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Química das Águas - parte 2
QUÍMICA AMBIENTALQUÍMICA AMBIENTAL
- Parâmetros de qualidade das águas
Prof. Rafael SousaProf. Rafael SousaDepartamento de Química – UFJF
2º período de 2014
- Parâmetros de qualidade das águas- Purificação de águas poluídas (Tratamento de água)
���� Química Ambiental - contexto multidisciplinar
-- RelaçãoRelação entreentre poluiçãopoluição ee desenvolvimentodesenvolvimento sóciosócio--econômicoeconômico
���� Tecnicamente as águas naturais não são puras (sais)
Recapitulando ...
-- AA águaágua éé umum bembem naturalnatural dede altoalto valorvalor agregadoagregado
-- VáriosVários tipostipos dede substânciassubstâncias tóxicastóxicas podempodem serser encontradasencontradas nana águaágua
-- DiferentesDiferentes processosprocessos químicosquímicos ocorrem,ocorrem, naturalmente,naturalmente, nasnas águaságuas eedefinemdefinem suassuas característicascaracterísticas
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CURIOSIDADECURIOSIDADE
Uso e Escassez da água
“Apenas as águas subterrâneas que se encontram a até cerca de1000 m de profundidade podem ser aproveitadas economicamente”.1000 m de profundidade podem ser aproveitadas economicamente”.
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O aporte de substâncias nos mananciais
���� Origina-se de várias FONTES:- EfluentesEfluentes domésticosdomésticos ee industriaisindustriais- EscoamentosEscoamentos superficialsuperficial urbanourbano ee agrícolaagrícola
CadaCada umauma dessasdessas FONTESFONTES possuipossui característicascaracterísticas própriaspróprias quantoquantoaosaos poluentespoluentes queque transportam,transportam, comocomo::
INDICADORES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS
CONTEXTO:
CadaCada umauma dessasdessas FONTESFONTES possuipossui característicascaracterísticas própriaspróprias quantoquantoaosaos poluentespoluentes queque transportam,transportam, comocomo::
-- ContaminantesContaminantes orgânicosorgânicos (que(que deveriamdeveriam serser biodegradáveis)biodegradáveis)
-- NutrientesNutrientes (que(que podempodem causarcausar eutrofizaçãoeutrofização))
-- BactériasBactérias ......
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���� DEPENDE também do tipo de uso e ocupação do solo
Mesmo separando os poluentes em grupos,
a diversidadediversidade dasdas indústriasindústrias existentes aumenta, aindamais, a variabilidade dos contaminantes aportados nos corpos deágua
INDICADORES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS
Torna-se praticamente impossível a determinação sistemática de
CONTEXTO...
Torna-se praticamente impossível a determinação sistemática de todos os poluentes que possam estar presentes nas águas
superficiais, em tempo relativamente curto...
Existem Existem parâmetrosparâmetros de qualidade de qualidade de água, levando em conta de água, levando em conta
os poluentes os poluentes mais representativosmais representativos
FísicosFísicos
Químicos Químicos
MicrobiológicosMicrobiológicos
BioensaiosBioensaios ecotoxicológicosecotoxicológicos 5
Usados para a MONITORAÇÃO e FISCALIZAÇÃO ambiental com Usados para a MONITORAÇÃO e FISCALIZAÇÃO ambiental com base da legislação base da legislação CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005
INDICADORES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS
Parâmetros de qualidade ���� Indicadores de qualidade das águas
�������� CETESBCETESB:: CompanhiaCompanhia dede TecnologiaTecnologia dede SaneamentoSaneamento AmbientalAmbiental(Secretaria(Secretaria dede MeioMeio AmbienteAmbiente dede SP)SP)
-- http://www.cetesb.sp.gov.br/
�������� IGAMIGAM:: Instituto Mineiro de Gestão das Águasas
-- http://www.igam.mg.gov.br/
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Os parâmetros de qualidadeOs parâmetros de qualidade
PARÂMETROSPARÂMETROS FÍSICOSFÍSICOS
Temperatura, condutividade elétrica, sólidos, cor e turbidez
TemperaturaTemperatura
INDICADORES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS
TemperaturaTemperatura
-- SolubilidadeSolubilidade dede gasesgases comocomo oo OO22
O O aumentoaumento da T diminui da T diminui -- Favorece processos anaeróbicos Favorece processos anaeróbicos
� mau cheiro (produtos de degradação))
