aguas saude e desinfeccao

GUAS, SADE E DESINFECO

SUMRIO Introduo Captulo 1 - gua para consumo humano A gua na transmisso de doenas Sintomas de existncia de gua contaminada em nascentes e/ ou poo Clorao da gua Limpeza e desinfeco de poo e reservatrios domiciliares de gua Exemplos prticos para preparao de soluo de cloro a ser utilizada na desinfeco da gua Cuidados a serem observados na utilizao de hipoclorito

Captulo 2 - Desinfeco de gua: Processo, controle e aplicao Consideraes Gerais Caractersticas dos principais desinfetantes utilizados no tratamento de gua Principais desinfetantes qumicos Desinfeco mediante o cloro Metodologias analticas na determinao de cloro Comparao entre os mtodos OTA/DPD Reagentes Mtodos prticos de desinfeco Bibliografia

1 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

Introduo Em 1848 John Snow demonstrou a correlao entre a gua para consumo humano e doenas por meio de mapeamento e tcnicas de levantamento. Seguindo a sua intuio cientfica de que a clera existente em algumas regies de Londres estava relacionada a impurezas presentes na gua utilizada para consumo humano, indicou num mapa os casos de morte por clera a examinou a rea prxima ao domiclio. Ele demonstrou que as residncias abastecidas pela gua de um rio que recebia descargas de esgotos domsticos a montante apresentavam uma taxa de mortalidade por clera seis vezes mais acentuada do que aquelas residncias que se utilizavam da gua antes do lanamento dos esgotos. Pela simples remoo do local de bombeamento, iniciou a cincia da epidemiologia analtica e constatou a possibilidade de a gua servir como veculo para a transmisso de doenas. No incio do sculo XX, a adoo de tcnicas de tratamento, como a filtrao e clorao, tornou relativamente seguro o emprego das fontes de abastecimento de gua, pois a poluio dos mananciais ainda no tinha provocado a deteriorao da qualidade dos dias de hoje. Devido rpida implantao dos sistemas de abastecimento, a ocorrncia de epidemias transmitidas pela gua caiu a nveis nuito baixos nos pases que executam seus programas de saneamento, o que no ocorreu naquelas naes onde ainda existe carncia desta medida. A Organizao Mundial da Sade constatou que 80% de todas as doenas que se alastram nos pases do Terceiro Mundo so provenientes de gua contaminada. Sabe-se que a diarria responsvel pelos elevados ndices de mortalidade na Amrica Latina e no Caribe, provocando cerca de 200 mil mortes a cada ano, cifra esta lamentavelmente muito superior se includa a febre tifide e hepatite. Inquestionavelmente, a utilizao da prtica de clorao, aliada aos demais processos de tratamento, contribuiu enormemente para o declnio das doenas transmissvel pela gua. Conforme a American Works Water Association, a incidncia de febre tifide constitui-se em seguro indicador de contaminao bacteriolgica de um suprimento de gua. Nos EUA a mdia da mortalidade por febre tifide no perodo entre 1880 e 1889 era de 58 por 100mil habitantes. Com a entrada em operao naquele pas dos primeiros sistemas de abastecimento de gua e a extenso do benefcio comunidade, esta taxa decaiu de 35/100 mil habitantes (perodo 19001909) para 0,16/100 mil habitantes no ano de 1946. Todavia, sempre oportuno lembrar o alerta do sanitarista Fausto Guimares, que numa abordagem desta questo diz que: preciso no esquecer que os extraordinrios resultados obtidos pelas naes adiantadas na reduo das infeces por via hdrica, representam no apenas avano tcnico em sade pblica, mas principalmente, vigilncia sanitria permanente, pois os riscos, mesmo quando diminudos, esto sempre presentes. Toda vez que h negligncia ou falhas operacionais, podem sobrevir bruscamente situaes desfavorveis, como sucedeu em princpio de 1963, em Zermatt, na Sua, onde, por uma srie de circunstncias,2 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

inclusive desleixo das autoridades locais, ocorreu uma epidemia de origem hdrica, com 437 casos, positivos ou suspeitos. Confirmando as observaes deste ilustre mestre, no perodo compreendido entre 1971 e 1974 nos Estados Unidos - 65% das doenas transmissveis pela gua tiveram como origem deficincias no tratamento, tais como: clorao inadequada ou a sua interrupo. Outro fato que sustenta a afirmao anterior, ocorreu em novembro de 1981, onde se constatou uma epidemia provocada por cistos de Giardia lamblia no sistema pblico de abastecimento de gua em Highland, Califrnia. Os principais fatores que contriburam para a presena de cistos no sistema distributivo foram: drstica reduo da concentrao e tempo de contato (estudos demonstraram que cistos da Giardia lamblia so sensvel ao de 2 mg/1 de cloro num pH entre 6 e 7 e tempo de contato de 60 minutos) provocada por falhas no bombeamento, deficincias de projeto como ausncia de tratamento qumico, isto , coagulao e floculao antes da sedimentao, aplicao no apropriada de gua bruta nos filtros e falhas no monitoramento - que potenciaram a epidemia. A turbidez e os dados bacteriolgicos em nenhum instante indicaram anormalidade no processo, demonstrando a importncia do projeto, instalaes adequadas e qualidade dos servios de manuteno e operao - como mltiplas barreiras na preveno das doenas de transmisso hdrica. No sistema pblico de abastecimento de gua da Grande So Paulo observaram-se alguns episdios no sistema distributivo; debitadas a falha tanto no cadastro, como na operao e manuteno, com reflexos na qualidade da gua para consumo humano e para a sade dos consumidores. Alguns destes episdios apresentam registros, o que refora o seu testemunho. Assim, por exemplo, em 1972 no Parque Edu Chaves, So Paulo, houve intermitncia no sistema distributivo que ocasionou presso negativa e na introduo para o interior da tubulao de gua e esgotos domsticos. Este fato, amplamente divulgado na imprensa da poca, pode-ter provocado 300 casos de febre tifide. No ano de 1982, no conjunto residencial Promorar de So Mateus, na cidade de So Paulo, ao se efetuar a desinfeco da rede, gua com elevada concentrao de cloro serviu de abastecimento e ser ingerida pela populao da comunidade, ocasionando intoxicao em inmeras pessoas. A inspeo realizada detectou que a causa que contribuiu para este acidente foi provocada por falhas no cadastro que no previu a existncia de uma derivao da rede ao conjunto, impossibilitando que o registro fosse fechado antes da desinfeco. Neste mesmo ano, a CETESB atendeu a um problema de risco sade pblica no Parque Continental na cidade de Osasco, So Paulo. As informaes preliminares de campo confirmaram a presena de cloro residual no sistema distributivo, apesar do odor desagradvel que induzia a suspeita de contaminao da gua. A inspeo de campo e os resultados da anlise da gua confirmaram a hiptese de contaminao e constatou-se como origem da anormalidade uma parada no sistema de recalque do reservatrio que abastecia a regio, ocasionando presso negativa na linha e infiltrao de gua residuria altamente contaminada, num determinado trecho da rede que alimentava o Parque Continental. A rede foi remanejada para lugar mais3 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

seguro e aps limpa e desinfetada, os resultados da anlise da gua demonstraram que ela estava apta ao consumo humano. Todavia, observou-se um fato que ainda no se conhecia registro na literatura tcnica, cujo carter inusitado do evento nos leva a criar. Ora, como a infiltrao deu-se por gua superficial contaminada ocorreu tambm o transporte de ovos de mosquito, que ficaram retidos na peneira do hidrmetro. Embora as anlises de laboratrio no detectassem nenhuma violao aos padres de qualidade, os ovos de mosquito surgiram alguns dias aps no reservatrio domiciliar, cuja ecloso em larvas, provocou uma justa reclamao dos consumidores. A investigao realizada detectou e eliminou as causas do problema e este episdio vem mais uma vez realar que qualidade da gua para consumo humano deriva de um conjunto de aes que devem estar presentes em todas as atividades que compem um sistema pblico de abastecimento de gua. Num levantamento sanitrio efetuado nos Estados Unidos envolvendo 969 sistemas pblicos de abastecimento de gua servindo 18 milhes de habitantes, contatou-se que 59% da gua consumida era de boa qualidade - 41% de qualidade inferior e que 360.000 pessoas eram abastecidas por gua perigosa sade, proveniente do sistema pblico. Ora, se isso ocorre num pas com os recursos tecnolgicos dos Estados Unidos, dispensa maiores comentrios a tentativa de extrapolar concluses para a realidade sanitria brasileira. Uma tnue radiografia do nosso quadro sanitrio pode ser observado em um recente levantamento realizado pela antiga Secretaria de Obras e do Meio Ambiente (Soma) nos Servios Autnomos de gua e Esgoto do Estado de So Paulo, por volta do ano de 1983, ao se constatar que aproximadamente a metade daqueles sistemas pblicos distribui gua contaminada para as populaes que abastecem sendo que, numa das cidades foi detectado 1.000 coli fecais no sistema distributivo. Esta realidade justifica e encoraja as aes para o controle da qualidade da gua para consumo humano, visando reduzir os nveis de exposio da populao e assim preservar e promover a sade dos seres humanos. A expanso das doenas infecciosas transmitidas pela gua est sob controle nos pases desenvolvidos - a menos que ocorram falhas operacionais, tornando-se o grande problema desta dcada a contaminao dos cursos de gua pelas substncias qumicas e a incapacidade dos sistemas convencionais em remov-las. Contudo, no se pretende apregoar uma gua isenta de substncias qumicas, pois o que ocasiona o dano o desconhecido... aquilo que no se controla, as doses excessivas. Por exemplo, entre os diversos produtos qumicos benficos sade est o flor. Adicion-lo gua para consumo humano a nveis seguros um ditame para reduzir em 60% a incidncia da crie dentria, enquanto que seu uso excessivo, no controlado, pode, em lugar de auxiliar, provocar a fluorose dentria. As mltiplas atividades dos seres humanos, executadas tanto no seu micro como no seu macro ambiente, aliadas ao crescimento e mentalidade da sociedade de consumo, geraram a disperso ambiental das substncias qumicas, em maior intensidade as orgnicas e numa menor as inorgnicas, na sua maioria no detectveis pelos atuais mtodos analticos, alterando a qualidade dos mananciais.4 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

