Tratamento de Águas I Tecnologia em Gerenciamento Ambiental Prof. Dr. Eduardo Eyng QUALIDADE DAS ÁGUAS E PARÂMETROS IMPORTANTES Disponibilidade e usos da água Embora a maior parte do nosso planeta esteja coberta por água, somente uma pequena parcela da mesma é utilizável na grande maioria das atividades humanas. Os oceanos e mares constituem 97,2% da água existente na Terra. Além disso, existem as águas presentes na neve, nas geleiras, no vapor atmosférico, em profundidades não acessíveis, entre outras, que não são aproveitáveis. Assim, a quantidade de água disponível para uso humano corresponde a cerca de 0,3% do total de água livre do Planeta. Em termos globais, a água disponível é, no entanto, muito superior ao total consumido pela população (Mota, 2006). Entretanto, a distribuição é extremamente desigual e não está de acordo, na maioria dos casos, com a população e as necessidades para a indústria e agricultura. O homem utiliza a água para diversos fins, dela dependendo para sobreviver. Os usos da água podem ser consuntivos, quando há perdas entre o que é retirado e o que retorna ao sistema natural, e não consuntivos. Consuntivos: abastecimento humano, abastecimento industrial, irrigação, dessedentação de animais, etc. Não consuntivos: recreação, harmonia paisagística, geração de energia elétrica, navegação, pesca. O consumo de água tende a crescer, com o aumento da população, o desenvolvimento industrial e outras atividades humanas. Cada vez mais se
retira água dos mananciais e se produzem resíduos líquidos, os quais voltam para os recursos hídricos, alterando sua qualidade. Propriedades da água PESO ESPECÍFICO É cerca de 800 vezes maior que o do ar. VISCOSIDADE A resistência que a água oferece ao deslocamento ou atrito dos corpos em suspensão (viscosidade), é também, bem mais elevada na água do que no ar, permitindo a existência de um grande número de espécies animais e vegetais. TENSÃO SUPERFICIAL A película de tensão superficial, existente no limite entre a água e o ar tem grande importância para aves aquáticas e insetos. A introdução de substâncias tenso-ativas na água (sabões e detergentes) causa a redução ou o rompimento da rigidez da película de tensão superficial. CALOR ESPECÍFICO O calor específico da água (quantidade de calor necessário para elevar de 1ºC a sua temperatura) é muito alto. Assim, a água tem capacidade de absorver grandes quantidades de calor, sem que ocorram elevações bruscas de temperatura. Características da água Para caracterizar uma água são determinados diversos parâmetros, os quais representam as suas características físicas, químicas e biológicas. Alguns desses parâmetros são utilizados como indicadores da qualidade da água e constituem impurezas quando alcançam valores superiores aos estabelecidos para determinado uso. COR Resulta da existência, na água, de substâncias em solução; pode ser causada pelo ferro ou manganês, pela decomposição da matéria orgânica, pelas algas...
TURBIDEZ Presença de matéria em suspensão na água. TEMPERATURA É um parâmetro importante, pois influi em algumas propriedades da água (densidade, viscosidade). ph Representa o equilíbrio entre os íons H + e OH -. O ph da água depende de sua origem e características naturais, mas pode ser alterado pela introdução de resíduos. ph baixo torna água corrosiva. ph alto causa incrustações nas tubulações. A vida aquática depende do ph, sendo recomendável a faixa de 6 a 9. DUREZA Resulta, principalmente, da presença de Ca e Mg, provoca incrustações nas tubulações e caldeiras. Classificação das águas, em termos da dureza (CaCO 3 ): Água mole - < 50 mg/l. Dureza moderada Entre 50 e 150 mg/l. Água dura Entre 150 e 300 mg/l. Água muito dura - > 300 mg/l. CLORETOS Geralmente provém da dissolução de minerais ou da intrusão de águas do mar. Conferem sabor salgado à água e propriedades laxativas. FERRO e MANGANÊS Podem originar-se da dissolução de compostos do solo ou de despejos industriais; causam coloração avermelhada à água, no caso do ferro, ou marrom, no caso do manganês. NITROGÊNIO Pode estar presente na água sob várias formas: molecular, amônia, nitrito, nitrato; é um elemento indispensável ao crescimento de algas, mas em excesso pode ocasionar um crescimento exagerado desses organismos. FÓSFORO Encontra-se na água nas formas de ortofosfato, polifosfato e fósforo orgânico. Assim, como o nitrogênio, também é importante para as algas.