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PARÂMETROSPARÂMETROS FÍSICOSFÍSICOS DEDE QUALIDADEQUALIDADE
Temperatura, condutividade elétrica, sólidos, cor e turbidez
CondutividadeCondutividade elétricaelétrica
ÉÉ ocasianadaocasianada pelaspelas substânciassubstâncias dissolvidasdissolvidas queque sese dissociamdissociam ememcátionscátions ee ânionsânions ee cujacuja dissoluçãodissolução tambémtambém éé funçãofunção dada temperaturatemperatura
�������� MuitosMuitos saissais encontradosencontrados nasnas águaságuas sãosão dede origemorigem antropogênicaantropogênica�������� MuitosMuitos saissais encontradosencontrados nasnas águaságuas sãosão dede origemorigem antropogênicaantropogênica
-- DescargasDescargas industriaisindustriais
-- ConsumoConsumo dede salsal nasnas residênciasresidências
-- ExcreçõesExcreções dada populaçãopopulação ee animaisanimais
MONITORAÇÃO = IDENTIFICAR MODIFICAÇÕES NA COMPOSIÇÃO
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PARÂMETROSPARÂMETROS FÍSICOSFÍSICOS DEDE QUALIDADEQUALIDADE
Temperatura, condutividade elétrica, sólidos, cor e turbidez
SólidosSólidos
CorrespondemCorrespondem aa partículaspartículas diversasdiversas,, sedimentáveissedimentáveis ouou nãonão ee quequepodempodem serser separadasseparadas porpor filtraçãofiltração
�� ImpurezasImpurezas nana águaágua contribuemcontribuem parapara oo aumentoaumento nana quantidadequantidade dedesólidossólidos
AA MEDIÇÃOMEDIÇÃO DOSDOS SÓLIDOSSÓLIDOS NÃONÃO DISSOLVIDOSDISSOLVIDOS éé oo “peso”“peso” dosdossólidossólidos filtráveis,filtráveis, expressoexpresso emem mg/Lmg/L
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PARÂMETROSPARÂMETROS FÍSICOSFÍSICOS DEDE QUALIDADEQUALIDADE
Temperatura, condutividade elétrica, sólidos, cor e turbidez
CorCor
NATURALNATURAL:: teorteor dede matériamatéria orgânicaorgânica decompostadecomposta ee íonsíons(( principalmenteprincipalmente dede FeFe ee MnMn))
ALTERADAALTERADA:: açõesações antropogênicasantropogênicas......ALTERADAALTERADA:: açõesações antropogênicasantropogênicas......
TurbidezTurbidez
ÉÉ umauma medidamedida queque representarepresenta oo quantoquanto umauma amostraamostra dede águaáguainterfereinterfere nana luzluz queque passapassa porpor elaela
�� ÁguasÁguas turvasturvas desfavorecemdesfavorecem aa fotossíntesefotossíntese dede vegetaçõesvegetaçõessubmersassubmersas (menos vegetação � menos peixes)
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PARÂMETROS QUÍMICOSPARÂMETROS QUÍMICOS
Alcalinidade, dureza, pHAlcalinidade, dureza, pHOxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda Oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda
química de oxigênio (DQO)química de oxigênio (DQO)Série de nitrogênio (orgânico, amoniacal, nitrato e nitrito)Série de nitrogênio (orgânico, amoniacal, nitrato e nitrito)
Fósforo totalFósforo totalSurfactantesSurfactantes
INDICADORES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS
SurfactantesSurfactantesÓleos e graxasÓleos e graxas
CianetosCianetosFenóisFenóis e demais contaminantes orgânicose demais contaminantes orgânicos
Ânions (cloretos, sulfetos)Ânions (cloretos, sulfetos)Íons metálicos Íons metálicos (ferro, potássio, sódio, magnésio, manganês, alumínio, zinco, bário, cádmio, níquel, chumbo, cobre, cromo (III), cromo (VI),
selênio, mercúrio), arsênio arsênio e boroboro11
PARÂMETROS QUÍMICOSPARÂMETROS QUÍMICOSAlcalinidade,Alcalinidade, dureza,dureza, pHpH
-- RelacionadosRelacionados comcom asas espéciesespécies COCO22,, COCO3322--,, CaCa 22++,, MgMg 22++ ee HH++
(correlacionadas)
pp.. exex.. ÁguasÁguas maismais alcalinasalcalinas�� geralmentegeralmente “dureza“dureza moderada”moderada” aa “muito“muito dura”dura”
�� poucapouca quantidadequantidade dede íonsíons HH++
-- DurezaDureza podepode serser expressaexpressa dede váriasvárias formasformas-- DurezaDureza podepode serser expressaexpressa dede váriasvárias formasformas( dureza de cálcio, dureza de magnésio e dureza total ([Ca 2+] + [Mg2+] )
-- IMPORTÂNCIAIMPORTÂNCIA dessesdesses parâmetrosparâmetros
� SeresSeres vivosvivos necessitamnecessitam de água em pH próximo à neutralidade� TTubulaçõesubulações dede águaágua (domésticas ou industriais) podem ser entupidas(águas duras) ou ter elementos metálicos lixiviados...
