Curso de Especializao em Gesto Ambiental 2005 Aula

Curso de Especialização em Gestão Ambiental -2005 Aula 4 Água e fatores de Impacto Ambiental Prof. Servio Tulio Cassini

Água Impacto Ambiental Conceito de poluição A importância de água para a manutenção da vida Quantidade de água disponível Qualidade da água disponível Controle da poluição

Poluente: Substância no lugar errado Estratosfera: entre 15 km e 50 km de altitude. O ozônio não é poluente. Os CFC’s são poluentes. TERRA Troposfera: do nível do mar até 15 km de altitude. O ozônio é poluente. Os CFC’s não são poluentes.

Poluição = Dose e Local certo Local errado

Água Impacto Ambiental Conceito de poluição A importância de água para a manutenção da vida Quantidade de água disponível Qualidade da água disponível Controle da poluição

Água no corpo humano v A água representa 70% da massa do corpo humano. v Sintomas de desidratação: v Perda de 1% a 5% de água v Sede, pulso acelerado, fraqueza v Perda de 6% a 10% de água v Dor de cabeça, fala confusa, visão turva v Perda de 11% a 12% de água v Delírio, língua inchada, morte v Uma pessoa pode suportar até 50 dias sem comer, mas apenas 4 dias sem beber água.

Propriedades da água v Na natureza a água pode ser encontrada em todas as fases de agregação: sólida, líquida e gasosa. Substância CH 4 NH 3 H 2 O HF H 2 S Ponto de fusão/°C -182 -78 0 -83 -86 Ponto de ebulição/°C -164 -33 100 +19 -61 Sua capacidade de conduzir calor (condutividade térmica) e de estocar calor (capacidade calorífica) também é única. É necessário 1 caloria para elevar de 1 °C a temperatura de 1 g de água líquida. São necessários 540 calorias para evaporar 1 g de água.

Propriedades da água v A densidade da água na fase líquida é maior que na fase sólida. gelo Situação hipotética caso a agua tivesse um comportamento “normal” gelo A mistura de águas e recirculação de nutrientes só ocorre porque a água tem densidade máxima em 4 °C, ou seja, na fase líquida. 4 °C A água é um solvente universal. É o destino final de todo poluente que tenha sido lançado, não apenas diretamente na água, mas também no ar e no solo

Água Impacto Ambiental Conceito de poluição A importância de água para a manutenção da vida Quantidade de água disponível Qualidade da água disponível Controle da poluição

Quantidade de água disponível A quantidade de água doce disponível para consumo é extremamente escassa Distribuição da água no planeta 97, 5% nos oceanos 1, 8% em geleiras 0, 6% nas camadas subterrâneas 0, 015% nos lagos e rios 0, 005% de umidade no solo 0, 0009% em forma de vapor na atmosfera 0, 00004% na matéria viva A cada 1000 L 975 L 18 L 6 L 150 m. L 9 m. L 0, 4 m. L

Quantidade de água disponível 1000 L de água 69 % = 4, 24 L 6, 15 L (para consumo humano) 23 % = 1, 42 L 8 % = 0, 49 L

Quantidade de água disponível v Nos últimos 15 anos a oferta de água limpa disponível/habitante diminuiu @ 40%. v O uso da água na agricultura deverá aumentar nos próximos anos. v Em 20 anos deverá ocorrer uma crise relacionada a disponibilidade de água. O Brasil possui 12 % da água doce disponível no mundo 9, 6% na região amazônica 2, 4% no resto do país Atende 5% da população Atende 95% da população Acesso a água tratada melhoria sensível, ou seja 96%. Aquifero Guarani – Agua Subterrânea Quantidade suficiente para abastecimento total por 100 -150 anos

Quantidade de água disponível Estados Unidos: 600 L por habitante dia Sertão: 10 L por habitante dia

Quantidade de água disponível v Os oceanos contêm a maior parte da água do planeta (975 litros a cada 1. 000). v Uma molécula de água passa 98 anos a cada 100 em meio ao oceano. v A água do mar apresenta @ 3, 3% de sais dissolvidos (principalmente Na. Cl(aq)). v Uma pessoa pode beber água com até 5 g de sal/kg de água. v Os oceanos contêm 35 g de sal/kg de água (7 vezes mais). osmose Uma pessoa que bebe apenas água do mar acabará morrendo. A água do mar também não pode ser usada na agricultura ou na indústria. O excesso de sal mataria as plantações (também por osmose); deterioraria maquinários, entupiria válvulas e explodiria caldeiras.

