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FoCo-Cecimig-DMTE-FaE-UFMG PIBID- Química -UFMG Coordenadores: Prof. Eduardo Fleury Mortimer Prof.Francisco Coutinho Profa. Penha Souza Silva

PROJETO ÁGUA EM FOCO: QUALIDADE DE VIDA E CIDADANIA

Aluno:_______________________________________________

Belo Horizonte Abril/2012

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Índice

1. Prezados Alunos................................................................................................................................3

2. Cronograma.......................................................................................................................................4

3. Água: importância e qualidade..........................................................................................................5

4. Resumo da Resolução CONAMA Nº 357, de 17 de março de 2005.................................................5

5. Resumo das Resoluções CONAMA: nº. 274, de 29/11/2000 e nº. 357, de 7/03/2005.....................8

6. Conhecendo a Lagoa da Pampulha: organizando a obtenção de informações..............................11

7. Tratando os dados relativos aos parâmetros de qualidade de água da Lagoa da Pampulha.........14

8. Solubilidade.....................................................................................................................................19

9. Parâmetro físico químico da água: Oxigênio Dissolvido..................................................................20

10. Reversibilidade e equilíbrio químico................................................................................................29

11. pH: definição e usos........................................................................................................................31

12. O pH como parâmetro físico-químico da água e sua influência em ambientes aquáticos..............32

13. O pH nos processos biológicos.......................................................................................................35

14. Roteiro Experimental: Análise do pH...............................................................................................40

15. Água: solvente universal..................................................................................................................44

16. Parâmetro físico-químico da água: Turbidez..................................................................................45

17. Parâmetro físico-químico da água: “Metais pesados” ou Metais Tóxicos.......................................51

18. Parâmetro físico-químico da água: Condutividade elétrica.............................................................56

19. Parâmetros biológicos da água: Coliformes....................................................................................61

20. Coleta de amostras: um passo importante......................................................................................68

21. Referências bibliográficas................................................................................................................70

22. Ficha de Campo...............................................................................................................................72

23. Anexos ............................................................................................................................................75

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PROJETO ÁGUA EM FOCO: QUALIDADE DE VIDA E CIDADANIA

1. Prezados alunos,

A sua escola foi selecionada para participar do Projeto Água em FoCo: qualidade de vida e

cidadania, coordenado, nesta escola, por alunos(as) dos cursos de licenciatura de Química e Biologia da

UFMG, com o apoio do(a) seu(sua) professor(a).

O objetivo deste projeto é a investigação de um problema real, relacionado à qualidade da água da

Lagoa da Pampulha, a partir dos conhecimentos que serão adquiridos em sala de aula. Os conhecimentos

adquiridos nas aulas geralmente são utilizados para solucionar problemas hipotéticos, criados pelos

professores, ou seja, problemas que não são reais. Este projeto trará um problema real que a população de

Belo Horizonte enfrenta no seu dia a dia: Como transformar a qualidade da água da Lagoa da Pampulha de

modo que ela possa ser usada pela população de Belo Horizonte para pescar e ter contato com a água,

como muitas pessoas já fazem atualmente?

Para investigar a qualidade da água da Lagoa da Pampulha, vocês coletarão amostras e analisarão

alguns parâmetros que possibilitarão concluir sobre a qualidade da água. Além disso, serão produzidos

gráficos e tabelas a partir de dados que foram obtidos junto à COPASA e à Secretaria Municipal de Meio-

Ambiente de Belo Horizonte, a quem agradecemos a disponibilidade. Esses dados, juntamente com as

informações que vocês irão obter trabalhando em grupo, subsidiarão a discussão do problema, a sua melhor

definição e as possíveis ações que poderiam ser adotadas para sua solução.

Inicialmente teremos algumas aulas nas quais aprenderemos a analisar a qualidade da água. Nestas

aulas teremos atividades práticas e discussão de procedimentos para coletar e analisar a água. Além disso,

aprenderemos sobre alguns parâmetros que são necessários para a análise de água. Em seguida faremos

um trabalho de campo, ou seja, coletar e analisar a água em alguns pontos da Lagoa da Pampulha. Para a

realização deste trabalho, a turma será dividida em grupos e cada grupo ficará responsável por analisar um

determinado parâmetro da água. Esta atividade, análise e coleta da água, demanda cooperação, cuidado

com segurança na manipulação de reagentes e da amostra de água coletada. Na semana seguinte serão

realizadas discussões em sala de aula a respeito da relação entre qualidade de água e qualidade de vida. A

partir da análise de dados, informações e do trabalho que vocês realizaram, serão discutidas as possíveis

soluções para o problema. Também prepararemos ações coletivas visando à sensibilização da população

para o problema e para as possíveis soluções que resultariam na melhoria da qualidade da água da lagoa.

Esperamos que gostem de participar deste projeto.

Licenciatura em Química e Biologia da UFMG/Projeto PIBID

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2. Cronograma

Data Aula Assunto

1 Apresentação do projeto e pré-teste

2 Qualidade de Água e qualidade de vida: discussão da resolução do CONAMA

3 Discutir e programar a investigação: dividir grupos por tarefa (obtenção de informações).

Análise e tratamento de dados históricos. Preparar trabalho para todo período

4 Parâmetros físico-químicos da água: Oxigênio Dissolvido - Solubilidade

5 Fatores que influenciam solubilidade dos gases e importância do oxigênio dissolvido para os

ambientes

6 Parâmetros físico-químicos da água: Oxigênio Dissolvido – Procedimento Experimental

7 Parâmetros físico-químicos da água: Oxigênio Dissolvido – Discussão dos resultados

8 Parâmetros físico-químicos da água: pH – Equilibro ácido base

9 Parâmetros físico-químicos da água: pH como medida de acidez e basicidade

10 Parâmetros físico-químicos da água: pH – Procedimento experimental

11 Parâmetros físico-químicos da água: pH – Influência do pH da água nos ambientes aquáticos

12 Exercícios

13 Parâmetros físico-químicos da água: Turbidez

14 Parâmetros físico-químicos da água: Turbidez – procedimento experimental

15 Parâmetros físico-químicos da água: metais pesados

16 Parâmetros físico-químicos da água: Condutividade elétrica

17 Parâmetros biológicos da água: coliformes

18 Apresentação dos trabalhos – grupos

19 Apresentação dos trabalhos - grupos

20 Procedimentos de amostragem e preparação da saída de campo

21 Saída ao campo para coleta e análise de dados

22 Apresentação dos relatórios da coleta

23 Debate com o poder público

24 Aplicação do pós-teste

25 Fechamento do projeto

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3. Água: importância e qualidade

A água tem influência direta sobre a saúde, a qualidade de vida e o desenvolvimento do ser

humano. Para a Organização Mundial da Saúde (OMS), “todas as pessoas, em qualquer estágio de

desenvolvimento e condições socioeconômicas, têm o direito de acesso a um suprimento adequado de

água potável e segura”. “Segura”, nesse contexto, refere-se a uma oferta de água que não representa

risco significativo à saúde, que é de qualidade suficiente para atender a todas as necessidades

domésticas, que está disponível continuamente e que tem um custo acessível. Essas condições podem

ser reunidas em cinco palavras-chave: qualidade, quantidade, continuidade, cobertura e custo.

Se o objetivo é melhorar a saúde pública, é vital que todas essas condições sejam consideradas

simultaneamente no momento de se definirem e se manterem programas de qualidade e

abastecimento de água. Ainda assim a prioridade deve ser, sempre, providenciar e garantir o acesso de

toda a população a alguma forma de suprimento de água potável.

Qualquer coleção de águas é um ecossistema, onde vegetais, animais e minerais convivem. Do

equilíbrio dessa convivência depende a vida dos seres vivos presentes nessa coleção. Basicamente,

animais e vegetais podem se alimentar e se reproduzir, dando sequência à sua história na Natureza.

Mesmo em condições bastante adversas, alguns desses seres podem se alimentar e se multiplicar.

Grande parte dos seres vivos depende do oxigênio, quer direta, quer indiretamente. Os animais que

vivem no meio aquático, em sua maioria, utilizam, para a sua respiração, o oxigênio que está dissolvido

nessas águas.

Qualquer ação, antrópica (causada pelo homem) ou não, que diminua a quantidade de oxigênio

dissolvido na água, prejudica a “saúde” desses animais e indiretamente a dos vegetais.

Como sabemos, a água tem um imenso leque de uso e um papel fundamental no equilíbrio

ecológico. Para falar em “qualidade” de água é preciso definir o destino que se deseja dar à mesma.

Sendo assim, podemos analisar alguns parâmetros que inferem na qualidade da água, de acordo com

a sua aplicação e os valores padrões de referência, que são dados nas diversas resoluções do

Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA.

4. Resumo da Resolução CONAMA Nº 357, de 17 de março de 2005

Para efeito desta Resolução são adotadas as seguintes definições:

I- Águas doces: águas com salinidade igual ou inferior a 0,5%. II- Águas salobras: águas com salinidade superior a 0,5% e inferior a 30%. III- Águas salinas: águas com salinidade igual ou superior a 30%.

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Definições Classe Usos Preponderantes

Águas Doces

Especial Águas destinadas ao abastecimento para consumo humano, com desinfecção; preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas, e a preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral.

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Águas destinadas ao abastecimento para consumo humano, após tratamento simplificado; à proteção das comunidades aquáticas; à recreação de contato primário, tais como: natação, esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA nº 274, de 2000; à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película; e à proteção das comunidades aquáticas em Terras Indígenas.

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Águas destinadas ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional; à proteção das comunidades aquáticas; à recreação de contato primário, tais como: natação, esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA nº 274, de 2000; à irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os quais o público possa vir a ter contato direto; e à aqüicultura e a atividade de pesca.

3 Águas destinadas ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional ou avançado; à irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras; a pesca amadora; a recreação de contato secundário; e a dessedentação de animais.

4 Águas destinadas à navegação; à harmonia paisagística.

Águas salinas

Especial Águas destinadas à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral; e à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas.

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Águas destinadas à recreação de contato primário, conforme Resolução CONAMA nº 274, de 2000; à proteção das comunidades aquáticas e à aquicultura e a atividade de pesca.

2 Águas destinadas à pesca amadora; e a recreação de contato secundário.

3 Águas destinadas à navegação; à harmonia paisagística.

Águas salobras

Especial Águas destinadas à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral; e à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas.

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Águas destinadas à recreação de contato primário, conforme Resolução CONAMA nº 274, de 2000; à proteção das comunidades aquáticas; à aqüicultura e a atividade de pesca; ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional ou avançado; à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película, e à irrigação de parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os quais o público possa vir a ter contato direto.

2 Águas destinadas à pesca amadora; e a recreação de contato secundário.

Algumas classificações a respeito da qualidade de água:

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I - Águas Doces: Classe 1:

- Materiais flutuantes, inclusive, espumas não naturais: virtualmente ausentes. - Óleos e graxas: virtualmente ausentes. - Substâncias que comuniquem gosto ou odor: virtualmente ausentes. - Corantes provenientes de fontes antrópicas: virtualmente ausentes. - Resíduos sólidos objetáveis: virtualmente ausentes. - Oxigênio dissolvido, em qualquer amostra, não inferior a 6mg/L O2.

- Turbidez até 40 unidades nefelométricas de turbidez (UNT). - pH: 6,0 a 9,0.

Classe 2: Aplicam-se às águas doces de classe 2 as condições da classe 1, à exceção dos seguintes:

- Não será permitida a presença de corantes provenientes de fontes antrópicas que não sejam removíveis por processo de coagulação, sedimentação e filtração convencionais. - Turbidez: até 100 UNT. - Oxigênio dissolvido, em qualquer amostra, não inferior a 5mg/L O2. - pH: 6,0 a 9,0.

Classe 3:

- Materiais flutuantes, inclusive, espumas não naturais: virtualmente ausentes. - Óleos e graxas: virtualmente ausentes. - Substâncias que comuniquem gosto ou odor: virtualmente ausentes. - Não será permitida a presença de corantes provenientes de fontes antrópicas que não sejam removíveis por processo de coagulação, sedimentação e filtração convencionais. - Resíduos sólidos objetáveis: virtualmente ausentes. - Oxigênio dissolvido, em qualquer amostra, não inferior a 4mg/L O2.

- Turbidez: até 100 UNT. - pH: 6,0 a 9,0.

Classe 4:

- Materiais flutuantes, inclusive espumas não naturais: virtualmente ausentes. - Odor e aspecto: não objetáveis. - Óleos e graxas: toleram-se iridescências . - Oxigênio dissolvido, em qualquer amostra, superior a 2mg/L O2. - Substâncias facilmente sedimentáveis que contribuam para o assoreamento de canais de navegação: virtualmente ausentes. - pH: 6,0 a 9,0.

II - Águas salinas: Classe 1:

- Materiais flutuantes: virtualmente ausentes. - Óleos e graxas: virtualmente ausentes. - Substâncias que produzem odor e turbidez: virtualmente ausentes. - Corantes provenientes de fontes antrópicas: virtualmente ausentes. - Resíduos sólidos objetáveis: virtualmente ausentes. - Oxigênio dissolvido, em qualquer amostra, não inferior a 6 mg/L de O2. - pH: 6,5 a 8,5, não devendo haver uma mudança do pH natural maior do que 0,2 unidade.

Classe 2:

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Aplicam-se às águas salinas de classe 2 as condições da classe 1, à exceção do seguinte:

- Oxigênio dissolvido, em qualquer amostra, não inferior a 5 mg/L. Classe 3:

- Materiais flutuantes, inclusive, espumas não naturais: virtualmente ausentes. - Óleos e graxas: toleram-se iridescência. - Substâncias que produzem odor e turbidez: virtualmente ausentes. - Corantes provenientes de fontes antrópicas: virtualmente ausentes. - Resíduos sólidos objetáveis: virtualmente ausentes. - Oxigênio dissolvido, em qualquer amostra, não inferior a 4.mg/L. - pH: 6,5 a 8,5, não devendo haver uma mudança do pH natural maior do que 0,2 unidade.

III - Águas Salobras: Classe1:

- Materiais flutuantes: virtualmente ausentes. - Óleos e graxas: virtualmente ausentes. - Substâncias que produzem cor, odor e turbidez: virtualmente ausentes. - Resíduos sólidos objetáveis: virtualmente ausentes. - Oxigênio dissolvido, em qualquer amostra, não inferior a 5 mg/L. - pH: 6,5 a 8,5.

Classe 2: Aplicam-se às águas salobras de classe 2 as condições da classe 1, à exceção do seguinte:

- Oxigênio dissolvido, em qualquer amostra, não inferior a 4 mg/L.

Classe 3: - Materiais flutuantes: virtualmente ausentes. - Óleos e graxas: toleram-se iridescência. - Substâncias que produzem cor, odor e turbidez: virtualmente ausentes. - Substâncias facilmente sedimentáveis que contribuam para o assoreamento de canais de navegação: virtualmente ausentes. - Oxigênio dissolvido, em qualquer amostra, não inferior a 3mg/L. - pH: 5 a 9.

5. Resumo da Resolução CONAMA: nº. 274, de 29/11/2000 e nº. 357, de 7/03/2005

5.1 Coliformes e metais pesados

Considerando ser a classificação das águas em doce, salobra e salina essencial à defesa dos seus níveis de qualidade, são avaliados por parâmetros e indicadores específicos os teores de coliformes fecais e metais pesados, de modo a assegurar condições de balneabilidade, priorizando a saúde e o bem-estar humano, bem como o equilíbrio ecológico aquático não devendo ser afetado pela deterioração da qualidade das águas. 5.1.1 Coliformes Fecais

Art. 1º Para efeito desta Resolução são adotadas as seguintes definições: a) Coliformes fecais (termotolerantes): bactérias pertencentes ao grupo dos coliformes totais caracterizadas pela presença da enzima ß-galactosidase e pela capacidade de fermentar a lactose com

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produção de gás em 24 horas à temperatura de 44-45°C em meios contendo sais biliares ou outros agentes tensoativos com propriedades inibidoras semelhantes. Além de presentes em fezes humanas e de animais podem, também, ser encontradas em solos, plantas ou quaisquer efluentes contendo matéria orgânica; b) Escherichia coli: bactéria pertencente à família Enterobacteriaceae, caracterizada pela presença das enzimas ß-galactosidase e ß-glicuronidase. Cresce em meio complexo à 44-45°C, fermenta lactose e manitol com produção de ácido e gás e produz indol a partir do aminoácido triptofano. A Escherichia coli é abundante em fezes humanas e de animais, tendo, somente, sido encontrada em esgotos, efluentes, águas naturais e solos que tenham recebido contaminação fecal recente; c) Enterococos: bactérias do grupo dos estreptococos fecais, pertencentes ao gênero Enterococcus (previamente considerado estreptococos do grupo D), que se caracterizam pela alta tolerância às condições adversas de crescimento, tais como: capacidade de crescer na presença de 6,5% de cloreto de sódio, a pH 9,6 e nas temperaturas de 10° e 45°C. A maioria das espécies dos Enterococcus é de origem fecal humana, embora possam ser isolados de fezes de animais;

§ 1º As águas consideradas próprias (para banho) poderão ser subdivididas nas seguintes categorias:

Excelente: quando em 80% ou mais de um conjunto de amostras obtidas em cada uma das

cinco semanas anteriores, colhidas no mesmo local, houver, no máximo, 250 coliformes fecais (termotolerantes) ou 200 Escherichia coli ou 25 Enterococos por l00 mililitros;

Muito Boa: quando em 80% ou mais de um conjunto de amostras obtidas em cada uma das cinco semanas anteriores, colhidas no mesmo local, houver, no máximo, 500 coliformes fecais (termotolerantes) ou 400 Escherichia coli ou 50 Enterococos por 100 mililitros;

Satisfatória: quando em 80% ou mais de um conjunto de amostras obtidas em cada uma das cinco semanas anteriores, colhidas no mesmo local, houver, no máximo, 1.000 coliformes fecais (termotolerantes) ou 800 Escherichia coli ou 100 Enterococos por 100 mililitros.

5.1.2 Metais Pesados

O termo metais pesados é de definição ambígua, mas vem sendo intensamente utilizado na literatura científica como referência a um grupo de elementos amplamente associados à poluição, contaminação e toxicidade. Conceitualmente metais pesados são definidos como elementos que possuem densidade superior a 6 g/cm3 ou raio atômico maior que 20. Essa definição é abrangente e inclui, inclusive, alguns ametais ou semimetais, como As (arsênio) e Se (selênio).

Entretanto, a definição mais difundida é aquela relacionada com a saúde pública: metais pesados são aqueles que apresentam efeitos adversos à saúde humana, sendo quimicamente (altamente) reativos e bio-acumulativos, ou seja, o organismo não é capaz de eliminá-los.

Efeito tóxico agudo: efeito deletério aos organismos vivos causado por agentes físicos ou

químicos, usualmente letalidade ou alguma outra manifestação que a antecede, em um curto período de exposição.

Efeito tóxico crônico: efeito deletério aos organismos vivos causados por agentes físicos ou

químicos que afetam uma ou várias funções biológicas dos organismos, tais como a reprodução, o crescimento e o comportamento, em um período de exposição que pode abranger a totalidade de seu ciclo de vida ou parte dele.

Para detecção destes poluentes, são feitas medidas ecotoxicológicas, realizados para determinar o efeito deletério de agentes físicos ou químicos a diversos organismos aquáticos; e medidas toxicológicas, realizados para determinar o efeito deletério de agentes físicos ou químicos a diversos organismos visando avaliar o potencial de risco à saúde humana.

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O monitoramento da água é feito obedecendo alguns parâmetros de qualidade usando substâncias ou outros indicadores representativos da qualidade da mesma.

As possíveis interações entre as substâncias e a presença de contaminantes não listados na Resolução do CONAMA 357, passíveis de causar danos aos seres vivos, deverão ser investigadas utilizando-se ensaios ecotoxicológicos, toxicológicos ou outros métodos cientificamente reconhecidos. No Art. 10º são encontrados os valores máximos estabelecidos para os parâmetros relacionados em cada uma das classes de enquadramento da água, que deverão ser obedecidos nas condições de vazão de referência. Condições de qualidade de água doce classe 1:

Coliformes termotolerantes: para o uso de recreação de contato primário deverão ser obedecidos os padrões de qualidade de balneabilidade, previstos na Resolução CONAMA nº 274, de 2000. Para os demais usos, não deverá ser excedido um limite de 200 coliformes termotolerantes por 100 mililitros em 80% ou mais, de pelo menos 6 amostras, coletadas durante o período de um ano, com frequência bimestral. A E. Coli poderá ser determinada em substituição ao parâmetro coliformes termotolerantes de acordo com limites estabelecidos pelo órgão ambiental competente.

Tabela 5.1 - Classificação das águas doces (Classe tipo 1) admitindo um valor de concentração máxima de metais pesados para um padrão de qualidade.

Parâmetros Inorgânicos Valor Máximo de

Concentração em mg/L

Alumínio dissolvido 0,1

Arsênio total 0,01

Cádmio total 0,001

Chumbo total 0,01

Cobre dissolvido 0,009

Cromo total 0,05

Mercúrio total 0,0002

Níquel total 0,025

Condições de qualidade de água doce classe 2:

Coliformes termotolerantes: para uso de recreação de contato primário deverá ser obedecida a Resolução CONAMA no 274, de 2000. Para os demais usos, não deverá ser excedido o limite de 1.000 coliformes termotolerantes por 100 mililitros em 80% ou mais de pelo menos 6 (seis) amostras coletadas durante o período de um ano, com frequência bimestral. A E. coli poderá ser determinada em substituição ao parâmetro coliformes termotolerantes de acordo com limites estabelecidos pelo órgão ambiental competente;

Tabela 5.2 - Classificação das águas doces (Classe tipo 2) admitindo um valor de concentração máxima de metais pesados e derivados para um padrão de qualidade.

Parâmetros Inorgânicos * Valor Máximo de

Concentração µg/L

Arsênio total 0,14

*Padrões para corpos de água onde haja pesca ou cultivo de organismos para fins de consumo intensivo.