� NíveisNíveis forafora dosdos padrõespadrõesÁgua com saborsabor desagradáveldesagradável e pode ter efeitosefeitos laxativoslaxativos 12
PARÂMETROSPARÂMETROS QUÍMICOSQUÍMICOS
Alcalinidade,Alcalinidade, durezadureza,, pHpH
Dureza mg/L de CaCO3 Classificação da água
<15 muito branda
Ex de classificação da dureza total da água, expressa em quantidade de CaCO3
de 15 a 50 branda
de 50 a 100 moderadamente branda
de 100 a 200 dura
>200 muito dura
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OxigênioOxigênio dissolvidodissolvido,, demandademanda bioquímicabioquímica dede oxigêniooxigênio (DBO)(DBO),,demandademanda químicaquímica dede oxigêniooxigênio (DQO)(DQO)
-- ExpressamExpressam oo teorteor dede oxigêniooxigênio dissolvidodissolvido ee indicamindicam osos tipostipospossíveispossíveis dede poluentespoluentes
- Demanda bioquímica dede oxigênio,oxigênio, DBODBO“É a quantidade de oxigênio necessária para oxidar a matéria
orgânica por meio de processosprocessos bioquímicosbioquímicos (e que podem sermonitorados no laboratório)”monitorados no laboratório)”
-- DemandaDemanda químicaquímica dede oxigêniooxigênio,, DQODQO“É a quantidade de oxigênio necessária para oxidar a matéria orgânicaatravés de um agenteagente químicoquímico”
Útil para detectar substâncias resistentes à degradação biológica
=> Os valoresvalores obtidosobtidos são geralmente maiores do que os da DBO epodem ser conseguidosconseguidos emem menosmenos temptempo 14
Série de nitrogênio (orgânico, amoniacal, nitrato e nitrito)
�� NH3 é geralmente encontrada em baixas concentrações
� APESAR DA TOXICIDADE, não é persistente
� Em concentrações baixas não causa danos aos sereshumanos mas pode ocasionar sufocamentosufocamento dede peixespeixes
Fósforo total: medida pouco seletiva
Usam-se métodos espectroscópicos
��TeoresTeores relativamenterelativamente altosaltos dede espéciesespécies destadesta classeclasse indicamindicampoluiçãopoluição porpor efluentesefluentes industriaisindustriais e/oue/ou domésticosdomésticos
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ÂnionsÂnions (cloretos,(cloretos, sulfetos)sulfetos)
-- ConstituemConstituem saissais presentespresentes nana águaágua
�� AumentoAumento nana concentraçãoconcentração�� poluiçãopoluição domésticadoméstica (Cl(Cl--)) ee industrialindustrial
ÍonsÍons metálicosmetálicos (Al, Sb, Ba, Be, Cd, Pb, Co, Cu, Cr, Fe, Li, Mn, Hg, Ni,Ag, Se, U, V, Zn), arsênioarsênio e boroboro
-- FontesFontes:: despejodespejo dede efluentesefluentes ee lixiviaçãolixiviação dede fertilizantesfertilizantes
-- ToxidadeToxidade:: dependedepende dada espécieespécie (especiação(especiação química)química)
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SurfactantesSurfactantes
�� SãoSão osos constituintesconstituintes dosdos detergentesdetergentesi)i) aniônicosaniônicos (R(R--SOSO33
--)Na)Na++i)i) catiônicoscatiônicos (RMe(RMe33--NN++)Cl)Cl--iiii)) nãonão iônicosiônicos
�� DiminuemDiminuem aa tensãotensão superficialsuperficial dada águaáguageram espuma e deixam a “sujeira” em suspensão