Quantidade de água disponível v Para que a água dos oceanos possa ser usada é necessário que o sal seja retirado. v Todos os métodos de dessalinização consomem grandes quantidades de energia. v Só podem ser usados em regiões secas próximas ao litoral. termômetro Custo nos Estados Unidos saída de água de resfriamento 4. 000 L de água doce a partir da água do mar 4. 000 L de água doce a partir de mananciais balão de destilação entrada de gás bico de Bunsen condensador entrada de água de resfriamento erlenmeyer } @ 1 dólar } @ 0, 30 dólar

Água Impacto Ambiental Conceito de poluição A importância de água para a manutenção da vida Quantidade de água disponível Qualidade da água disponível Controle da poluição

Qualidade da água disponível v A poluição das águas devido as atividades humanas aumentou vertiginosa- mente nos últimos 50 anos. v De acordo com a legislação, a poluição da água pode ser: Pontual ou Difusa Descarga de efluentes a partir de indústrias e de estações de tratamento de esgoto Escoamento superficial urbano, escoamento superficial de áreas agrícolas e deposição atmosférica São bem localizadas, fáceis de identificar e de monitorar Espalham-se por toda a cidade, são difíceis de identificar e tratar

Parâmetros de Qualidade de Águas

Ciclo urbano da água Ambientes Costeiros RIO Captação Lançamentos TRATAMENTOS (ETE) Tratamento (ETA) DISTRIBUIÇÃO

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS IMPUREZAS Químicas Físicas sólidos Gases Inorgânicos Orgânicos Biológicas Microrganismos Suspensos (SS) coloidais dissolvidos Bactérias Metais Pesados Pesticidas vírus protozoários

PAR METROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS FÍSICOS: COR, TURBIDEZ, SABOR/ODOR, TEMPERATURA QÚIMICOS: ALCALINIDADE, p. H, ACIDEZ, DUREZA, FERRO E MANGANÊS, CLORETOS, NITROGÊNIO, FÓSFORO, OXIGÊNIO DISSOLVIDO, MATÉRIA ORG NICA, MICROPOLUENTES ORG NICOS E INORG NICOS BIOLÓGICOS: COLIFORMES (COLIMETRIA), ALGAS, BACTÉRIAS DECOMPOSITORAS

Qualidade de Águas Legislação Ambiental CONAMA 20/86 CONAMA 274/2000 MS - 36/90 1469/2000 0 MS - 1986 Captação e Águas Recreacionais Distribuição (potabilidade) Recomendações

Constituição Brasileira Capítulo sobre Meio Ambiente Ministério do Meio Ambiente Política Nacional do Meio Ambiente IBAMA Outorgas CONAMA Conselhos Uso das águas Política Nacional dos Recursos Hídricos Órgãos Municipais e Estaduais Comitês de Bacias Agências Hidrográficas

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS COR: Aparência da água devido aos sólidos dissolvidos • Origem: natural: Mat Orgânica Fe e Mn antropogênica: Resíduos Industriais Esgotos domésticos Importância: Natural: Não paresenta risco direto à saúde mas interfere nas características estéticas Industrial --> toxcicidade Unidades: u. H (unidades Hazen - padrão Pt-Co) Leitura: Cor aparente x Cor verdadeira. Cor aparente geralmente inclui parcela de turbidez. Limites: faixa ótima 5 - 25 u. H cor verdadeira superior a 25 ---> cuidados operacionais