Com isso entraram em cena novos riscos sade dos seres humanos, cujas conseqncias a curto e em longo prazo podem provocar efeitos cancergenos, mutagnicos ou teratognicos. Os compostos organo-clorados esto entre os conhecidos ou suspeitos de ocasionar cncer em experimentos com animais, podendo estar presentes na gua para consumo humano. A possibilidade destes compostos serem formados durante o processo de clorao ou por meio da poluio da gua nos mananciais de abastecimento cria a necessidade de avaliar o grau de sua poluio, gerar um sistema de garantia da qualidade nos sistemas pblicos de abastecimento e implementar solues tcnicas, luz do conhecimento disponvel. Compostos como o clorofrmio e outros trihalometanos podem ser formados inclusive em regies no poludas, a partir da reao qumica do cloro com as substncias hmicas e flvicas (denominadas precursores), resultantes da decomposio orgnica normal ou do metabolismo da biota aqutica. Por outro lado, entidades sanitrias como a Organizao Mundial de Sade (OMS) e a Agncia de Proteo Ambiental dos EUA (EPA) vm alertando para a necessidade de limitar o contato humano aos agentes txicos, bem como, do imperativo de manter as doenas transmissveis em nveis reduzidos. Segundo estimativas recentes, existem cerca de 4 milhes de diferentes substncias qumicas resultantes da atividade humana e deste total, cerca de 60 mil possuem uso comum, as quais uma vez no ambiente, experimentam uma srie de transformaes fsicas e qumicas, inclusive a combinao com outros produtos qumicos que intensificam ou diminuem a sua toxicidade aos seres humanos e organismos vivos. Em vrios pases, especialmente nos Estados Unidos e Europa, tm sido desenvolvidos programas e projetos para identificar, classificar e qualificar os nveis de contaminantes qumicos, por meio de levantamentos sanitrios. Num estudo desenvolvido nos EUA no ano de 1976, foram identificados 1.259 diferentes substncias qumicas na gua para consumo humano, pela incapacidade dos sistemas convencionais em removerem as substncias txicas. Desta relao de contaminantes constatou-se a presena de 23 substncias qumicas cancergenas ou suspeitas de produzir cncer, 30 mutagnicas ou suspeitas de ocasion-lo e 11 indutoras na gua para consumo humano, provenientes de alguns sistemas de abastecimento nos EUA (Federal Register V.43-N 130/julho de 1978-pginas 29.149 e 29.150). Assim, se de um lado observa-se nas regies menos desenvolvidas uma predominncia das doenas de transmisso hdrica - pela carncia de saneamento bsico, emerge nas regies mais desenvolvidas a problemtica dos riscos da poluio qumica. a tecnologia equacionando solues...gerando outros problemas. Alis, oportuno salientar que o Brasil e o estado de So Paulo preocupam-se em estender o benefcio de gua e saneamento bsico expressiva porcentagem da poluio. Nesta nsia de produzir e distribuir qualidade, a qualidade da gua e dos servios em geral no foram aquinhoados com o mesmo grau de preocupao. A reflexo sobre estes fatos induz ao raciocnio de que a existncia de sistemas de abastecimento de gua, por si s, no garantia automtica de qualidade.5 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

Para sensibilizar todos os povos para a gravidade que o assunto exige, as Naes Unidas proclamaram como objetivo da dcada o da gua Potvel e Saneamento. No Brasil, apesar de existir uma determinao do Ministrio da Sade estabelecendo a obrigatoriedade do controle da qualidade da gua para consumo humano dos sistemas pblicos, a legislao quase nunca cumprida. Pode-se at dizer que so muito raros os sistemas de abastecimento dotados com este tipo de preocupao, muitas vezes pelo desconhecimento de uma metodologia operacional. As questes aqui colocadas so profundamente delicadas, estando a exigir solues compatveis com a nossa realidade scio-econmica e sanitria, sem os encantos da utopia ou daquele pragmatismo que confunde o verdadeiro com o til. Nunca demais salientar que se o problema abordado est a exigir a preocupao com a contaminao qumica, no pode servir de instrumento para induzir a populao a ingerir gua bacteriologicamente insegura e que no seja proveniente dos sistemas pblicos de abastecimento. Atualmente, se os pases desenvolvidos evoluem na investigao de novos riscos sade porque as causas bsicas de comprometimento da qualidade da gua j foram sanadas e a ocorrncia na deteriorao da sua qualidade desvio de regra geral. Por outro lado, a atitude de desconhecer o problema escapulir responsabilidade com srias conseqncias sade pblica, a curto ou em longo prazo.


CAPTULO 1 - GUA PARA CONSUMO HUMANO Autor Ben-Hur Luttenbarck Batalha - Eng. Qumico e Sanitarista

A gua na Transmisso de Doenas As doenas transmitidas pela gua podem ser agrupadas em dois grupos: a) doenas de transmisso hdrica; b) doenas de origem hdrica. As primeiras so aquelas em que a gua atua como veculo propriamente dito do agente infeccioso como, por exemplo, no caso de febre tifide, da disenteria bacilar e outras. As segundas so aquelas decorrentes de certas substncias qumicas contidas na gua numa quantidade inadequada como, por exemplo, devido ao uso abusivo dos pesticidas. a) Doenas de transmisso hdrica A gua um importante meio de transmisso de doenas, notadamente do aparelho intestinal. Os microrganismos denominados patognicos e que so responsveis pela transmisso de doenas, atingem a gua com os excretos de pessoas ou de animais infectados, provocando as doenas de transmisso hdrica. b) Doenas de origem hdrica So aquelas causadas por substncias que possuem propriedades txicas quando presentes na gua em proporo superior a certos limites especficos. As principais substncias, so: arsnico, brio, cdmio, chumbo, selnio, mangans, nitratos, fenis e outros. Principais doenas veiculadas pela gua Doenas em que a gua tem grande importncia como agente infeccioso: a) Bactrias clera febre tifide febre paratifide disenteria bacilar b) Protozorios c) Verme

1. amebase ou disenteria 2. esquistossomose amebiana


Doenas em que a gua tem menor importncia: a) Vrus hepatite infecciosa poliomielite b) Teor excessivo qumicas de substncias

saturnismo (excesso de chumbo)

Sintomas de Existncia de gua Contaminada em Nascentes e/ou Poos Existem algumas condies que representam importantes indcios de comprometimento da qualidade da gua dos sistemas individuais de abastecimento. Qualquer um destes vetores, isolados ou em conjunto, podem contribuir para tornar imprpria uma gua destinada ao consumo humano e cujo reconhecimento pode ser inferido a partir da existncia dos seguintes sintomas: a) Persistncia de doenas, especialmente as relacionadas com os intestinos; b) Proximidade de privadas, fossas, currais, estbulos, chiqueiros ou plantaes; c) Inexistncia de cobertura, proteo e com possibilidades de inundao; d) Proximidade de depsitos de lixo; e) Ausncia de vales divisoras de gua pluviais e de cercados para impedir o acesso de animais; f) Localizao em reas densamente povoadas e onde no existe sistema de esgotos sanitrios; g) Emprego das mos ou vasilhames contaminados para retirar a gua.

Assim, aps estes esclarecimentos, considera-se um sistema sem risco sade, quando atende aos padres de potabilidade, cujas condies so a seguir discriminadas:

Nascentes Para que o manancial de onde aflora a nascente mantenha-se em estado de controle, ou seja, sem proporcionar risco sade, torna-se necessrio: Localizao das instalaes sanitrias em cota mais baixa do que a fonte e, na distncia horizontal no mnimo, 30 m de qualquer instalao sanitria; Inexistncia na proximidade da nascente de guas provenientes de estbulo, chiqueiro, fossa, privada ou gs de enxurradas; Erradicao da vegeteo na rea de inundao da nascente e, ao mesmo tempo, estmulo ao reflorestamento como proteo contra a eroso;8 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

Proibio da disposio final de resduos slidos, em qualquer ponto da rea de proteo da nascente; Construo de valetas divisoras para gua de enxurradas e de cercado para impedir o acesso de animais, a uma distncia entre 8m a 10m da nascente; Na construo da captao da nascente, verificar a existncia de: o Proteo do topo de caixa de areia e da tomada da gua, por meio de uma soleira estanque, com uma coberta; o Dispositivo para descarga de fundo; o Meios para inspeo e, se necessrio, escada de marinheiro; o Extravasor com tela e torneira para distribuio da gua; o Equipamento para desinfeo da gua, se houver condies.