� inconvenientesinconvenientes estéticoestético ee parapara aa biotabiota� inconvenientesinconvenientes estéticoestético ee parapara aa biotabiota
ÓleosÓleos ee graxasgraxas(parâmetro(parâmetro OG)OG)
-- SubstânciasSubstâncias orgânicasorgânicas poucopouco encontradasencontradas emem águaságuas superficiaissuperficiais
-- MASMAS porpor seremserem poucopouco solúveissolúveis emem água,água, dificultamdificultam tantotanto oo tratamentotratamento dedeefluentesefluentes (processos(processos biológicos)biológicos) comocomo oo dada águaágua dede abastaecimentoabastaecimento
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FenóisFenóis ee demaisdemais contaminantescontaminantes orgânicosorgânicos
OcorremOcorrem emem consequênciaconsequência dede despejosdespejos industriaisindustriais
AlémAlém dede afetaremafetarem oo saborsabor dosdos peixespeixes ee dada água,água, podempodem causarcausar::
- lesões na pele- lesões na pele- indisposições físicas de diversos tipos
ToxicidadeToxicidade
-- depende da espécie
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PARÂMETROS MICROBIOLÓGICOS
�� ColiformesColiformes fecaisfecais ee totaistotais
- Bactérias encontradas principalmente nos intestinos deanimais de “sangue quente”
� não representam, porpor sisi sósó, perigo à saúde
- Dentre as cepas: Escherichia coli é de origem fecal- Dentre as cepas: Escherichia coli é de origem fecal
�� EstreptococosEstreptococos totaistotais
-- BactériasBactérias patogênicaspatogênicas
-- ClassificadasClassificadas emem gruposgrupos (sinais(sinais clínicosclínicos ee sintomas)sintomas)
EscherichiaEscherichia colicoli
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BIOENSAIOSBIOENSAIOS ECOTOXICOLÓGICOSECOTOXICOLÓGICOS (ENSAIOS DE TOXICIDADE)
DeterminaçãoDeterminação dodo potencialpotencial tóxicotóxico dede umum agenteagente químicoquímico ouou dede umaumamisturamistura
� Efeito poluentes - resposta sobre organismos vivos
MétodoMétodo�������� OO crustáciocrustácio CeriodaphniaCeriodaphnia dubiadubia éé colocadocolocado emem contatocontato comcom
aa água contendo as substâncias emem avaliçãoavalição
�� OsOs efeitosefeitos observadosobservados definemdefinem oo graugrau dada toxicidadetoxicidade::-- AgudaAguda (efeito(efeito dede 00 aa 9696 horas)horas)
� observação principal é o efeito morte
-- CrônicaCrônica (efeito(efeito dede 11//1010 dodo ciclociclo vitalvital atéaté aa totalidadetotalidadedada vidavida dodo organismo)organismo)� resposta causa mudanças comportamentais, alterações fisiológicas, reprodutivas, etc 20
parapara facilitarfacilitar aa interpretaçãointerpretação dasdas informaçõesinformações sobresobre aaqualidadequalidade dada águaágua dede formaforma abrangenteabrangente ee útil,útil, ,, aa CETEBCETEB ee oo IGAMIGAM,,adaptaramadaptaram ee desenvolveramdesenvolveram oo ÍndiceÍndice dede QualidadeQualidade dasdas ÁguasÁguas -- IQAIQA
OO IQAIQA incorporaincorpora novenove parâmetrosparâmetros consideradosconsiderados relevantesrelevantesparapara aa avaliaçãoavaliação dada qualidadequalidade dasdas águaságuas::
-- OxigênioOxigênio dissolvidodissolvido
