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FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO

QUE ÁGUA CONSUMIMOS?

Avaliação de Parâmetros Físico-Químicos das Águas de Poços

Projeto FEUP 2015/2016— Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente;

Coordenador do curso: Professor João Bastos

Equipa 1 Turma 102:

Supervisor: Professora Margarida Bastos Monitor: João Sousa

Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente

Que Água Consumimos? Parâmetros físico-químicos das águas de poços Pág. 2

FICHA TÉCNICA

Designação: Relatório Final Projeto FEUP – Que Água Consumimos? Avaliação de Parâmetros Físico-Químicos das Águas de Poço

Tipo de Documento: Documento escrito com aplicação prática

Data de Entrega: 30/10/2015

Autores:

Ana Sofia Gomes ([email protected])

Bruna Carina ([email protected])

Bruno Rodrigues ([email protected])

José Pinheiro ([email protected])

Maria Isabel Silva ([email protected])

Paulo Freitas ([email protected])

Ricardo Queirós ([email protected])

Instituição de Ensino: Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Curso: Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente

Unidade Curricular: Projeto FEUP

Corpo Docente:

- Coordenador do Curso: Professor João Bastos

- Supervisor: Professora Margarida Bastos

- Monitor: João Sousa

mailto:[email protected]








RESUMO

No âmbito da Unidade Curricular Projeto FEUP foi proposta a elaboração de um

trabalho sobre “Que Água Consumimos?”. O objetivo desta temática consistiu na avaliação de

um parâmetro físico-químico, nomeadamente, a concentração de nitratos, e um parâmetro

microbiológico, a verificação da presença de E. Colli, a partir da análise de amostras de água

provenientes de fontanários, poços e rede pública.

Este relatório consiste na avaliação da concentração de nitratos em amostras de águas

oriundas de poços, de modo a averiguar a presença deste contaminante nessas amostras.

Assim, a Equipa 1 da turma MIEA 102 ficou encarregue de recolher algumas amostras para

posteriormente analisar em laboratório e verificar se estas se encontravam de acordo com os

valores decretados no DL 236/98.

Após a análise dos resultados concluiu-se que a água dos poços não é recomendada

para consumo humano, uma vez que, todas as amostras continham uma concentração

significativa de nitratos.

PALAVRAS-CHAVE: Água; Concentração de Nitratos (NO3); Nitritos; Qualidade da Água; Água

de Poço.



AGRADECIMENTOS

Gostaríamos de agradecer a todo o corpo docente da Faculdade de Engenharia da

Universidade do Porto responsável pela unidade curricular Projeto FEUP, por nos dotar de

conhecimentos essenciais para a elaboração eficaz de relatórios e apresentações, uma vez que

serão requisitados inúmeras vezes ao longo de todo o nosso percurso académico.

Em especial, gostávamos de agradecer à nossa supervisora Professora Margarida

Bastos, ao António Vilanova e ao nosso monitor João Sousa, que nos orientou e ajudou na

estruturação de todo o trabalho.



ÍNDICE GERAL

Ficha Técnica ................................................................................................................................. 2

Resumo .......................................................................................................................................... 3

Agradecimentos ............................................................................................................................ 4

índice – figuras .............................................................................................................................. 6

Índice - tabelas .............................................................................................................................. 6

1.Contextualização ........................................................................................................................ 7

2.Introdução .................................................................................................................................. 7

3.Revisão Bibliográfica .................................................................................................................. 9

3.1Nitratos ..................................................................................................................... 9

4.Materias e Métodos ................................................................................................................. 10

5.Resultados ................................................................................................................................ 13

6.Discussão de Resultados .......................................................................................................... 14

7.Conclusões ............................................................................................................................... 15

Lista de referências bibliográfica ................................................................................................ 16

Anexos ......................................................................................................................................... 17



ÍNDICE – FIGURAS

Fig.1 – Tipos de solo: Porosidade e Permeabilidade.……………………………………………………………..8

Fig.2 - Membrana para separação de nitratos e outros contaminantes……………………………….. 10

Fig.3 - Coluna industrial para processos de permuta iónica ……………………………………..…………..10

Fig.4 - Material utilizado na atividade laboratorial ………………………………………………………………..11

Fig.5 – Gráfico das concentrações de nitratos das amostras de águas do poço e comparação com os resultados de águas de fontanários…………………………………………………………………………...13