Poos Rasos So poos de grande dimetro (1 a 5 metros), com profundidade variando entre 3 e 12 metros. So construdos, geralmente, em terrenos arenosos captando gua do lenol fretico (aqfero livre). Devido profundidade relativamente pequena de onde se extrai a gua, so bastante vulnerveis s infiltraes de superfcie. Para que a gua de um poo no provoque riscos sade, necessrio averiguar se: a) O poo est localizado acima dos focos de contaminao e numa distncia de, pelo menos, 15 metros de fossas secas, spticas, fossas absorventes e, no mnimo, a 30 metros de estbulos, currais ou chiqueiros (em qualquer sentido). b) A boca (abertura) do poo est acima do nvel do solo, com um montculo impermevel em torno do seu dimetro com caimento para fora, a fim de evitar enxurradas de gua da superfcie: c) As paredes esto impermeabilizadas at 3 metros da superfcie do solo, para evitar infiltrao de gua contaminada da superfcie, atravs das paredes laterais; d) Possui cobertura com tampa selada (tampa para inspeo) para evitar a penetrao no poo de objetos contaminados, ou de animais, poeiras ou baldes; e) dotado de meio elevatrio adequado (por exemplo: conjunto motor-bomba); f) No caso de poos construdos prximo margem de um rio, observar se foram tomados os devidos cuidados para localiz-los fora do nvel de enchente, de modo a evitar-se a sua inundao; g) O poo deve ser limpo e desinfetado pelo menos duas vezes ao ano. Isto, na hiptese de no existir contaminao do lenol fretico (as instrues para desinfeco de poo esto contidas mais adiante).

Clorao da gua A gua desinfetada para exterminar organismos patognicos e, conseqentemente, evitar as doenas de transmisso hdrica, sendo um dos instrumentos mais valiosos9 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

na promoo e preservao da Sade Pblica, refletindo principalmente, na reduo da mortalidade infantil. Isto a um custo pequeno de equipamento e de material. Historicamente, o cloro tem sido a substncia qumica escolhida para a desinfeco da gua para consumo humano. Porm, comeam a ser usados com mais freqncia outros desinfetantes alternativos, tais como: oznio e dixido de cloro. Nem todos os organismos microscpicos e formas superiores de vida na gua podem ser removidos apenas pela desinfeco. Por exemplo, a Entamoeba hystolytica no removida pela clorao comum. A escolha, tanto do desinfetante como da forma de utilizao do cloro no tratamento de gua, est relacionada com os propsitos pelos quais se deseja a sua aplicao. Ela influenciada pelas caractersticas e limitaes das substncias em apreo, sua disponibilidade, segurana, facilidade de manuseio, controle de operao, custos relativos, preferncias pessoais e outros fatores semelhantes. Normalmente, em ocasies de emergncia ou em zonas rurais pode ser mais desejvel o uso do cloro, na forma de hipoclorito de sdio ou de clcio (vide Tabela 1). Na zona rural, ou quando o custo de um equipamento comercial para dosagem de cloro for proibido, pode ser construdo um cloador simples com peas geralmente disponveis no local. Este dosador, vulgarmente conhecido como pinga-pinga tem comprovado a sua eficincia, principalmente em situaes de emergncia, desde que convenientemente operado. Este clorador consiste no emprego de uma caixa dgua. Seu volume pode ser de uns 100 litros, provido de tampa do mesmo material. Na base da caixa faz-se um orifcio atravs do qual introduz-se uma rolha e nesta um tubo de vidro com aproximadamente 3 mm de dimetro (ou uma torneira resistente a corroso). O tubo de vidro ligado por meio de um ltex ao flutuador. O flutuador poder ser um balo de vidro com lastro de pedregulho de areia, cuja boca tampa com rolha de borracha. Esta rolha tambm tem que possuir um orifcio onde se insere um tubo de vidro ( 3mm de dimetro). Uma das extremidades do tubo de vidro flutuador liga-se por meio de ltex ao outro tubo de vidro localizado na base da caixa de cimento amianto. Evidentemente, a outra extremidade do tubo de vidro do flutuador, serve de entrada para a soluo de hipoclorito. Na sada do tubo de vidro da base da caixa, coloca-se uma mangueira de ltex-at o local onde ser efetuada a clorao-provido de uma pina (ou estrangulador). Por a controlada a vazo a nvel consiste e ento por gravidade se faz a clorao da gua destinada ao consumo humano. Seu emprego deve ser recomendado para vazes constantes de gua como no caso de uma nascente.


Tabela 1 - Compostos de cloroNome e Frmula Nome Comum Acondicionamento Ou Comercial Cloro gasoso Cilindros Sal amonaco Barricas de 45 kg Barris de 95/250 kg Pipas de 400/540 kg Latas de 1,5 kg Tambores 45/135/360kg 70% de Teor de Cloro Caractersticas

Cloro gasoso Cloreto de amnio NH4 CI

100% (definio)

Gs Forma de cristais ou tabletes brancos. Higroscpico Volatiliza Forma de p, gro branco Soluo usada 13%,cloro disponvel.Estabilidade superior a um ano Lquido P branco Deteriora com o tempo Lquido

Hipoclorito de clcio Ca (OCI)2 4H O

HTH; percloro

Hipoclorito de sdio Na CI O Cal clorado CaO.2CaOCI2..3H2 O Hipoclorito de sdio Na CI O

Hipoclorito de Bombonas de 40 litros slido P descorante Tambores de Cloreto de cal 45/135/360kg gua sanitria Plstico de 1 litro clorada

10-15% 25-37%

2,0-3,0%

imperativo que se proceda ao controle do residual de cloro na gua. Este controle pode ser executado por um mtodo caseiro, explicado no Item c. Todavia, este mtodo somente apresentar resultados seguros uma vez executadas as aes de proteo de nascentes e poos, anteriormente descritas. Mtodo prtico para controle da clorao Nascente a) A clorao pode ser executada utilizando-se uma soluo de hipoclorito de slido a 10% ou gua sanitria clorada (Cndida, Q-Boa e outras). Numa caixa de cimento amianto de 100 litros, utilizar 10 litros de hipoclorito de slido a 10% (ou 40 litros de gua sanitria clorada) e completar o volume com gua at os 100 litros. b) Deixar pingar a soluo de cloro na gua a ser ingerida e para verificar a concentrao do cloro escolher a torneira mais distante da nascente, no interior da residncia. c) Pegar um copo de gua desta torneira, clorada pelo processo anterior e adicionar 3 cristais (uma pitada) de iodeto de potssio (encontrado nas farmcias), em seguida 5 gotas de vinagre (de preferncia branco) e, finalmente, 2 pitadas de maizena (amido). Agitar. d) O surgimento de uma cor azul claro indica a presena de cloro e a ausncia desta cor, a inexistncia de quantidade suficiente de cloro. Quanto mais intensa a cor azul, maior a concentrao do cloro residual na gua.11 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

Portanto, deve-se calibrar o aparelho para fornecer uma quantidade de cloro equivalente cor azul cloro-nem mais nem menos. e) Executar esta medida pelo menos uma vez por dia e, se possvel mandar analisar a gua para avaliar a eficincia da clorao.

Poo a) Adicionar um copo de gua sanitria clorada (Cndida, Q-Boa e outros) para cada mil litros de gua (1 copo/m) b) Seguir os procedimentos anteriores, constantes nos itens c, d e c) A quantidade de hipoclorito de sdio (ou gua sanitria clorada entre 2,0% a 3,0%) a ser adicionada no poo depender do residual de cloro, determinado como explicado em c e d.