Condições de qualidade de água doce classe 3:

Coliformes termotolerantes: para o uso de recreação de contato secundário não deverá ser excedido um limite de 2500 coliformes termotolerantes por 100 mililitros em 80% ou mais de pelo

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menos 6 amostras, coletadas durante o período de um ano, com freqüência bimestral. Para dessedentação de animais criados confinados não deverá ser excedido o limite de 1000 coliformes termotolerantes por 100 mililitros em 80% ou mais de pelo menos 6 amostras, coletadas durante o período de um ano, com freqüência bimestral. Para os demais usos, não deverá ser excedido um limite de 4000 coliformes termotolerantes por 100 mililitros em 80% ou mais de pelo menos 6 amostras coletadas durante o período de um ano, com periodicidade bimestral. A E. Coli poderá ser determinada em substituição ao parâmetro coliformes termotolerantes de acordo com limites estabelecidos pelo órgão ambiental competente;

Tabela 5.3 - Classificação das águas doces (Classe tipo 3) admitindo um valor de concentração máxima de metais pesados para um padrão de qualidade.

Parâmetros Inorgânicos Valor Máximo de

Concentração em mg/L

Alumínio dissolvido 0,2

Arsênio total 0,033

Cádmio total 0,01

Chumbo total 0,033

Cobre dissolvido 0,013

Cromo total 0,05

Mercúrio total 0,002

Níquel total 0,025

6. Conhecendo a Lagoa da Pampulha: organizando a obtenção de informações Nesta aula você vai ter oportunidade de delimitar um pouco mais o problema que estamos investigando relacionado à Lagoa da Pampulha. Para que o problema seja investigado é necessário obter várias informações sobre a lagoa, o que vai demandar consulta a livros, internet, realizar entrevistas, etc. A seguir apresentamos alguns roteiros para orientar essa busca de informações. Seu grupo deverá pesquisar um desses roteiros e responder às questões com o maior número de detalhes possíveis. Posteriormente, nas aulas 18 e 19, seu grupo deverá apresentar essas informações para toda a classe, usando cartazes e outros recursos. 6.1. Legislação e o que vem sendo feito para melhorar a qualidade da água da lagoa

A lista de questões a seguir tem por objetivo orientar a pesquisa quanto à legislação vigente a respeito da Lagoa da Pampulha e quanto ás medidas que estão sendo tomadas para o seu tratamento. Para respondê-las, você pode consultar a internet, livros e outras fontes caso ache necessário:

1. A Lagoa da Pampulha é responsabilidade do governo estadual ou municipal? 2. Existe alguma legislação específica para a Lagoa da Pampulha? Como são divididas as

responsabilidades? 3. É permitido a qualquer empresa que faça o lançamento de seus rejeitos (efluentes) na lagoa da

Pampulha? 4. Caso alguma empresa esteja desrespeitando a legislação vigente e poluindo a Lagoa da

Pampulha, qual é a punição prevista? 5. Que medidas são tomadas para a melhoria das condições da Lagoa da Pampulha? 6. A Lagoa da Pampulha recebe águas de diversos pequenos rios, por exemplo, o Ressaca. Esses

rios recebem tratamento? 7. Existe alguma previsão de quando a Lagoa estará despoluída?

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6.2. Utilização da Lagoa

A lista de questões a seguir tem por objetivo orientar o tipo de entrevista a ser feita com as pessoas que frequentam a Lagoa da Pampulha. Você precisará ir à Lagoa em um final de semana para realizar as entrevistas.

1. Durante o tempo em que esteve na Lagoa da Pampulha, você observou alguém entrar na Lagoa? Em caso afirmativo, por que essa pessoa entrou? Ela fazia alguma ideia dos riscos de contaminação aos quais estava exposta?

2. Na sua visita à Lagoa, você percebeu alguém pescando? Em caso afirmativo, conte o número de pescadores.

3. A Lagoa é visitada por crianças? Se sim, o que elas faziam? Tiveram contato com á água ou peixes?

4. Quais os motivos (necessidade ou lazer) que levam essas pessoas a pescar na Lagoa? 5. Os pescadores têm noção do risco de contaminação que os peixes representam? 6. Alguns dos pescadores já tiveram problemas de saúde que possam ser atribuídos à qualidade

dos peixes? 7. Os pescadores vêm de quais bairros? Procure no mapa a localização desses bairros e verifique

se estão próximos ou distantes da Lagoa da Pampulha. 8. Qual a principal espécie de peixe pescado na Lagoa da Pampulha?

OBS: Várias questões poderão ser apresentadas de forma estatística. Por exemplo, você perguntou a 25 pescadores qual o bairro em que residem. Dois pescadores responderam que moram no bairro Leblon. Assim, para descobrir qual a porcentagem dos pescadores que moram no bairro Leblon, basta fazer a divisão desse número (2) pelo número de pescadores consultados (25). Multiplicando o resultado por 100, você terá a porcentagem. O resultado será 8%. 6.3. População local

Este trabalho implica a realização de entrevistas com os moradores e as empresas localizadas no entorno da Lagoa da Pampulha. Dessa forma, é fundamental uma visita à Lagoa. Questões a serem respondidas:

1. Qual o sentimento da população local com relação à situação da Lagoa da Pampulha? 2. Entre em contato com associações que cuidam da preservação da Lagoa. Entreviste alguém

dessa associação, usando questões deste roteiro e outras que vocês imaginarem. Existe envolvimento da população local com alguma organização de proteção à Lagoa?

3. Pergunte aos moradores se eles contribuem para a poluição da Lagoa da Pampulha. 4. Apresente esses resultados de forma estatística. Para tanto, divida o número de moradores

que declararam contribuir para a poluição da Lagoa pelo número total de entrevistados e multiplique por 100. Essa será a porcentagem que contribui para a poluição da Lagoa. O mesmo cálculo deve ser realizado para os que se declararam não poluidores da Lagoa.

5. Segundo a população local, os visitantes contribuem para a poluição da Lagoa? 6. A população local constatou melhorias das condições da Lagoa nos últimos anos? 7. As empresas declaram lançar os seus rejeitos (efluentes) na Lagoa da Pampulha? 8. As empresas adotam alguma medida relativa à poluição da Lagoa da Pampulha?

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6.4. Tratamentos bem sucedidos – Rio Tâmisa

O rio Tâmisa, na Inglaterra, ficou conhecido como o ‘’Grande Fedor’’ quando, em 1858, as sessões do Parlamento foram suspensas devido ao mau cheiro. A poluição do rio também estava na consciência dos ingleses por causa da morte do príncipe Alberto, marido da rainha Vitória. Alberto morreu de febre tifóide devido à insalubridade das águas do rio.

O Tâmisa deixou de ser considerado potável por volta de 1610. Entretanto, o projeto de despoluição só começou a ser esboçado no século XIX. Além do mau cheiro, as epidemias de cólera das décadas de 1850 a 1860 foram fundamentais para que o governo decidisse construir um sistema de captação de esgotos da cidade. Ao todo, foram quase 150 anos de investimentos na despoluição das águas do rio que corta Londres.

O projeto de limpeza do Tâmisa começou a ser delineado em 1895. Os primeiros resultados do trabalho apareceriam apenas em 1930. No início, os engenheiros criaram um sistema de captação do esgoto da cidade de Londres que despejava os dejetos quilômetros abaixo de onde o rio cortava a região metropolitana. Entretanto, o crescimento da população fez com que a mancha de poluição subisse novamente o rio e o tornasse poluído na região londrina.

Em 1950, o Tâmisa era considerado, outra vez, morto. A nova iniciativa do governo foi a construção das primeiras estações de trabalho de esgoto da cidade. Já na década de 70, os sinais iniciais de que os resultados estavam sendo alcançados apareceram. Prova era o flagrante do reaparecimento do salmão – peixe sensível à poluição e exigente em matéria de água limpa. (Revista Época, 13 dez. 2004).

Usando como fonte de pesquisa a Internet, livros e revistas, responda as questões:

1. Qual o principal fator de poluição do rio Tâmisa até os anos 50? 2. Quais medidas foram tomadas para a despoluição do rio Tâmisa? 3. Qual foi o capital necessário ao projeto de despoluição do rio? 4. No caso do rio Tâmisa, houve mobilização popular pela necessidade de tratamento do rio? 5. Com base na pesquisa realizada para a questão 2, alguma das medidas usadas no rio Tâmisa

são ou já foram usadas na Lagoa da Pampulha? 6.5. Tratamentos bem sucedidos – Lago Paranoá O Lago Paranoá em Brasília apresenta algumas semelhanças com a Lagoa da Pampulha. Usando como fonte de pesquisa a Internet, livros e revistas, responda as questões abaixo:

1. Quando foi criado o lago Paranoá? 2. Quais problemas ambientais que o lago apresentou ao longo dos anos? 3. Quais foram as medidas do poder público para resolver estes problemas? 4. Qual a situação atual do lago?

6.6. Eutrofização e cianobactérias A Lagoa da Pampulha apresenta diversos problemas ambientais, dentre eles a eutrofização e a proliferação de cianobactérias. Usando como fonte de pesquisa a Internet, livros e revistas, responda as questões abaixo:

1. O que é eutrofização? 2. O que causa a eutrofização de uma lagoa? 3. O que são cianobactérias? 4. Quais fatores aumentam a proliferação de cianobactérias na Lagoa da Pampulha? Quais as

consequências ambientais?

14

6.7- Biodiversidade da Lagoa da Pampulha e bioindicadores de qualidade da água Apesar dos problemas ambientais, existem animais que vivem na Lagoa da Pampulha. Usando como fonte de pesquisa, entrevistas, a Internet, livros e revistas, responda as questões a seguir:

1. Pesquise as principais espécies animais que vivem na lagoa atualmente, quais espécies viviam na lagoa há alguns anos atrás? Quais as principais modificações?

2. O que são bioindicadores de qualidade da água e como eles podem ser utilizados na Lagoa da Pampulha para monitorar sua qualidade?

3. Porque nem sempre podemos considerar que a presença de animais e de outros seres vivos em um determinado ambiente é uma indicadora de boa qualidade de água?

6.8- Tratamento de esgoto

1. O que é tratamento de esgoto? 2. Pesquise alguns métodos de tratamento de esgoto. 3. Quantas e quais estações de tratamento de esgoto existem em Belo Horizonte? 4. Pesquise o que são e qual a diferença entre ETE, ETA, ETEF e ETAF.

7- Tratando os dados relativos aos parâmetros de qualidade de água da Lagoa da Pampulha

7.1 – Para que tratar dados?

Na segunda feira, logo após uma rodada do campeonato brasileiro de futebol, os jornais trazem uma

tabela com a pontuação e a quantidade de jogos, vitórias, empates e derrotas de todos os times participantes. Mesmo quem não acompanhou o campeonato desde o inicio é capaz de ficar por dentro do assunto se prestar atenção nos gráficos e tabelas. Bom, não é?

A importância de se interpretar corretamente tabelas e gráficos é inquestionável. Como foi relatado, os meios de comunicação utilizam dessas ferramentas (tabelas e gráficos) para disponibilizar noticias do dia a dia de forma mais clara e rápida. Para compreender esse tipo de informação, temos que dominar essa linguagem, que utiliza números, palavras e recursos gráficos.

A tabela é a melhor forma de organizar os resultados de uma pesquisa estatística. Nessa, a informação é apresentada em linhas e colunas, possibilitando uma primeira análise.

Para se construir uma tabela é necessário seguir os seguintes tópicos:

Propor um título autoexplicativo para a tabela;

A tabela deve apresentar linhas e colunas onde serão inseridos os dados;

Rotular as colunas e incluir as unidades de medida;

Tente trocar de orientação (linhas por colunas ou vive-versa) e verifique se isso melhora a apresentação dos dados.

Tabela 7.1: Concentração de Óleos e Graxas na Lagoa da Pampulha

Data Óleos e Graxas em mg/L

4/09/2002 2,0

12/09/2002 2,2

1/10/2002 2,8

9/10/2002 0,4

5/11/2002 0,4

15

Mas, nem sempre a tabela permite que você visualize o que a pesquisa indica. Nesse caso, a solução é transformar os dados em um gráfico.

Os gráficos demonstram o comportamento de um conjunto de variáveis que se relacionam e podem ser comparadas. Mostraremos os três tipos mais comuns:

1. Gráficos de barras: são os mais utilizados quando há uma grande quantidade de dados a ser

exibidos, e a intenção é comparar dados. Um exemplo é mostrado no gráfico 1, que compara os valores de turbidez das águas da Lagoa da Pampulha em diferentes pontos, ao longo do anos.

Gráfico 7.1 – Comparação da turbidez nas águas dos pontos 3 (Ressaca) e 12 (Clube BH) da Lagoa da Pampulha ao longo dos anos.

2. Gráficos de linha: são mais usados quando a intenção é analisar a variação de um dado em

determinado período.

Gráfico 2- variação da quantidade de coliformes termotolerantes ao longo do tempo no córrego Ressaca que desagua na lagoa da Pampulha.

3. Gráficos de pizza: são os gráficos de setores (conhecidos como "pizza"): são mais indicados para mostrar poucos números. Os dados de um gráfico desse tipo são úteis para atribuir valores comparativamente e sempre se referem a um mesmo universo, como, por exemplo, a principal divisão entre os motivos que levam as pessoas a pescarem na lagoa da Pampulha.

0

10

20

30

40

50

60

2002 2003 2004 2005 2006

Variação da turbidez (UT) ao longo dos anos

Mês de Maio Ponto 3

Mês de Maio Ponto 12

16

Gráfico 3 - Motivos que levam as pessoas a pescar na lagoa da Pampulha – Dados da pesquisa dos PIBID 2009

Para que gráficos de linha e de barras sejam construídos de forma clara e objetiva é necessário

respeitar algumas regras simples:

Proponha um título auto explicativo;

O eixo horizontal é chamado de eixo das abscissas (x) e o vertical de eixo das ordenadas (y);

Figura 7.1 Eixos coordenados

A variável independente deve ser colocada no eixo horizontal(x) e a variável dependente no eixo

vertical (y);

Rotule os eixos apropriadamente, incluindo unidades de medida;

As escalas devem crescer da esquerda para a direita, e de baixo para cima;

As escalas dos eixos x e y não devem ser, necessariamente, iguais;

Antes de iniciar a construção de um gráfico deve-se verificar a escala a ser usada levando em consideração os valores extremos, ou seja, o maior e o menor valor assumido por ambas as variáveis do gráfico. Divide-se então o espaço disponível, em cada eixo, para que acomode todos os pontos experimentais;

Se necessário, inclua uma legenda.

7.2 – Exercícios

1. A condutividade indica a facilidade de um material para conduzir corrente elétrica e sua unidade é

o Siemens por metro, sendo mais comumente expressa por mS/cm ou S/cm. A COPASA utiliza essa medida como parâmetro de qualidade de água. Na tabela 7.2 encontram-se os

17

valores de condutividade em determinado período. A partir dos dados da tabela construa um gráfico de linhas com uma escala que facilite a visualização.

Tabela 7.2 – Medidas de condutividade da água da Lagoa da Pampulha em várias datas do ano de 2002

Data Condutividade (mS/cm)

4/9/2002 255

12/9/2002 280

1/10/2002 290

9/10/2002 310

5/11/2002 245

19/11/2002 180

2. Por meio da observação e da interpretação do gráfico, responda as questões propostas:

Gráfico 7.4 – Concentração de óleos e graxas na Lagoa da Pampulha em datas de 2002 e 2003

a) A concentração de Óleo e Graxa variou de quanto no período entre 4/9/2002 a 21/10/2002? b) Em qual data a concentração de Óleos e Graxas foi menor? E a maior? (Dica: Observe a escala) c) Em que período não ocorreu variação na concentração de óleos e graxas?

3. Os metais pesados são grandes problemas para o meio ambiente e geram vários transtornos ao homem. De acordo com dados da COPASA, a quantidade de zinco de janeiro a dezembro do ano de 2003 foi, nessa ordem: 0,090 / 0,060 / 0,066 / 0,059 / 0,095 / 0,085 / 0,120 / 0,080 / 0,093 / 0,075 / 0,132 / 0,080 mg/L.

a) Construa uma tabela com os dados. b) Construa um gráfico com os dados (use a folha da página seguinte).

Óleos e Graxas na Lagoa da Pampulha

0,01,02,03,04,05,06,07,08,0

4/9/

2002

18/9

/2002

2/10

/2002

16/1

0/200

2

30/1

0/200

2

13/1

1/200

2

27/1

1/200

2

11/1

2/200

2

25/1

2/200

2

8/1/

2003

Data

co

ncen

traçã

o d

e

Óle

os e

Gra

xas (

mg

/L)

18

19

7.3 - Vamos nos organizar para trabalhar os dados

Você vai trabalhar com seu grupo na produção de gráficos e tabelas para organizar os dados de parâmetros de qualidade da água da Lagoa da Pampulha obtidos pela COPASA. Você deve preparar uma apresentação desses dados com a maior quantidade de informações possíveis. Cada grupo vai trabalhar com um conjunto de dados:

Grupo 1: Oxigênio dissolvido Grupo 2: pH e nitrogênio amoniacal Grupo 3: Turbidez e fósforo total Grupo 4: Condutividade Grupo 5: Metais pesados – Mercúrio (Hg); Cádmio (Cd) e Manganês (Mn) Grupo 6: Metais pesados – Chumbo (Pb); Arsênio (As) e Ferro (Fe) Grupo 7: Coliformes Grupo 8: Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)

Para enriquecer sua pesquisa, as questões abaixo servirão de auxílio para direcionamento de estudo e todas deverão ser relacionadas ao parâmetro: 1 - Representação gráfica da variação do parâmetro a ser pesquisado ao longo dos anos, em um determinado mês, para cada ponto da lagoa (pontos 10, 11 e 12). Fazer um único gráfico contendo 3 curvas. 2 - Representação gráfica da variação do parâmetro a ser pesquisado ao longo dos anos, em um determinado mês, para cada ponto córregos afluentes (pontos 3 e 4). Fazer um único gráfico contendo 2 curvas. 3 - Representação da variação do parâmetro, durante um ano, em um ponto da lagoa (um para cada integrante do grupo).

4 - Interpretar as informações obtidas dos gráficos, discutir os resultados, com o auxílio da resolução do

CONAMA e com informações obtidas de outras fontes.

8. Solubilidade

Para responder às questões que se seguem, consulte o gráfico a seguir.

Gráfico 8.1 : Solubilidade de alguns sais em água versus temperatura

20

1.Complete a tabela 8.1 de acordo com as informações obtidas no gráfico 8.1.

Tabela 8.1 Solubilidade de alguns sais em água em algumas temperaturas

Material

Solubilidade na temperatura indicada (em g/100g de água)

20°C 40°C 60°C 80°C

NaCl (Cloreto de sódio)

Pb(NO3)2 (nitrato de chumbo)

KNO3 (Nitrato de potássio)

CsSO4 (Sulfato de césio)

2. Com base nas informações do quadro acima e do gráfico de solubilidade X temperatura,

responda:

a) Em qual dos sais o efeito da temperatura sobre a solubilidade é mais acentuado?

b) Em que temperatura a solubilidade do nitrato de chumbo é igual à do nitrato de potássio?

c) Em que temperatura a solubilidade do cloreto de sódio é igual à do nitrato de potássio?

d) À temperatura de 20°C, qual dos sais relacionados no quadro acima é mais solúvel em água?

Qual é menos solúvel?

e) À temperatura de 60°C, qual dos sais relacionados no quadro anterior é mais solúvel em água?

Qual é menos solúvel?

f) Se você for resfriar até 20°C uma solução saturada de nitrato de chumbo, que foi preparada a

80°C, usando 100g de água, qual a massa de nitrato de chumbo que ficará insolúvel e

depositará no fundo do béquer?

3. A solubilidade é uma propriedade específica? Explique.

9. Parâmetro físico-químico da água: Oxigênio Dissolvido

9.1Questões Preliminares Um dos parâmetros mais importantes para classificar um determinado volume de água, como de

qualidade, é a quantidade de oxigênio dissolvido por unidade de água, mais conhecido como COD

(Concentração de Oxigênio Dissolvido). Por meio deste, é possível analisar diversas características

químicas e biológicas do meio.

Para aprofundar a discussão sobre a importância do oxigênio dissolvido, responda as questões:

1. Sabe-se que os peixes respiram oxigênio. Qual a origem desse oxigênio? É possível que um peixe

faça a quebra de uma molécula de água para respirar? Explique.

2. A quantidade de oxigênio dissolvido em água interfere na qualidade da água? Justifique.

21

3. Em relação à temperatura, explique como se comporta a solubilidade do oxigênio em água. Abram

uma garrafa de refrigerante gelada e outra na temperatura ambiente. Em qual das duas vocês

consideram que há mais gás dissolvido? Justifique.

4. Considerando sua resposta para a questão 3, proponha um modelo de partículas para a dissolução

dos gases em líquido que explique o fato observado. Que modelo é esperado?

Nos casos mais comuns os valores de COD estão em porcentagem de saturação deste gás, que

é a porcentagem existente de gás na água de acordo com o máximo possível. Esse máximo é

determinado pela temperatura e pela pressão. Por exemplo, a uma pressão de 760 mmHg, 100% de

umidade relativa a uma temperatura de 0º C, solubilizam-se 14,6 mg de oxigênio por litro de água,

enquanto que nas mesmas condições e à temperatura de 30º C, solubilizam-se apenas 7,59 mg de

oxigênio por litro de água, ou seja, cerca da metade do valor a 0º C.

Uma questão para pensar...

Em regiões próximas à Linha do Equador, as temperaturas de alguns lagos podem chegar a 28º C. Considerando que em temperaturas próximas a 30º C a quantidade de 02 dissolvido é baixa, quais seriam as estratégias desenvolvidas pelos organismos aquáticos para sobreviverem em ambientes com baixos teores de O2?

Do ponto de vista ecológico, o oxigênio dissolvido na água é uma variável extremamente

importante, haja vista que a maioria dos organismos necessita dessa substância para a respiração ou

para a fotossíntese. Além disso, muitos seres aquáticos utilizam o oxigênio para quebrar moléculas

orgânicas de cadeia longa em moléculas ou íons menores e mais simples, como dióxido de carbono,

água, fosfato e nitrato.

Geralmente, o oxigênio dissolvido nos meios aquáticos possui origem na fotossíntese – algas e

cianobactérias - ou na difusão que ocorre na interface ar–água e seus valores variam em função da

constante de solubilidade e temperatura, da salinidade e da pressão do meio. No geral, a solubilidade

dos gases aumenta com o decréscimo de salinidade e temperatura. Assim, pode-se dizer que águas

mais frias retêm mais oxigênio quando comparado a outras de temperaturas mais altas, bem como

águas mais salgadas retêm menos oxigênio do que as de menor salinidade, como a água do mar que

contém menos oxigênio dissolvido que outras águas.

Outra questão para pensar...

Se o aumento da salinidade diminui a solubilidade de O2 na água, como fazem para sobreviver as plantas que se desenvolvem nos mangues?