Fig.6 – Valores decretados no Dl 236/98………………………………………………………………………………..17

ÍNDICE - TABELAS

Tabela 1- Resultados obtidos na análise laboratorial………………………………………………………………13

Tabela 2 – Valores de absorvância obtidos no Espectrofotómetro………………………………………….17



1. CONTEXTUALIZAÇÃO

A água é um elemento essencial à vida de todos os seres vivos. Deste modo, é

fundamental compreender as suas características, bem como saber analisar os parâmetros das

mesmas. A qualidade da água é, assim, um dos fatores a rever com enorme frequência, visto

que, a sua impotabilidade pode trazer uma grande quantidade de riscos para a saúde de todos.

Deste modo, o presente trabalho consiste na análise da concentração de nitratos presente em

amostras de água de poços, maioritariamente oriundas da zona do Porto. Os resultados

obtidos foram, posteriormente, comparados com os valores decretados no DL 236/98 a fim de

aferir se esta água é ou não própria para consumo humano.

2. INTRODUÇÃO

Uma molécula de água é composta por dois elementos químicos: o hidrogénio e o

oxigénio na proporção de 2 átomos de hidrogénio para 1 átomo de oxigénio - H2O, podendo

assumir uma fase líquida, gasosa e sólida. [1]

A água pode ser própria ou imprópria para o consumo humano dependendo da sua

composição química, física e microbiológica. Esta pode ser proveniente de fontes subterrâneas

ou de fontes superficiais, sendo que, normalmente, para ser considerada potável, tem de

sofrer certos processos de tratamento, de modo a não constituir um risco para a saúde

humana.

A água superficial pode ser captada em rios, lagos, ribeiros, albufeiras, entre outros.

Este tipo de água é raramente utilizado sem tratamento prévio. Após o tratamento, a água

tem que ser regularmente analisada com base em vários parâmetros de acordo com o DL

236/98.

Relativamente à água de origem subterrânea, esta encontra-se armazenada no subsolo

podendo ser captada a partir de diferentes locais: nascentes, galerias, furos e poços. Ao longo

do seu percurso no subsolo, a água vai interagindo com o solo, dissolvendo e incorporando

substâncias e, por isso, este tipo de água contém mais minerais que a água da superfície. Caso

a área envolvente se encontre contaminada por adubos, pesticidas ou outros produtos de

origem agrícola que se consigam infiltrar no subsolo, existe a possibilidade da água ficar

também contaminada. No entanto, o seu grau de contaminação depende de vários fatores,

entre eles, o tipo de aquífero, a profundidade do nível hidrostático e a permeabilidade do de

solo e do aquífero. [2]



Assim sendo, existem duas características do solo essenciais a compreender: a

permeabilidade e a porosidade. Uma formação diz-se porosa, quando tem muitos poros, ou

seja, muitos espaços vazios que podem ser ocupados por água. Uma formação diz-se

permeável se os seus poros não estão muito fechados e por isso há passagem de água.

Quando os poros estão abertos, há passagem de água com facilidade e por isso o poluente

dissipa facilmente. Este cenário é característico de zonas à beira-mar, como a Povoa de Varzim.

Quando os poros estão fechados o solo é impermeável, como ocorre em terrenos tipicamente

graníticos, como é o exemplo da região de Trás-os-Montes, onde a contaminação já não é tão

elevada. [3]

Posto isto, foi proposto à equipa analisar

a água de diferentes poços de forma a verificar

se esta possuía uma concentração de nitratos

superior ou inferior ao valor permitido pelo DL

236/98.

A água dos poços, por oposição á água

de abastecimento público que tem de ser sujeita

a testes rigoroso para não por em causa a saúde

humana, nem sempre está sujeita a esse tipo de

análises. Deste modo, a “água de um poço

particular pode ter um bom aspeto ou até um

gosto agradável e ser imprópria para consumo”

[4] pelo que, nem sempre é recomendada a sua

utilização para este fim. Efetivamente, a utilização

deste tipo de água está, atualmente limitada,

tornando-se mesmo ilegal misturar água de captação particular com a da rede pública, pois

pode contaminar a sua rede predial e a própria rede pública. [5]

Fig.1 – Tipos de solo: Porosidade e

Permeabilidade.