Limpeza e Desinfeco de Poo e Reservatrios Domiciliares de gua De poo Retirar com o auxilio de uma bomba, ou manualmente, toda gua do poo. Limpar e esfregar, se possvel, as paredes internas do poo. Deixar entrar gua nova no poo. Quando o nvel da gua estabilizar, adicionar dois litros de gua sanitria clorada (Cndida, Q-Boa e outras) para cada metro cbico de gua do poo. Na desinfeco do poo, a gua sanitria poder ser substituda pelo hipoclorito de sdio a 10%. Neste caso, ao invs de dois litros de gua sanitria, deve-se utilizar meio litro de hipoclorito de sdio a 10% para cada metro cbico de gua. Esperar 2 (duas) horas e esvaziar totalmente o poo. Deixar encher normalmente o poo. Quando houver reservatrio domiciliar, tambm dever ser efetuada a sua desinfeco, observando-se as seguintes instrues: esvaziar e limpar o reservatrio domiciliar; ench-lo com a mesma gua clorada do poo (gua que foi adicionada gua sanitria clorada); esperar 2 (duas) horas e abrir todas as torneiras at esvaziar o reservatrio. O poo e o reservatrio estaro desinfetados. Efetuar a clorao e o controle da dosagem do cloro, conforme explicao constante nos itens c e d (Mtodo Prtico para Controle da Clorao). De reservatrios domiciliares Esvaziar e limpar o reservatrio, retirando-se o lodo, escovando-se paredes e lavando-se o reservatrio com esguicho, de modo a retirar toda a sujeira.12 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

Deixar entrar nova gua e, uma vez cheiro o reservatrio, fechar a entrada da gua. Adicionar dois litros de gua sanitria clorada (Cndida, Q-Boa e outras) para cada metro cbico de gua do reservatrio. Na desinfeco do reservatrio, a gua sanitria clorada ser substituda pelo hipoclorito de sdio a 10%. Neste caso, ao invs de dois litros de gua sanitria clorada, deve-se utilizar meio litro de hipoclorito de sdio a 10% para cada metro cbico de gua. Esperar duas horas e, findo esse prazo, abrir todas as torneias do interior da residncia para esgotar o reservatrio. Como esta gua contm elevada concentrao de cloro, no pode ser bebida. O reservatrio est desinfetado. Encher novamente o reservatrio domiciliar. No caso de gua proveniente de poo, clorar a mesma e determinar o residual, conforme explicado no item (Mtodo Prtico para Controle de Clorao). Quando houver reservatrio interior Esvaziar, limpar e desinfetar o reservatrio, conforme as indicaes acima. Ligar a bomba para recalcar a gua clorada do reservatrio inferior para o reservatrio elevado. Aps uma hora, abrir todas as torneiras do interior da residncia, esvaziar o reservatrio elevado que contm gua com elevada concentrao de cloro. Esta gua no pode ser bebida. Deixar entrar novamente a gua. No caso de poo, deve ter sido clorada conforme instrues anteriores. Exemplos Prticos para Preparao de Soluo de Cloro a Ser Utilizada na Desinfeco da gua 1- Deseja-se preparar 10 litros de uma soluo clorada que contenha 10.000 mg/1 de cloro, utilizando hipoclorito de clcio que contenha 34% de cloro livre. Empregando-se a formula: P= CxL % B x 10 Onde: P =gramas do composto de cloro C =mg/1 de cloro livre desejado na gua a ser desinfetada L =volume de gua a ser desinfetada (litros) %B =porcentagem de cloro livre do produto comercial escolhido para emprego. vem do problema: P = o que se est procurando (incgnita) C = 10.000 mg/1 L = 101 B = 34%13 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

ento: P = 10.000 x 10 =294g 34 x 10 Concluso: Para 10 litros de gua limpa, deve-se adicionar 294 g de hipoclorito de clcio a 34%. 2 - Aps a limpeza de um poo, deseja-se desinfet-lo. Sabendo-se que possui um dimetro de 1,20 m e uma altura de gua de 4,50 m, dispondo-se de hipoclorito de sdio a 10%, calcular o volume de soluo a ser adicionada na gua do poo. -Clculo do volume de gua no poo: v = 3,1416 x r x h v = 3,1416 x (0,60) x 4,50 v = 5,10 m = 5.100 1 -Clculo do volume da soluo de hipoclorito de sdio a 10%, a ser adicionado para desinfeco. (esta gua no pode ser bebida. Deve ser jogada fora). P= 50 x 5.100 = 2.550 g 10 x 10 Volume de hipoclorito de sdio a ser adicionado

V = 2,15 litros Concluso: Adicionar no poo uma soluo de 2,5 l de hipoclorito de sdio a 10%. -Clculo utilizando-se gua sanitria clorada (Q-Boa, Cndida e outros) numa concentrao de 2,5% de cloro-livre. P = 50 x 5.100 = 255.000 2,5 x 10 25 P = 10.200 g Volume de gua sanitria clorada que deve ser adicionada no poo (pela elevada concentrao de cloro, esta gua no pode ser bebida. Deve ser jogada fora). V = 10.200 = 9.715 mil 10 litros 1,05 Nota: A densidade da gua sanitria clorada foi estimada, podendo variar em funo do lote adquirido. Concluso: Adicionar no poo 10 litros de gua sanitria clorada. Seguir as instrues anteriores para desinfeco de poo. 3 - Aps a limpeza, deseja-se desinfetar a gua de um poo profundo com 10 polegadas de dimetro e uma altura de gua de 60 m. Qual a quantidade de hipoclorito de clcio a 70% que se deve utilizar para sua desinfeco.14 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

-O clculo do volume de gua de um poo, dado pela equao: V = 3,1416 x d x h d = 10 polegadas = 25 cm 4 V = 3,1416 x 0,0625 x 60 V = 2,94 = 2.940 litros de volume 4 de gua no poo -Como se deseja uma concentrao de 100 mg/1 na desinfeco e para se obter a quantidade de hipoclorito de clcio a 70%, aplica-se a frmula: P= CxL % B x 10 P = 100 x 2.940 = 420 70 x 10 Concluso: Para desinfetar uma gua de poo com este volume de gua necessrio diluir 420 g de hipoclorito de clcio a 70% num vasilhame de plstico e verter a soluo no poo. Seguir as instrues para desinfeco explicadas anteriormente. 4 - Aps a limpeza, deseja-se desinfetar um reservatrio para armazenamento de gua potvel, com as seguintes dimenses interiores: 1,20 m x 2,80 m x 1,30 m. Pede-se: -A quantidade de hipoclorito de clcio a 34%, necessidade para obter uma soluo com uma concentrao de 100 mg/1 de cloro livre. Volume do reservatrio = 1,20 x 2, 80 x 1,30 m V = 4,37 m = 4.370 litros A quantidade de hipoclorito de clcio a 70%, aplicando a frmula: P= CxL % B x 10

P = 100 x 4.370 = 437.000 34 x 10 340 P = 1.285 g = 1,285 kg 1,300 kg Concluso: Deve-se pesar 1,300 kg de hipoclorito de clcio a 34%, dissolvendo-o num recipiente de plstico e vertendo-o ao reservatrio. Esta gua no pode ser bebida. Seguir as instrues anteriores quanto desinfeco. -A quantidade de hipoclorito de sdio a 10% necessria para obter uma soluo concentrada de 100 mg/1 de cloro livre. Aplicar a frmula: P= CxL %B x 1015 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

onde: P = gramas do composto de cloro L = volume de gua a ser desinfetada (4.370 litros) C = mg/1 de cloro livre desejado (100 mg/1) %B = porcentagem de cloro livre do produto comercial escolhido (hipoclorito de sdio a 10%). P = 100 x 4.370 = 4.370g 10 x 10 Volume de hipoclorito de sdio a 10% a ser adicionado no reservatrio, para fornecer um teor de cloro livre de 100mh/1. V = 4.370 = 3.688 mg 4 litros 1,185 Concluso: Verter no reservatrio de gua para desinfeco, 4 litros de hipoclorito de sdio a 10% ou 16 litros de gua sanitria clorada a 2,5%. Seguir as instrues para desinfeco da gua, conforme explicado anteriormente. 5 - Por carncia de disponibilidade de recursos tcnicos, necessita-se instalar um pinga-pinga para clorao da gua para consumo humano utilizando-se como manancial de abastecimento uma nascente, cujas guas aparentemente lmpidas, esto contaminadas. Foram efetuadas todas as medidas recomendadas para a proteo da nascente. A gua captada e por gravidade chega a um reservatrio, do qual distribuda para diversas casas. Esta captao realizada durante um perodo de 2 horas, at encher um reservatrio com capacidade para 7.200 litros de gua. Deseja-se instalar um pinga-pinga, cujo funcionamento dever ser regulado para uma produo de gua nascente de 1 litro/seg. (60 litros/min.) e durante o perodo de armazenamento da gua. Em seguida, o pinga-pinga deve ser desligado. Instrues: -Instalar o pinga-pinga conforme descrito anteriormente e utilizar uma soluo de hipoclorito de sdio a 10%, numa caixa de cimento amianto (Eternit ou Brasilit), com um volume de 100 litros. Adicionar 10 litros de hipoclorito de sdio a 10% ou 40 litros de gua. Assim, prepara-se uma soluo com 1% de cloro livre. -Determinar a vazo do pinga-pinga (nmero de gotas a ser adicionado nascente, durante o perodo que est sendo cheio o reservatrio de gua), para regular uma concentrao aproximada de cloro livre de 0,7 mg/1 na gua a ser bebida. P= Cx L % B x 10

onde: P = gramas do composto de cloro a ser adicionado por minuto C = 0,7 mg/1 de cloro livre/minuto16 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

L = volume da gua a ser desinfetada (litros/minuto) %B = porcentagem de cloro livre disponvel na caixa de Eternit ou Brasilit. P = 0,7 x 60 = 42 1 x 10 10 P = 4,2 g de cloro livre por minuto, que pode ser adotado como equivalente a 4,2 ml de cloro livre por minuto. P = 4,2 ml /minuto Na hiptese de no existir nenhum instrumento para aferir a vazo, controlar a vazo pelo nmero de gotas por minuto. Este clculo, pode ser efetuado da seguinte maneira: 1 ml (1 mililitro) = 20 gotas 4,2 ml (4,2 mililitro) = x (?) Assim, tem-se: x = 4,2 x 20 = 84 gotas / minuto 1 6- Mtodo prtico de controle da presena de cloro na gua para consumo humano (deve-se ter em mente que o cloro elimina as bactrias num teor adequado. Todavia, o seu excesso no aconselhvel, necessitando ser cuidadosmente controlado o residual pelo mtodo caseiro). a) Tomar um copo de gua clorada numa torneira do interior da casa. b) Controlar o cloro, adicionando: -2 ou 3 cristais de iodeto de potssio (encontrado em qualquer farmcia); -Em seguida, pingar 5 gotas de vinagre (de preferncia branco); -Adicionar 2 pitadas de maizena (amido) ou farinha de milho. c) Observar se ocorre: -Ausncia de cor azul claro: indica que o cloro adicionado no foi suficiente. Deve-se aumentar o nmero de gotas do pinga-pinga, at o seu aparecimento; -Presena de cor azul claro; indicar que a quantidade de cloro adicionada foi suficiente a gua pode ser bebida; -Aparecimento de uma cor azul intensa (tendendo ao roxo): indica excesso de cloro, necessitando diminuir o nmero de gotas do pinga-pinga, at aparecer a cor azul claro.