A tabela 9.1 mostra a variação de oxigênio dissolvido em função da altitude e da temperatura.

22

Tabela 9.1 Teor de saturação do oxigênio dissolvido na água doce para diferentes temperaturas e altitudes.

Temperatura (ºC)

Quantidade de oxigênio dissolvido (cm3/L)

Altitude (m)

0 250 500 750 1000

0 14,6 14,2 13,8 13,6 12,9

2 13,8 13,4 13 12,6 12,2

4 13,1 12,7 12,3 12 11,6

6 12,5 12,1 11,7 11,4 11

8 11,9 11,5 11,2 10,8 10,5

10 11,3 11 10,7 10,3 10

15 10,2 9,9 9,5 9,3 9

20 9,2 8,9 8,6 8,4 8,1

25 8,4 8,1 7,9 7,6 7,4

30 7,6 7,4 7,2 7 6,7

Fonte: DERÍSIO, J. C. Introdução ao controle de poluição ambiental. São Paulo: Signus. 2000. P.164.

O gráfico a seguir mostra essas variações do oxigênio dissolvido com a altitude para duas temperaturas: 0oC e 25oC.

Gráfico 9.1 : Variações na quantidade de oxigênio dissolvido em diferentes temperaturas e altitudes

Outro fator que influencia na quantidade de oxigênio dissolvido é a profundidade do corpo

d’água. Como a solubilidade é proporcional à pressão parcial, pode-se inferir que a uma dada

temperatura a solubilidade do oxigênio na água decresce com o aumento da altitude (maior

profundidade). Assim, ocorre uma diminuição da pressão atmosférica e o oxigênio terá sua pressão

parcial também reduzida. A figura 9.1 mostra a variação da quantidade de oxigênio dissolvido com a

profundidade para três lagoas diferentes.

23

Figura 9.1: Perfil vertical de oxigênio dissolvido nas águas, no verão (janeiro de 1976).

Fonte: J. G. Tundisi, Estudos Limnológicos do Sistema de Lagos do Médio Rio Doce, São Carlos, UFSCar.

9.2 Questões

1. Considere o gráfico que apresenta as variações na quantidade de oxigênio dissolvido em

diferentes temperaturas e altitudes.

a) Como a concentração de oxigênio dissolvido varia com o aumento da altitude? Explique por que

isso ocorre.

b) Como a concentração de oxigênio dissolvido varia com o aumento da temperatura? Explique por

que isso ocorre.

2. Ao aquecer água, há escape de bolhas gasosas, mesmo em temperaturas inferiores à de

ebulição da água.

a) Qual a composição possível dessas bolhas?

b) Explique porque elas se formam.

3. Considerando a tabela 9.2 a qual conclusão você chega em relação da solubilidade de

gases em água e o aumento da temperatura?

Tabela 9.2 Solubilidade do O2 e do CO2 em água a várias temperaturas.

Temperatura (ºC) O2 dissolvido (cm3/L) CO2 dissolvido (cm3/L)

0 48,9 1713

10 38,0 1194

20 31,0 878

30 26,1 665

40 23,1 530

24

a) Explique por que as águas de resfriamento de caldeiras industriais quando circulam ou são

despejadas em ambientes aquáticos provocam mortandade de peixes por sufocação.

b) Que consequências podem ser acarretadas a vegetais que vivem em ambientes aquáticos que

recebem águas de refrigeração de caldeiras industriais?

c) Quais são as consequências do despejo de águas de refrigeração de caldeiras industriais para

vegetais que vivem em ambientes aquáticos?

9.3 Roteiro Experimental – Determinação do Oxigênio Dissolvido

ATENÇÃO: NESSE EXPERIMENTO HÁ MANUSEIO DE SUBSTÂNCIAS CORROSIVAS, EM CASO

DE CONTATO COM SUBSTÂNCIAS COMO ÁCIDO SULFÚRICO (H2SO4) E HIDRÓXIDO DE SÓDIO

(NaOH) OU DE SOLUÇÕES QUE A CONTENHAM LAVE A REGIÃO AFETADA COM ÁGUA EM

ABUNDÂNCIA E PROCURE IMEDIATAMENTE AUXÍLIO DO PROFESSOR.

9.3.1 Reagentes

- Sulfato de manganês II sólido - MnSO4,

- Iodeto de potássio sólido – KI

- Hidróxido de sódio sólido – NaOH - Produto corrosivo.

- Solução de Tiossulfato de sódio pentahidratado solução - Na2S2O3.5H2O

- Ácido sulfúrico concentrado - H 2SO4 - Produto corrosivo.

- Amostra de água

9.3.2 Procedimento

1) Encha o frasco da amostra com a água a ser analisada evitando a formação de bolhas (mergulhe o

frasco no balde com a amostra, tampando-o ainda dentro da água). Ao retirar o frasco do balde,

enxugar com papel e observar se existem bolhas. Se existirem, repetir o procedimento até

conseguir obter a água sem bolhas.

2) Prepare uma solução saturada de sulfato de manganês II (MnSO4) em outro frasco: adicione 5 ml

de água e adicione aos poucos sulfato de manganês II utilizando a colherinha presente no KIT do

aluno. Mexa com a colher até que a dissolução se complete. Após observar que a solução está

incolor, repita o procedimento da adição do sulfato de manganês II e agitação até que a solução

fique levemente turva, o que significa que a solução está saturada, ou seja não é possível dissolver

mais sulfato de manganês II nesse volume de água.

3) Utilizando uma seringa retire e descarte 3 mL da amostra de água. Com outra seringa adicione 3 ml

da solução preparada anteriormente na amostra de água a ser analisada, tampe o frasco e o agite

levemente. Tome o cuidado de não deixar que se formem bolhas no frasco; por isso retire

exatamente a quantidade de amostra equivalente ao que vai ser adicionado a cada etapa.

4) Abra o frasco e adicione hidróxido de sódio (NaOH) ( cerca de 4 pastilhas ) com a colher medidora.

Em seguida, adicione todo o iodeto de potássio (KI) disponível no saquinho (~0,50g). Tampe o

frasco e agite bem.

5) Deixe a amostra em repouso por alguns minutos até a decantação do material formado.

6) Retire e descarte 3 mL da solução contida no frasco da amostra. Adicione 2 mL de ácido sulfúrico

(H2SO4) concentrado a fim de dissolver o precipitado.

25

7) Com uma seringa, retire 20 mL da solução do frasco contendo a amostra e transfira para um copo

vazio.

8) Titule a solução com tiossulfato de sódio (Na2S2O3) (adicione Na2S2O3 gota a gota sobre a amostra)

até que a solução mude de cor. A solução de tiossulfato de sódio será preparada pelo professor

utilizando 0,11g de tiossulfato diluídos em balão de 100mL.

9) Repita as etapas 7 e 8 duas vezes.

10) Faça a determinação do oxigênio dissolvido obtendo a média do número de gotas gasto nas 3

titulações e consultando o quadro 9.2.

11) Faça o cálculo do teor da concentração de oxigênio dissolvido conforme orientações do seu

professor e compare com os valores de referência. Quais as conclusões sobre o teor encontrado? Obs. Não devemos esquecer de transformar as unidades (COD é dado em mg. L

-1)

ATENÇÃO: NENHUM MATERIAL DEVE SER DESCARTADO NA PIA, TODO O REJEITO DO

EXPERIMENTO DEVE SER ARMAZENADO EM UM RECIPIENTE ADEQUADO CONFORME

ORIENTAÇÕES DO PROFESSOR.

9.3.3 Atividades

Anotações que devem ser feitas no decorrer do experimento

Quadro 9.1. Observações correspondentes a cada fase do experimento

Procedimento Observações

Adição da solução de sulfato de

manganês II com posterior agitação

Adição de hidróxido de sódio

Adição de Iodeto de Potássio

Adição de ácido sulfúrico concentrado

Adição de gotas de tiossulfato de sódio

Quadro 9.2: Esquema de interpretação do resultado experimental, relacionando o número de gotas gastas na

titulação com a concentração de oxigênio dissolvido.

Gotas de solução de tiossulfato gastas

na titulação

Concentração de oxigênio dissolvido na amostra em mg/L

Gotas de solução de tiossulfato gastas na

titulação

Concentração de oxigênio dissolvido na

amostra em mg/L

5 2,9

16 9,4

6 3,5

17 10

7 4,1

18 10,6

8 4,7

19 11,2

9 5,3

20 11,8

10 5,9

21 12,4

11 6,5

22 13

12 7,1

23 13,6

13 7,7

24 14,2

14 8,2

25 14,8

15 8,8

26 15,4

26

9.3.4 Como representar essas reações?

Nessa atividade adaptamos o método Winkler para a determinação da quantidade de oxigênio

dissolvido em uma amostra de água. Esse método consiste em fixar o oxigênio que está dissolvido na

água usando o sulfato de manganês II (MnSO4), que reage com o oxigênio formando um precipitado

castanho. Podemos representar as reações por meio de equações químicas. Nessas equações

podemos representar somente os íons que efetivamente participam da reação. Exemplo:

NaOH(s) = pastilhas que foram adicionadas à amostra;

NaOH(aq) = hidróxido de sódio em solução aquosa (intermediário para facilitar o entendimento da

equação);

Na+ (aq) e OH-(aq) = íons que se encontram em solução.

Equações 1ª etapa: adição do MnSO4(aq) e de NaOH(s) ao frasco contendo a amostra de água:

MnSO4(aq) + 2 NaOH(aq) + ½ O2(aq) → MnO2 (s) + H2O(l) + Na2SO4(aq)

Mn+2(aq) + 2 OH-

(aq) + ½ O2(aq) → MnO2 (s) + H2O(l) 2ª etapa: Adição do KI e do H 2SO4 ao frasco:

MnO2 (s) + 2 KI(aq) + 2 H 2SO4(aq) → MnSO4(aq) + K2SO4(aq) + I2(aq) + 2 H2O(l)

MnO2 (s) + 2 I- (aq) + 4 H+

(aq) → Mn+2 (aq) + 2 H2O(l) + I2(aq)

3ª Etapa: Titulação do iodo formado com o Na2S2O3

2 Na2S2O3(aq) + I2(aq) → Na2S4O6(aq) + 2 NaI(aq)

2 S2O3

-2 (aq) + I2(aq) → S4O6

-2 (aq) + 2 I - (aq)

Monte a equação global que representa a reação:

Mn+2(aq) + 2 OH-

(aq) + ½ O2(aq) → MnO2 (s) + H2O(l)

MnO2 (s) + 2 I- (aq) + 4 H+ (aq) → Mn+2

(aq) + 2 H2O(l) + I2(aq)

2 S2O3

-2 (aq) + I2(aq) → S4O6

-2 (aq) + 2 I - (aq)

______________________________________________________________________________________

Equação Global:

9.3.5 Questões para discussão 1- Considerando a equação I, qual a função do sulfato de manganês II (MnSO4) na determinação do

oxigênio dissolvido? Por que a reação se processa apenas após a adição de NaOH?

27

2- Considerando a equação II, qual a função do iodeto de potássio (KI) na determinação do oxigênio

dissolvido? Por que a reação se processa apenas após a adição de ácido sulfúrico (H2SO4)?

3- Considerando a equação III, qual a função do tiossulfato de sódio na determinação do oxigênio

dissolvido?

9.4 – Qual a relação da quantidade de oxigênio dissolvido na água e sua qualidade?

Vários fatores podem causar a diminuição da quantidade de oxigênio dissolvido na água. Um

dos principais é o lançamento de dejetos domésticos (esgoto), fertilizantes agrícolas, efluentes

industriais, entre outros, nos corpos d’água, causando a eutrofização.

A eutrofização é um desequilíbrio que ocorre em ambientes aquáticos. Durante esse processo, a

quantidade excessiva de minerais (principalmente, fosfato e nitrato) induz a multiplicação de

organismos autotróficos, ou seja, fotossintetizantes (algas e cianobactérias) que habitam a superfície

da água, formando uma camada densa e assim impedindo a penetração da luz. Dessa forma, ocorre

um déficit de oxigênio nas camadas mais inferiores, causando a morte de vários organismos, como

peixes, o que aumenta ainda mais o teor de matéria orgânica nesse ambiente.

Como consequência, o número de agentes decompositores também se eleva (bactérias

anaeróbias facultativas), atuando na degradação da matéria morta, liberando toxinas que agravam

ainda mais a situação dos ambientes afetados, comprometendo toda a cadeia alimentar, além de

alterar a qualidade da água, também imprópria ao consumo humano.

Assim, tais ações podem diminuir a quantidade de oxigênio dissolvido, sendo fundamental a

avaliação da qualidade da água por meio da quantificação desse gás.

O oxigênio dissolvido na água é essencial para vários organismos aquáticos. As bactérias

aeróbicas necessitam do oxigênio para decompor a matéria orgânica presente nos corpos d’água. A

sobrevivência dos peixes depende desse oxigênio, com o oxigênio dissolvido em torno de 4-5 mg/L os

peixes mais exigentes morrem; com o oxigênio dissolvido em torno de 2 mg/L todos os peixes estão

mortos e com o oxigênio dissolvido igual a zero temos anaerobiose. Nessas condições a decomposição

da matéria orgânica contendo enxofre produz, dentre outros compostos, gás sulfídrico (H2S), que

apresenta odor desagradável.

Existem outros fatores que afetam a quantidade de oxigênio presente nos corpos d’água. Um

deles é a fotossíntese realizada pelas algas. Inicialmente, em águas com grande quantidade de algas,

mas ainda não consideradas eutrofizadas, pode haver grande quantidade de oxigênio dissolvido, às

vezes superiores a 10 mg/L, mesmo em temperaturas superiores a 20ºC. Posteriormente, com o

crescimento contínuo das algas, podem ser formadas crostas verdes de algas principalmente na

superfície de lagos. Essa formação de crostas resulta em uma maior turbidez da água, o que dificultará

a passagem de luz e, consequentemente, diminuirá a taxa fotossintética das algas. A redução da

fotossíntese influirá diretamente na depleção da quantidade de oxigênio disponível.

Na figura 9.2 a seguir temos um resumo dos processos que podem ocorrer com o oxigênio nos

sistemas aquáticos.

28

Figura 9.2 – Representação do Balanço de oxigênio dissolvido nos sistemas aquáticos. Os processos

acelerados ou aumentados pela descarga de materiais orgânicos são indicados por setas verdes.

Fonte: A importância do oxigênio dissolvido nos ecossistemas aquáticos. Química Nova na Escola n° 22

A oxidação da matéria orgânica é o principal fator de consumo de oxigênio, que ocorre por meio,

principalmente, das bactérias aeróbicas. Podemos representar esse processo da seguinte maneira:

Matéria orgânica + O2 + bactérias → CO2 + H2O + bactérias + energia

Por isso, além da quantidade de oxigênio dissolvido existe outro parâmetro importante a ser

medido que é a Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO). A DBO é definida como a quantidade de

oxigênio necessária para oxidar a matéria orgânica por decomposição microbiana aeróbica.

A DBO fornece uma medida indireta do teor de matéria orgânica nos esgotos ou no corpo d’água.

Quanto maior a DBO mais poluído é o ambiente. Águas muito poluídas apresentam DBO maior que 10

mg/L.

Tabela 9.3 : Valores típicos de DBO5 de alguns efluentes industriais e domésticos sem tratamento

Fonte poluidora DBO mg/L

Esgoto doméstico 300

Engenho de açúcar 1000

Destilaria de álcool >7000

Cervejaria 1000-2000

Curtumes 1000-1500

Matadouros e frigoríficos 8000-32000

Laticínios 500-2000

. Fonte: a importância do oxigênio dissolvido nos ecossitemas aquáticos.Química Nova na Escola n° 22

29

9.4.1 Questões

O rio Tietê, localizado na cidade de São Paulo, apresentou os seguintes valores para os teores de

oxigênio dissolvido e demanda bioquímica de oxigênio:

Tabela 9.4 : Valores de oxigênio dissolvido e demanda bioquímica de oxigênio em dias do ano de 2003,2004 2005

Data Oxigênio dissolvido

(mg/L)

Demanda bioquímica

de oxigênio (mg/L)

29/07/2003 0,87 66

27/07/2004 0,30 50

02/08/2005 0,00 100

1) Utilizando os dados do quadro, avalie a possibilidade de existirem peixes nesse curso d’água.

2) Consultando a Resolução do CONAMA e utilizando somente os parâmetros oxigênio dissolvido e

DBO tente enquadrar este rio em uma das classes do CONAMA.

3) Utilizando as informações do texto, discuta as diferenças entre os valores de oxigênio dissolvido e

DBO para este rio. É possível avaliar se há lançamento de esgotos neste rio?

4) Qual a relação entre oxigênio dissolvido, eutrofização e turbidez?

10. Reversibilidade e equilíbrio químico Muitas reações químicas são reversíveis, embora, em muitos casos, essa característica não

possa ser observada experimentalmente e temos a impressão de que a reação seja irreversível. Em uma reação reversível, os produtos da reação também reagem entre si, formando os reagentes. Para esses sistemas reversíveis, pode ser aplicada a condição de equilíbrio.

O equilíbrio químico é dinâmico e, portanto, difere de situações de equilíbrios a que estamos acostumados lidar na vida cotidiana (por exemplo, o equilíbrio entre os pratos de uma balança) que sugerem a ideia de equilíbrio estático, em que o sistema está parado, sem alterações. Por ser dinâmico, o equilíbrio químico se aproxima mais de situações como um malabarista numa corda bamba. Para entendermos melhor esse tipo de equilíbrio, vamos examinar o que acontece com uma garrafa de água mineral com gás, fechada. A garrafa com água mineral é um sistema fechado, pois nada pode entrar na garrafa ou sair dela. Nesse sistema, o gás carbônico está presente em dois estados: como um gás, CO2(g), na parte sem líquido, e dissolvido na água, CO2(aq). Se medirmos a pressão do CO2(g), encontraremos um valor constante. Se medirmos a concentração de CO2(aq), também teremos um valor constante. Assim, podemos dizer que o sistema está em equilíbrio. Nenhuma mudança poderá ser observada em uma escala macroscópica. Se pudéssemos observar as moléculas individuais, isto é, em nível atômico-molecular, a imagem seria bem diferente. Nesse nível, teríamos uma passagem constante de partículas de CO2 da solução para o gás e do gás para a solução. Teremos, então, moléculas entrando na solução e saindo dela constantemente. Por isso o equilíbrio químico é dinâmico. Esses dois processos ocorrem na mesma velocidade. Podemos representar esse equilíbrio por meio da equação: CO2 (g) CO2(aq)

30

Figura 10.1: O modelo representa o CO2(g) em equilíbrio com o CO2(aq) na garrafa de água mineral.

Fonte: Mortimer e Machado, 2003.

10.1 Ácidos e bases

“O que é uma substância ácida e o que é uma substância básica?” Vocês já devem ter ouvido falar de pH, xampu neutro, antiácido, etc . O nosso estômago, por exemplo, está em contato com uma secreção muito ácida – o suco gástrico. Vocês poderiam dar outros exemplos de alguns materiais considerados “ácidos” ou “básicos” do seu cotidiano? Por que vocês acham que tais materiais são “ácidos” ou “básicos”?

Na linguagem cotidiana, dizemos que a laranja é ácida porque sentimos a sensação de azedo.

Na química, caracterizamos um ácido ou uma base de maneira diferente. Uma substância só é

considerada ácida ou básica em função das possíveis interações com outras substâncias. Isso quer

dizer que a definição de ácidos e bases é uma definição relacional. Vamos entender isso melhor?

Para entendermos melhor ácidos e bases, iremos discutir o comportamento da água pura. No

estado líquido, uma pequena fração de moléculas de água pode se dissociar produzindo H+(aq) e OH-

(aq). Essas espécies podem interagir e formar água novamente. O equilíbrio iônico da água pode ser

representado por:

No caso da água pura, a concentração de H+ é igual à concentração de OH-. Sendo assim, ela é

considerada neutra. A partir dessa discussão, podemos chegar a uma definição de ácido e base que

leva em consideração o comportamento de uma dada solução frente à água. Essa definição foi

proposta por Arrhenius. Segundo sua teoria, ácido é toda substância que produz H+ e base é aquela

que produz OH-, ambos em meio aquoso. Caso sejam gotejadas algumas gotas de ácido (H+) na água,

ocorre uma perturbação no equilíbrio de ionização da água.

H2O(l) H+(aq) + OH-

(aq)

31

Para o caso em que são adicionadas gotas de ácido (H+) na água, passaríamos a ter um

aumento na concentração de H+. Se, ao contrário, fossem introduzidas gotas de base (OH-) na água,

passaríamos a ter um aumento na concentração de OH-. Ao variar a quantidade de íons H+ ou OH-,

estamos deslocando o equilíbrio da solução, tornando-a ácida ou básica.

Resumindo:

a) Para a água e soluções neutras:

[H+] = [OH-] a solução é neutra

b) Ao acrescentarmos gotas de um ácido qualquer, teremos um aumento de íons H+, então: [H+] >

[OH-] a solução é ácida.

c) Ao acrescentarmos gotas de uma base qualquer, teremos um aumento de íons OH-, então: [H+]

< [OH-] a solução é básica.

11. pH: definição e usos

A medida do grau de acidez ou basicidade, vista no tópico anterior, é denomoinada pH ( potencial hidrogeniônico). O pH é, portanto, um modo de expressar a concentração de íons hidrogênio numa solução.

Para a água, a concentração de íons H+ foi medido experimentalmente como sendo 10-7. A concentração de íons OH- será também, 10-7.

A expressão matemática que representa o pH é: pH = -log [H+] Note que, para a água pura, o pH será 7. É possível estabelecer uma escala de pH, capaz de expressar a acidez ou basicidade das

soluções aquosas. Os valores dessa escala estão relacionados às concentrações de íons H+ e OH-, variando de 0 a 14, sendo:

pH = 7 soluções neutras ([H+] = [OH-]) pH > 7 soluções básicas ([H+] < [OH-]) pH < 7 soluções ácidas ([H+] > [OH-]) O valor de pH igual a 7 indica que a solução

é neutra. É esse o valor do pH da água pura, que é, portanto, neutra. Valores abaixo de 7 indicam soluções ácidas e a acidez aumenta com a diminuição do pH. Valores acima de 7 indicam soluções básicas e a basicidade aumenta com o aumento do pH. O pH é usado para expressar a acidez e basicidade da maioria das soluções e emulsões com a quais lidamos na vida cotidiana, por exemplo a água de rios e oceanos, o sangue, xampus, detergentes, vinagre, etc. No entanto, o pH não é apropriado para expressar a acidez de soluções muito concentradas de ácidos fortes (por exemplo, ácido clorídrico), que teriam valores negativos de pH; e tampouco para expressar a basicidade de soluções de bases fortes concentradas (por exemplo, hidróxido de sódio), que teriam valores de pH acima de 14. A escala de pH é consequência da teoria ácido-base de Arrhenius e expressa a ideia de que acidez e basicidade não são propriedades inerentes às substâncias, mas expressam o comportamento dessas substâncias frente a um solvente – no caso a água – que é considerado neutro.

pH é a sigla para potencial Hidrogeniônico.

