necessitam de análise imediata em campo, no local da coleta da água do poço tubular, tais como: ph e

3 temperatura ( C), as outras análises podem serem realizados posteriormente. A figura 1 a seguir mostram alguns equipamentos utilizados para as análises de ph, temperatura ( C), condutividade elétrica (µs/cm) e cor aparente (uh). Figura 1 - A. phmetro digital portátil (Instrutemp, modelo ITPH-2000); B. Termômetro digital (HANNA, modelo Hl ); C. Colorímetro digital (HANNA, modelo HI 727); D. Condutivímetro portátil (Lutron, modelo CD 4303). A casca de arroz vermelho foi lavada com água destilada para eliminar o excesso de material contaminante e seca em secador artificial a temperatura de 70 ºC. A Figura 2 a seguir, mostra o filtro natura 1 que é composto de casca de arroz (30 cm) e o filtro 2 que é composto de cascalho pequeno (7 cm) e grande (7 cm), areia fina (7 cm) e grossa (7 cm), telha em pedaço (7 cm), carvão mineral (7 cm). Em seguida a água do poço é colocado em cima do filtro natural 1, passando pelo filtro 2 e coletada na torneira em baixo, sendo posteriormente analisada no laboratório de química (LQ) do campus Campina Grande-PB. Figura 2 - Filtros 1 e 2 e os alunos coletando a água filtrada Figura 3 - Casca de arroz vermelho

4 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Têm-se, na tabela abaixo, os valores médios das análises físico-químicas da água do poço tubular, antes e após a passagem da água pelo filtro natural 1 e o filtro 2. Tabela 1 Análises físico-química de águas de poços tubulares antes e após a passagem da água pelo filtro natural 1 e o filtro 2. Parâmetros Antes do filtro Após o filtro V.M.P % Redução ph 7,4 8,8 6-9,5 - Temperatura (ºC) 24 24,8 - - Alcalinidade (mg/l) ,92 Acidez carbônica > 10 59,43 (em CaCO 3) Cloro total (mg/l) 0,01 0,01 0,01 - Dureza total (mg/l) ,89 Dureza de cálcio (mg/l) Dureza de magnésio ,69 (mg/l) Cloreto (mg/l) ,10 Cor aparente (uh) Condutividade ,63 elétrica (us/cm) Cinzas (%) 0,8938 0, ,84 STD (ppm) 687,8 465, ,29 Ferro (mg/l) 0 0,07 0,3 - Odor Próprio Próprio Próprio - VMP = Valor máximo permitido; STD = Sólidos Totais Dissolvidos; Legislação portaria de nº 2914/2011 e resolução de nº 396/2008 Observam-se que os valores médios obtidos das análises físico-química, qualificaram o potencial hidrogeniônico (ph) da água antes e após a passagem pelo filtro natural 1 e o filtro 2 como básico, variando de (7,4-8,8). Comparando esses valores com os valores da portaria de nº 2.914/2011 (Brasil, 2011), que estabelece os índices ideais de ph entre 6 e 9,5, mostram que a água do poço encontrase dentro dos padrões estabelecidos pela legislação Brasileira. Verifica-se também que houve um aumento no parâmetro ph após a passagem da água pelo filtro natural 1 e o filtro 2, esse aumento foi devido a casca do arroz vermelho por ter caráter básico. O resultado das análises físico-químicas da temperatura antes e após a passagem pelo filtro natural 1 e o filtro 2 variaram de 24 a 24,8 ºC. Esses valores médios obtidos são semelhantes ao encontrados por (Araújo et. al., 2011) em seu estudo com a qualidade físicoquímica da água para consumo humano (24,4 a 26,1ºC). A alcalinidade total de uma água é dada pelo somatório das diferentes formas de alcalinidade existentes, ou seja, é a concentração de hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos, expressa em termos de carbonato de cálcio. Pode-se dizer que a alcalinidade mede a capacidade da água em neutralizar os ácidos (Silva Filho, et al., 2016). Observam-se que no parâmetro alcalinidade, houve uma redução nos valores médios de 27 para 20 mg/l após a passagem da água pelo filtro natural 1 e o filtro 2. Verifica-se que essa redução do parâmetro alcalinidade foi devido a capacidade da casca do arroz vermelho por ser básico, em neutralizar os ácidos das águas, fazendo com que houvessem um pequeno aumento do ph.