Cuidados a Serem Observados na Utilizao de Hipoclorito No armazenamento Manter o cloro (na forma de p ou soluo) nas embalagens comerciais de origem e em lugares secos, frescos, ventilados e ao abrigo da luz (na sombra). Armazen-lo em locais fora do alcance de crianas, animais e materiais combustveis; Com a presena de umidade os compostos de cloro so altamente corrosivos.17 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

Por isso, evitar o seu derramamento em superfcies metlicas. No manter estoques de compostos clorados por prazo superior a 30 dias. No utilizar os recipientes de hipoclorito para acondicionamento de outras substncias.


Na manipulao Na execuo do trabalho de desinfeco e clorao - em poo, reservatrio ou na instalao de pinga-pinga em nascente, faz-lo em ambiente arejado, tomando cuidado para proteo dos olhos, aparelho respiratrio, boca e da pele. Devido propriedade descorante dos hipocloritos para as roupas recomenda-se que durante a sua manipulao, seja usada roupa apropriada a esta funo. Havendo derramamento de hipoclorito em pisos, efetuar imediatamente a lavagem do local com bastante gua. No caso de intoxicao por acidente No caso de acidente que ocorra a ingesto de soluo de hipoclorito, oferecer ao paciente uma soluo de bicarbonato de sdio em meio copo de gua com 5 a 10 gotas de LUGOL (iodo+iodeto de potssio). Provocar vmito no paciente e ministrar novamente a soluo de bicarbonato. Chamar um mdico. Dosagem de cloro A gua desinfetada de poo ou reservatrio possui uma elevada concentrao de cloro (ao redor de 100 mg/1). No pode ser bebida. Quando se utiliza dosador de cloro tipo pinga-pinga em nascente, o tempo de aplicao do cloro depende do perodo de funcionamento do sistema de abastecimento de gua. Na hiptese de aplicar o cloro sem o sistema estar em funcionamento, o residual de cloro na gua pode elevar-se a valores que a tornam imprpria ao consumo. Efetuar, pelo menos duas vezes ao dia, a determinao do cloro pelo mtodo caseiro ou toda vez que o sistema for ligado ou desligado (na entrada e sada de operao do sistema de abastecimento de gua). Nos casos mais complexos, onde as sugestes contidas neste Manual Tcnico no se aplicam, recomenda-se solicitar a prestao de servios de uma entidade pblica, como a CETESB. Existem no mercado, aparelhos destinados determinao do cloro residual. Eles so encontrados nas casas de qumica ou de equipamentos para tratamento de gua, como, por exemplo, de piscinas. Aconselha-se, aps a execuo das medidas de saneamento rural - constantes neste Manual Tcnico, a realizao de anlise bacteriolgica da gua para avaliar a eficincia das aes preventivas e/ ou corretivas que foram realizadas.


CAPTULO 2 - DESINFECO DE GUA: PROCESSO, CONTROLE E APLICAO

Consideraes Gerais A Organizao Mundial de Sade vem alertando que a propagao da clera somente pode ser controlada por meio de aes de saneamento. A desinfeco da gua atravs da clorao j teve sua eficcia devidamente comprovada. Evidentemente, a desinfeco no um substituto para outras formas de tratamento. A desinfeco, normalmente, requer dispositivos adequados, que exigem a ateno de tcnicos especializados para evitar interrupo e dosagem incorreta. Os perigos de uma desinfeco ser efetuada por pessoal no qualificado so to grandes, que devem ser evitados por todos os modos possveis. Nem todos os organismos microscpicos e formas superiores de vida na gua podem ser removidos apenas pela desinfeco, por exemplo, a Entamoeba Histolytica no removida pela clorao comum.

Caractersticas dos Desinfetantes Utilizados no Tratamento de gua Devem poder destruir, em tempo razovel, os organismos patognicos que precisam ser eliminados, na quantidade e nas condies encontradas nas guas. No devem ser txicos para o homem e para os animais domsticos e nas dosagens usuais no podem dar gua cheiro e gosto que prejudique o seu consumo. Devem ser disponveis a custo razovel e apresentarem condies de facilidade e segurana no transporte, armazenamento, manuseio e aplicao. A sua concentrao na gua tratada deve ser fcil e rapidamente determinvel, de preferencia automaticamente. Devem produzir residuais persistentes na gua, de maneira a constituir uma barreira sanitria contra eventual recontaminao, antes do uso. Como esta propriedade nem sempre pode ser conseguida ou garantida, a existncia inicial de um residual e o desaparecimento poder constituir uma indicao ou alarme da ocorrncia de uma recontaminao. Principais Desinfetantes Qumicos A escolha da forma de cloro a ser empregada no tratamento de gua est relacionada com os propsitos de sua aplicao. Ela influenciada pelas caractersticas e20 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

limitao das substncias em apreo, sua, sua disponibilidade, segurana, facilidade de manuseio, controle de operao, custos relativos, preferncias pessoais e outros fatores semelhantes. Apesar da ampla utilizao do cloro gasoso, existem determinadas situaes, como a necessidade de um abastecimento de emergncia no campo e outras aplicaes temporrias ou intermitentes, ou ainda, instalaes menores-quando o uso de outros compostos de cloro como, por exemplo, os hipocloritos, podem ser mais desejveis. Pode-se dizer que para a desinfeco rotineira de guas, o nico produto qumico eficiente como razoavelmente barato o cloro. O ozona eficiente mas relativamente caro e no suficientemente persistente para indicao residual e o calor relativamente mais caro e carente de propriedades indicadoras. Todavia, o calor especialmente til e pode ser utilizado em situaes de emergncia, onde inexiste composto de cloro. Desinfeco mediante o Cloro Fatores que afetam a clorao O cloro e alguns compostos clorados tm poder desinfetantes sobre as clulas dos microorganismos vivos. Essas aes no foram totalmente estudadas, porm, os resultados obtidos e alguns fatores que tm influncia sobre a desinfeco so conhecidos. Sabe-se que a ao do cloro depende: da sua concentrao: quanto maior a concentrao, mais efetiva sua ao; do tempo de contato: quanto maior o tempo de contato, mais efetiva sua ao; da caracterstica fsica-qumica da gua: a presena de certas impurezas consome parte do cloro adicionado, a turbidez elevada prejudica a clorao; da temperatura da gua: o aumento da temperatura favorece a desinfeco; do pH: o pH alm de alterar a forma de apresentao do cloro, altera as cargas eltricas dos microorganismos; do tipo dos microorganismos a serem destrudos: alguns microorganismos so mais resistentes ao do cloro; da concentrao dos microorganismos a serem destrudos: quando maior o nmero inicial de microorganismos, maior a dosagem de cloro a ser aplicada; da forma como o cloro se apresenta: o cloro mais ativo quando est sob a forma de acido hipocloroso no dissociado. Em seguida, em ordem decrescente de capacidade desinfetante, encontram-se o cido hipocloroso dissociado, a dicloramina e a monocloramina.