O pH é o logaritmo negativo de base 10 da

concentração mol/L de íons hidrogênio ( H+ ) e pode

ser calculado a partir da equação:

pH: - log [ H+]

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Ácido de Arrhenius: espécie que em solução aquosa libera íons H+(aq).

Base de Arrhenius: espécie que em solução aquosa libera íons OH-

(aq).

NaOH(s) Na+(aq) + OH-

(aq)(Dissociação Iônica)

NH3(g) NH4+(aq)

OH-(aq)+ (Ionização)

À temperatura ambiente, cerca de 1 molécula em cada 10 milhões (107) de moléculas de água

está ionizada. Isto significa que, em uma típica piscina cheia de água pura, somente algumas colheres de chá de água estariam ionizadas. Note que, como cada molécula de H2O ionizada resulta em 1 íon H+ e 1 íon OH-, esses dois íons estão em quantidades iguais na água pura.

H2O(l) H+(aq) + OH-

(aq)

O termo "neutro" aqui quer dizer exatamente isto: concentrações iguais de íons H+ e OH-. Na água pura a concentração de íons H+ é igual 10-7 mol de íons por litro de água e essa é exatamente a concentração dos íons OH-. O valor de pH, para essa concentração de íons H+, é igual a 7. Para entendermos como funciona uma escala que resulta da aplicação da função logarítmica à concentração dos íons H+ (pH = - log [H+]), vamos ver o que significa uma variação de pH de 7 para 6. Quando o pH varia de 1 unidade, a concentração de íons H+ em solução aumentou 10 vezes. Uma variação de pH de um rio qualquer de 6 para 4 indica que a concentração de íons H+ aumentou 100 vezes! Um aumento enorme de acidez pode ter consequências dramáticas para as formas de vida existentes nesse rio. Portanto, a escala de pH é conveniente porque pequenas variações de pH expressam variações muito grandes na acidez e basicidade das soluções e isso potencializa o uso da escala para uma variedade de sistemas com diferenças muito grandes na concentração de íons H+ ou OH-.

12. O pH como parâmetro físico-químico da água e sua influência em ambientes aquáticos

Os organismos possuem uma estreita faixa de tolerância às mudanças de pH. Esse parâmetro, por definir o caráter ácido, básico ou neutro de uma solução, deve ser considerado, pois os organismos aquáticos estão geralmente adaptados às condições próximas à neutralidade e, em consequência, alterações bruscas do pH de uma água podem acarretar o desaparecimento dos seres nela presentes. Valores fora das faixas recomendadas podem alterar o sabor da água e contribuir para a corrosão dos sistemas de distribuição de água, ocorrendo, com isso, uma possível extração do ferro, cobre, chumbo, zinco e cádmio, e dificultar a descontaminação das águas.

O pH costuma ser alto em regiões com pouca precipitação influenciado pelo mar e em açudes de solo alcalino e costuma ser baixo quando há aumento de ácidos orgânicos dissolvidos na água. Lembre-se que quanto maior a acidez, menor é o pH.

As águas superficiais possuem pH entre 4 e 9, sendo ligeiramente alcalinas devido à presença de carbonatos e bicarbonatos. Naturalmente, nesse caso, o pH pode subir muito, chegando a 9 ou até mais. Isso porque as algas, ao realizarem a fotossíntese, retiram muito gás carbônico, que é a principal fonte natural de acidez da água.

O pH é influenciado também pela quantidade de matéria morta a ser decomposta, sendo que quanto maior a quantidade de matéria orgânica disponível, menor será o pH, pois para haver a decomposição desses materiais, muitos ácidos são produzidos (como o ácido húmico). As águas conhecidas como pretas (por exemplo, o Rio Negro, no Amazonas) possuem pH muito baixo, devido ao excesso de ácidos em solução. Geralmente um pH muito ácido ou alcalino está associado à presença de despejos industriais.

Outro fator que pode influenciar a qualidade das águas são as construções de hidrelétricas, que ocasionam grandes alterações no meio ambiente, devido à construção de grandes represas e à

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necessidade de se desviarem os cursos de águas naturais. O alagamento, causado pelas represas, na maioria das vezes, causa a deterioração da mata ciliar que acaba sendo arrastada para a água, diminuindo seu pH natural

A influência do pH sobre os ecossistemas aquáticos naturais dá-se diretamente devido a seus efeitos sobre a fisiologia das diversas espécies. Também o efeito indireto é muito importante podendo, determinadas condições de pH contribuir para a precipitação de elementos químicos tóxicos como metais pesados; outras condições podem exercer efeitos sobre as solubilidades de nutrientes. Desta forma, as restrições de faixas de pH são estabelecidas para as diversas classes de águas naturais e de acordo com a legislação federal (Resolução nº 20 do CONAMA, de junho de 1986), os critérios de proteção à vida aquática fixam o pH entre 6 e 9.

Nos ecossistemas formados nos tratamentos biológicos de esgotos, o pH é também uma condição que influi decisivamente no processo. Normalmente, o valor de pH que corresponde à formação de um ecossistema mais diversificado e a um tratamento mais estável é a de neutralidade, tanto em meios aeróbios como nos anaeróbios. Nos reatores anaeróbios, a acidificação do meio é acusada pelo decréscimo do pH do lodo, indicando situação de desequilíbrio.

O decréscimo no valor do pH, que a princípio funciona como indicador do desequilíbrio, passa a ser causa se não for corrigido a tempo. É possível que alguns efluentes industriais possam ser tratados biologicamente em seus valores naturais de pH, por exemplo, em torno de 5,0. Nesta condição, o meio talvez não permita uma grande diversificação hidrobiológica, mas pode acontecer que os grupos mais resistentes, algumas bactérias e fungos, principalmente, tornem possível a manutenção de um tratamento eficiente e estável. Mas, em geral, procede-se à neutralização prévia dos efluentes industriais antes de serem submetidos ao tratamento biológico.

Nas estações de tratamento de água, são várias as unidades cujo controle envolve as determinações de pH. A desinfecção pelo cloro é outro processo dependente do pH. A própria distribuição da água final é afetada pelo pH. Sabe-se que as águas ácidas são corrosivas, ao passo que as alcalinas são incrustantes. O pH é padrão de potabilidade, devendo as águas para abastecimento público apresentar valores entre 6,5 e 8,5, de acordo com a Portaria 1469 do Ministério da Saúde. No tratamento físico-químico de efluentes industriais muitos são os exemplos de reações dependentes do pH. Desta forma, o pH é um parâmetro importante no controle dos processos físico-químicos de tratamento de efluentes industriais. Constitui-se também em padrão de emissão de esgotos e de efluentes líquidos industriais.

Em ambientes aquáticos ácidos, os peixes apresentam natação com movimentos rápidos, podendo nadar em círculos, movimentos operculares acelerados, perda de escamas, erosão no epitélio branquial com hemorragia de brânquias; peixe ofegante na superfície da água, muco em excesso e inflamação da pele (aspecto leitoso).

Em ambientes aquáticos alcalinos, os peixes apresentam brânquias hipocoradas (pálidas), erosões na pele; elevada produção de muco. Também podem ocorrer necrose de nadadeiras e brânquias (post-mortem). Observe novamente os intervalos de pH definidos pela Resolução 20 do CONAMA.

Tabela 12.1 : Variação de pH de diferentes classes de água

Classe especial 6-9,5

Classe 1 6-9

Classe 2 6-9

Classe 3 6-9

Classe 4 6-9

O que vocês podem dizer sobre: 1. o pH da água de classe especial em relação à das demais classes: é maior, menor ou igual? 2. a acidez dessa água de classe especial ser maior, menor ou igual à acidez das demais classes?

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3. a variação na concentração de íons H+ de uma água de classe especial para a de outra classe? O que vocês concluem sobre isso?

12.1 Porque os peixes não reproduzem em pH baixo?

Já discutimos, em aulas anteriores, a influência do pH na vida aquática. Quando o pH da água está

baixo (alto nível de acidez), os peixes encontram maior dificuldade para se reproduzirem com êxito. Os

ovos acabam por eclodir antes do tempo sob o efeito de altos índices de acidez, interrompendo

prematuramente o ciclo de reprodução.

Para ilustrar este fato vamos realizar um experimento bem simples e você irá propor uma explicação para isto baseado no que já aprendemos sobre equilíbrio ácido-base.

Para o experimento serão necessários os seguintes materiais: um pote com tampa, um ovo cru, vinagre e uma colher.

O QUE FAZER

1- Coloque o vinagre no pote até que o

líquido fique mais alto que a altura de

um ovo cru. Observe o que acontece e

anote suas observações.

2- Em seguida tampe o pote.

3- Espere até a próxima semana para ver

o que acontece

PARA PRÓXIMA AULA

4- Com o auxílio de uma colher pegue o ovo,

veja como ele está, experimente apertá-lo

com os dedos.

5- Que tal jogá-lo de uma pequena altura?

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Observe as equações 1 e 2 e responda:

1. O que aconteceu com a casca do ovo após uma semana? Como você explica esse fato? (dica: o

vinagre é constituído por ácido acético, CH3COOH, que em solução aquosa se ioniza produzindo

H+). Explique como essa observação o ajuda a entender o fato de os ovos dos peixes eclodirem

em pH baixo.

2. Sabendo que um dos constituintes do ovo é o carbonato, CO32-, e que, em meio ácido temos a

presença de H+, qual composto foi formado dentro do pote?

Figura 12.1. – Curiosidade: pH e sobrevivência de espécies aquáticas

Fonte: http://amanatureza.com/conteudo/artigos/chuva-acida

13. O pH nos processos biológicos

Muitos fenômenos relacionados à vida são reações químicas. Para cada reação existem

circunstâncias que favorecem ou atrapalham seus processos. Dentre essas condições, o pH é uma das

que interfere no metabolismo dos seres vivos. Assim, as células dos tecidos trabalham de forma

diferente dependendo da concentração de íons hidrogênio. Por isso é muito importante saber o que

acontece com os organismos quando o pH não apresenta seus valores normais. Cada tecido possui

funções exclusivas que são realizadas em condições próprias. Quando alterados, esses fatores

interferem no desempenho celular, podendo até prejudicar um órgão ou todo o organismo.

Os seres vivos são diretamente afetados por mudanças do habitat. Portanto, desequilíbrios (incluindo

aqueles relacionados à acidez e basicidade da água) nesses ambientes acarretam danos à saúde de

seus habitantes.

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Por que é importante conferir a qualidade da água que bebemos? O que acontece aos seres

vivos de um rio quando uma indústria despeja poluentes? Por que ficamos “tontos” ao respirarmos

rápido por muito tempo? Como o estômago digere alimentos? Essas são algumas questões cujas

respostas envolvem o pH. Existem inúmeros exemplos de situações em que a acidez e basicidade

interferem. Por essa razão, é importante conhecermos mais sobre o pH: saber as consequências das

diferentes concentrações de íon hidrogênio no nosso corpo e no meio-ambiente.

13.1. Controle do pH pelo organismo

Existem três sistemas primários reguladores da concentração de íon hidrogênio nos líquidos

corporais que evitam a acidose ou alcalose:

- Os sistemas químicos de tampões ácido-base dos líquidos corporais: que imediatamente se

combinam com ácido ou com base evitando alterações excessivas na concentração de íon hidrogênio;

- O centro respiratório: que regula a remoção de CO2 (e, portanto, de H2CO3) do líquido extracelular;

- Os rins: que podem excretar urina ácida ou alcalina, reajustando assim a concentração de íon

hidrogênio no líquido extracelular de volta ao normal durante a acidose ou a alcalose.

Um dos sistemas tampões mais importantes é o do sangue, que permite a manutenção das

trocas gasosas e das proteínas. O pH do sangue é mantido em torno 7,4 por um equilíbrio ácido-básico

feito pelo ácido carbônico e o íon a ele associado, o bicarbonato, e controlado precisamente porque

uma insignificante mudança neste sistema pode trazer graves consequências a muitos órgãos podendo

até mesmo levar à morte.

O organismo humano utiliza três mecanismos para controlar o equilíbrio ácido-básico do sangue:

- O excesso de ácido é excretado pelos rins, principalmente, sob a forma de amoníaco

- O corpo usa as soluções tampão no sangue para amenizar as repentinas alterações da acidez. O

mais importante tampão presente no sangue é o bicarbonato, substância básica, que está em

constante equilíbrio com o anidrido carbônico, substância ácida.

- A excreção do anidrido carbônico que é um subproduto importante do metabolismo do oxigênio e por

isso é constantemente produzido pelas células e transportado pelo sangue até os pulmões onde será

exalado.

Os centros de controle respiratório no cérebro regulam o volume de anidrido carbônico que é

exalado por meio do controle da velocidade e da profundidade da respiração. Quando a respiração

aumenta, a taxa do anidrido carbônico do sangue diminui o que o torna mais alcalino. Quando a

respiração diminui, a taxa do anidrido carbônico aumenta e o sangue torna-se mais ácido.

37

13.2. Equilíbrio e pH na respiração

Acidose e alcalose

Por meio da modificação da velocidade e da profundidade da respiração, os centros de controle

respiratório e os pulmões são capazes de regular o pH do sangue o tempo inteiro. Uma anomalia em

qualquer um destes mecanismos de controle do pH pode provocar duas importantes alterações no

equilíbrio ácido-básico: a acidose e a alcalose.

A acidose caracteriza-se pela diminuição do pH e pode ser respiratória ou metabólica. A acidose

respiratória (ou hipercapnia arterial) é a excessiva acidez do sangue causada pelo acúmulo de anidrido

carbônico no sangue devido a um fraco funcionamento pulmonar ou de uma respiração lenta,

hipoventilação pulmonar. A acidose metabólica é uma acidez excessiva do sangue caracterizada por

uma concentração anormalmente baixa de bicarbonato no sangue.

A alcalose caracteriza-se por um aumento do pH e pode ser, assim como a acidose, respiratória

ou metabólica. A alcalose respiratória é uma situação em que o sangue é alcalino devido à respiração

rápida ou profunda, hiperventilação, o que provoca uma eliminação excessiva de anidrido carbônico do

sangue e tem como resultado uma baixa concentração de anidrido carbônico no sangue. A alcalose

metabólica é uma situação em que o sangue é alcalino porque apresenta concentrações

excessivamente elevadas de bicarbonato.

Variações no Equilíbrio

Nas células do nosso corpo, o CO2 é continuamente formado pelo metabolismo. Parte desse

CO2 se dissolve no sangue estabelecendo o equilíbrio:

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO-3

Esse é um exemplo dos diversos equilíbrios que mantêm o pH do nosso sangue. O aumento da

concentração de CO2 favorece o lado direito da reação, enquanto sua redução favorece o lado

esquerdo. Dessa forma, o aumento da concentração de CO2 no sangue provoca aumento de íons H+ e

o pH do plasma torna-se ácido. Se a concentração de CO2 diminui, o pH do plasma sanguíneo torna-se

mais básico ou alcalino.

Se o pH está abaixo do normal (acidose), o centro respiratório é excitado, aumentando a

frequência e a amplitude dos movimentos respiratórios. O aumento da ventilação pulmonar determina

eliminação de maior quantidade de CO2, o que eleva o pH do plasma ao seu valor normal. Caso o pH

do plasma esteja acima do normal (alcalose), o centro respiratório é inibido, diminuindo a frequência e

a amplitude dos movimentos respiratórios. Com a diminuição na ventilação pulmonar, há retenção de

CO2 e maior produção de íons H+, o que determina queda no pH plasmático até seus valores normais.

38

Quando a respiração é deficiente, essa hipoventilação acarreta o aumento da concentração de

CO2 no sangue, o que favorece a formação de H+, diminuindo o pH sangüíneo. Essa é denominada

acidose. Um ataque de histeria ou de ansiedade pode levar uma pessoa a respirar muito rapidamente.

Essa hiperventilação acarreta a perda de uma quantidade maior de CO2 pelos pulmões, o que favorece

os reagentes, diminuindo a concentração de H+ e aumentando o pH do sangue. Essa situação é

denominada alcalose e leva a contrações nos músculos de todo o corpo.

Se a concentração de gás carbônico cair a valores muito baixos, outras consequências

extremamente danosas podem ocorrer, como o desenvolvimento de um quadro de alcalose que pode

levar a uma irritabilidade do sistema nervoso, resultando, algumas vezes, em tetania (contrações

musculares involuntárias por todo o corpo) ou mesmo convulsões epilépticas.

13.3. Proteínas e pH

As proteínas são moléculas muito diversas, existentes em todos os organismos e desempenham

várias funções. Cada tipo de proteína está apta a trabalhar em uma pequena faixa de pH. Existem

proteínas especiais chamadas enzimas que participam de reações químicas, como por exemplo, na

digestão de alimentos.

Para entendermos como isso se aplica, vamos imaginar com detalhes a digestão: na nossa

boca, a saliva é repleta de enzimas que digerem açúcares; no estômago, as enzimas digerem as

proteínas; no intestino, as gorduras, proteínas e açúcares são digeridos.

Quando analisamos cada parte do tubo digestivo, vemos que a saliva possui pH neutro. Já o estômago

tem pH ácido e o intestino, básico. Nesses locais, existem diferentes enzimas, que funcionam em

faixas de pH diferentes.

Além disso, as enzimas sofrem vários efeitos dependendo do pH em que se encontram.

Mudanças extremas de pH podem alterar a estrutura da enzima devido a uma repulsão de cargas o

que pode levar à sua completa inativação. Por outro lado, as mudanças de pH que não afetam

totalmente a estrutura de uma enzima podem diminuir sua atividade apenas por estar afetando

resíduos do sítio catalítico.

39

Figura 13.3.1 : pH ótimo de enzimas Figura 13.3.1 : Faixa de pH ótimo de enzimas

Muitas enzimas apresentam um pH ótimo, determinado a partir de uma curva do efeito do pH na atividade enzimática como mostra a figura 13.3.1. Porém, muitas enzimas não apresentam uma curva na forma de sino, indicando que não existe um único valor de pH ótimo, mas uma faixa de pH ótimo (6,0 a 8,5), como mostra a figura 13.3.2

Um sistema que mostra claramente o efeito dependente do pH para atuação das enzimas é o sistema digestório. Existem três locais do sistema digestório onde ocorre digestão, e em cada um deles o pH é diferente garantindo maior eficiência na atuação enzimática.

Figura 13.3.3 : pH ideal de atuação de enzimas versus velocidade de reação

Fonte: http://professoracaroline.blogspot.com.br/2007_02_01_archive.html

Figura 13.3.3 : Faixas de pH ideal de atuação de enzimas em três locais do sistema digestório

Local de digestão pH

Boca Neutro (6,4 a 7,5)

Estômago Ácido (+ ou – 2,0)

Intestino Delgado Básico ou Alcalino (7,8 a 8,2)

Velocidade da Reação

40

14. Roteiro Experimental: Análise do pH

14.1 De olho no Repolho: Estudo do funcionamento de um indicador ácido – base

Para determinação do pH de uma amostra de água, construiremos primeiro uma escala de pH.

Para a construção dessa escala, utilizaremos o extrato de repolho roxo como indicador ácido-base. A

cor roxa do repolho é devida à presença de substâncias chamadas antocianinas. As antocianinas têm a

propriedade de mudar de cor na presença de ácidos ou bases. Dessa forma, o extrato de repolho roxo

apresenta diferentes cores em diferentes valores de pH. Sabendo o valor aproximado do pH para cada

cor, podemos determinar o pH de uma solução qualquer, adicionando-a ao extrato de repolho roxo e

comparando a cor final obtida.

Para uma boa compreensão dessa prática, é importante retomarmos alguns conceitos.

Equilíbrio químico: a ideia de equilíbrio químico aplica-se a sistemas com reações reversíveis. Em uma reação reversível, reagentes e produtos coexistem em um processo dinâmico: os reagentes interagem formando os produtos e os produtos interagem formando os reagentes. É, portanto, um conceito diferente de equilíbrio daquele que usamos, por exemplo, do equilíbrio utilizado para andar de bicicleta.

Reagentes Produtos

Quando ocorre uma perturbação no equilíbrio, o sistema reage de forma a minimizar essa

perturbação. Ex: Se adicionarmos mais reagentes num sistema em equilíbrio, o sistema favorece a

formação de produtos; se adicionarmos produtos, o sistema favorece a formação de reagentes.

pH e a escala de pH: a escala de pH é usada para medir a acidez e a basicidade de soluções. Ela é

construída a partir da seguinte operação matemática ilustrada pela operação 14.1.

Operação 14.1 pH = -log [H+] onde [H+] = concentração de H+ em mol/L.

Na escala de pH, as substâncias que apresentam pH menor que 7 são consideradas ácidas e

substâncias que apresentam pH maior que 7 são consideradas básicas. Em geral, a escala de pH é

usada para substâncias que apresentam valores de pH entre 0 e 14.

Escala de pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

meio ácido meio básico

meio neutro

Neste experimento, vamos construir uma escala aproximada de pH, usando o extrato de repolho

roxo como indicador. Em seguida, vamos adicionar o extrato de repolho roxo em uma amostra de água,

que queremos analisar. A cor da solução obtida será comparada com a escala de pH construída.

41

14.2 Preparo do Extrato de Repolho Roxo e construção da escala de pH 14.2.1 Materiais

Vasilha Metálica de aproximadamente 1 litro;

Ebulidor;

3 folhas de repolho roxo;

600 mL de água filtrada. 14.2.2 Procedimentos - Preparo do extrato de repolho roxo

1) Colocar as folhas de repolho roxo picadas dentro da vasilha com água, aquecendo por 5

minutos. Resfriar o extrato antes de utilizá-lo. Obs.: É importante que o extrato seja preparado e usado num curto período de tempo, para que não sofra decomposição. - Construção da Escala de pH

Preparo das Soluções

1) Solução diluída de ácido clorídrico, HCl Essa solução é preparada diluindo-se 1,0 mL de ácido clorídrico concentrado em água até

completar 100 mL. 2) Solução diluída de hidróxido de sódio, NaOH (I)

Essa solução é preparada dissolvendo uma pastilha de soda cáustica em 100 mL de água. 3) Solução diluída de hidróxido de sódio, NaOH (II)

Essa solução é preparada dissolvendo seis pastilhas de soda cáustica em 100 mL de água. 4) Solução a 2,7% de hidróxido de amônio, NH4OH

Essa solução é preparada diluindo-se aproximadamente 10 mL de uma solução a 27% de hidróxido de amônio (que é a concentração na qual o reagente é vendido) em água suficiente para completar 100,0 mL.