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Turbidez: grau de interferência à passagem da luz causada por sólidos em suspensão Origem: Origem natural: partículas de solo ( argila, silte) e microrganismos antropogênica: resíduos domésticos e industriais, microrganismos e erosão. Importância: Importância natural: sem incovenientes sanitários diretos antropogênica ---> toxidez e patogenicidade penetração da luz: fotossíntese Utilização: Utilização tratamento de águas de abastecimento e controle ETA Unidades: Unidades u. T ( Unid. Turbidez ou nefelométrica) Limites: Limites <20 tratamento sem coagulação. >50 cogulação química ou pré-filtragem >100 águas turvas

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Temperatura: intensidade de calor Origem: Origem natural: radiação, condução e convecção antropogênica: Torres de resfriamento, despejos. Importância: Importância elevações de temperatura interferem: taxa de reações químicas, solubilidade e transferência de gases Utilização: Utilização Caracterização de águas brutas Unidades: Unidades o. C Resultados: devem ser analisados em conjunto com outros Resultados parametros ----> oxigênio dissolvido padrões de lançamento ( normais locais)

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Sabor/Odor: característica estética resultante da interação gosto/odor por sólidos ou gases Origem: Origem natural: Matéria orgânica, algas, H 2 S antropogênica: resíduos domésticos e industriais, H 2 S. Importância: Importância natural: sem incovenientes sanitários diretos antropogênica ---> toxidez e patogenicidade Utilização: Utilização tratamento de águas de abastecimento e controle ETA Unidades: Unidades Concentração limite detectável Resultados: Resultados Identificação da fonte odor/sabor Legislaçao: não objetável

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS p. H: concentração de íons H+ , indicando meio ácido, alcalino ou neutro ( 0 - 14) por sólidos dissolvidos ou gases. Origem: Origem natural: rochas, atmosfera, mat organica, fotossíntese antropogênica: esgotos domésticos ou industriais. Importância: Importância Tratamento águas, dureza, agressividade Utilização: Utilização Aguas brutas, abastecimento ETA Unidades: Unidades 0 a 14 (Escala Sörensen) Resultados: p. H baixo ---> corrosividade e agressividade Resultados p. H elevado ---> incrustações em tubulações qualquer valor distante da neutralidade causa problemas bióticos.

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Acidez: capacidade de resistir às mudanças de p. H causadas pela presença de bases. ( H 2 CO 3 livre entre 4, 5 e 8, 2) Origem: Origem natural: sólidos e gases (CO 2 e H 2 S) antropogênica: esgotos domésticos ou industriais. Importância: Importância Sem significado sanitário. ---> corrosividade Utilização: Utilização Caracterização de águas Unidades: Unidades mg/l de Ca. CO 3 Resultados: p. H > 8, 2 : CO 2 livre ausente Resultados p. H > 4, 5 e 8, 2 acidez carbonica p. H < 4, 5 acidez por acidos minerais fortes (industriais)

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Alcalinidade: capacidade de neutralização de ácidos ou resisitividade à viação do p. H ( HCO 3 -, CO 32 -, OH-). Origem: Origem natural: rochas, atmosfera, mat organica, fotossíntese antropogênica: esgotos domésticos ou industriais. Importância: Importância Sem significado sanitário. ---> gosto amargo. ETA Utilização: Utilização Aguas brutas, abastecimento ETA Unidades: Unidades mg/l de Ca. CO 3 Resultados: p. H> 9, 4 ---> hidróxidos e carbonato Resultados p. H 8, 3 9, 4 ---> carbonatos e bicarbonatos p. H 4, 4, a 8, 3 ---> apenas bicarbonato

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Dureza: concentração de cátions multimétalicos em solução. Geralmente Ca ++ e Mg ++ Origem: Origem natural: Ca e Mg de rochas dureza alcalina : presença de carbonatos antropogênica: esgotos domésticos ou industriais. Importância: Importância Sem significado sanitário. Propriedades estéticas Formação de incrustações - Redução de espumas Utilização: Utilização Aguas de abastecimento (inclusive industriais) Unidades: Unidades mg/l de Ca. CO 3 Resultados: Resultados dureza < 50 mg/l Ca. CO 3: água mole dureza 50 e 150 mg/l Ca. CO 3 : dureza moderada dureza 150 e 300 mg/l: água dureza > 300 mg/l ca CO 3 : dureza elevada