-- ColiformesColiformes fecaisfecais
Nesse contexto,Nesse contexto,
-- ColiformesColiformes fecaisfecais
-- pHpH
-- DemandaDemanda bioquímicabioquímica dede oxigêniooxigênio
-- NitratosNitratos
-- FosfatosFosfatos
-- VariaçãoVariação nana temperaturatemperatura
-- TurbidezTurbidez
-- ResíduosResíduos totaistotais 21
Cálculo do Cálculo do IQAIQA e aplicaçãoe aplicação
�� Produto ponderado de parâmetros de qualidadeProduto ponderado de parâmetros de qualidade
�� Variando de 0 a 100Variando de 0 a 100
ÍNDICE DE QUALIDADE DAS ÁGUAS ÍNDICE DE QUALIDADE DAS ÁGUAS -- IQAIQA
IQA = Π qi wi
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i=1
qi ���� qualidade do parâmetro i
obtido através da curva média específica de qualidade (parâmetro
Utilizado para avaliar águas destinadas ao abastecimento públicoUtilizado para avaliar águas destinadas ao abastecimento público
obtido através da curva média específica de qualidade (parâmetro
gráfico) usado como referência
wi ���� peso atribuído ao parâmetro
função de sua importância na qualidade, em função de uma tabela
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CálculoCálculo dodo IQAIQA –– “qualidade”“qualidade” dosdos parâmetrosparâmetros
ExemploExemplo::
INDICADORES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS
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Parâmetro Peso - wi
Oxigênio Dissolvido – OD (%OD Sat) 0,17
Coliformes fecais (NMP/100mL) 0,15
pH 0,12
Cálculo do IQA Cálculo do IQA –– “pesos” dos parâmetros“pesos” dos parâmetros
INDICADORES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS
pH 0,12
Demanda Bioquímica de Oxigênio – DBO (mg/L) 0,10
Nitratos (mg/L NO3) 0,10
Fosfatos (mg/L PO4) 0,10
Variação na temperatura (0C) 0,10
Turbidez (NTU) 0,08
Resíduos Totais (mg/L) 0,08
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Nível de Qualidade
Faixa
Excelente 90 < IQA ≤ 100 Bom 70 < IQA ≤ 90
Médio 50 < IQA ≤ 70
INDICADORES DE QUALIDADE DAS ÁGUAS
Valores de referência do IQAValores de referência do IQA
Médio 50 < IQA ≤ 70 Ruim 25 < IQA ≤ 50
Muito Ruim 0 < IQA ≤ 25
�� O IQA reflete a interferência por esgotos sanitários e outros O IQA reflete a interferência por esgotos sanitários e outros materiais orgânicos, nutrientes e sólidosmateriais orgânicos, nutrientes e sólidos
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Sendo a poluição das águas um fato “real”,
Necessidade de tratamento de águas e efluentestratamento de águas e efluentes – causa histórica
O aumento da população e o desenvolvimento industrial
���� Poluem a água usada no abastecimento
���� geram efluentes domésticos e industriais
-- poluem também a água e o solo ...poluem também a água e o solo ...-- poluem também a água e o solo ...poluem também a água e o solo ...
Existem PROCESSOS físicos, químicos e biológicos para tratarÁGUASÁGUAS POLUÍDASPOLUÍDAS
�������� Águas usadas para abastecimento
�������� Efluentes em geral26
INTRODUÇÃO
A ÁGUA usada para ABASTECIMENTO
�������� A água para essa finalidade A água para essa finalidade sempresempre deve ser tratada deve ser tratada ??