Materiais utilizados na construção da escala de pH

1 frasco com o extrato de repolho roxo

1 suporte para tubos de ensaio

1 seringa de 10 mL

1 caneta de retro projetor

Hidróxido de sódio (NaOH)

Ácido Clorídrico (HCl)

Hidróxido de amônio (NH4OH)

Vinagre Branco

Álcool Etílico 96º

8 tubos de ensaio

7 frascos rotulados com os seguintes reagentes: água filtrada, HCl diluído, vinagre branco,

álcool 96º GL, solução de amônia 27% e duas soluções de NaOH.

1 seringa de 10 mL, descartável e sem agulha

42

Materiais utilizados para a determinação do pH de uma amostra de água:

1 frasco conta-gotas com o extrato de repolho roxo

1 seringa de 10 mL, descartável e sem agulha

1 tubo de ensaio

Construindo a escala de pH para o extrato de repolho roxo

1) Numerar os tubos de ensaio de 1 a 8;

2) Adicionar, em cada tubo de ensaio, utilizando uma seringa, 3 mL do extrato de repolho roxo. Anotar

a cor observada do extrato na tabela 14.2;

3) Adicionar, em cada tubo de ensaio, os outros reagentes indicados na tabela 14.1. Agitar com

cuidado, de forma a não entornar a solução que está sendo preparada. Anotar a cor observada na

tabela 14.2, para cada solução preparada;

4) Rotular, então, os tubos de ensaio com os valores de pH aproximados, de acordo a tabela 14.1.

Fazer um traço por baixo do valor do pH para diferenciá-lo da numeração do tubo.

Tabela 14.1- Preparação da escala padrão de pH

Solução Preparo pH

I 100 gotas de HCl diluído + 3 mL de extrato de repolho roxo 1

II 3 mL de água filtrada + 60 gotas de vinagre branco + 3mL

de extrato de repolho roxo 3

III 50 gotas de álcool comum + 3 mL de extrato de repolho roxo 5

IV 5 mL de água filtrada + 3 mL de extrato de repolho roxo 6

V 5 mL de água filtrada + 1 gota da solução de hidróxido de

amônio a 2,7% + 3 mL de extrato de repolho roxo 9

VI 5 mL de água filtrada + 10 gotas de solução de hidróxido de

amônio a 2,7% + 3 mL de extrato de repolho roxo 11

VII 5 mL da solução diluída de NaOH (I)+ 3 mL de extrato de

repolho roxo 12

VIII 2,5 mL de água filtrada + 5 mL de solução diluída de NaOH

(II) + 3 mL de extrato de repolho roxo. 14

43

Tabela 14.2- Cores observadas para as diferentes soluções preparadas

Solução Cor observada

Extrato de repolho roxo

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

14.3 Determinação do pH de amostras de água 14.3.1 Materiais

4 tubos de ensaio

1 seringa de 10 mL

1 caneta de retroprojetor ou etiquetas

Suporte para tubos

14.3.2 Amostras Analisadas

Amostras-problema → amostras I, II e III.

14.3.3 Procedimento

1. Medir, utilizando uma seringa, 5 mL da água a ser analisada e transferi-la para um tubo de ensaio

limpo e seco;

2. adicionar 3 mL do extrato de repolho roxo;

3. agitar com cuidado, de forma a não entornar a solução que está sendo preparada;

4. observar a coloração obtida e compará-la com a escala de pH construída utilizando-se extrato de

repolho roxo;

5. determinar, com base nessa comparação, o valor aproximado do pH da água analisada.

Obs: Colocar um papel branco de fundo para melhorar a visualização das cores da escala.

6. Repetir as etapas de 1 a 5 para as demais amostras de água.

Determinação do pH das amostras de água.

Tabela 14.3- Cores observadas para amostras e pH aproximado

Amostra Coloração Observada pH aproximado

I

II

II

44

14.3.4 Questões para Discussão

1. O extrato de repolho roxo, como o próprio nome diz, apresenta a cor roxa em água. Porém, ao

adicionarmos as substâncias mencionadas na Quadro1, a cor roxa se modifica. Sabendo-se que

as diferentes substâncias adicionadas - HCl diluído, vinagre branco, álcool, solução de amônia e

NaOH diluído - são incolores em solução, por que a escala construída apresenta diferentes

cores?

2. Qual é a função do extrato de repolho roxo no experimento realizado?

3. Nas soluções I, II e III foram adicionados ao repolho roxo uma amostra de HCl diluído, vinagre

branco e álcool, respectivamente. O que essas substâncias têm em comum em termos de

comportamento ácido/básico?

4. Já nas soluções 5, 6, 7 e 8 foram adicionadas ao repolho roxo duas amostras de solução de

amônia e 2 amostras de solução de NaOH, respectivamente. O que essas substâncias têm em

comum em termos de comportamento ácido/básico?

5. Caracterize os extremos da escala padrão de pH, em termos de comportamento ácido/básico.

6. Um indicador ácido-base existe em duas formas com cores diferentes, uma forma ácida (HA) e

uma forma básica (A-). Supondo que a forma ácida e a forma básica apresentem as cores rosa e

amarela, respectivamente, a equação química do equilíbrio ácido-base do indicador pode ser

representada como:

HA H+ + A-

Cor rosa Cor amarela

Reconhecendo a presença desse equilíbrio no extrato de repolho roxo, indique qual será a cor

predominante do extrato de repolho se:

a) adicionarmos uma grande quantidade de H+. Explique.

b) adicionarmos uma grande quantidade de OH-. Explique.

15. Água: solvente universal

Ao contrário do que normalmente se pensa a água utilizada para consumo humano, isto é, a água potável, não é pura. Devido à sua estrutura molecular dipolar, a água é considerada um solvente universal. Se você prestar atenção num rótulo de água mineral, vai perceber tratar-se de uma solução e que uma marca difere fundamentalmente de outra pela sua composição química. A composição das águas reflete os meios por onde elas circulam, guardando uma estreita relação com os tipos de rochas e com os produtos das atividades humanas adquiridos ao longo de seu trajeto. Como a água dissolve ou arrasta muito do que encontra pelo caminho, é fácil compreendermos que o resultado desse processo é uma mistura. Nas épocas de chuva, você pode observar que as águas dos rios e lagos ficam mais turvas. Isso resulta da enxurrada que vai dissolvendo e arrastando solo, vegetais, animais e lixo que encontra pelo caminho.

Nas águas naturais, esse poder de dissolver é aumentado pela presença de ácido carbônico, formado pelo gás carbônico dissolvido, e ácidos orgânicos, principalmente húmicos, produzidos pela atividade dos seres vivos no solo.

Nos centros urbanos e áreas industrializadas, por exemplo, a qualidade química dos cursos de água está associada às atividades humanas, tais como: descarga de poluentes líquidos provenientes

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das indústrias e das casas, vazamentos de depósitos de combustíveis e de chorumes dos depósitos de lixo, etc. Nas zonas rurais, a água pode adquirir uma característica diferente devido às atividades agrícolas e pecuárias e pelo uso de inseticidas, herbicidas, adubos etc.

Já são bastante conhecidos os efeitos na saúde relacionados com a abundância ou deficiência de algumas substâncias que se encontram dissolvidas nas águas. A deficiência de iodo está relacionada ao bócio, ou papo, devido à hipertrofia da tireóide. A contaminação das águas dos garimpos por mercúrio leva à má formação do cérebro em fetos, conhecida como anencefalia. O excesso de flúor provoca fluorose do esqueleto e dos dentes, enquanto que a deficiência dele é responsável por uma maior incidência de cáries dentárias. Há ainda outras correlações mais controversas que ocorrem, como, por exemplo, entre a dureza da água e algumas moléstias cardiovasculares; entre o chumbo e a esclerose múltipla; entre o cádmio e a hipertensão e arteriosclerose; entre uma gama de substâncias de diversos tipos de câncer. Não há dúvidas, portanto, quanto ao fato de que todas as águas naturais possuem, em graus distintos, um conjunto de sais dissolvidos. As águas subterrâneas possuem, em geral, teores mais elevados de sais do que as águas superficiais. Assim, quanto mais intimamente exposta aos materiais solúveis presentes no solo e nas rochas, mais rica nesses sais será a água.

Nas regiões em que chove muito, a recarga constante dos aquíferos permite uma maior renovação das águas subterrâneas. Logo, ocorre uma maior diluição dos sais na água. Diferentemente, em climas áridos, a pequena precipitação resulta num fenômeno chamado de salinização. Na superfície do solo, à medida que a água evapora, os sais que subiram com a água até a superfície, por capilaridade, vão se acumulando. Quando vêm as chuvas mais intensas, os sais mais solúveis voltam para os aquíferos subterrâneos, tornando a água salobra. Isso vem acontecendo, por exemplo, no Nordeste Brasileiro.

16. Parâmetro físico-químico da água : Turbidez

A turbidez é outro parâmetro de qualidade de água. Ela é a expressão de uma propriedade

óptica que provoca a reflexão e absorção de luz. Podemos definir a turbidez como a redução da transparência da água devido à presença de matéria em suspensão ou pela presença de partículas coloidais o que atrapalha a propagação da luz na água. Já a transparência é a capacidade de penetração da luz na água.

As partículas em suspensão dispersas nas águas possuem diferentes conformações e tamanhos que oscilam entre 0,01 a 100 micrômetros. Tais partículas podem corresponder a diferentes entidades do plâncton, como bactérias e algas, serem resultado da degradação mecânica ou transformação química ou biológica de materiais poluentes, por exemplo, substâncias orgânicas (Ex: húmus) e inorgânicas (Ex: óxidos) ou ainda ser proveniente da erosão da terra, devido às atividades de lavragem nos solos para aproveitamento agrícola, de drenagem de canais e estuários, resíduos industriais e domésticos entre outros. Vários fatores influenciam na reflexão e absorção de luz, como o tamanho, a forma e a cor das partículas presentes no meio aquático.

As substâncias responsáveis pela cor e turbidez podem, muitas vezes, se apresentar organizadas no meio aquoso em diferentes escalas de tamanho, afetando significativamente a forma como essas substâncias interagem com o solvente e os demais componentes da solução/mistura.

A figura 16.1 ilustra a distribuição de tamanho de alguns componentes típicos de águas naturais agrupando-os em três categorias: solúvel, coloidal e precipitado.

Segundo essa classificação (arbitrária), os colóides compreendem as partículas, ou gotas, em suspensão na água com diâmetro entre ~10 nm (10-8 m) e ~10 μm (10-5 m)

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Figura 16.1: Classificação por tamanho de matérias comumente presentes em águas naturais (hidrosfera).

Fonte: Environmental Chemistry - A Global Perspective

Para entendermos o papel dos colóides, vamos citar uma questão muito comum em Química

Ambiental. Considere o problema de analisar a concentração de fósforo em uma lagoa para avaliar o risco potencial de eutrofização.

O fósforo pode se encontrar em duas situações extremas: ortofosfato solúvel, disponível para as algas e plantas aquáticas e fosfato insolúvel na forma de hidróxiapatita (Ca5OH(PO4)3(s)). Entre esses dois extremos existe toda uma gama de material sólido com diferentes densidades e tamanhos de partícula (10 nm a 10 μm), contendo compostos fosforados, orgânicos e inorgânicos.

Portanto a questão é: Qual a fração de fósforo total que pode ser considerada biodisponível?

Com relação à determinação de fósforo, é necessário separar a fração com o tamanho de partícula desejado. Existem técnicas de centrifugação e filtração que permitem separar as frações desejadas. Mas existe um consenso que a filtração através de membrana com tamanho de poro de 0,45 μm permite uma separação entre a fração solúvel e insolúvel. No entanto é importante lembrar na interpretação do resultado para a avaliação ambiental, que ao longo do tempo outras espécies contendo fósforo (biomassa ou fósforo adsorvido em partículas coloidais) maiores do que 0,45 μm, podem liberar ortofosfato solúvel para os organismos em crescimento.

As suspensões coloidais são capazes de espalhar a luz gerando o chamado efeito Tyndall, conforme ilustrado abaixo.

Figura 16.2 : Espalhamento da luz produzido por dispersões coloidais. (Efeito Tyndall)

Fonte: http://gabrielishikawa.blogspot.com.br/2012/02/efeito-tyndall.html

ác. húmico

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Por causa da sua grande área superficial, os colóides são capazes de ter moléculas ou íons da solução aderidos à sua superfície de forma reversível ou irreversível e, portanto a presença de substâncias coloidais é um indicador da possível presença de outras substâncias orgânicas ou inorgânicas.

Mas cuidado, não se pode associar diretamente a turbidez com a poluição da água. A turbidez, por si só, não caracteriza poluição. Um exemplo disso são águas de alguns rios como o Solimões que apesar de muito turvas não são poluídas. Da mesma forma o fato de uma água não estar turva não significa que ela não esteja poluída. É considerada poluição qualquer modificação nas características do meio, capaz de tornar esse meio nocivo à saúde, à natureza, à segurança e ao bem-estar, prejudicando o equilíbrio natural e estético.

A implicância ambiental que a turbidez tem está relacionada ao fato de que uma água muito turva apresenta baixa capacidade de penetração da luz e, com isso, a fotossíntese realizada pelas plantas aquáticas fica comprometida. Como consequência, a quantidade de oxigênio dissolvido também fica menor prejudicando a vida nos meios hídricos. O seu aumento prejudica também a visão dos animais predadores dificultando sua possibilidade de encontrar as presas. E como as águas turvas são ricas em nutrientes que estimulam o crescimento de microorganismos e o metabolismo desses microorganismos podem causar odores e sabores desagradáveis à água, a turbidez também afeta adversamente os usos doméstico e industrial de uma água.

Devemos distinguir, também, “poluição” de “contaminação”. A contaminação é causada por materiais que, lançados na água, no ar ou no solo os tornam diferentes e nocivos, como um veneno ou um ser patogênico, prejudicando o substrato, ou o entorno, em tal grau que cria riscos reais para a saúde e a vida em geral.

Uma água, mesmo cristalina, poderá desempenhar um papel de veículo do agente contaminante e não necessariamente provir de um ambiente ecológico alterado. As principais fontes de contaminação dos recursos hídricos são: os esgotos lançados sem qualquer tratamento, a presença de aterros sanitários que afetam os lençóis freáticos, os defensivos agrícolas que escoam com a chuva, os resíduos industriais tóxicos, entre outros.

A turbidez é medida em UNT (Unidade nefelométrica de turbidez). No tratamento de água, depois da coagulação, floculação e sedimentação, os níveis de turbidez ficam entre 5 e 10 UNT. Depois da filtração, pode-se chegar a níveis menores que 1 UNT.

Consulte a Resolução 20 do CONAMA e veja qual é o padrão aceitável para esse parâmetro. Uma das razões para diminuir a turbidez da água afim de torná-la potável é que essa turbidez

pode estar associada à presença de microorganismos patogênicos como bactérias e vírus. As etapas de tratamento envolvendo a clarificação da água, ou seja, a remoção de sólidos finos em suspensão, são de grande valor. Até chegar às nossas casas, a água deve passar por um tratamento que seja capaz de torná-la própria ao nosso consumo. Entretanto, mesmo depois de passar pelas estações de tratamento, a água não está limpa e livre de ser contaminada no seu trajeto, ou mesmo quando enche nossas caixas de água que nem sempre estão corretamente limpas e tampadas.

A determinação deve ser feita o mais rápido possível evitando alterar a temperatura e o pH da amostra.

Mudanças no pH podem alterar a cor e/ou provocar a coagulação de partículas em suspensão alterando as leituras de turbidez.

Ao se comparar a eficiência de diferentes tratamentos para a remoção de turbidez, deve-se respeitar a incerteza associada a cada faixa de leitura conforme mostrado pela tabela 16.1.

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Tabela 16.1: Incerteza associada a cada faixa de leitura de turbidez.

Turbidez (UTN) Incerteza

0 - 1,0 ± 0,05

1,0 - 10 ± 0,1

10 - 40 ± 1

40 - 100 ± 5

100 - 400 ± 10

400 - 1000 ± 50

> 1000 ± 100

Fonte: Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20th Edition

Vários aparelhos no mercado medem a turbidez e muitos são construídos com base no padrão nefelométrico. Esse padrão consiste em quantificar a quantidade de luz refletida, quando esta é direcionada formando um ângulo de 90º com as células sensoriais que captam luz.

No entanto, os aparelhos comerciais encarecem muito o custo do estudo ou da pesquisa científica em campo. Para contornar esse problema, pode-se utilizar uma maneira eficiente, prática e de baixo custo, visando quantificar a turbidez da água em locais iluminados pela luz solar. Isso é conseguido através da construção de um tubo turbidímetro, como mostrado na Figura 16.1.

Deve-se encher o tubo com a água a ser analisada, colocá-lo em posição vertical e retirar a

mínima quantidade de água até que se consiga distinguir as cores preto e branco marcadas no fundo

do tubo. Assim que esse procedimento for realizado, compara-se o nível da água com as marcações do

tubo, determinando-se, assim, a faixa de turbidez da amostra.

16.2 - Como construir o tubo turbidímetro

16.2.1 Materiais

3 garrafas de água mineral pequenas e vazias (aproximadamente 500 mL);

1 vidro de esmalte branco;

1 vidro de esmalte preto;

estilete;

régua.

O tubo turbidímetro adapta satisfatoriamente ao método nefelométrico, visto que a luz solar incide a 90º com a lateral do tubo e os olhos do usuário funcionam como sensores que ficam localizados na extremidade aberta do tubo. A quantificação é dada por uma escala calibrada no próprio tubo. A utilização do tubo turbidímetro é bastante simples, para isso basta estar em um ambiente iluminado com luz natural.

Figura 16.1- Representação esquemática do tubo turbidímetro graduado em unidades de turbidez (UNT) conhecido como Turbidímetro de jackson

200

100

50

20

15

10

49

16.2.1 Procedimento de Construção

O turbidímetro é feito utilizando-se as três garrafas de mesmo tamanho e forma. A primeira garrafa deve ser cortada na segunda metade superior, aproximadamente 11 cm da base. Descarte a parte de cima e reserve a de baixo.

Da segunda garrafa você vai cortar o fundo. Em seguida, você vai retirar a parte superior cortando-a, aproximadamente, a 12 cm da base. Repare que um lado fica mais largo e o outro fica mais fino.

Encaixe a segunda garrafa na primeira utilizando o lado mais fino. Tome cuidado para não amassar a garrafa.

Da terceira garrafa você também vai cortar o fundo. Em seguida, corte a parte superior. O corte pode ser feito perto do gargalo da garrafa, aproximadamente, a 15 cm da base.

Encaixe a terceira parte na segunda. Repare que o encaixe precisa ficar bem feito. Teste o seu turbidímetro colocando água, para se certificar de que ele não está vazando. Nesse modelo não é preciso passar cola ou fita adesiva.

Com os esmaltes você vai pintar o fundo do modelo conforme a figura 16.2. Gradue o tubo a partir de sua base, conforme mostra a Tabela 16.2

Para essa marcação de escala, utilizou-se um modelo baseado em informações do Environmental Resources Center, UW-Madison.

Tabela 16.2- Graduação do tubo em unidades de turbidez Figura 16.2: Como pintar o fundo da garrafa com os esmaltes

16.3 - Roteiro Experimental 16.3.1 - 1º Experimento 16.3.1.1 Materiais

4 béqueres de mesma capacidade

Água da torneira

Água filtrada

Frasco contendo solução 1

Frasco contendo a solução 2

Etiquetas adesivas

Bastão de vidro ou colher para misturar

Linha Distância a partir da base (cm)

Unidades de Turbidez (NTU)

1 7,3 200

2 11,4 100

3 19,1 50

4 31,1 20

5 43,2 15

6 53,7 10

50

16.3.1.2 Procedimentos e análises

1) Utilizar os turbidímetros para verificar a unidade de turbidez de algumas amostras de água (não se esqueça de preencher o nome das amostras contidas nos béqueres 3 e 4 que você testou).

Tabela 16.3- Conclusões das medidas de turbidez de algumas amostras de água

16.3.1.4 Questões

1. A água dos béqueres 1, 2, 3 e 4 podem ser ingeridas? Justifique. 2. Pesquise se a água que chega na torneira da sua casa passou por algum sistema de

tratamento. 3. Se houve um tratamento anterior, por que tem que ser filtrada? Explique. 4. Analisando o conteúdo dos 4 béqueres, o que você pode dizer: trata-se de uma mistura ou

de uma substância? 5. Você diria que a água de algum desses béqueres está poluída? Qual (is)? 6. O que você entende por poluição das águas? 7. Que diferença existe entre poluição e contaminação? 8. A água de algum desses béqueres está contaminada? 9. Por que nem sempre podemos visualizar partículas dispersas na água?

16.3.2 - 2º Experimento 16.3.2.1 Materiais

1 recipiente transparente

1 apontador laser

100 ml de água destilada

Nitrato de prata

Cloreto de sódio

Bastão de vidro ou colher para misturar

Sistemas Amostras Unidade de

turbidez encontrada (UNT)

De acordo com o resumo da resolução CONAMA essa água é própria para uso

ou consumo humano?

Béquer 1 Água sem filtrar

Béquer 2 Água filtrada

Béquer 3

Béquer 4

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16.3.2.2 Procedimentos e análises 1) Colocar cerca de 100 ml de água destilada em um recipiente transparente de faces paralelas.

2) Apontar o feixe de laser para a solução e observar o que ocorre.

3) Adicione uma gota de nitrato de prata. Utilize o bastão para agitar a solução.

4) Apontar novamente o laser.

5) Acrescentar uma gota de solução de cloreto de sódio. Agitar.

6) Apontar o laser e observar o que ocorre.

7) Acrescentar mais gotas dos dois reagentes e verificar o que ocorre com o feixe de laser ao passar pela solução.

Discuta com seus colegas e proponham explicações para o que aconteceu.