OXIGÊNIO DISSOLVIDO A sobrevivência dos organismos aeróbios, como os peixes, na água, depende da presença de oxigênio dissolvido, o qual provém do ar e da atividade fotossintética das algas e de outros vegetais aquáticos. Uma baixa concentração de OD pode indicar uma grande quantidade de matéria orgânica. GÁS CARBÔNICO Este gás desempenha, também, importante papel no meio aquático, pois é indispensável à realização da fotossíntese. É introduzido na água a partir do ar atmosférico, da atividade respiratória dos organismos do meio aquático, ou da decomposição da matéria orgânica. SAIS MINERAIS São indispensáveis à atividade fotossintética das algas e de outros vegetais aquáticos. O aumento excessivo destes sais pode dar origem ao fenômeno da eutrofização. DBO É a quantidade de oxigênio necessária à oxidação da matéria orgânica, por ação de bactérias aeróbias. A DBO é determinada em laboratório, observando-se o oxigênio consumido em amostra do líquido, durante 5 dias, a 20ºC. DQO É a quantidade de oxigênio necessária à oxidação da matéria orgânica, através de um agente químico. Para um mesmo líquido, a DQO é sempre maior que a DBO. METAIS PESADOS São tóxicos ao homem: arsênio, cádmio, cromo, chumbo, mercúrio, prata, cobre, zinco. COLIFORMES São indicadores da presença de micro-organismos patogênicos. Os coliformes fecais existem em grande quantidade nas fezes humanas e de animais e, quando encontrados na água, significa que a mesma recebeu esgotos domésticos, podendo conter micro-organismos causadores de doenças.
ALGAS Desempenham um importante papel no ambiente aquático, sendo responsáveis pela produção de grande parte do oxigênio dissolvido, do meio; em grandes quantidades trazem alguns inconvenientes: sabor e odor, toxicidade, turbidez. IQA INDICE DE QUALIDADE DE ÁGUA Desenvolvido com a intenção de unir em um índice a influência ponderada na qualidade de uma amostra de água, de diversos parâmetros. Foi desenvolvido mediante a opinião de diversos pesquisadores, que chegaram a nove parâmetros representativos da qualidade da água, com seus respectivos pesos, conforme Tabela 1. Tabela 1 Parâmetros e pesos para a determinação do IQA Parâmetro Unidade Peso Oxigênio Dissolvido (OD) % de saturação 0,17 Coliformes fecais NMP/100mL 0,15 ph - 0,12 DBO 5 20 mg/l 0,10 Nitrato mg/l 0,10 Fosfato mg/l 0,10 Temperatura ºC 0,10 Turbidez ut 0,08 Sólidos totais mg/l 0,08 Fonte: Adaptado de Libânio, 2008. A expressão para o cálculo do IQA constitui-se em um produtório dos valores dos parâmetros ponderados pelos respectivos pesos, conforme apresentado na Equação 01.
IQA = C 9 i= 1 w q i i (01) Onde: w i = peso do parâmetro i. q i = valor do parâmetro i. Convencionou-se que se a concentração de pesticidas excede-se o limite de 0,1 mg/l o valor do IQA seria nulo, independentemente dos valores dos outros parâmetros. Na Tabela 2 é apresentada a classificação da água de acordo com o IQA. Tabela 2 Classificação da água de acordo com IQA Nível de qualidade Intervalo do IQA Cor de referência Excelente IQA > 90 Azul Bom 70<IQA 90 Médio 50<IQA 70 Ruim 25<IQA 50 Muito ruim 0<IQA 25 Verde Amarelo Marrom Vermelho O IQA possui a vantagem de ser de fácil compreensão, porém, omite a influência unitária de cada parâmetro. Além disso, alguns parâmetros não estão contemplados no IQA.
Referências: BAIRD, C. Química Ambiental. 2 edição. Porto Alegre: Bookman, 2002. LIBÂNIO, M. Fundamentos da Qualidade e Tratamento de Água. 2ª edição. Campinas Sp: Átomo, 2008. MACÊDO, J. A. B. de. Introdução a química ambiental. Juiz de Fora: Jorge Macedo, 2002. MOTA, S. Introduão à engenharia ambiental. 4 edição. Rio de Janeiro: ABES, 2006. ROCHA, J.C; ROSA, A.; CARDOSO, A.; Introdução à Química Ambiental. 1 edição. Porto Alegre: Bookman, 2004. Vários autores. Introdução à Engenharia Ambiental. 2 edição. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.