Em resumo, relacionamos os seguintes fatores que influenciam a desinfeco: concentrao do desinfetante; perodo de contato; pH; tipo de residual de cloro.21 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

Pela desinfeco podem ser eliminados os microorganismos que tenderiam a se desenvolver nas instalaes, causando problemas de odor, originando o limo que se adere s estruturas e paredes dos reservatrios e das tubulaes, alm de se desenvolver nos filtros - prejudicando o leito filtrante. Formas de cloro Quando se aplica o cloro na gua visando seu tratamento, ocorrem reaes qumicas entre o cloro e a gua e entre o cloro e as impurezas presentes na gua. Algumas reaes se processam rapidamente, enquanto outras se completam aps algum tempo. Dos compostos formados, alguns so inertes, outros alteram certas caractersticas da gua, enquanto outros permanecem quimicamente ativos e em condies de prosseguir reaes capazes de exercer ao desinfetante. O cloro ativo, capaz de exercer ao desinfetante e ao oxidante e que resta na gua aps um certo tempo de sua aplicao, denominamos cloro residual. Alm desta designao, as seguintes denominaes tambm sero adotadas no presente trabalho: Cloro disponvel: a medida do poder de oxidao de um composto de cloro expresso em termos de cloro elementar; Cloro residual livre: o cloro residual presente na gua sob a forma de cido hipocloroso (HO CI) ou cido hipocloroso dissociado; Cloro residual livre disponvel: a medida do cloro residual livre em termos de cloro elementar; Cloro residual combinado: o cloro residual presente na gua, menos o cloro residual livre (apresenta-se sob a forma de composto orgnico nitrogenado). Cloro residual combinado disponvel: a medida do cloro residual combinado em termos de cloro elementar; Cloro residual disponvel: a medida do cloro residual total, livre e combinado, em termos de cloro elementar. Conceitos sobre reao do cloro na gua O uso do cloro ou de seus compostos desinfetantes na gua provoca as seguintes reaes: a) cido hipocloroso (HOCI), on hipoclorito (OCI) e cloro elementar (C12 ). A distribuio destas formas depende do pH. O cloro elementar, proveniente do cloro gasoso, somente perdura um durante um momento passageiro dento da zona de pH22 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

normal. As espcies prevalentes de HOCI e OCI denominam-se na prtica cloro livre disponvel; b) Moncloramina (NH2 CI), dicloroamina (NHCI2) e tricloreto de nitrognio (NCI3). O amonaco ou nitrognio, so essenciais para a produo destes compostos. De novo, a distribuio destas substncias qumicas uma funo do pH. O tricloreto de nitrognio no se forma em quantidades significativas dentro da zona normal do pH, exceto quando se aproxima do ponto de quebra (break-point). As duas espcies prevalecentes, NH2CI e NHCI2, equivalem, na prtica, ao cloro disponvel combinado. Devido ao poder desinfetante das diferentes espcies do cloro variar muito, deve-se compreender com profundidade a qumica da clorao. Seno, o cloro e seus compostos no sero empregados de forma inteligente e eficaz na desinfeco das guas. Como agente oxidante forte, o cloro reage com as substncias redutoras para consumir o cloro. Dependendo da natureza das substncias presentes na gua, o tomo de cloro, ao ganhar eltrons sofre uma troca para on cloreto ou cloreto orgnico. As substncias redutoras podem incluir Fe++, Mn++, NO2 e H2 S inorgnicos, alm da maior parte do material orgnico (vivo ou morto). As substncias inorgnicas geralmente reagem de forma rpida e estequiomtrica. A reao do cloro com o material orgnico geralmente lenta e seu grau de alcance depende da quantidade de cloro disponvel que se encontra presente, em alm da quantidade requerida. Como a matria orgnica nos abastecimentos pblicos encontra-se estritamente relacionada com a cor da gua, a demanda orgnica provvel de cloro pode ser calculada a partir da intensidade da cor. Estas reaes constituem fatores que complicam o processo da clorao da gua. Deve-se agregar suficiente quantidade de cloro para levar a cabo estas reaes, assim como sua desinfeco. Para assegurar isto, tomam-se como normas ou objetivos de referncia, os resduos de cloro remanescente depois de um tempo de contato especfico, em vez das doses iniciais de cloro. Na maioria dos casos especificado um tempo de contato de cerca de 10 minutos. Devido ao fato de ser a demanda de cloro uma funo tanto da matria orgnica (viva ou morta), como de interferentes, da temperatura, da concentrao e do tempo, sua determinao deve tomar em conta cada um destes fatores. O cloro que efetua realmente a desinfeco constitui uma parte da demanda.


Reaes do cloro com a gua (cloro residual livre disponvel) Obtm-se as seguintes equaes de equilbrio quando se dissolve cloro elementar na gua: HIDRLISE: CI2 + H2 O--> HOCI + H+ + CI IONZAO: HOCI --> H+ + OCI Esta reao reversvel, com o grau de dissociao dependente do pH e da temperatura. A extenso dessa dissociao depender do pH da gua: com pH=5, apresenta apenas HOCI (OCI- ausente) com pH=9, apresenta cerca de 4% de HOCI e 96% de OCI- . Observa-se, no quadro abaixo, uma determinada amostra de gua, com valor de pH 7,5 a uma temperatura de 20C teremos: 50% de HOCI e 50% de OCI- . Tanto o cido hipocloroso como o on hipoclorito, denominados cloro residual livre, so fundamentais para a inibio do crescimento bacteriano. Porm, o cido hipocloroso possui uma bacteriana mais eficiente que o on OCI-, pela sua permeabilidade membrana celular. Em determinadas condies, o OCI- apresenta apenas 2% da ao bactericida do HOCI. Logo, para se garantir teores adequados de HOCI, necessrio considerar-se o equilbrio de dissociao sua relao com o pH. As solues de hipocloritos, como o cloreto de cal ou hipoclorito de clcio, estabelecem o mesmo equilbrio de ionizao na gua. Tomando como exemplo o hipoclorito de clcio, as reaes que conduzem ao equilbrio so: Ca (OCI)2 --> Ca++ + 2 OCIH+ + OCI--> HOCI Reaes do cloro com a amnia - (cloro residual combinado disponvel, cloraminas) A reao mais importante do cloro com os compostos de nitrognio a reao do cido hipocloroso com o amonaco que , normalmente, a principal causa da demanda de cloro. Este um processo qumico em etapas, cujas reaes sucessivas so as seguintes: NH3 + HOCI --> NH2CI + H2O (monocloroamina) NH2CI + HOCI --> NHCI2 O (dicloroamina) NHCI2 + HOCI --> NOCI3 + H2O (TRICLORETO DE NITROGNIO) As cloraminas tambm tm a sua formao condicionada pelo pH. Assim: pH acima de 8,5 formam-se uma apenas monocloramina; pH 8,5 e 4,4 formam-se uma mistura de monocloramina e dicloramina; pH 7 formam-se cerca de 50% de monoclomina e 50% de dicloramina;24 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

pH entre 4,4 e 5 formam-se apenas dicloramina. Reaes complementares A adio de cloro de forma contnua leva destruiro da recm-formada e relativamente estvel cloramina: 2NH2 CI + HOCI--> 3HCI + H2 OHN2 . A instvel dicloramina decompe-se por si mesma: 2NHCI2 --> 2HCI + CI2 + N2. As duas cloraminas reagem entre si da seguinte forma: NH2 CI + NHCI2 --> 3HCI + N2 . O modo de ao das cloraminas como desinfetantes diferente do HOCI, seus residuais so mais estveis, porm de ao lenta. A dicloramina muito mais ativa do que a monocloramina (e em certos casos, cerca de trs vezes). Por outro lado, se comparado a dicloramina com o HOCI, no teste de destruio de esporos do bacilo Anthracis aps um perodo de contato de 30 minutos, a dicloramina mostrou ter um poder desinfetante de apenas 15% do correspondente ao HOCI. Portanto, o pH um fator importante para a clorao das guas e que a desinfeco mais eficiente com pH baixo. As solues de hipoclorito na clorao: Aplicao Entre os compostos do cloro, os hipocloritos de sdio e de clcio tm sido empregados com maior freqncia, em pequenas instalaes de tratamento de gua ou em situaes de emergncia. O mtodo mais corretamente empregado o de mistura descontnua, consistindo na obteno de uma soluo de concentrao determinada e sua adio a ser tratada. As solues de hipoclorito so bastante corrosivas e, portanto, os alimentadores devem ser construdos com materiais especiais, tais como: cermica, vidro, fibra de vidro, materiais plsticos e outros. Entre os diversos modelos de dispositivos de aplicao a escolha ir depender das condies locais de instalao desde o ponto de vista hidrulico, levando-se em conta os pontos de aplicao, at o tipo e regularidade de servio a ser oferecido. Em geral o equipamento consiste de: a) bombas de membrana acionadas por motor de percurso varivel e, s vezes, com velocidade regulvel, ou b) bombas de membrana acionadas por diafragmas hidrulicos de grande superfcie, quando no h energia disponvel, ou c) alimentadores com orifcio de nvel constante calibrado, ou d) alimentadores com orifcio de carga varivel.25 Saneamento Artigo disponvel em www.consultoriaambiental.com.br

A bomba diafragma so os alimentadores mais usados e ela apresenta as seguintes caractersticas: o o o o dosagem por gravidade ou em contra-presso; possibilidade de regulagem precisa, constante e reprodutvel; eliminao das causas de entupimento; adaptabilidade ao controle semi- automtico.