16.3.2.3 Questões

1. O que é um colóide? Qual é a sua principal característica?

2. Qual a classificação dos colóides e qual efeito a presença deles geram?

3. O que as substâncias coloidais podem indicar?

4. Qual a origem das partículas suspensas na água?

5. Quais as consequências dos diferentes tamanhos das partículas presentes na água?

6. De acordo com o 2º experimento realizado porque o feixe de laser fica suspenso na solução como mostra o 7º passo?

17. Parâmetro físico-químico da água: “Metais pesados” ou metais tóxicos.

Em Química, o termo heavy metal (metal pesado) não se refere a um tipo de música, mas a uma classe de elementos químicos, muitos dos quais venenosos aos seres humanos. Os metais pesados estão situados na parte inferior da Tabela Periódica e possuem alta densidade comparada a outros metais comuns. Atualmente o termo metais pesados está em desuso, pois há metais que

O nitrato de prata reage com o cloreto de sódio formando cloreto de prata. O cloreto de prata é muito pouco solúvel em água, ficando em suspensão. Como as soluções dos reagentes estão diluídas, as partículas do precipitado ficam muito pequenas. Um material disperso em outro com partículas muito pequenas é um colóide. Uma das características de um colóide é a capacidade de espalhar a luz. Nós não vemos o feixe de laser na água destilada ou na solução de nitrato de prata, pois as moléculas de água ou íons do nitrato de prata são muito pequenas para interagir com a luz. Já as partículas do precipitado de cloreto de prata têm um tamanho grande o suficiente para espalhar a luz e conseguimos enxergar o feixe. Se usarmos mais reagentes, o tamanho das partículas aumenta e mais luz é espalhada. Depois de certo ponto, entretanto, o material vai para o fundo do frasco e deixa de ser uma suspensão coloidal.

52

não são pesados, contudo são tóxicos. Dessa forma, o termo metais pesados é substituído por metais tóxicos

Os metais são liberados das rochas por intemperismo e são processados por vários mecanismos, inclusive biológicos. Entretanto, os ciclos biogeoquímicos naturais foram muito perturbados pela mineração, que aumentou o nível de circulação de vários metais desde os tempos pré-industriais. Atualmente este processo é acelerado pelo contato com fumaça de cigarro; tintas e vernizes fabricados com chumbo (Pb); componentes mecânicos e elétricos; atividade de diversos seguimentos industriais que despejam no solo, rios e lagos os seus efluentes contaminados por metais tóxicos; dentre outros.

Alguns metais como sódio (Na), magnésio (Mg), cálcio (Ca), potássio (K), cobalto (Co), cobre (Cu), manganês (Mn), molibdênio (Mo), ferro (Fe) e zinco (Zn) (metais essenciais) são necessários à sobrevivência humana para a realização de funções vitais no organismo. Porém, níveis excessivos desses elementos podem ser extremamente tóxicos. Outros metais, como mercúrio (Hg), chumbo (Pb) e cádmio (Cd) (metais não essenciais), não possuem nenhuma função nos organismos e sua acumulação pode provocar graves doenças, sobretudo nos mamíferos. Os gráficos presentes na figura 17.1 ilustram o comportamento de metais essenciais e não essenciais no desenvolvimento de organismos. Figura 17.1 Gráficos ilustrativos evidenciando o desenvolvimento de organismo na presença de Metais essenciais e

não essenciais.

Fonte: Lima V. F.; Merçon F. QUÍMICA NOVA NA ESCOLA Vol. 33, N° 4, NOVEMBRO 2011

De acordo com os gráficos, há uma necessidade de nos informarmos a respeito do assunto, uma vez que estamos nos tornando cada vez mais responsáveis pelo aumento da concentração de metais no ambiente em que vivemos. A utilização de celulares, notebooks, relógios, pilhas e outros aparelhos eletrônicos que possuem em seu interior elevadas concentrações de metais tóxicos, quando empregados e descartados de forma incorreta, são prejudiciais à saúde dos organismos vivos.

Os metais tóxicos absorvidos agem de maneira direta no organismo humano, podendo causar náuseas; vômitos; dores abdominais; diarréia sanguínea; perda dos dentes; inibição da capacidade reprodutiva; dano nos rins e morte em até dez dias; distúrbios visuais; alterações psicológicas e psicomotoras; câncer de pele, pulmão, próstata, rim, bexiga e fígado; paralisia; disfunção cerebral; morte.

Os metais são não-degradáveis e seus íons possuem alta afinidade com moléculas orgânicas presentes nos seres vivos. Assim, quando lançados na água, no solo ou na atmosfera, podem se acumular no organismo, provocando graves intoxicações ao longo da cadeia alimentar. A esta característica dá-se o nome de bioacumulação, cujo esquema pode ser visualizado na figura 17.2.

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Figura 17.2: Processo de bioacumulação ao longo de uma dada cadeia alimentar

Fonte: http://biorocha.blogspot.com.br/

Os usos de tintas e solventes, baterias, por exemplo, de celulares, lâmpadas contendo mercúrio, fertilizantes e rejeitos industriais quando não devidamente tratados, podem contaminar rios, lençóis freáticos e lagoas. Esta contaminação é agravada em grandes centros urbanos devido à

Você sabe o que é Magnificação trófica (ou biomagnificação)?

O constante lançamento, no ambiente, de subprodutos de indústrias químicas - como metais tóxicos – resulta no acúmulo dessas substâncias na natureza. Esses produtos não são decompostos porque as bactérias e fungos, bem como outros serres vivos, não possuem enzimas capazes de destruí-los ou oxidá-los. Então, aos poucos, esses metais vão se acumulando no ambiente e nos seres vivos. Assim, esses produtos não biodegradáveis tendem a se concentrar ao longo das cadeias alimentares, quando o organismo produtor na escala de biomassa ingere a substância, ele não conhece metabolizá-la e eliminá-la. Por isso, a substância acaba sendo ingerida pelo consumidor primário e pelo consumidor secundário (assim em diante), contaminando assim toda a biomassa.

O problema se agrava conforme a substância é passada de organismo para organismo, já que a base dos produtores (biomassa) é maior que entre os consumidores. Com isso, uma maior quantidade de metais tóxicos se concentra nos seres vivos que se encontram em níveis tróficos superiores.

Você sabe o que é bioacumulação?

Um agravante é que essas substâncias são muito lentamente eliminadas dos organismos (por suor, urina e fezes), portanto, se bioacumulam no próprio organismo. Ou seja, se algum ser vivo, ingere constantemente um alimento que está contaminado com metais tóxicos, os metais ingeridos são acumulados em seu corpo ao longo de toda a vida.

Essa acumulação pode ser como dito anteriormente, devido à falta de enzimas específicas que possam atuar sobre esses compostos. Dessa forma, por não serem degradados se acumulam nos tecidos dos organismos. Esse acúmulo pode, na maioria das vezes, resultar em danos à saúde e ao desenvolvimento do indivíduo.

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impermeabilização das regiões em seu entorno. Segundo fontes de pesquisa, níveis de contaminação da lagoa da Pampulha ainda não são alarmantes, mas a ocorrência de bioacumulação na cadeia alimentar agrava a contaminação de organismos da parte superior da mesma por metais tóxicos, estando o homem sujeito à contaminação por esses metais ao consumir animais desses ambientes.

A seguir, apresentamos uma lista dos principais metais tóxicos e alguns de seus usos e efeitos sobre o organismo humano.

I) Alumínio Apesar de o alumínio ser o metal mais abundante na crosta terrestre, a sua concentração em águas doces e marinhas é pequena, isso devido à baixa solubilidade das substâncias que contém alumínio. Esse fato justifica a sua utilização como coagulante no tratamento de água, por isso a água potável e contém alumínio. A principal via de exposição humana não ocupacional ao alumínio é pela ingestão de alimentos e água. Há considerável evidência que o alumínio é neurotóxico. Existem estudos que o associam à ocorrência do mal de Alzheimer. II) Arsênio Traços deste elemento são encontrados em águas naturais e em fontes termais. É usado como inseticida, herbicida, fungicida, na indústria da preservação da madeira e em atividades relacionadas à metalurgia e ao uso industrial de certos tipos de vidros, tintas e corantes. Apresenta efeito bioacumulativo, sendo carcinogênico. III) Cádmio O cádmio aparece nas águas naturais devido às descargas de efluentes industriais relacionados à produção de pigmentos, soldas, equipamentos eletrônicos, lubrificantes e acessórios fotográficos. Apresenta efeito agudo, sendo que uma única dose de 9,0 gramas pode levar à morte. Concentra-se nos rins, fígado, pâncreas e tireóide. O principal uso do cádmio é em baterias e pilhas. IV) Chumbo A exposição humana ao chumbo ocorre pela via respiratória de partículas suspensas no ar e pela ingestão de alimentos e água. A sua presença no ambiente aumenta com o aumento do urbanismo, agricultura e emissões industriais, a principal fonte é a queima de combustíveis fósseis. Constitui veneno bioacumulativo, provocando um envenenamento crônico denominado saturnismo, que consiste no efeito sobre o sistema nervoso central com conseqüências bastante sérias. V) Cobre O cobre ocorre naturalmente nas águas. Quando em concentrações elevadas é prejudicial à saúde. No entanto, concentrações de 5 mg/L tornam a água absolutamente impalatável, devido ao gosto produzido. O cobre em pequenas quantidades é até benéfico ao organismo humano, catalisando a assimilação do ferro e seu aproveitamento na síntese da hemoglobina do sangue, facilitando a cura de anemias. O principal uso do cobre é em fios, cabos e ligas metálicas como o latão e o bronze. VI) Cromo O cromo é largamente empregado nas indústrias, especialmente, em galvanoplastias, onde a cromação é um dos revestimentos de peças mais comuns. Pode ocorrer como contaminante de águas sujeitas a lançamentos de efluentes de curtumes e de circulação de águas de refrigeração, onde é utilizado para o controle da corrosão. Produz efeitos corrosivos no aparelho digestivo e nefrite. VII) Mercúrio O mercúrio é um dos metais sem função fisiológica ou bioquímica conhecida no homem. É muito usado em equipamentos eletrônicos, fabricação de tintas, defensivos agricultura, pilhas, odontologia e medicina. É altamente tóxico ao homem, sendo que doses de 3 a 30 gramas são fatais. Apresenta efeito bioacumulativo e provoca lesões cerebrais. A utilização do mercúrio no garimpo do ouro mereceu atenção especial em vários estudos por causar problemas de saúde nos garimpeiros, suas famílias e

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também em pessoas que consomem os peixes oriundos de lagos e rios contaminados pela atividade garimpeira. VIII) Níquel O níquel assim como o cromo é também utilizado em galvanoplastias. Estudos recentes demonstram que é carcinogênico em animais e altos níveis no corpo humano causam desde alergias a diversas formas de câncer. O níquel não se acumula em plantas e animais, portanto não se bioacumula na cadeia alimentar. 17.1 – Roteiro Experimental Nesta atividade iremos verificar o efeito do contato agudo, efeito causado em um curto período de tempo, que íons metálicos dos chamados metais pesados causam em brotos de feijão. Como já foi visto, a lagoa da Pampulha e diversos corpos d´água contém metais pesados, tanto nos sedimentos quanto na água. Objetivo Verificar os efeitos que soluções contendo alguns dos metais pesados causam em brotos de feijões. 17.1.1 Materiais

Cerca de quarenta feijões

Copos descartáveis

Terra

Algodão

Recipiente para brotar os feijões

Água

Soluções dos metais tóxicos em concentração de 5 g/L: chumbo, ferro, níquel, cromo etc

Câmera fotográfica (opcional)

17.1.2 Procedimentos 1) Forre o fundo da vasilha com algodão, até alguns centímetros de altura, em seguida espalhe feijões por cima do algodão, despeje água no fundo da vasilha, sem deixar os feijões mergulhados. Evitar sol intenso e tomar o cuidado para não deixar o algodão secar e nem os feijões mergulhados na água, isso pode fazer os feijões não brotarem ou até apodrecerem. 2) Deixar pilhas, sem o plástico que as revestem, tomando o cuidado para não deixar o vinagre evaporar completamente. Em torno de sete dias os brotos e a solução das pilhas já devem estar prontos para o uso. 3) Plantar os feijões, dois a dois nos copos descartáveis com terra. Identificar os copos descartáveis como conforme as identificações da tabela 17.1.

4) Antes de usar a solução da pilha diluí-la 1:1 em água. Repetir esse procedimento para o vinagre. Regar diariamente cada um dos copinhos com sua respectiva solução. O acompanhamento dos resultados pode ser feito pela anotação do aspecto dos brotos de feijão: sadio, folhas murchas ou secas, folhas descoloridas e anotadas na tabela 17.1. etc; ou por fotos, deve-se tomar o cuidado de anotar o dia e o horário e de qual copo está sendo feita a observação ou sendo tirada a foto.

5)Ao final de três dias analisar os resultados.

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Tabela 17.1: Observações sobre crescimento de feijões em contato com diversas soluções

*Caso haja orientação do professor para o uso de outras soluções, escreva nesses espaços quais íons metálicos foram utilizados.

17.1.3 Questões

1. Por que há um copo só com água e outro só com vinagre diluído 1:1? 2. Por que são plantados dois brotos de feijão por copo em vez de somente um? 3. Como o copo regado com a solução feita a partir da pilha pode simular alguma situação real? 4. Essa concentração utilizada, 5 g/L, nas soluções dos íons metálicos é de fato uma exposição

aguda? Atividade adaptada de “Utilizando o tema solos como contexto para o ensino de química ambiental”, por Thiago Augusto da Silva, monografia 2007. 18. Parâmetro físico-químico da água : Condutividade elétrica

A condutividade elétrica é uma medida da habilidade de um material conduzir corrente elétrica, pela presença de cargas que podem movimentar-se.Em solução aquosa é devido a presença de íons e essa propriedade varia com a concentração total de substâncias ionizadas dissolvidas na água,com a temperatura,com a mobilidade dos íons,com a valência dos íons e também com as concentrações real e relativa de cada íon.

Por exemplo, a condutividade elétrica da solução do cloreto de sódio em água deve-se à mobilidade dos íons (Na+ e Cl-) na solução aquosa. No caso do cristal de cloreto de sódio, os íons não têm essa mobilidade, pois se encontram fixos em posições definidas num retículo cristalino. O que mantém esses íons fixos na estrutura do cristal é a ligação iônica.

No caso dos metais, como o cobre, e de algumas substâncias não-metálicas condutoras, como a grafita, a condutividade elétrica não é explicada pela presença de íons móveis, mas pela existência de elétrons que promovem a passagem da corrente elétrica. Os elétrons na região mais externa da eletrosfera, não estão fortemente presos aos núcleos, o que possibilita sua mobilidade. Eles são, portanto, as partículas responsáveis pela condutividade elétrica no caso do cobre e da grafita.

Como a condutividade elétrica está relacionada à concentração de íons presentes, a partir de medidas de condutividade elétrica que foram realizadas verifica-se que a água destilada apresenta baixa condutividade porque são poucos os íons aí presentes. A água pura é uma substância má condutora de corrente elétrica apresentando um valos teórico de 0, 0055microhm-1.cm-1 a 25C. Como

Identificações Observações 1° dia Observações 2° dia Observações 3° dia

Água

Vinagre

Pilhas

Sal de cozinha

*

*

*

*

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vimos nos textos sobre pH, a água pura também se dissocia em íons, mas a quantidade desses (1 para cada 107 moléculas de água) é muito pequena e a contribuição dos íons H+ e OH- para a condutividade elétrica da água destilada é praticamente desprezível. O fato de a água destilada, ainda que muito fracamente, conduzir corrente elétrica é de interesse porque mostra que a água destilada, usada como água “pura” em vários contextos, ainda apresenta íons dissolvidos – os responsáveis, neste caso, pela condução.

A condutividade elétrica, como parâmetro de qualidade de água, está relacionada à presença de íons dissolvidos na água, que são partículas carregadas eletricamente. Quanto maior for a quantidade de íons dissolvidos, maior será a condutividade elétrica da água. Em águas continentais, os íons diretamente responsáveis pelos valores da condutividade são, entre outros, o cálcio, o magnésio, o potássio, o sódio, carbonatos, carbonetos, sulfatos e cloretos. Substâncias como os alvejantes (água sanitária) possuem íons, que ao serem lançados no sistema eleva a condutividade. Os íons são levados para o corpo d'água devido às chuvas ou através do despejo de esgotos aumentando consideravelmente a condutividade da água, dessa forma ocorrem mudanças no metabolismo do sistema aquático.Alguns trabalhos publicados relacionam a eutrofização com a presença dos íons fósforo e nitrogênio. Sendo estes íons essenciais para o metabolismo de seres vivos como algas, plantas, cianobactérias,entre outros que vivem na água. Além da temperatura, o pH pode ter grande influência sobre os valores de condutividade elétrica. Especialmente em águas pobres em sais solúveis e de baixos valores do pH, o íon H+ torna-se o principal responsável pelos valores de condutividade elétrica. Caso semelhante, ocorre também em águas muito alcalinas. Assim em amostras cujos valores de pH se localizam nas faixas extremas, os valores de condutividade elétrica são devidos apenas à elevada concentração de poucos íons em solução, dentre os quais, os mais frequentes são H+ e OH-.

Por meio das chuvas, por exemplo, no Cerrado, os íons livres de alumínio são levados para o sistema, aumentando a condutividade. O parâmetro condutividade elétrica não determina, especificamente, quais os íons que estão presentes em determinada amostra de água, mas pode contribuir para possíveis reconhecimentos de impactos ambientais que ocorram na bacia de drenagem ocasionados por lançamentos de resíduos industriais, mineração, esgotos, etc.

18.1 – Roteiro Experimental

Objetivo

Verificar qualitativamente a relação entre a condutividade, a natureza de substâncias e a concentração

de soluções utilizando um circuito simples acoplado a uma lâmpada ou led (conforme desenhos

esquemáticos da figura 18.1).

18.1.1 Material

Colher

Copo

Água destilada

Água de torneira

Sal de cozinha

Açúcar

Ácido Acético (vinagre)

Etanol

Recipiente para preparo de soluções

Circuito elétrico com led ou lâmpada

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Figura 18.1: Desenho esquemático do circuito elétrico

Procedimento 18.1.2

Observações importantes:

Sempre que for limpar os eletrodos desligue o dispositivo da fonte de energia.

Durantes os testes, mantenha os eletrodos paralelos e imersos ate a mesma altura.

Parte Experimental Atividade I:

1. Com a bateria desconectada do circuito, encoste as pontas dos fios condutores entre e observe

o que acontece.

2. Conecte os fios condutores à bateria e observe o que acontece.

3. Desligue a bateria do circuito e solte as pontas dos fios condutores.

4. Coloque os fios condutores em contato com as amostras como indicado na figura 18.1 e conecte

o circuito na bateria. Observe o que acontece.

5. Preencha a tabela 18.1 registrando suas observações, utilize as seguintes representações: (-)

não acende; (+) luz fraca; (++) luz média; (+++) luz forte.

Tabela 18.1 - Condutividade de diferentes soluções

Materiais Observações

Dispositivo

Dispositivo com os fios ligados

Água

Água+Açúcar

Água+Álcool

Bateria

LED

Resistor Amostra

Fios condutores

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Materiais Observações

Água+Sal

Ácido Acético

Vinagre (solução água

+ácido acético)

Cloreto de Sódio (sal)

Açúcar

Parte Experimental Atividade II:

1. Prepare as soluções de sal em água indicadas na tabela 18.2. Use uma colher pequena e rasa como medida.

2. Coloque os fios condutores em contato com as amostras como indicado na figura 18.1 e conecte o

circuito na bateria. Observe o que acontece.

3.Preencha a tabela 18.2 registrando suas observações, utilize as seguintes representações: (-) não acende; (+) luz fraca; (++) luz média; (+++) luz forte.

Tabela 18.2: Condutividade e concentração das soluções

Solução Quantidade de sal (NaCl) e de água Observações

1 1 colher em um copo de água

2 2 colheres em um copo de água

3 3 colheres em um copo de água

4 4 colheres em copo de água

Experimento adaptado- Interações e Transformações: Química - Ensino Médio: Livro do aluno: Guia do Professor/GEPEQ. 7. Ed.-São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2001. 18.1.2.1 Conclusões:

1. Classifique os materiais testados como condutores ou mau condutores (isolantes). 2. Quando você ligou o dispositivo de teste a tomada o que aconteceu? E quando os eletrodos de

cobre foram unidos? Como você classificaria esse metal? 3. Levando em conta as observações, e lembrando que os fios elétricos, bem como os cabos das

ferramentas utilizados pelos eletricistas, são revestidos de plástico, como você classificaria esse material?

4. Cite algumas observações realizadas em sua vida diária que indiquem que a borracha é isolante. 5. Os materiais considerados como condutores conduzem corrente elétrica com a mesma

intensidade? Explique sua resposta. 6. No procedimento 2, o que foi observado? Por que isso acontece?

18.2 Questões

1. Como essas substâncias podem ser representadas quando estão em solução aquosa? 2. Identifique quais das substâncias sofrem o processo de Dissociação e o de Ionização,

analisando sua condutividade elétrica em solução aquosa. 3. Os eletrólitos permitem a passagem de corrente elétrica, como funciona um eletrólito? 4. Por que levamos um choque maior quando estamos molhados do que quando estamos secos? 5. Como explicar, o fato da água potável conduzir eletricidade?

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Experimento adaptado- Interações e Transformações: Química - Ensino Médio: Livro do aluno: Guia do Professor/GEPEQ. 7. Ed.-São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2001.

Alternativa ao procedimento 18.1.2- Aprendendo a usar o condutivímetro

Este equipamento mede a condutividade elétrica de soluções aquosas. Pode se utilizar um multímetro ou um condutivímetro, posicionando-se a chave do multímetro na escala de miliamperimetro DC. O condutivímetro necessita ainda de um resistor variável (potenciômetro) e de um par de eletrodos.

Figura 1: Multímetro utilizado para medição de corrente elétrica.

Sempre que existirem íons dissolvidos na água, o miliamperímetro indicará a presença de uma

corrente elétrica que se estabelecerá no circuito. Quando maior a quantidade de íons, maior será o valor da leitura do miliamperímetro.

Material

Colher

Multímetro

Copo

Água destilada

Água de torneira

Sal de cozinha

Recipiente para o preparo de soluções

Como usar o multímetro para comparar condutividades entre soluções

Parte 1

1. Posicione a chave seletora do multímetro na posição miliamperímetro. Inicialmente escolha a

posição 50 mA (a escala pode ser ajustada conforme necessidade).