���� FONTES potáveispotáveis:Processo de desinfecçãoProcesso de desinfecção
���� FONTES nãonão potáveispotáveis:���� FONTES nãonão potáveispotáveis:Estação de Tratamento de Água (ETA)Estação de Tratamento de Água (ETA)
FONTES de água para abastecimento
�������� Águas superficiais (geralmente menos “puras”)ExpostasExpostas continuamentecontinuamente aa váriosvários tipostipos dede poluentespoluentes
�������� Águas subterrâneas
FIGURFIGURA: A: http://www.grupoescolar.com/a/b/FA37F.jpghttp://www.grupoescolar.com/a/b/FA37F.jpg, acessada 10, acessada 10--0606--1313
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ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DA ÁGUA (ETA)
PROCESSO REALIZADO EM ETAPAS
1º- Coagulação/floculaçãoCoagulação/floculação2º- DecantaçãoDecantação
3º- FiltraçãoFiltração4º- DesinfecçãoDesinfecção
Estas operações têm como principais objetivos:Estas operações têm como principais objetivos:-- AA remoçãoremoção dede materialmaterial particuladoparticulado,, bactériasbactérias ee algasalgas-- RemoçãoRemoção dada matériamatéria orgânicaorgânica dissolvidadissolvida queque confereconfere corcor àà águaágua--.RemoçãoRemoção ouou destruiçãodestruição dede organismosorganismos patogênicospatogênicos taistais comocomobactériasbactérias ee vírusvírus
Estas operações podem sofrer variações dependendo podem sofrer variações dependendo da fonte de água e dos padrões de qualidade a serem alcançados
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A ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DA ÁGUA
Esquema simplificado de uma ETA *Esquema simplificado de uma ETA *(Linha líquida)
A ETA também tem uma estação de tratamento de sólidos (Linha sólidaLinha sólida)
São tratados os resíduos gerados na Linha líquida
(*) (*) http://www.aguasdesantoandre.pt/layout.asp?http://www.aguasdesantoandre.pt/layout.asp?areaarea=9&=9&subareasubarea=25=25, acessado dia 05, acessado dia 05--0606--131329
AS ETAPAS DO TRATAMENTO DA ÁGUA11-- Captação
A água que chega à Estação de Tratamento de Água é captada diretamente nosrios (águaságuas superficiaissuperficiais) ou no subsolo (águaságuas subterrâneassubterrâneas)
�������� LINHALINHA LÍQUIDALÍQUIDA
22-- Gradagem
São retirados da água os resíduos de maior dimensão como folhas, ramos,embalagens, etc., que ficam retidos em grades por onde a água é forçada a passarembalagens, etc., que ficam retidos em grades por onde a água é forçada a passar
�������� PROCESSOSPROCESSOS DEDE CLARIFICAÇÃOCLARIFICAÇÃO
33-- Floculação/ coagulação
SãoSão formados “flocos” comcom asas susbtânciassusbtâncias dispersasdispersas e um reagente floculante::os contaminantes co-precipitam com o Al(OH)Al(OH)33, p. ex., na etapa de DecantaçãoDecantação
�� melhora osos índicesíndices dede cor e sabor (partículas menores que 10-4 mm) e,turbidez (partículas > 10-4 mm)
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AS ETAPAS DO TRATAMENTO DA ÁGUAFloculação/ coagulação
SãoSão formados “flocos” comcom asas susbtânciassusbtâncias dispersasdispersas ee umum reagentereagente floculantefloculante::os contaminantes co-precipitam com o Al(OH)3, p. exx., na etapa de Decantação
�� melhora osos índicesíndices dede turbidez (partículas > 10-4 mm), cor e sabor (partículasmenores que 10-4 mm)
-- UsoUso dede agentesagentes “floculantes”“floculantes”:: Al2(SO4)3 ,, saissais dede ferroferro ee polímerospolímerosorgânicosorgânicos
NecessidadeNecessidade dede remoçãoremoção dede MgMg22++:: Al2 (SO4)3 ++ NaAlO2NecessidadeNecessidade dede remoçãoremoção dede MgMg :: Al2 (SO4)3 ++ NaAlO2
ExEx dede reaçãoreação emem águaágua levementelevemente alcalinaalcalina::
AlAl22(SO(SO44))33 14,3 H14,3 H22O + 3O + 3Ca(HCOCa(HCO33))22 �� 2 2 Al(OH)Al(OH)33 + 3CaSO+ 3CaSO44 + 6CO+ 6CO22 + 14,3H+ 14,3H22OO
� ANÁLISES PRÉVIAS são importantes para ajustar o pH , quando necessário
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AS ETAPAS DO TRATAMENTO DA ÁGUA
EstaEsta etapaetapa éé realizadarealizada emem câmarascâmaras ((floculadoresfloculadores)) ondeonde aa águaágua éé levementelevementeagitada,agitada, facilitandofacilitando aa aglutinaçãoaglutinação dede impurezasimpurezas