A capacidade de volume dessas bombas dosadoras limitada a 240 litros / 24 horas, correspondendo possibilidade de clorar at 24.000.000 litros / dia com uma soluo a 10% do cloro ativo. Eventemente, no devem ser usados equipamentos acionados por motor eltrico, quando houver haver cortes de eletricidade e quando a gua a ser tratada continua a fluir durante a interrupo. Em casos de urgncia ou quando o custo do equipamento comercial for proibitivo, podem ser construdos dispositivos simples com meios geralmente disponveis no local. Infelizmente, tais dispositivos simples no possibilitam a necessria regulagem automtica quando a vazo da gua for varivel. Um dispositivo de baixo custo e que permite regular bem a dosagem consiste no emprego de uma caixa de cimento amianto (Eternit ou Brasilit). Seu volume pode ser de uns 100 litros, provido de tampa adequada. Na base da caixa, faz-se um orifcio atravs do qual introduz-se uma rolha e neste um tubo de vidro com aproximadamente 3 mm de dimetro. O tubo de vidro ligado por meio de um ltex a um flutuador. O flutuador poder ser um balo de vidro com lastro de pedregulho de areia, cuja boca tampada com rolha de borracha. Esta rolha tambm tem que possuir um orifcio onde se insere um tubo de vidro ( 3 mm de dimetro). Uma das extremidades do tubo de vidro do flutuador ligado por meio de ltex ao outro tubo de vidro, localizado na base da caixa de cimento amianto. Evidentemente, a outra extremidade do tubo de vidro do flutuador, serve de entrada para a soluo de hipoclorito. Na sada do tubo de vidro da base da caixa, coloca-se uma mangueira de ltex, at o local onde ser efetuada a clorao, provido de uma pinga de Hoffman. Por ai controlada a vazo a nvel constante e ento por gravidade fazemos a clorao. Break Point - ponto de inflexo


A inflexo do on amnio para nitrognio (queima-mida) demanda um excesso de cloro de 8-10 vezes por parte do amnio. O ponto de inflexo alcanado quando houver equilbrio da relao cloro/matria oxidvel. A partir deste ponto, poder existir um residual de cloro. A permanncia deste residual indica que as reaes qumicas e/ ou biolgicas foram completadas. Monitoramento da clorao Como j abordamos, o cloro reage com a matria orgnica, com compostos redutores e com amnia originando cloraminas. Observa-se que, quando da formao das cloraminas, ocorre inicialmente uma elevao dos teores de cloro combinado que tende diminuio destas e dos compostos clorados. O processo de elevao dos teores de cloro residual s tem incio a partir do break point.

Metodologias Analticas na Determinao de Cloro A metodologia colorimtrica visual normalmente aplicada no monitoramento de teores de cloro na gua. Para tanto, so utilizados comparadores colorimtricos, de preferncia com prisma de juno de imagem, com discos colorimtricos de padres de referncia constitudos por polmeros ajustados iluminao padro de 5.000 a 5.500K. Mtodo OTA (Orto Tolidina/ Arsenito de Sdio) Vrias verses do mtodo da orto-tolidina so conhecidas. A primeira verso foi apresentada em 1913 e, com o passar dos anos, foram introduzidas vrias modificaes, sendo este um mtodo amplamente utilizado. As modificaes introduzidas procuravam dar condies ao mtodo de determinar as parcelas de cloro livre e combinado com segurana e sensibilidade. A melhor variao do mtodo OT a combinao com arsenito de sdio, dando origem ao mtodo OTA. O arsenito de sdio (agente redutor) bloqueia a reao depois que o cloro livre disponvel tenha reagido com a orto-tolidina (aproximadamente) e antes da reao com cloro combinado. Princpio


A ortotolidina reage com cloro existente na amostra, por oxidao, formando um complexo colorido que vai desde amarelo-claro at vermelho-laranja, dependendo do pH e da concentrao de cloro residual. Interferentes O pH mais alto permitido para a reao de 1,8. Se o pH for maior que 1,8 aumenta a interferncia de mangans, nitrito e ferro devido mudana que sofrem seus potenciais de oxi-reduo em funo da concentrao de H+ do meio. Exemplo de uma leitura residual Suponhamos que em um reservatrio domiciliar de gua ao aplicar o mtodo OTA, encontrou-se os seguintes resultados: Cloro total = 2,0mg/1 Cloro residual livre + interferentes = 0,6mg/1 Interferentes aos 5 minutos = 0,1mg/1, e que desejamos saber os valores do: Cloro residual livre (CRL) Cloro residual combinado (CRC), ora, sabemos que a soma do cloro residual livre mais interferentes dado por leitura direta do aparelho. Assim: CRL + I = 0, I = 0,1 Ento: CRL = 6,0-0,1 = 0,5mg/1 Com relao determinao do cloro residual combinado, sabemos: CRT = CRC + CRL + I CRC = CRT - (CRL + I) CRC = 2,0 - 0,6 CRC = 1,4MG/1.


Procedimento de AnliseCloro Residual Total Material Utilizado comparador colorimtrico e dois tubos de ensaio comparador colorimtrico e trs tubos de ensaio ou cuba. Reagentes orto-tolidina- usar 0,25 ml (gotas) para cada 5 ml da amostra soluo de ortotolidina- usa 0,25 ml (5gotas cada 10 ml da amostra e soluo de meta-arsenito de sdio, 0,25 ml (5 gotas para 10 ml de amostra. Procedimento a) Tomar as duas cubas do comparador. Colocar na primeira cuba 5 ml da amostra de gua e na segunda cuba 0,25 ml de prto-tolidina; b) Verter o contedo da primeira cuba para a segunda cuba (sobre a orto-tolidina); c) Decorridos cinco minutos, fazer a leitura. a) Pegar trs cubas de 13 mm, limpas lavadas com gua destilada. Na primeira cuba colocar 10 ml da amostra de gua, na segunda cuba 0,25 ml de orto-tolidina e na terceira 0,25 ml de arsenito; b) Verter a amostra de gua da primeira cuba (com gua) sobre a segunda (com ortotolidina) e aps cinco segundos, a segunda cuba (agora com gua + orto-tolidina) sobre a terceira (que contm arsenito): c) Os cinco segundo de contato da amostra de gua com a orto-tolidina,so importantes e devem ser rigorosamente observados. Colocar esta cuba do lado esquerdo, no aparelho; d) Lavar a outra cuba e encher com gua da amostra colocando, em seguida, do lado direito do aparelho; e) Direcione o comparador para o ponto de maior intensidade luminosa, gire o disco, faa a comparao de cores e leia o resultado no visor da escala. a) Tomar trs cubas ou tubos de ensaio de 13 mm limpos e lavados com gua destilada. Colocar na primeira cuba 5 ml da amostra de gua, na segunda 0,25 ml de arsenito de sdio e na terceira cuba 0,25 ml do reagente orto-tolidina; b) Verter a amostra de gua da primeira cuba (com gua) sobre a segunda (com arsenito) e esta (ou seja,a cuba agora com gua + arsenito) sobre a terceira cuba (que contm orto-tolidina), colocando-a do 1 do direito ao aparelho; c) Lavar e encher uma cuba com gua da amostra, colocando-a do lado esquerdo do aparelho. Fazer as duas leituras; d) Aos cinco segundos, primeira leitura: interferentes B1; aos cinco minutos,interferentes B2. Quando B1 e B2 so nulos, no h interferentes.

Cloro residual livre mais interferente

Interferentes

o mesmo anterior.

do

os mesmos do anterior. A diferena desta fase, em relao determinao de cloro residual livre mais interferentes, est na posio das cubas com arsenito e ortotolidina.

29 Saneamento

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Mtodo DPD (NN dietil p. fenilendiamina) Na dcada de 40, surgiu a necessidade da quantificao do cloro, nas formas livre e combinada, devidos aos diferentes poderes bactericidas das duas formas. O desenvolvimento do mtodo DPD teve impulso a partir do desenvolvimento das tcnicas denominadas break-point de clorao (vide item 4.5), um processo j em prtica, mas com seus mecanismos qumicos desconhecidos. Principio Em meio aquoso, os oxidantes so cloro, oznio, ferro III e mangans IV. Os dois ltimos so marcadores com EDTA e na ausncia de oznio, esta reao se torna especfica para o cloro. O DPD encontra-se dissolvido em soluo cida e adicionado amostra, previamente alcalinizada com um tampo de fosfato formando um tampo de pH 6,4. Desta maneira, a p. diamina aromtica DPD de rpida reao com cloro forma uma holoquinona incolor e semi-quinona violeta-avermelhada. Observa-se aqui que o DPD tambm reage com as cloraminas s que de maneira mais lenta, permitindo, ento uma diferenciao efetiva do cloro livre e combinado. Com a adio de Iodeto de Potssio que atua como catalisador, acelerando a reao entre DPD e as cloraminas determina-se o cloro total. Interferentes A maioria das substncias oxidantes reage com o DPD, mas estas, em geral, so mascaradas pela adio do EDTA. Altas concentraes de cloro combinado produzem uma leve resposta ao cloro livre,podendo estas ser inibidas pela adio da Tiocetamida. O controle de pH fundamental para o bom andamento da reao.