2. Conecte o multímetro ao potenciômetro conforme orientação do seu professor insira os eletrodos

do potenciômetro na solução a ser testada e observe a leitura da corrente no visor do

multímetro, anote os valores na tabela 18.3.

3. Repita o procedimento para todas as soluções

4. No caso da solução de cloreto de sódio adicione devagar uma colher de chá de cloreto de sódio

(sal comum) à água. Verifique o que acontece com o ponteiro do multímetro durante a adição.

Faça a também leitura da corrente após adicionar todo o sal.

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Tabela 18.3 - Condutividade de diferentes soluções

Solução Leitura do miliamperímetro

Água destilada

Água de torneira

Água com sal

Parte 2 1. Prepare as soluções de sal em água indicadas na tabela 18.4. Use uma colher pequena e rasa como medida. 2. Introduza os eletrodos do multímetro em cada uma das soluções, anotando a condutividade.

Tabela 18.4 – Condutividade e concentração das soluções

Solução Quantidade de sal e de água Leitura do miliamperímetro

1 1 colher em um copo de água

2 2 colheres em um copo de água

3 3 colheres em um copo de água

4 4 colheres em copo de água

19. Parâmetro biológico da água: Coliformes

ÁGUA, LIXO e ESGOTO estão entre os principais problemas ecológicos encontrados em países

pobres ou em desenvolvimento. Uma das principais causas da mortalidade infantil nestes países é a diarréia, associada à desidratação e à perda de peso, causada pelas infecções intestinais. Segundo a ONU (Organização das Nações Unidas), entre 1991 e 1996, aproximadamente 6 milhões de crianças morreram por doenças veiculadas por recursos hídricos, ou seja, transmitidas a partir de águas contaminadas.

A quantidade de matéria orgânica presente nos cursos d’água depende de uma série de fatores. Os microorganismos decompositores são extremamente importantes para a natureza e o equilíbrio ecológico. Eles desempenham funções relevantes para a qualidade da água como, por exemplo, na redução de alguns componentes químicos essenciais – gás carbônico, sais de nitrogênio e de fósforo, que são devolvidos ao meio ambiente e reutilizados pelos vegetais, completando assim seu ciclo. A estes processos, dá-se o nome de processos biogeoquímicos. Porém, quando grande quantidade de matéria orgânica sofre decomposição em “espaços limitados” há também o consumo de grande quantidade de oxigênio. O que se torna um problema para ambientes onde o oxigênio já é escasso.

Você sabia? Quando se adiciona o sal de cozinha (NaCl) ao sistema, a condutividade do sistema

aumenta consideravelmente. A água dissolve o sal, liberando os íons Na+ e Cl-. São esses íons os responsáveis pela condução de corrente, no caso da solução de sal de cozinha em água. Por meio da comparação entre correntes ou intensidades luminosas entre soluções de concentrações salinas diferentes constatamos que a condutividade elétrica é proporcional à concentração dos íons na solução. Quanto maior a quantidade de sal, maior a condutividade.

Constatamos que a água de torneira conduz melhor a corrente elétrica em comparação com a água destilada porque contém maior número de íons.

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Uma das consequências desta escassez é, por exemplo, a morte de peixes e plantas que habitam o ecossistema em questão. Além de provocar a extinção de microorganismos aeróbicos, permanecendo apenas os microorganismos de respiração facultativa ou organismos anaeróbicos, que continuam o processo de decomposição, só que por meio de fermentação.

Figura 19.1: Ciclo do nitrogênio onde é essencial a participação de bactérias

O processo de fermentação pode ter como produto vários gases de odor fétido como, por exemplo, o metano (CH4) e o gás sulfídrico (H2S).

Algumas bactérias presentes na água desempenham papel importante junto com vários tipos de algas e peixes que habitam o recurso hídrico. Estes seres são fundamentais na manutenção da qualidade da água. A preocupação reside em situações em que o rio recebe uma carga grande de esgoto não tratado. Isto implica a adição de outros microorganismos que desequilibram o ecossistema. Muitos desses microorganismos podem, inclusive, causar várias doenças. Um grupo importante destes microorganismos são os coliformes fecais, bactérias que vivem no interior do intestino, auxiliando no processo de digestão. As fezes humanas contêm um número grande dessas bactérias: cerca de 200 bilhões de coliformes são eliminados por cada pessoa aproximadamente todos os dias.

Figura 19.2: Vibrio cholerae

Fonte http://www.trasancos.net/ departamentos/bioxeo/bacterias

Com o aumento da exposição humana aos esgotos domésticos e efluentes contaminados, a saúde da população fica em risco devido à possibilidade de contato ou ingestão de água com organismos infecciosos (bactérias, vírus, protozoários e helmintos). Entre as principais infecções contraídas pela ingestão de água contaminada, podemos tomar como exemplo as diarréias causadas por bactérias (como o Vibrio cholerae, que causa a cólera), ou protozoários (como a Giardia lamblia, que causa a giardíase).

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Figura 19.3: Giardia lamblia

Fonte: http://www.soton.ac.uk/~ceb/Diagnosis

A água para abastecimento é avaliada usando organismos indicadores. A contagem de microorganismos não patogênicos também serve como referência para a avaliação da probabilidade de existência de risco à saúde, uma vez que a contagem de microorganismos patogênicos, especificamente, é mais trabalhosa. Os organismos usados como referência pertencem a um grupo de bactérias chamado Coliformes, que são divididos em três subgrupos: coliformes totais, coliformes fecais e estreptococos fecais.

- Coliformes Totais (CT): Reúne um grande número de bactérias, entre elas a Eschrichia coli, de origem exclusivamente fecal e que dificilmente se multiplica fora do trato intestinal. Ao contrário de outras bactérias como as dos gêneros Citrobacter, Eriterobacter e Klebsiella, que também são identificadas pelas técnicas laboratoriais como coliformes totais, mas podem existir no solo e nos vegetais. Desta forma, não é possível afirmar categoricamente que uma amostra de água com resultado positivo para coliformes totais tenha entrado em contato com fezes.

- Coliformes Fecais (CF): Pertencem a esse subgrupo os microorganismos que aparecem exclusivamente no trato intestinal. Em laboratório, a diferença entre coliformes totais e fecais é feita através da temperatura (os coliformes fecais continuam vivos mesmo a 44ºC, enquanto os coliformes totais têm crescimento a 35ºC). Por isso, os coliformes fecais passam a ser chamados de coliformes termotolerantes (CT). A presença destes coliformes na água permite afirmar que houve contato com matéria fecal, embora não exclusivamente humana.

- Estreptococos Fecais (EF): Embora sua detecção não seja rotina em laboratórios de análise de água, trata-se de um subgrupo importante, já que dele fazem parte as espécies do gênero Streptococcus spp. que ocorrem apenas no trato intestinal do homem e de animais de sangue quente, bem como os coliformes termotolerantes. Existe uma correlação entre a ocorrência de coliformes termotolerantes e Streptococcus de origem fecal, normalmente empregada em cursos de água, que consiste em quantificar o número de microorganismos de cada um dos subgrupos existentes em uma amostra. Se a relação CT/EF resultar maior que 4, diz-se que a amostra apresenta contaminação fecal predominantemente humana. Se essa relação for menor que 1 a contaminação fecal predominante será de animais de sangue quente. Os resultados encontrados entre esses dois valores não permitem afirmar a origem da contaminação.

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Principais razões do uso de organismos indicadores:

- Aparecem em grande quantidade nas fezes humanas, bilhões produzidos por dia/individuo, com grande probabilidade de serem encontrados na água. - São encontrados apenas nas fezes de animais de sangue quente ou homeotermos, classe que inclui o homem e todos os mamíferos. Essa característica define se a água teve contato com excretas de indivíduos desses grupos. - Do ponto de vista da resistência às condições ambientais (temperatura e outros agentes desinfetantes), são muito semelhantes aos microorganismos patogênicos intestinais. Trata-se de característica importante, pois se fossem mais suscetíveis (sobrevivessem menos tempo que os patogênicos), não poderiam ser identificados, isto é, não seriam indicadores. Se fossem menos suscetíveis (sobrevivessem por mais tempo), poderia aparecer em águas já livres dos patogênicos. - Sua identificação, do ponto de vista laboratorial, requer técnicas simples e econômicas, ao contrário daquelas necessárias à identificação dos microorganismos patogênicos.

Na resolução CONAMA no 357 de 2005 encontramos as especificações a classificação de águas

doces quanto a presença de coliformes. As figuras a seguir apresentam os valores do parâmetro coliformes na água da Lagoa da

Pampulha.

Figura 19.4: Valores medidos para coliformes termotolerantes no ponto “Ressaca” entre julho e agosto de 2006

Figura 19.5: Valores medidos para coliformes termotolerantes no ponto “Igreja São Francisco” entre julho e agosto de 2006

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Figura 19.6: Valores medidos para Escherichia Coli no ponto “Ressaca” entre julho e agosto de 2006

Figura 19.7: Valores medidos para Escherichia Coli no ponto “Clube BH” ao longo de 2005

Figura 19.8: Valores medidos para Escherichia Coli no ponto “Ressaca” entre 2003 e 2006

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Figura 19.9: Valores medidos para Escherichia Coli no ponto “Clube BH” entre 2003 e 2006

19.1. Roteiro Experimental : Teste para determinação da presença de Coliformes

Para determinar a pureza da água são utilizados testes que detectam organismos indicadores que neste caso são os coliformes. Os coliformes são utilizados como indicadores, pois estão presentes nas fezes humanas. Logo, se forem detectados na água indica que resíduos humanos estão sendo introduzidos na água. Um dos métodos mais comuns para determinar a presença de coliformes na água baseia-se na habilidade que os coliformes possuem de fermentar a lactose.

Objetivo

Analisar água de qualquer procedência para a detecção da presença de coliformes totais e Escherichia coli. Será um teste qualitativo, por isso não é possível verificar em números a contaminação da água analisada.

19.1.1 Materiais

1 frasco descartável e estéril de 100 mL;

1 blíster com inativador de cloro;

1 sachê com meio de cultura COLItest ;

Estufa bacteriológica;

Obs.: Sensibilidade do método = 1U.F.C. (Unidade Formadora de Colônia) por 100 mL. Obs.: Após o uso, descartar em um recipiente com hipoclorito de sódio a 2% em cloro ativo, por pelo menos 30 minutos.

19.1.2 Procedimentos

1) Coletar assepticamente a água a ser analisada até a marca de 100 mL do frasco descartável. A análise da água deverá ser iniciada até 6 horas após a coleta, caso não seja possível, guardar a amostra em temperatura entre 2 a 8 °C por no máximo 24 horas. 2) Quando analisar água clorada, adicionar um comprimido de inativador de cloro e aguardar 20 minutos para iniciar a análise da água.

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3) Adicionar o meio de cultura COLItest no frasco e homogeneizar. 4) Incubar o frasco em estufa bacteriológica A 37 °C entre 18 a 48 horas. A partir de 18 horas pode-se interpretar os resultados dos frascos positivos e aguardar até 48 horas de incubação para os casos negativos, evitando-se assim falsos resultados

19.1.3 Resultado O teste é considerado: Negativo: quando não houver alteração de cor púrpura para amarelo.

Positivo: quando houver alteração de cor púrpura para amarelo;

COLItest Crescimento (turbidez) Mudança de cor para

amarelo

Negativo - ou + -

Coliformes totais + +

Escherichia coli + +

19.1.4 Discussão dos resultados O crescimento (turbidez) indica a proliferação bacteriana no meio de cultura. A mudança de cor para amarelo ocorre na presença de coliformes totais e E. coli, pois eles

alteram o pH do meio devido à fermentação da lactose.

19.1.5 Conclusão A amostra pode ser negativa, conter coliformes totais e/ou ser positiva para E. coli.

Descarte do material: Após o uso, descartar em um recipiente com hipoclorito de sódio a 2% em cloro ativo, por pelo menos 30 minutos ou autoclavar por 15 minutos a 120 °C.

19.2 Questões

1. O que são coliformes?

2. Qual a correlação da presença de coliformes com a contaminação dos corpos d’água?

3. Quais as consequências da contaminação da água por fezes?

4. O que você pode sugerir para evitar a contaminação da água por coliformes?

19.3 Pesquisa

Agora que você já conhece os coliformes e sua importância para determinar a qualidade da

água, pesquise doenças que podem ser veiculadas por água contaminada por fezes humanas.

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20. Coleta de amostras: um passo importante

Para que haja um adequado e eficiente programa de monitoramento da qualidade da água, um dos passos mais importantes é a coleta de amostras de água. A confiabilidade dos resultados e a interpretação adequada dos mesmos dependem da correta execução dos procedimentos.

A análise consta de três etapas gerais que são: coleta da amostra, escolha do método de determinação dos parâmetros (oxigênio dissolvido, pH e turbidez) e análise dos dados coletados.

No planejamento da amostragem devem-se tomar decisões sobre questões como local da amostragem, sua frequência, qual é a quantidade ideal de amostra, que tipo de amostrador usar, que cuidados devem ser tomados com a amostra antes e depois da coleta. Se o problema investigado for, por exemplo, a emissão de efluentes líquidos, o local de coleta deve ser escolhido conhecendo-se previamente os pontos de lançamento do efluente.

A coleta de amostra líquida que, no ambiente, em geral, é a coleta de amostra em corpos d'água, pode ser feita de várias formas, utilizando-se garrafas de vidro, plástico ou metal. Quando a amostra pode ser recolhida próxima à superfície e o acesso é fácil, geralmente não existem dificuldades maiores na coleta. Muitas vezes, porém, a coleta deve ser feita a diferentes profundidades de um corpo d'água. Condições como luz, calor, solubilidade de gases e contato com o leito influem na concentração de alguns compostos, com diferente intensidade, nas diferentes profundidades. Assim, com frequência, o protocolo pede que se faça coleta de água a diferentes profundidades. Nesse caso, tal coleta deve ser feita com equipamentos especiais, que se abram na profundidade desejada.

A coleta de água de rio, açude ou riacho, próxima à margem deverá ser evitada, pois a água da margem pode apresentar um valor de turbidez mais elevado do que a do corpo d'água, devido à maior quantidade de partículas em suspensão. No caso de amostras em poços, a coleta deverá ser feita depois que a bomba funcionar pelo menos 15 a 20 minutos, para retirada total da água parada no sistema. Sempre que possível, a amostra deve ser analisada perto do local da coleta, visto que a água pode sofrer variações na sua composição, mesmo em tubos de PVC, durante sua condução.

É importante observar e considerar quaisquer fatos ou anormalidades que possam interferir nas características da amostra (cor, odor ou aspecto estranho, presença de algas, óleos, corantes, material sobrenadante, peixes ou outros animais aquáticos mortos).

Aspectos gerais das técnicas de coleta

A técnica a ser adotada para a coleta das amostras depende do tipo de água a ser coletada (água tratada, água bruta, água residuária etc.) e do tipo de análise a ser efetuada.

Em qualquer situação, devemos observar os seguintes aspectos: 1. As amostras não devem incluir partículas grandes, detritos, folhas, ou outro tipo de

material acidental, salvo quando se tratar de amostra de sedimento; 2. A água deve ser coletada o mais distante possível da margem, quando a coleta for

efetuada utilizando balde, deve-se ter cuidado para não raspá-lo no fundo; 3. A amostra deve ser coletada com a boca do frasco de coleta contra a corrente (quando se

tratar de água corrente), de modo a minimizar o risco de contaminação da amostra; 4. Um volume suficiente de amostra deve ser coletado para eventual necessidade de se

repetir alguma análise no laboratório; 5. Todas as determinações de campo (ex: pH, temperatura) devem ser realizadas em

alíquotas de amostra separadas daquelas que serão destinadas à análise no laboratório, evitando-se, assim, o risco de contaminação;

6. A limpeza dos frascos e demais materiais de coleta (baldes, garrafas, pipetas, isopor etc.) deve ser verificada;

7. A parte interna do frasco e do material de coleta como balde não pode ser tocada com as mãos sujas ou ficar exposta ao pó, à fumaça e a outras impurezas, tais como gasolina, óleo e fumaça de exaustão de veículos, que podem ser grandes fontes de contaminação de amostras. Cinzas e fumaça de cigarro podem contaminar fortemente as amostras com metais pesados e fosfatos, entre outras substâncias. Recomendamos que os coletores

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mantenham as mãos limpas ou usem luvas plásticas cirúrgicas e, se necessário, máscaras descartáveis;

8. Imediatamente após a coleta e acondicionamento das amostras, deve-se mantê-las ao abrigo da luz solar;

9. O registro de todas as informações de campo deve ser mantido, preenchendo-se uma ficha de coleta por amostra ou conjunto de amostras com a mesma característica.

Cuidados e procedimentos para a realização da coleta

1) Procure evitar a coleta de amostras em locais próximos às margens e à superfície da água. 2) Cada ponto escolhido deve ter, pelo menos, 10 metros de distância do outro. É recomendável

que sejam escolhidos pelo menos três pontos. 3) Observe as características desses pontos, por exemplo, se está próximo de despejos de

esgotos. Observe e anote na ficha de campo quaisquer fatos ou anormalidades que possam interferir nas características da amostra (cor, odor, presença de algas, óleos, corantes, peixes ou outros animais mortos).

4) Não recolha água que contenha partículas grandes, folhas ou outro tipo de material. 5) A amostra deve ser coletada com a boca do frasco de coleta contra a corrente (quando se tratar

de água corrente), de modo a minimizar o risco de contaminação da amostra. 6) Utilize luvas cirúrgicas (a parte interna das garrafas e do material de coleta assim como

baldes e tampas não podem ser tocados com as mãos) e se necessário máscaras descartáveis.

7) A parte interna das garrafas e do balde não pode ser tocada com as mãos sujas ou ficarem expostas ao pó, à fumaça e a outras impurezas, tais como gasolina, óleo e fumaça de exaustão de veículos, que podem ser grandes fontes de contaminação de amostras. Cinzas e fumaça de cigarro podem contaminar fortemente as amostras com metais pesados e fosfatos, entre outras substâncias.

8) Lave o balde e as garrafas com a água que será coletada. 9) Amarre a corda à alça do balde e lance-o ao ponto onde se deseja colher a amostra,

tomando o cuidado para que o balde não raspe o fundo do local. 10) Transfira, com auxílio de um funil, a água para as garrafas PET, até enchê-las

completamente (não pode haver bolhas de ar), fechando-as hermeticamente e, em seguida, guarde-as na caixa de isopor com gelo. Deve-se coletar volume suficiente de amostra para eventual necessidade de se repetir alguma análise.

11) Jogue o restante da água do balde no próprio local. 12) Preencha com atenção a ficha de campo.

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21. Referências bibliográficas

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BOUVY, M; MOLICA, R. J. R; NASCIMENTO, S. M. Cianobactérias: risco em águas de abastecimento. Ciência Hoje. p. 67-69. Out. 1999.

BRUSCA & BRUSCA, Richard C. & Gary J. Invertebrados. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007.

CHAIA, G. - Atlas de Parasitologia, Johnson & Johnson S.A., São Paulo, 1975

CLARKE, R. e King, J. O atlas das águas: o mapeamento complete do recurso mais precioso do

planeta. São Paulo: Publifolha, 2005.

COELHO, S. N. A água de Caruaru. Medicina On line - Revista Virtual de Medicina. Volume 1- Número 3 - Ano I (Jul/Ago/Set de 1998) . Disponível em: http://medonline.com.br/med_ed/med3/agua.htm

DERÍSIO, J. C. Introdução ao controle de poluição ambiental. São Paulo: Signus. 2000

Interações e Transformações: Química - Ensino Médio: Livro do aluno: Guia do Professor/GEPEQ. 7. Ed.-São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2001. RUSSEL, J.B. Química Geral, v1 e 2, 2a ed. São Paulo: Makron, 1994.

SHRIVER, D.F.; P.W. ATKINS; Langford, C. Inorganic Chemistry. 2.ed. 1994.

SPERLING, M. Von. Introdução à qualidade das águas e tratamento de esgoto. Vol. 1: Princípios do tratamento biológico das águas residuárias. 2. ed. Belo Horizonte, DESA/UFMG, 1998. TORTORA, GERARD J. , Microbiologia – 6° edição – Porto Alegre: Artmed, 2000

TUNDISI, J. G., Estudos Limnológicos do Sistema de Lagos do Médio Rio Doce, São Carlos,

UFSCar.1982

“Utilizando o tema solos como contexto para o ensino de química ambiental”, por Thiago Augusto da Silva, monografia 2007. Sites consultados DACACH, N. G. - Saneamento Básico, Livros Técnicos e Científicos Editora S.A, Rio de Janeiro, 1979. Disponível em: http://portal.saude.gov.br/portal/arquivos/pdf/vigilancia_doencas_diarreicas_agudas_22_09.pdf Acesso em: 23/03/2012 http://www.ibge.gov.br/home/estatistica/populacao/atlas_saneamento/default_zip.shtm Acesso em: 23/03/2012 Disponível em: http://www.dengue.org.br Acesso em: 23/03/2012

71

Disponível em: http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Esquisto.html Acesso em: 23/03/2012 http://www.desconversa.com.br/biologia/tag/bioacumulacao/ . Acesso em: 02/04/2012 http://professoracaroline.blogspot.com/2007_02_01_archive.html. Acesso em: 02/04/2012 http://www.cetesb.sp.gov.br/agua/Praias/18-balneabilidade. Acesso em: 02/04/2012 http://www.bonito-ms.com.br/site/noticias1.asp?id=24. Acesso em: 02/04/2012 http://pontociencia.org.br/ . Acesso em: 02/04/2012 http://www.soton.ac.uk/~ceb/Diagnosis. Acesso em: 02/04/2012 http://www.trasancos.net/departamentos/bioxeo/bacterias . Acesso em: 02/04/2012

J. G. Tundisi, Estudos Limnológicos do Sistema de Lagos do Médio Rio Doce, São Carlos FIORUCCI, A. R.; BENEDETTI FILHO, E., A importância do oxigênio dissolvido nos ecossistemas aquáticos. Química Nova na Escola n° 22, maio, 2005. Disponível em: <http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=qne&cod=_quimicaesociedadeaimport>. Acesso em: 10 out. 2011.