3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1. Nitratos

O azoto é o elemento químico mais abundante na atmosfera e o maior constituinte

dos aminoácidos e ácidos nucleicos, sendo por isso essencial na constituição dos tecidos vivos.

[6]

Os nitratos (NO3-), derivados do ácido nítrico (HNO3) e constituídos por azoto e

oxigénio, têm elevada importância nos seres vivos, como por exemplo na formação de células.

Muitos dos produtos utilizados na agricultura, contêm compostos azotados que se

transformam em nitratos que, devido à sua elevada solubilidade, assumem o papel de

contaminante de águas subterrâneas e superficiais, nomeadamente de águas de zonas de

captações pouco profundas. Essa contaminação pode ser o resultado do uso excessivo de

adubos, pesticidas e das descargas de águas residuais domésticas e industriais. [7]

Segundo o Decreto-Lei 236/98 de 1 de Agosto (Anexo I) o valor máximo recomendado

(VMR) de nitratos em águas para consumo humano é de 25mg NO3/L e o valor máximo

admissível (VMA) é de 50 mg NO3/L. [8]

Os nitratos, por si só, não são prejudiciais para os seres humanos, mas quando entram

em contacto com as bactérias existentes no estômago e nos intestinos transformam-se em

nitritos, sendo esses muito perigosos. O excesso de nitrito em águas representa um potencial

risco para a saúde, pois pode causar a meta-hemoglobinemia (“síndrome do bebé-azul”) em

recém-nascidos e mesmo em adultos com particular deficiência enzimática. Esta síndrome

provoca quatro defeitos no bebé: defeito do septo ventricular, estenose pulmonar, hipertrofia

do ventrículo direito e aorta deslocada, o que provoca uma deficiente oxigenação nas células.

Este conjunto de defeitos designa-se por tetralogia de Fallot e pode ser reparada com uma

cirurgia ao coração. [9]

Foi demonstrado por FRASER e CHILVERS que poços contendo até 300mg.l-1 NO3

estavam associados a várias áreas de elevado risco de cancro. [10]

Posto isto, é essencial saber detetar e tratar o excesso de nitratos e nitritos nas águas,

especialmente nas destinadas a consumo humano. Assim, podem-se destacar alguns métodos

para tratar este excesso, entre os quais: [11]

Tratamentos físico-químicos (permuta iónica e eletrólise);

Tratamentos biológicos de desnitrificação;

Separação física através de processos de tratamento por membranas.



Embora se dê grande importância à concentração de nitratos no que diz respeito à análise

da água, existem também outros parâmetros a avaliar, como por exemplo pH, concentração

de sulfatos e de cloretos, turvação, condutividade, alcalinidade, dureza e salinidade.

4. MATERIAIS E MÉTODOS

4.1. Metodologia

Com o objetivo de determinar a concentração de nitratos nas amostras de água,

provenientes de poços, aplicou-se o Método Colorimétrico da Brucina.

A Brucina atua como um indicador do ião nitrato adquirindo, na sua presença, uma

coloração amarela. A coloração na espectrofotometria, a 410nm (UV-visível),é o parâmetro

que mais influência os resultados de absorvância para o cálculo da concentração de nitratos.

Quanto mais intensa for a coloração da solução, maior será a sua absorvância e,

consequentemente, maior será a concentração de NO3-.

Este método permite obter resultados de concentrações compreendidos entre 1 e 50

mg NO3-/L.

Fig.2 – Membrana para separação de nitratos e

outros contaminantes. [12]

Fig.3 – Coluna industrial para

processos de permuta iónica. [13]



4.2. Materiais

Para a realização da atividade laboratorial, necessitámos de duas soluções e algum

material de laboratório. Na bancada tínhamos já preparada uma solução de Ácido Sulfúrico (1)

e uma solução de Ácido Sulfanílico (2), mais conhecido por Brucina.

Para além destas soluções, utilizamos também:

a. Espectrofotómetro UV-visível (Génesis 10uv-thermo);

b. 2 Matrazes de 100 ml;

c. 1 Pipeta Volumétrica de 5,00 ml;

d. 1 Pipeta de Pasteur;

e. Folhas de alumínio;

f. 1 Caixa de papelão para simular a ausência de luz.

(1) (2) (a) (b)

(c) (d) (e) (f)

Fig. 4 – Material utilizado na atividade laboratorial.