Água superficial sendo tratada em uma ETA, após a adição de um agente floculante
�������� Parte da purificação da água ocorre por meio de um processo de Parte da purificação da água ocorre por meio de um processo de “transferência de fase”“transferência de fase”
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AS ETAPAS DO TRATAMENTO DA ÁGUA
44-- Decantação
É um processo de separação física das partículas em suspensão,clarificandoclarificando aa águaágua e reduzindoreduzindo em grande porcentagem as impurezasimpurezas
� As partículas decantadas, mais “pesadas” que a água, ficamdepositadas no fundo do decantador
� Processo que dura, em média, 3 h� Processo que dura, em média, 3 h
55-- Filtração
A água passa por filtros de areia e/ou carvão ativado, nos quais ficamretidas as partículas pequenas (não decantadas) e uma infinidade desubstâncias solúveis (adsorção no carvão) � melhora mais acentuada nascaracterísticas como odor e sabor
�������� PROCESSOSPROCESSOS DEDE DESINFECÇÃODESINFECÇÃO 33
AS ETAPAS DO TRATAMENTO DA ÁGUA
66-- Desinfeção
(geralmente cloração ouou ozonização ouou radiação UV)
É a eliminação de microorganismos não retidos nas etapas anteriores
� Adição de “cloro” (gás ou solução de hipoclorito)
� Fluoretação: adição de “flúor”(fluorsilicato de sódio ouou ácido fluorsilícico)
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HH22SiFSiF66
CONSIDERAÇÕES SOBRE O TRATAMENTO DA ÁGUA (DESINFECÇÃO)
•• AA desinfecçãodesinfecção ocorreocorre parapara assegurarassegurar queque aa águaágua estejaesteja livrelivre dedemicroorganismosmicroorganismos patogênicospatogênicos
•• OsOs processosprocessos utilizadosutilizados temtem vantagensvantagens ee desvantagensdesvantagens !!
AA cloraçãocloração éé oo métodométodo dede desinfecçãodesinfecção maismais comumentecomumente utilizadoutilizadonana maioriamaioria dosdos paísespaíses
QuantidadesQuantidades suficientessuficientes dede “cloro”“cloro” sãosão adicionadasadicionadasàà águaágua visandovisando destruirdestruir ouou inativarinativar osos organismosorganismos alvoalvo
ÉÉ umum métodométodo confiável,confiável, dede relativorelativo baixobaixo custo,custo, simplicidadesimplicidadeoperacionaloperacional ee cujocujo excesso,excesso, nono tratamento,tratamento, favorecefavorece aa biosegurançabiosegurança nonoarmazenamentoarmazenamento ee transportetransporte dada águaágua tratadatratada 35
ReaçõesReações químicasquímicas::
OO gásgás clorocloro reagereage quasequase completamentecompletamente comcom aa águaágua formandoformando ooácidoácido hipoclorosohipocloroso::
ClCl22 + H+ H22O O HOClHOCl + H+ H++ + Cl+ Cl--
EmEm meiosmeios maismais alcalinos,alcalinos, oo ácidoácido hipoclorosohipocloroso sese dissocia,dissocia, gerandogerando
CONSIDERAÇÕES SOBRE O TRATAMENTO DA ÁGUA: DESINFECÇÃO COM CLORO
EmEm meiosmeios maismais alcalinos,alcalinos, oo ácidoácido hipoclorosohipocloroso sese dissocia,dissocia, gerandogerandoosos íonsíons HH++ ee OClOCl--::
HOClHOCl HH++ ++ OClOCl--
ESPÉCIES BACTERICIDAS DE “CLORO LIVRE”ESPÉCIES BACTERICIDAS DE “CLORO LIVRE”MAS MAS o Cl2 reage também com outras espécies
presentes na água, antes de se converter em HOCl ou OCl-
“Problema”“Problema”:: oo clorocloro reagereage comcom substânciassubstâncias orgânicasorgânicas presentespresentesnana águaágua produzindoproduzindo trialometanostrialometanos (THM)(THM):: CHX3 (X = cloro, bromo ouuma combinação de ambos) 36
�������� ProblemasProblemas dada desinfecçãodesinfecção comcom clorocloro
•• OO compostocomposto dede maiormaior preocupaçãopreocupação éé oo CHClCHCl33:: clorofórmioclorofórmio
ProdutoProduto dada reaçãoreação dodo HOClHOCl comcom matériamatéria orgânicaorgânica
CONSIDERAÇÕES SOBRE O TRATAMENTO DA ÁGUA: DESINFECÇÃO COM CLORO
•• OsOs THMTHM nãonão sãosão removidosremovidos dada águaágua atravésatravés dodo tratamentotratamentoconvencionalconvencional !!!!
�� DeveDeve--sese assegurarassegurar queque aa matériamatéria orgânicaorgânica estejaesteja ausenteausentedada águaágua queque vaivai serser submetidasubmetida àà cloraçãocloração !!