5 A acidez carbônica, tem pouco significado sanitário, representa o teor de dióxido de carbono livre, ácidos minerais e sais de ácidos fortes, os quais por dissociação resultam em íons hidrogênio na solução. É a capacidade da água em resistir às mudanças de ph causadas pelas bases. É devida principalmente à presença de gás carbônico livre (ph entre 4,5 e 8,2). Os valores obtidos estão dentro da faixa permitida pela legislação, que estabelece um teor maior de 10 mg/l de CaCO3 para as águas subterrâneas (Brasil, 2011). Observam-se também que houve uma diminuição da acidez carbônica de 106 para 43 mg/l, após a passagem da água pelo filtro natural 1 e o filtro 2, isso mostra mais uma vez a eficaz do mesmo, pois os valores médios de ph aumentaram, corroborando com os nossos resultados. Em relação ao parâmetro cloro residual total, verifica-se que não houve alteração do mesmo após a passagem da água pelo filtros natural 1 e o filtro 2, porém a mesma está dentro dos padrões exigidos pela resolução de nº 396/2008 (CONAMA), que estabelece no máximo 0,01 mg/l. Verifica-se que houve uma redução significativa do parâmetro dureza total após a passagem da água pelo filtro natural 1 e o filtro 2, na ordem de 40,89%. Porém mesmo com essa redução a água do poço tubular ainda permaneceu fora dos padrões exigidos pela legislação Brasileira. Conforme mostra na tabela acima, o parâmetro dureza total reduziu de 1240 a 733 mg/l CaCO3. Comparando esse valor com o que preconiza a portaria de nº 2.914/11 (Brasil, 2011) do Ministério da Saúde, observam-se que a água do poço está acima do valor máximo permitido que é de 500 mg/l, sendo assim classificada como água muito dura (acima de 350 mg/l). Observa-se que houve uma redução no valor médio do parâmetro cloreto de 270 para 235 mg/l (39,10%), o preconizado pela portaria de nº 2.914/11 (Brasil, 2011) do Ministério da Saúde é de no máximo 250 mg/l. Nas águas doces, a presença de cloreto ocorre naturalmente ou pode ser decorrente de poluições, por parte da água do mar, esgotos domésticos, ou despejos industriais (Becker, 2008). A portaria de nº 2.914/2011 do Ministério da Saúde, estabelece para o parâmetro cor aparente o valor máximo permitido de 15 uh (unidade de Hazen) como padrão de aceitação para o consumo humano, portanto a água do poço tubular analisada após a passagem pelo filtro natural 1 e o filtro 2 não poderá ser utilizada para o consumo humano, pois apresentou valores médios superior ao permitido pela legislação. Esse aumento do parâmetro da cor foi devido a casca de arroz vermelho que é amarelada e quando em contato com a água, alterou a cor da mesma ficando com tom amarelado. A condutividade elétrica é uma medida da habilidade de uma solução aquosa de conduzir corrente elétrica devido à presença de íons. Verifica-se na tabela acima, que a água do poço reduziu os valores de médios de condutividade elétrica de 1401 para 1140 μs/cm (18,63%). Em geral, níveis superiores a 100 µs/cm indicam ambientes impactados, pois à medida que mais sólidos dissolvidos são adicionados, a condutividade aumenta (Morais, 2008). Observa-se que houve uma redução significativa do parâmetro cinzas após a passagem da água pelo filtro natural 1 e o filtro 2, na ordem de 23,84%. Quanto aos sólidos totais dissolvidos (STD), verifica-se uma redução na ordem de 32,29%, portanto apresentou valores médios dentro dos padrões de potabilidade. Os valores encontrados na aferição deste parâmetro foi próximo e de acordo com (Brito Silva, et al., 2006) que, em seus estudos consideram valores abaixo de 664,28 mg/l relativamente baixos. Os sólidos agem de maneira indireta sobre a vida aquática, impedem a penetração da luz, induzem o aquecimento da água o