Procedimento Experimental:

A atividade experimental consistiu na análise de 5 amostras de águas de poços

oriundas de diferentes locais. Cada uma delas foi analisada em duplicado, ou seja, realizaram-

se 2 ensaios para cada uma, de modo a registar e comprovar a reprodutibilidade da

metodologia utilizada. Para além destes ensaios executaram-se inicialmente dois ensaios

testemunha, ou branco, que continham apenas água destilada, para calibração do

espectrofotómetro.

Para poder realizar as análises laboratoriais, tivemos que recolher água de diferentes

poços para garrafas devidamente lavadas e desinfetadas. De seguida, seguimos o seguinte

protocolo:

1. Cada aluno identificou 2 matrazes com o seu nome e a sua turma;

2. Posteriormente, mediu-se 5,00 ml de amostra filtrada para cada matraz (de 100

ml) com uma pipeta volumétrica de 5,00 ml;

3. Adicionou-se 1 ml de solução de brucina (ácido sulfanílico) usando uma pipeta de

Pasteur;

4. De seguida, adicionou-se 10 ml de ácido sulfúrico a cada matraz;

5. Taparam-se os matrazes com folha de alumínio e homogeneizou-se a solução;

6. Colou-se os matrazes no escuro durante 10 minutos;

7. Com uma proveta, adicionou-se 10 ml de água destilada a cada matraz e colou-se

no escuro 20 minutos;

8. Acertou-se o zero de absorvância no espectrofotómetro UV-Visível ao

comprimento de onda de 410 nm com água destilada. Mediu-se a absorvância do

ensaio em branco e posteriormente fez-se a leitura de cada amostra;

9. Por fim, utilizou-se a curva de calibração para relacionar as concentrações de

nitrato com a absorvância correspondente. [14]

Em caso de coloração excessiva após a utilização do Método da Brucina, deve se

efetuar uma diluição desta solução e repetir o processo para que os seus valores sejam visíveis

na gama da reta de calibração. O fator de diluição (Concentração inicial/Concentração final)

utilizado nesta atividade laboratorial foi 2, ou seja, a concentração final vai ser duas vezes

menor que a concentração inicial e vice-versa.



5. RESULTADOS Após a realização dos procedimentos em cima enumerados, calculou-se a

concentração de Nitratos aplicando a equação matemática associada à curva de calibração:

Assim, obtivemos os resultados apresentados na tabela 1.

Resultados de soluções diluídas

Com estes resultados, construi-se um gráfico para uma melhor observação dos

resultados. Comparou-se também as análises das amostras das águas de poço com as análises

realizadas pela Equipa 1 da turma MIEA 101, que calculou a concentração de nitratos em

diferentes amostras de águas de fontanários. A média dos seus resultados corresponde à linha

laranja a tracejado, tal como indicado na fig.5. Os resultados obtidos encontram-se no gráfico

da figura em baixo representada.

CONCENTRAÇÃO NITRATOS (mg NO3/L)

Local Ensaio 1 Ensaio 2 Média

Rio Tinto 6,14 2,70 4,42

Paços de Ferreira 15,13 13,28 14,205

Porto I 72,62 66,40 69,51

Porto II 80,52 80,36 80,44

Leça da Palmeira 29,76 30,09 29,925

Tabela 1- Resultados obtidos na análise laboratorial da concentração de nitratos

Fig. 5 – Gráfico das concentrações de nitratos das amostras de águas do poço e comparação com os

resultados de águas de fontanários.



6. DISCUSSÃO DE RESULTADOS

Após o cálculo das concentrações de nitratos nas amostras (ver tabela 1) e da

elaboração de um gráfico com os resultados obtidos, analisou-se a variação do parâmetro

físico-químico da concentração do ião nitrato nas águas de poço.

De uma forma geral, as amostras provenientes dos locais em estudo continham uma

concentração de nitratos superior a 5 mg NO3-/L. Três das amostras, Rio Tinto, Paços de

Ferreira e Leça da Palmeira, embora com uma certa quantidade de nitratos, encontram-se

dentro dos valores decretados no DL 236/98 (Anexo II) não excedendo o VMA. Contudo, das

cinco amostras analisadas, apenas duas, Rio tinto e Paços de Ferreira, não se encontram acima

do VMR.