72

22. FICHA DE CAMPO DADOS DO PONTO DE MEDIÇÃO

Nome da escola: ______________________________________________________________ Local da coleta : ___________________________Município /UF: _______________________ Curso d'água: ____________________________ Bacia: _______________________________ COORDENADAS GEOGRÁFICAS: _______________________________ ALTITUDE: _________ Data da coleta: ______ / ______ / ______ Hora da coleta: ______ : ______

Condições do tempo: Operador(es): _________________________________________________________________

DESCRIÇÃO DO PONTO DE MEDIÇÃO

Há vegetação às margens do curso d’água? Sim Não

Estabelecimentos próximos ao ponto de medição: Residência Comércio Indústria

O curso d’água é canalizado? Sim Não

Há lançamento de efluentes no curso d’água próximo ao ponto de medição? Sim Não

A qual distância? _________ metros

Tipo de efluente: Doméstico Industrial

Há lançamento de lixo no curso d’água próximo ao ponto de medição? Sim Não

A qual distância? _________ metros

Tipo de lixo: Doméstico Industrial

Há presença de materiais flutuantes no curso d’água? Sim Não

Quais materiais? _______________________________________________________________

Há presença de óleo na superfície do curso d’água? Sim Não

O curso d’água é transparente? Sim Não Descreva a coloração do curso d’água: _____________________________________________ OBS.: _______________________________________________________________________

73

REGISTRO FOTOGRÁFICO DO PONTO DE MEDIÇÃO

Foto 1. Colocar título e descrição.

Foto 2. Colocar título e descrição.

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RESULTADOS DAS MEDIÇÕES IN LOCO

TEMPERATURAS DO AR E DA ÁGUA

Temperatura do ar: __________ oC Temperatura da água: __________ oC

pH

pH: __________ Temperatura: ________ oC

Método analítico: __________________________________________

OXIGÊNIO DISSOLVIDO – OD

Volume de tiossulfato: ______________ mL

Oxigênio dissolvido: ____________________ mg/L

Método analítico: ___________________________________________

TURBIDEZ

Turbidez: ____________________ NTU

Método analítico: ____________________________________________

CONDUTIVIDADE ELÉTRICA

Temperatura da água: ____________ oC

Condutividade elétrica: ___________ mS/cm OU S/cm

Método analítico: : _________________________________________________________

Observações:

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23. Anexos 23.1 Cianobactérias

ATIVIDADES:

Propor a leitura dos dois textos e preparação das seguintes questões para discussão em sala de aula:

Texto I: Cianobactérias: risco em águas de abastecimento

BOUVY, M; MOLICA, R. J. R; NASCIMENTO, S. M. Cianobactérias: risco em águas de abastecimento. Ciência Hoje. p. 67-69. Out. 1999.

1. Descreva as características das cianobactérias.

2. Explique o que são as florações de cianobactérias

3. Quais podem ser as conseqüências das florações de cianobactérias para o ambiente e para os seres humanos.

4. O que é eutrofização?

5. Qual a relação da eutrofização com as florações de cianobactérias?

6. A floração de cianobactérias observada em 1998 n açude de Ingazeira, em 1998 foi relacionada à ausência de chuvas e redução do nível da água. Que explicações você sugere para isso?

7. Como essa floração afetou a qualidade da água no açude?

8. Como são realizadas as análises para determinar a presença de toxinas produzidas por cianobactérias?

Texto II: A Água de Caruaru

COELHO, S. N. A água de Caruaru. Medicina On line - Revista Virtual de Medicina. Volume 1- Número 3 - Ano I (Jul/Ago/Set de 1998). Disponível em: http://medonline.com.br/med_ed/med3/agua.htm

1. Descreva, de forma sucinta, o “acidente” ocorrido no Instituto de Doenças Renais de Caruaru, PE, em 1996.

2. Que tipo de toxina foi identificada na água usada para a hemodiálise e como essa toxina afeta o organismo?

3. Como você explicaria a rápida evolução da intoxicação nos pacientes de hemodiálise?

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A Água de Caruaru

Sandra Neiva Coelho, Médica Nefrologista, Professora Titular de Nefrologia, Departamento de Medicina Clínica, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, PE, Brasil.

O acidente ocorrido no Instituto de Doenças Renais (IDR) em Caruaru, PE, durante o mês de fevereiro de 1996 transformou a história e a prática clínica da hemodiálise. A contaminação da água utilizada para hemodiálise com microcistina, uma toxina de cianobactéria, causando a morte de 65 pacientes trouxe várias lições a comunidade médica e a sociedade civil.

O IDR funcionava há 10 anos mantendo cerca de 130 pacientes sob tratamento dialítico. A cidade de Caruaru, com 217.430 habitantes e situada a 135 km de Recife, apresenta um clima semi-árido, com temperatura variando entre 20 a 38oC ao longo do ano. A água é escassa e com fornecimento irregular na cidade. Estas condições provocaram a utilização de água transportada por caminhão pipa e sem tratamento adequado. Dessa forma, a água que abasteceu ao reservatório da clínica estava contaminada com toxina de cianobactéria.

A maioria dos pacientes apresentaram toxemia. Posteriormente cerca de 50% desses evoluíram com coagulopatia, acometimento do sistema nervoso central e insuficiência hepática seguida por óbito.

O quadro clínico não era característico de nenhum contaminante conhecido anteriormente em unidades de hemodiálise. As hipóteses investigadas, embora sem confirmação, foram as seguintes: leptospirose, intoxicação por cloro, metais pesados, contaminação por agrotóxicos, resíduos de ácido cresólico e fenólico, infecção por bactérias ou vírus.

O diagnóstico etiológico definitivo foi identificado pela Profa. Dra. Sandra Azevedo, Coordenadora do Núcleo de Pesquisas de Produtos Naturais - CCS - UFRJ. O seu conhecimento sobre a biologia das cianobactérias ou algas cianofíceas permitiu associar o quadro clínico dos pacientes do IDR a contaminação por uma toxina produzida por essas algas. Em seguida foi concluído que a água proveniente dos açudes e enviada a clínica estava contaminada. A microcistina-LR, uma toxina liberada por cianobactéria, foi identificada no filtro de carvão usado no IDR, no dialisador, no plasma e no fígado dos pacientes acometidos.

As cianobactérias liberam toxinas que são potentes e letais. Entre essas toxinas foram identificadas a microcistina-LR, que é hepatotóxica; e a anatoxina-a, anatoxina-a(s), saxitoxina e neosaxitoxina, que são neurotóxicas.

A microcistina-LR é uma molécula pequena, composta por sete aminoácidos, com peso molecular entre 0,9 a 1,0 kDaltons. Os pesquisadores da área têm mostrado que a microcistina-LR atua inibindo enzimas intracelulares denominadas fosfatases, que removem os grupamentos de fosfato das proteínas. Isso promove uma alteração na estrutura do esqueleto celular causando disfunção, ou seja modifica a arquitetura e consequentemente a função das células do fígado. Os estudos chegam a admitir que a ação de doses sub-letais das hepatotoxinas provenientes de cianobactéria estaria associada ao desenvolvimento de câncer hepático. Esta suposição tem sido investigada na China onde existe cianobactéria nos mananciais de água fornecida a uma população que apresenta elevada freqüência de dessa neoplasia.

A primeira descrição sobre a morte de animais provocada por cianobactéria foi realizada em 1878 por George Francis, na cidade de Adelaide, Austrália. Os animais apresentavam quadro clínico de estupor, sonolência, convulsões e morte. Na década de 40 foram relatados casos de envenenamentos por essas toxinas em animais selvagens e domésticos. Todavia, segundo o pesquisador Wayne W. Carmichael, professor de biologia aquática e toxicologia da Wright State University e especialista no assunto, até janeiro de 1994 não havia relato de casos de mortes em humanos provocadas pelas toxinas da cianobactéria.

77

Este pesquisador ainda refere que os animais morrem após ingerir água coberta por algas azul-esverdeadas existentes em lagos, açudes ou reservatórios. As condições favoráveis para o desenvolvimento da cianobactéria são água com temperatura entre 15 a 30ºC, presença de vento suave, pH neutro a alcalino (entre 6 a 9), presença de nutrientes contendo nitrogênio e fósforo. A liberação das toxinas ocorre quando a cianobactéria envelhece, morre ou a água foi tratada com sulfato de cobre. A quantidade de água ingerida para provocar a morte depende da concentração da toxina, da quantidade de cianobactéria, bem como da espécie, tamanho, idade e sexo do animal .

Devido ao melhor conhecimento das toxinas provenientes de cianobactéria e de suas graves conseqüências, atualmente já existem estudos com recomendações para remover esses elementos da água utilizada para beber. De acordo com P. R. Carlile, em abril de 1994, na publicação no. FR0458, intitulada: Further Studies to Investigate Microcystin-LR and Anatoxin-A Removal From Water (Outros estudos para investigar Microcistina-LR e anatoxina-A remoção de água), o processo deve constar de:

(1) Filtro de carvão ativado em pó, com base de madeira. Eficaz para remover microcystin-LR, mas menos eficiente para remover anatoxin-A,

(2) Filtro de carvão ativado granulado, mantendo contado durante pelo menos 15 minutos. Eficaz para remover e degradar microcystin-LR. Anatoxin-A é melhor removida por esse filtro do que a microcystin-LR,

(3) Ozonização é eficiente sendo mais adequada quando aplicada a água filtrada. A ozonização não causa a liberação da toxina,

(4) Permanganato de potássio é eficaz se utilizado em água filtrada,

(5) Radiação ultra-violeta deve ser empregada em dose mais elevada do que aquela usada para a desinfecção,

(6) Cloração para atingir um pH igual a 5, remove a microcystin-LR e não modifica o teor de anatoxin-A 2.

Em relação ao tratamento necessário a água para hemodiálise não há estudos realizados. É necessário estabelecer qual o melhor método para reter e eliminar essas toxinas.

A água para hemodiálise deve ser preparada no sentido de evitar contaminantes de natureza físico-química e microbiológica. Em relação aos componentes físico-químicos são conhecidas as toxicidades provocadas por alumínio, cálcio, magnésio, sódio, cloramina, cobre, nitrato, fluoreto, sulfato, zinco. Recentemente o estrôncio tem sido descrito como causador de doença óssea. Este metal deverá ser incluído na lista da AAMI (Association for the Advancement of Medical Instrumentation), referência nos Estados Unidos para qualidade de água utilizada em hemodiálise. A respeito da contaminação microbiológica são recomendados os controles dos níveis de bactéria e de endotoxina. Após o acidente de Caruaru, o Center for Disease Control and Prevention (CDC) tem lembrado também a determinação e o controle de toxinas de cianobactérias nas regiões de risco (informação verbal).

Em conclusão a água de Caruaru mostrando-se escassa, contaminada e inadequada provocou discussões e alertou para a necessidade de melhorar a qualidade de água para hemodiálise. O Ministério da Saúde através da portaria no. 2042/GM (DOU 11/10/96), estabeleceu parâmetros claros a partir dos padrões de centros mais desenvolvidos. No entanto muitas questões permanecem em aberto nesta discussão.

78

23.2 Doenças de veiculação Hídrica

Para trabalharmos doenças de veiculação hídrica é importante conhecermos o conceito de saneamento básico uma vez que sua ausência é um dos principais fatores de mortalidade infantil.

O Saneamento básico é a atividade relacionada com o abastecimento de água, o esgotamento. sanitário, o manejo de águas pluviais, o manejo de resíduos sólidos e outras ações para melhoria da salubridade ambiental.

Existem diferenças regionais nos serviços de saneamento básico no Brasil e segundo o IBGE apesar de persistirem essas diferenças entre 2000 e 2008, ocorreu um avanço no número de municípios cobertos pelo saneamento básico em todas as regiões do Brasil.

Quadro 23.2.1: Diferenças regionais nos serviços de saneamento básico no Brasil entre 2000 e 2008

Fonte: IBGE: Atlas de saneamento 2011

Quando falamos em saneamento básico estamos buscando informar sobre a importância de políticas

públicas que favoreça a redução de doenças que causam diarreia por ser, segundo o Ministério da Saúde, uma das principais causas de morbidade e mortalidade infantil. Essas doenças podem ser transmitidas por bactérias, vírus, protozoários ou vermes, sendo que a contaminação pode ocorrer por ingestão de água e alimentos contaminados ou contato direto com a água, assim é importante lembrar que hábitos de higiene podem diminuir o contagio. Sugestão de atividade: Pesquisa sobre as ações da União em relação ao saneamento básico nas áreas indígenas e comunidades quilombolas.

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Doenças

Vamos citar algumas doenças de veiculação hídrica causadas por protozoários, vírus, bactérias e vermes, mas a pesquisa pode ser estendida de acordo com o interesse dos alunos e professores.

Doença Agente Etiológico Sintomas Transmissão Profilaxia

Giardíase

Protozoário: Giardia

lamblia ou Giardia

intestinalis

- Náuseas, cólicas e

diarreias;

- Perda de apetite;

-Irritabilidade.

Ingestão de

cistos, através

de alimentos e

água

contaminados.

- Proteger todos os

alimentos contra moscas

e baratas;

- Saneamento básico;

- Hábitos de higiene:

lavar as mãos antes de

comer e preparar os

alimentos, lavar frutas e

verduras antes de

cosumi- las.

Amebíase Protozoário:

Entamoeba histolytica

- Dores abdominais;

- Febre baixa;

- Disenteria aguda,

seguida de períodos

de prisão de ventre.

- Ingestão de

frutas e verduras

mal lavadas;

- Água

contaminada; -

Patas de insetos

contaminadas

que passeiam

pelos alimentos.

- Proteger todos os

alimentos contra moscas

e baratas;

- Saneamento básico.

- Hábitos de higiene:

lavar as mãos antes de

comer e preparar os

alimentos, lavar frutas e

verduras antes de

cosumi-las.

Gastroenterite

vírus ou

bactérias: Ocorre por

diferentes bactérias como

a Salmonela

Diarréia, vômitos,

febre e

desidratação

A incidência é

maior nos locais

que não existem

água tratada e

rede de esgoto.

O uso do leite materno.

Proteger todos os

alimentos contra moscas

e baratas.

Saneamento básico.

Hábitos de higiene.

Febres tifóide

bactéria :Salmonella typhi

Após duas semanas

de infecção,

ocorrem febre e

forte dor de

cabeça, após três

semanas a febre

declina e tem início

a diarréia

O bacilo tifóide

é ingerido com

os alimentos e a

água

contaminada.

Rede de esgoto

Água tratada

Hábitos de higiene.

Obs: A gastrorenterite rotaviral é causada pelo rotavírus, sendo a diarréia mais comum em crianças e responsável

por 600 mil mortes por ano .

Doença Agente

Etiológico Sintomas Transmissão Profilaxia

Hepatite A Vírus

Dois períodos:

anictérico: ocorrência

de mal-estar, náuseas e

urina escura, alguns

dias antes do

aparecimento da

icterícia.

ictérico: náuseas e

dor abdominal,

aumento do fígado e

icterícia. Dura em

média duas a três

semanas.

A transmissão

pode ocorrer por

meio da água

contaminada.

- Higienização

dos alimentos.

Tratamento da

água e rede de

esgoto.

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Doença Agente

Etiológico Sintomas Transmissão Profilaxia

Hepatite B Vírus Dois períodos anictérico e

ictérico

A transmissão é

mais comum por

via parenteral

(instrumentos

contaminados que

perfuram a pele,

como, por

exemplo,

injeções),

principalmente

pelo sangue

Uso de seringa

descartável.

Evitar o contacto

com sangue

infectado.

Não partilhar

objetos cortantes

e perfurantes

Usar sempre

preservativo nas

relações sexuais

A realização de

tatuagens, a

colocação de

«piercings» e de

tratamentos com

acupuntura deve

ser feita com

instrumentos

esterilizados.

Algumas considerações:

A dengue é considerada um dos maiores problemas de saúde pública no mundo e não podíamos deixar de acrescentá-la, apesar de sua transmissão não ocorrer através da água, mas através do vetor da doença, o inseto Aedes aegypt que se reproduz em água parada.

A dengue é uma doença infecciosa causada por um arbovírus existindo quatro tipos diferentes de vírus. Ocorre principalmente em áreas tropicais e subtropicais do mundo, inclusive no Brasil, sendo que as epidemias ocorrem no verão. A Organização Mundial de Saúde (OMS) estima que entre 50 a 100 milhões de pessoas se infectem anualmente, em mais de 100 países.

Figura 23.2.1: Mapa da Dengue 2011

Fonte: Ministério da Saúde

81

Sugestão de atividade: Levantar dados sobre a distribuição da dengue no Município de Belo Horizonte e comparar com outras cidades vizinhas. Os alunos devem propor ações para a sensibilização e redução do índice da doença no município.

Doença Agente

Etiológico

Sintomas Transmissão Profilaxia

Esquistossomose Schistosoma mansoni

Na fase aguda, pode

apresentar

manifestações

clínicas como

coceiras e

dermatites, febre,

inapetência e

diarréia. Na fase

crônica a doença

pode evoluir para

um quadro mais

grave com aumento

do fígado

(hepatomegalia) e

cirrose, aumento do

baço

(esplenomegalia),

hemorragias

provocadas por

rompimento de

veias do esôfago, e

ascite ou barriga

d’água.

Os ovos do verme

são lançados na

água e forma a

primeira fase de

sua vida livre,a

larva miracídio. A

larva miracídio

nada

apressadamente

em busca de um

hospedeiro, sofre

uma série de

transformações,

formando as

cercarias.

As cercárias

abandonam o

caramujo e vão

em busca de um

novo hospedeiro.

Elas penetram na

pele do homem

onde irão se

acasalar e

produzir ovos.

Observar bem a água

antes de pescar, nadar,

lavar roupa, regar

plantações etc., a fim

de verificar se existe o

caramujo.

Criar nas águas seres

como patos e gansos,

que se alimentam dos

caramujos.

- Evitar a poluição das

águas nos meses que

se seguem à estação

chuvosa, quando os

caramujos proliferam

em grande quantidade.

Sobre a Esquistossomose

A esquistossomose é uma doença, causada por um pequeno verme, o Schistosoma mansoni, que se instala nas veias do fígado e do intestino.

A esquistossomose depende diretamente da a existência de caramujos para hospedarem o Schistosoma mansoni. Nem todos os caramujos servem para os o parasito, só algumas espécies. Esses caramujos vivem em córregos, lagoas e valas de irrigação. A temperatura média de muitas regiões do Brasil é favorável à proliferação de caramujos.

Figura 23.2.2: Caramujo hospedeiro e esquistossomo na fase larvária

Fonte: Dacach, 1979

82

Figura 23.2.3: Mapa coma distribuição da Esquistossomose Distribuição Geográfica da Esquistossomose

Mansônica no Brasil

Desenho: Carlos Fernandes, 1999

Aula prática para observação de protozoários e rotíferos

Objetivo Montar um o meio de cultura.

Identificar protozoários ciliados/ flagelados e rotíferos. Observar as diferenças na locomoção.

Materiais

2 frascos com Infusão de protozoários.

Pipetas, lamínulas, lâminas, papel absorvente e microscópio

Água de aquário

Desenhos de protozoários e rotíferos.

Câmera digital.

Procedimento Como preparar uma infusão de protozoários: 1) Colete água da torneira nos dois frascos limpos, sem resíduos e deixe-os em repouso por 24 horas cobertos com uma gaze. Em seguida acrescente em apenas um dos frascos uma dessas folhas: alface, capim gordura, grama ou couve. Deixe o primeiro frasco repouso por duas semanas. Após uma semana observe como está a infusão. Repita a observação no fim de mais uma semana. 2) Sob a orientação do professor (a), colete uma gota da primeira infusão e leve ao MO no menor aumento e observe.

83

3) Identifique e desenhe os protozoários, compare com o desenho fornecido.

Protozoário ciliado

Protozoário flagelado a) Observe o protozoário flagelado. Ele é maior ou menor que os ciliados? Seus movimentos são

mais rápidos ou mais lentos?____________________________________________________. 4. Observe e desenhe um rotífero

Rotífero

Vamos conhecer um pouco mais sobre os rotíferos: Figura 23.2.4: Rotífero O filo Rotifera (do latim rota, “roda”; fera, “possuir”) possui mais de 1.800 espécies descritas, as quais são divididas em duas classes: Digononta e Monogononta. A classe Digononta é dividida na ordem Seisonidea e na ordem Bdelloidea. Os membros desse filo são caracterizados por serem triploblásticos, bilaterais, blastocelomados não-segmentados, terem um trato digestivo completo (geralmente), possuírem protonefrídeos e frequentemente tecidos ou órgãos sinciciais.

Algumas espécies atingem comprimentos de 2-3 mm, mas a maioria é menor que um milímetro. Apesar de seu pequeno tamanho, os rotíferos são bastante complexos e exibem uma variedade de formas do corpo. A maioria é solitária, mas algumas formas sésseis são coloniais, algumas das quais secretam um envoltório gelatinoso dentro do qual o indivíduo pode retrair-se. São mais comuns em água doce, mas muitas espécies marinhas são também conhecidas e, outras

Fonte: bio-cult.blogspot.com.br

84

vivem em solo úmido ou no filme d’água em musgos. Eles frequentemente compreendem um componente importante do plâncton de águas doces e salobras.

O corpo compreende três regiões gerais – a cabeça, o tronco e o pé. A extremidade anterior apresenta um órgão ciliar chamado corona. Quando ativos, os cílios coronais frequentemente dão a impressão de um par de rodas girando, daí a derivação do nome do filo. A faringe é modificada como um mástax, que contém conjuntos de mandíbulas internas, ou trofos.

Os rotíferos apresentam uma variedade de métodos de alimentação, dependendo da estrutura da corona e dos trofos do mástax. Filtradores de material em suspensão têm a ciliatura coronal bem desenvolvida e um mástax triturador. Formas como os bdelóideos e os monogonontes alimentam-se tipicamente de detritos orgânicos e organismos diminutos

Os rotíferos são considerados uma fonte altamente rica em energia na cadeia alimentar, pois mesmo sendo pequenos, a carga calórica deles é alta. Por apresentarem taxa reprodutiva muito rápida, eles disponibilizam permanentemente grande quantidade de alimento renovável, através da eficiente conversão da produção primária em tecido animal assimilável para os consumidores. Além disso, a função detritívora de muitas de suas espécies tem papel depurador fundamental em ambientes submetidos à poluição orgânica (Projeto Biota Fapesp www.biota.org.br/iRead). Seus principais alimentos são bactérias, ciliados e algas, também existem espécies parasitas e comensais. Sua principal função na cadeia alimentar de lagos é a de ser alimento de larvas de peixes, pois são o grupo dominante da população zooplanctônica.

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SERES VIVOS COMUNS NAS INFUSÕES

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