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Ferro e Manganês: presença de formas solúveis Origem: Origem natural: Rochas e solo antropogênica: esgotos domésticos ou industriais. Importância: Importância Sem significado sanitário. Propriedades cor e estéticas Utilização: Utilização Aguas de abastecimento brutas e tratadas Unidades: Unidades mg/l Resultados: Resultados Mn 0, 1 (ppm) 1, 0 (lançamentos) Fe 0, 3 a 5, 0 mg/l (ppm)

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Oxigenio Dissolvido (OD): importante para manutenção da microbiota e processos oxidativos Origem: Origem natural: Ar, Fotossintese Antropogênica: Aeração artificial Importância: Manutenação da Microbiota aquática Importância Utilização: Utilização Controle Operancional Oxidação Fe Mn Unidades: Unidades mg/l Resultados: Resultados Teores mínimos 1, 0 mg/l - máximo 9, 2 mg/l função temperatura 4 -5 morte peixes; Anaerobiose 0, 0 mg/l Padrão corpos d’água

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Matéria Orgânica (MO): principal agente poluidor de fontes orgânicas (Esgotos e Lançamentos) Origem: Origem natural: Biomassa vegetal e animal Antropogênica: Esgotos Importância: Consumo de OD ---> vida aquática aeróbia Importância DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) Utilização: Utilização Caracterização de corpos d’água captação e abastecimento Principal indicador de contato de esgotos Unidades: Unidades mg/l Resultados: Resultados DBO (5) 300 - esgotos DBO captação 3 - 10 Distribuição: 0

DBO = Demanda Bioquímica de Oxigênio (Fração Orgânica Biodegradável) (CHO) + O 2 CO 2 + H 20 OD=7 mg/l Dia 0 OD= Oxigênio Dissolvido OD= 3 mg/l 20 DBO 5 = 7 - 3 = 4, 0 mg/l Dia 5 Para esgotos, deve-se fazer a diluição da amostra. Por exemplo, na diluição 1: 100 o resultado acima da amostra de esgoto geraria um valor de OD = 400 mg/l

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Nitrogênio (N): Várias formas N - NH - NO 3 como sólidos dissolvidos ou em suspensão Origem: Origem natural: Mat. Organica - Clorofila - proteina Antropogênica: esgotos domésticos ou industriais Fertilizantes Importância: Importância Eutrofização de corpos d’água - Doenças - consumo O 2 - toxicidade Utilização: Utilização Aguas de abastecimento brutas e tratadas Unidades: Unidades mg/l Resultados: Resultados Padrão de captação: ( NO 3) -10 mg/l (NO 2) - 1, 0 mg/l

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Fósforo (P): Fosfatos inorgânico (PO 4)2 - Origem: Origem natural: Rochas, solo Antropogênica: esgotos domésticos ou industriais Fertilizantes Importância: Importância Eutrofização de corpos d’água Utilização: Utilização Aguas de abastecimento brutas e tratadas Caracterização de corpos d’água Unidades: Unidades mg/l Resultados: Resultados Padrão de lançamentos: 1, 0 mg/l Eutrofização: P < 0, 01 - 0, 02 NE 0, 05 INT P > 0, 05 EUT

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Micropoluentes inorgânicos Componentes tóxicos Exemplos: Metais Pesados: Arsênio, Cádmio, Cromo, Chumbo, Mercúrio e Prata. (Sólidos dissolvidos ou Suspensos) Cianetos Origem: Atividades Industriais e Agricultura Toxicidade: Cumulativa na cadeia alimentar Unidade: µg/l (ppb) ou mg/l (ppm) Padrões: variáveis com legislação estadual (captação, lançamentos)