O O risco de contrair doenças risco de contrair doenças causadas por esses compostos é causadas por esses compostos é menormenor do do que o de contrair doenças por organismos patogênicos !que o de contrair doenças por organismos patogênicos !
37
Se a água contém fenol ou um derivado, o cloro substitui facilmente osátomos de hidrogênio do anel para dar lugar a fenóis clorados que alémdo gosto e odor “ofensivos”, são tóxicos
Troca-se o clorocloro por dióxidodióxido dede clorocloro quando o suprimento de
�������� OutroOutro pproblemaroblema dada desinfecçãodesinfecção comcom clorocloro
CONSIDERAÇÕES SOBRE O TRATAMENTO DA ÁGUA: DESINFECÇÃO COM CLORO E DIÓXIDO DE CLORO
Troca-se o clorocloro por dióxidodióxido dede clorocloro quando o suprimento deágua bruta está contaminado temporariamente com fenóisfenóis, sendo istousando especialmente nos EUA e Europa
ENTRETANTO,ENTRETANTO, oo usouso dodo ClOClO22..
nãonão éé umauma cloraçãocloraçãopropriamentepropriamente
ReaçãoReação dede obtençãoobtençãoObtenção a partir de clorito: ClO2
- ClO2.. + e- (realizada in situ)
oxidação 38
CONSIDERAÇÕES SOBRE O TRATAMENTO DA ÁGUA: DESINFECÇÃO COM CLORO E DIÓXIDO DE CLORO
Desvantagens na utilização de dióxido de cloro
• Assim como o ozônio, nãonão podepode serser estocadoestocado (explosivo) sendo geradoinin situsitu• “Pequenas” frações de dióxido de cloro são convertidas em íons ClO2
-
e ClO3- cuja presença RESIDUAL na água final pode causar problemas
Vantagens na utilização de dióxido de cloroO dióxido de cloro não é um agente de cloração: geralmente nãointroduz átomos de cloro nas substâncias com as quais reage
Oxida a matéria orgânica formando quantidades muitomuito menoresmenoresde subprodutos orgânicos tóxicos que quando é usado cloro molecular
e ClO3- cuja presença RESIDUAL na água final pode causar problemas
de saúde
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AS ETAPAS DO TRATAMENTO DA ÁGUA
�������� ANÁLISESANÁLISES DEDE CONTROLECONTROLE
ETAPA FINAL: análises físico-químicas e microbiológicas paraatestar a qualidade da águaágua ((PortariaPortaria númeronúmero 518518 dodo MinistérioMinistério dada SaúdeSaúde,, dede2525 dede marçomarço dede 20042004))
ARMAZENAGEMARMAZENAGEMARMAZENAGEMARMAZENAGEM
DISTRIBUIÇÃODISTRIBUIÇÃO PARAPARA ASAS RESIDÊNCIASRESIDÊNCIAS(podem ocorrer contaminações)
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�� NoNo tanquetanque dede decantaçãodecantação ficamficam resíduosresíduos::tratamentotratamento dada LinhaLinha SÓLIDASÓLIDA
Desidratação de Lamas“Sobram” resíduos provenientes dos processos de clarificação: lamas
� São encaminhadas para a desidratação (estabilizaçãoestabilização químicaquímica) eestabilizaçãoestabilização microbiológicamicrobiológica devido à grande quantidade de água
AS ETAPAS DO TRATAMENTO DA ÁGUA
-- AA desidrataçãodesidratação (secagem)(secagem) podepode serser feitafeita dede váriasvárias formasformas::evaporaçãoevaporação emem leitos,leitos, usouso dede filtrosfiltros (tipo(tipo prensa),prensa), etcetc
-- AA lamalama tratadatratada éé transportadatransportada parapara umum destinodestino finalfinal adequado,adequado, sendosendo possívelpossíveloo seuseu aproveitamentoaproveitamento comocomo aduboadubo orgânicoorgânico::
Composição, em % média, de lamas de Composição, em % média, de lamas de ETAsETAs após tratamentoapós tratamento
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REFERÊNCIAS CONSULTADAS
1 1 –– BAIRD, C., Química Ambiental, BAIRD, C., Química Ambiental, BookmanBookman, 2002, p. 483, 2002, p. 483--524.524.
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