Procedimento de AnlisesCloro livre Material Utilizado comparador colorimtrico com duas cubetas e discos colorimtricos DPD. Reagentes Reagentes: Soluo tampo, Soluo indicadora DPD, Soluo Tiocetamida e Soluo Iodeto de Potssio. Procedimento a) Adicionar em uma cubeta,limpa e vazia, cinco gotas da soluo tampo. b) Acrescentar cinco gotas da soluo de DPD. c) Adicionar nessa cuba at a marca (5ml) da amostra. d) Agitar para homogeneizao. e) A adio de 1 gota da soluo de Tiocetamida s deve ser utilizada se: somente for determinar-se cloro livre, e/ou a amostra conter mais que 0,5mg/1 de cloro combinado, caso este reagente seja utilizado para determinao de cloro livre no se pode determinar diretamente a concentrao de cloro total. f) Colocar a cubeta no orifcio da esquerda. g) Colocar uma cuba com a amostra (no reagida) no orifcio da direita. h) Colocar o disco no comparador de maneira que a escala impressa no disco fique voltada para voc. i) Direcione o comparador para o ponto de maior intensidade luminosa no local de anlise. j) Gire o disco de modo que os dois campos do prisma fiquem o mais parecido possvel. l) Leia no visor da escala o resultado da anlise. a) Adicione cinco gotas da soluo de Iodeto de Potssio na cubeta da reao para a anlise de cloro livre (procedimento at item d). b) Agitar. c) Aguardar um minuto. d) Proceder como os itens f, g, h, i, j e l, anteriormente descritos. Cloro combinado = cloro total - cloro livre.

Cloro Total

Idem ao anterior

Idem ao anterior

Cloro combinado

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Comparao entre os Mtodos OTA/DPD O estudo descrito no Standard Methods for Examination of Water and Waste Waters - 14 edio, compara vrios mtodos analticos para a determinao de cloro residual. Abaixo, transcrevemos os dados referentes aos mtodos OTA e DPD: Quadro IVMtodo Concentrao Cloro Residual Livre mg/L 800 800 980 Total mg/L 640 1830 640 1830 860 Nmero de Laboratrios 15 17 18 20 21 21 26 26 Desvio Padro Relativo % 64,6 37,3 31,9 52,4 28,0 35,0 20,7 27,6 Erro Relativo % 42,5 20,2 41,4 42,3 14,2 49,0 15,6 15,6

Orto-Tolidina

Orto-Tolidina Arenito DPD Colorimtrico

Logo, esto confirmadas as investigaes de K.J.Guter, W.J. Cooper e C.A. Sorbes que tambm demostraram que o mais preciso e adequado mtodo para cloro o mtodo DPD.

Reagentes Soluo de Ortodolidina Dissolver 1,35g de cloridrato de ortotolidina (CI4 HI8 CI2 N2) em 500 ml de gua destilada. Adicionar soluo, com agitao constante, uma mistura de 350 ml de gua destilada e 150 ml de cido clordrico concentrado. Para este reagente no deve ser usada a ortotolidina bsica. Guardar em frasco mbar ao abrigo do sol. Evitar contato com borracha. Evitar ingesto, inalao ou contato com a pele. Soluo de Arsenito de Sdio Dissolver 5,0g de Na A5 O2 p a em um litro de gua destilada. Substncia txica: evitar ingesto. Soluo Tampo de Fosfato Dissolver 24g de disdio hidrognio fosfato anidro (KH2 PO4) em gua destilada. Acrescentar 100 ml de gua destilada contendo 800 mg de EDTA sal sdio e diluir em um litro de gua destilada.

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Adicionar 20 mg de Hg CI2 para evitar o crescimento de bolores e, tambm, para inibir interferncias provocadas por traos de iodo nos reagentes. Soluo de Iodeto de Potssio Dissolver 500 mg de iodeto de potssio e diluir a 100 ml de gua destilada recentemente fervida e resfriada. Conservar em vidro mbar, se possvel, em refrigerador. Soluo Indicadora DPD Dissolver 1,5 de NN-dietil-p-fenilendiamina sulfato em gua destilada isenta de cloro, contendo 8 ml de cido sulfrico (1:3) e 200 mg de EDTA sal sdio. Diluir a um litro. Conservar esta soluo em frasco mbar e proteg-la da ao da luz e mudanas de temperatura. Soluo de Tioacetamida Dissolver 125 mg de tiocetamida (CH3 CSNH3) em 100 ml de gua destilada. Mtodo FE (Diluio da amostra, para leitura do cloro residual) Freqentemente, quando desinfetamos um reservatrio domiciliar ou uma canalizao de gua, as concentraes necessrias de cloro so da ordem de 50 mg/1 a 300 mg/1 (dependendo do tempo de contato). Neste caso, temos que diluir a amostra se quisermos saber se o cloro est na concentrao desejada. Isto, devido ao fato da leitura do residual de cloro acima de 10 mg/1 ser extremamente difcil e os discos comparadores no ultrapassarem esta faixa. a) Aparelhagem necessria: um cilindro graduado de 100 ml; uma pipeta; um conta-gotas para medir a amostra de gua. Selecionar um que lidere 1,0 ml de amostra em 20 gotas e us-lo exclusivamente para estas medidas; um aparelho comparador de cloro comercial que contenha uma variao adequada dos padres. b) Reagente: orto-tolidina. c) Mtodo para determinao do cloro residual total: com uma pipeta, transferir 5 ml da soluo da amostra de gua, cuja concentrao desejamos conhecer, para uma proveta de 100ml; adicionar 95 ml de gua destilada ao tubo. Agitar bem os contedos; com um conta-gotas, adicionar uma gota de cada vez da amostra de gua, agitando bem o tubo de ensaio aps cada adio, para misturar os contedos.


Durante a agitao, fechar o tubo com rolha de borracha limpa ou coloc-lo contra um fundo limpo. No usar os dedos para tampar a boca do tubo; Continuar a acrescentar uma gota da amostra de gua de cada vez, at que a cor amarela aparecer; Comparar imediatamente a cor com os padres permanentes de cor. Se o cloro equivalente estiver abaixo de 0,1 mg/L continuar acrescentando as gotas de amostra de gua, mexendo sempre, at que a cor amarela estabelecida corresponda a, pelo menos, 0,1 mg/L de cloro no comparador; Registrar o nmero total de gotas usadas e tambm o valor final do cloro obtido; Calcular o cloro residual total em mg/L, multiplicando, primeiramente,o valor final do cloro por 1900 e, em seguida, dividindo o resultado pelo nmero total de gotas usada, ou seja:C = valor do cloro x 1900

n de gotas

Mtodos Prticos de Desinfeco Reservatrios domiciliares de gua A limpeza e desinfeco dos reservatrios de gua domiciliares um dos componentes do sistema de abastecimento de gua, que merece maior proteo com vastas proteo da sade pblica. Na verdade, a existncia do reservatrio domiciliar uma imposio devido irregularidade do sistema de distribuio de gua e variao das vazes. Se a necessidade gerou o hbito, criou tambm um local potencialmente propcio concentrao. H uma enorme e benfica preocupao de tratar a gua e distribu-la dentro dos mais rigorosos padres de potabilidade. Estudos so feitos para melhorar os processos de tratamento de gua e das condies de distribuio. Tudo isto, para manter uma gua em condies de potabilidade at a entrada do reservatrio domiciliar. Contudo, existe uma preocupao sofrvel pela qualidade da gua distribuda dentro de um edifcio. Em termos de qualidade, o abastecimento interno de um prdio ainda constitui no filho esquecido da Engenharia Sanitria. A experincia do controle de qualidade da gua para consumo humano tem mostrado que grande parte das reclamaes, que so debitadas ao sistema de distribuio, pertence ao reservatrio domiciliar. fundamental levar ao conhecimento da populao da necessidade do hbito sistemtico de limpar e desinfetar um reservatrio domiciliar, no mnimo duas vezes ao ano. Ou ainda, nos seguintes casos:


o aps o trmino da construo, para ser utilizado (os reservatrios terminados esto sempre poludos, pelos operrios e materiais empregados); o depois de qualquer reparo interno; o sempre que houver qualquer eventual poluio. Os reservatrios devem ser inspecionados periodicamente e reparados quando houver necessidade. Alertamos que a desinfeco de um reservatrio - como se pode concluir da teoria j exposta, deve ser efetuada por tcnicos especializados. Os tcnicos utilizados neste trabalho - alm do conhecimento sobre o assunto, devem ter equipamentos adequados e possuir ficha mdica. Pode ser facilmente imaginado o risco sade pblica se estes tcnicos forem portadores de molstias transmissveis. Bibliografia AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION -Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater - Washington, APHA, AWWA & WPCF, 1985, 16 Edio. AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION - Disinfecting Water Mains ANSI/AWWA c: 651 - 86. CRISTIAN, E.D.; BARADA,M.F.& RENN,C.E. - Rapid disinfection of water with high concentration of hypochlorite - Journal of the American Water Works Association, 53, (3): 307-311, 1961. JOINT COMMITTEE REPORT - Potable - Water Storage Reservoirs - Journal of the American Water Works Association, 45, (10): 1079-1089,1953. RANEY,J.C.& ANGVIK,N.R.- Cross-Conection Control Program - Journal of the American Water Works Association, 60, (2): 213-220,1968. SECRETARIA DOS SERVIOS E OBRAS PBLICAS - Desinfeco de guas - So Paulo, Convnio BNH/ABES/CETESB, 1974. TELLER, J. P. - Disinfection of a Distribution System After Disaster - Journal of the American Water Works Association, 53, (11): 1403-1405,1961.


aguas saude e desinfeccao

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