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Micropoluentes Orgânicos Componentes tóxicos Exemplos: Moléculas resistentes à decomposição. Pesticidas, hidrocarbonetos aromáticos, alifáticos, detergentes etc (Sólidos dissolvidos ou Suspensos) Origem: Toxicidade: Unidade: Padrões: Atividades Industriais e Agricultura Cumulativa na cadeia alimentar µg/l (ppb) ou mg/l (ppm) variáveis com legislação estadual (captação, lançamentos)

Poluição por fertilizantes agrícolas 111Íons NO 3(aq) (0, 3 mg/L), NO 2(aq) , HPO 24(aq) (0, 02 mg/L) e H 2 PO 4(aq) Usados sem critério Excesso é levado pela chuva Lençóis subterrâneos, lagos e rios Fitoplâncton Algas macroscópicas Reprodução acelerada Ao morrerem são decompostos por microrganismos aeróbios Cobrem a superfície isolando a água do oxigênio do ar Eutrofização

Poluição por esgotos doméstico e industrial Matéria orgânica biodegradável Bactérias, vírus, larvas e parasitas Explosão na população de microrganismos Coliformes fecais Þ doenças Consumo de oxigênio Brasil: 30% das praias são impróprias

Poluição biológica Presença de microorganismos patogênicos, especialmente na água potável. 4 bilhões de pessoas no mundo não têm acesso à água potável tratada 2, 9 bilhões de pessoas vivem em áreas sem coleta ou tratamento de esgoto Controle simples Adição de Na. Cl. O Ou Ca(OH)2 Fervura da água Apesar disso 250 milhões de casos de doenças (cólera, febre tifóide, diarréia, hepatite A) são transmitidas pela água por ano 10 milhões desses casos resultam em mortes (50% são crianças)

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Resumo da Resolução CONAMA 20/86 Parâmetro Cor Turbidez DBO(5) DQO OD SS Inorgânicos Orgânicos coliformes totais coliformes fecais Unid Esp u. H u. T mg/l Legislação b/100 ml 1 30 40 3 6 - 1000 200 Classes 2 3 75 75 100 5 10 5 4 - 5000 1000 20000 4 >100 >20 2 - - LA * * *

PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS Resumo da Resolução CONAMA 20/86 Classificação das águas doces em função dos usos principais Classes Uso Esp 1 2 3 4 Doméstico Preservação Ambiental Recreação / Cont. Prim. Proteção Irrigação Aquicultura Dessendentação Animais Navegação Paisagismo

Qualidade de Águas: Legislação Ambiental A legislação Brasileira determina o acompanhamento das águas doces, salobras ou salinas destinadas a balneabilidade por meio da Resolução CONAMA n 0 274 de 29 de novembro 2000, que em seus artigos 10 ao 150 define os padrões de qualidade que devem ser observados para essas águas baseando-se, em três indicadores: (Artigo 7 o. ) a) Coliformes termotolerantes b) Escherichia coli (E. coli) c) Enterococcus

Podemos viver num mundo sem poluição ? São conhecidas mais de 7 milhões de substâncias químicas A cada ano cerca de 1. 000 novos produtos são lançados no mercado São produzidos 300 milhões de toneladas anuais de COS 150 mil deles em taxas superiores a 50 mil t/ano Cerca de 66 mil produtos químicos são comercializados hoje somente nos EUA Cerca de 45 mil substâncias são comercializadas internacionalmente Muitos são resistentes a biodegradação, estáveis e entram na cadeia alimentar Muitos podem ser mutagênicos, cancerígenos ou teratogênicos Só existem dados ecotoxicológicos para aproximadamente 1. 500 substâncias A tecnologia convencional de tratamento de água não remove totalmente os COS

Conclusões “Legislação ambiental - correta? ” Construir uma sociedade “ecologicamente correta” Eliminar hábitos de desperdícios de nossas reservas naturais Triste mania de “retirar o lixo da nossa casa jogando-o no quintal do vizinho”