que, consequentemente, diminui a quantidade de oxigênio dissolvido no meio. Portanto, segundo o CONAMA (Brasil, 2009), a concentração de sólidos dissolvidos deve ser menor que 1000 mg/l em água para abastecimento público. A entrada de sólidos na água pode ocorrer de forma natural (processos erosivos, organismos e detritos orgânicos) ou antropogênica (lançamento de lixo e esgotos). Nas águas naturais os sólidos dissolvidos estão constituídos principalmente por carbonatos, bicarbonatos, cloretos, sulfatos, fosfatos, nitratos de cálcio, magnésio e potássio (Brasil, 2006) apud (Gasparotto, 2011). Basicamente, o ferro pode se apresentar nas águas nos estados de oxidação Fe +2 e Fe +3. O íon ferroso (Fe +2 ) é mais solúvel do que o férrico (Fe +3 ). Portanto, os inconvenientes que o ferro traz às águas devem ser atribuídos principalmente ao ferro ferroso, que, por ser mais solúvel, é mais freqüente. O ferro, apesar de

6 não se constituir em um tóxico, traz diversos problemas para o abastecimento público de água. Confere cor e sabor à água, provocando manchas em roupas e utensílios sanitários. Por estes motivos, o ferro constituise em padrão de potabilidade, tendo sido estabelecida a concentração limite de 0,3 mg/l na Portaria de nº 2914/2011 do Ministério da Saúde e também da resolução de nº 396 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Brasil, 2008). Verifica-se que houve um pequeno aumento no parâmetro ferro, porem água encontra-se dentro dos padrões de aceitação para o consumo humano. 4. CONCLUSÃO Conclui-se portanto, que a água do poço tubular, não pode ser utilizada para o consumo humano, pois os parâmetros dureza total e cor aparente estão fora dos padrões permitidos pela legislações Brasileira. Portanto, percebesse uma eficiência do filtro natural 1 e do filtro 2 com reduções significativa de alguns parâmetros analisados. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Araújo, G. F. R.; Tonani, K. A. A.; Julião, F. C.; Cardoso, O. O.; Alves, R. I. S.; Ragazzi, M. F.; Sampaio, C. F.; Segura-Munoz, S. I. (2008). Qualidade físico-química e microbiológica da água para o consumo humano e a relação com a saúde: estudo em uma comunidade rural no estado de São Paulo. O Mundo da Saúde, São Paulo: v.35, nº1, p , BECKER, H. Controle Analítico de Águas. Fortaleza CE, Versão nº 4, p. 46. Brasil. Portaria nº 2914 de 12 de dezembro de 2011 do Ministério da Saúde. Dispõe sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. Brasil. Resolução nº 396 de 3 de abril de Brasília: Conselho Nacional do Meio Ambiente, Brito, L. T. D. L. et al. Uso de analise Multivariada na classificação de fontes hídricas superficiais da bacia hidrográfica do Salitre, Jaboticabal, Jan/Abr Ferreira W.; Sousa, J. e Lima, N. (2010) Microbiologia. Lidel, Lisboa. Gasparotto, F. A. (2011). Avaliação Ecotoxicológica e Microbiológica da água de nascentes urbanas no município de Piracicaba-SP. Universidade de São Paulo. Piracicaba, p. 90. Instituto Adolfo Lutz. Normas Analíticas do Instituto Adolfo Lutz. v.1: Métodos químicos e físicos para análise de alimentos, 3.ed. São Paulo: IMESP, 1985, p Morais, P. B. Tratamento físico-químico de efluentes líquidos. Universidade de Campinas, 14p, Ramakrisna, M. LI, X. Avner, A. A. Suresh, V. Nus. (2015). Environmental Research Institute, National University of Singapore, T-Lab Building, 5A Engineering Drive 1, Singapore , Singapore. ACS Sustainable Chem. Eng., v. 3, nº 3, p Rosa, A., Fraceto, L., Moschini-Carlos, v., 2012, Meio Ambiente e Sustentabilidade, Bookman, ISBN Silva Filho, E. D.; Braz, A. S.; Chagas, R. C. O. (2016). Avaliação dos parâmetros físico-químicos de águas minerais comercializadas no município de Campina Grande PB. Revista principia, v. 30, p