Já as amostras do Porto, I e II, continham uma concentração de nitratos superior

àquela que é permitida por lei. De facto, os resultados obtidos foram calculados a partir de

uma diluição da solução inicial, o que demonstra que ultrapassam em larga escala o VMA de

50 mg NO3-/L.

Depois do cálculo da média dos valores obtidos pela equipa 1 da turma MIEA 101 e da

sua incorporação no gráfico da figura 5, conclui-se que as águas deste tipo apresentam uma

concentração muito mais baixa de NO3- do que as águas de poços, sendo por isso muito mais

apropriadas e recomendadas para consumo humano. De facto, todas as amostras da equipa 1

da turma MIEA 102,foram recolhidas numa zona semirrural ou rural, ao contrário das amostras

da equipa 1 da turma MIEA 101, que foram recolhidas de fontanárias em zonas mais urbanas.

Isto indica que os locais mais afastados do centro da cidade são locais onde existe uma prática

agrícola mais acentuada e que, por isso, existe uma maior contaminação agrícola dos solos e,

consequentemente, das águas.

Assim, qualquer uma das águas de poço correspondentes às amostras analisadas,

contém uma concentração significativa de nitratos que, mesmo podendo estar dentro do VMR,

quando consumida diariamente, pode representar uma ameaça para a saúde humana. Deste

modo, se existir um sistema público de abastecimento de água no local onde vivemos,

devemos solicitar a ligação à rede pública e utilizar a água de poço para outros fins, como por

exemplo para a rega de campos onde não sejam cultivados produtos alimentares.



7. CONCLUSÕES

Com a realização deste trabalho sobre “Que água consumimos?” e a respetiva análise

dos parâmetros físico-químicos das amostras de águas do poço, concluímos que, tal como

previsto, este tipo de água não é recomendável para consumo humano.

Isto porque, as amostras, em média, tinham todas um valor superior a 5 mg No3-/L e duas

ultrapassavam mesmo os 50 mg NO3- decretados por lei no Dl 236/98. Logo, se podemos optar

por consumir uma água mais pura e potável, devemos fazê-lo.

Efetivamente, os poços constituíram uma boa solução para captação de água durante

séculos, contudo, hoje em dia já existem soluções muito mais avançadas e águas testadas e

tratadas rigorosamente que são muito mais aconselháveis para consumo. Por isso, cada vez

mais as entidades gestoras do nosso bem mais essencial lutam para fazer chegar a toda a

gente esta água cem por cento potável e tentam alertar para o risco que as águas dos poços

podem representar para todos.



LISTA DE REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] – Alves, 2009;

[2]- Gonçalves, Alexandra. Contaminação das águas subterrâneas.2008

http://pt.slideshare.net/xanafg/contaminao-guas-subterrneas;

[3]- Midões, Carla. Fernandes, Judite (LNEG). Hidrogeologia das Águas Subterrâneas.

http://www.cienciaviva.pt/img/upload/agua_subterranea_LNEG.pdf;

[4],[5]- Alegria, Ana. Jorge, Isabel. Santos, Elsa. Mateus, Isabel. Cavaco, Augusta.

Coimbra, Fátima. Água de Abastecimento- Conceitos, conselhos e recomendações;

Associação Portuguesa de Distribuição e Drenagem de águas;

[6] - INI. http://www.pegadadoazoto.pt/Perguntas%20Frequentes.html

[7] – Ersar (Entidade reguladora dos serviços e águas e resíduos). Qualidade de água da

Torneira. 2013 http://www.inframoura.pt/Cache/binImagens/caderno02-qualidade-

agua-1--1298.pdf

[8] – Diário da República. Decreto-Lei 236/98. 1998 http://www.drapn.min-

agricultura.pt/drapn/conteudos/fil_legisla/Dec-Lei_236_1998.pdf

[9]- Fontes, H.A. 2009. http://www.copacabanarunners.net/tetralogia-fallot.html

[10]- Haie,B.C (s.d). 2015

http://repositorium.sdum.uminho.pt/bitstream/1822/7254/1/F21-

EFEITOS%20PREJUDICIAIS%20NA%20SA%C3%9ADE%20HUMANA.pdf

[11] – APDA. 2013 http://www.apda.pt/site/ficheiros_eventos/201302261001-

ft_qi_15_nitratos.pdf

[12]-Lnffi – Membrana para separação de nitratos e outros contaminantes.

http://www.laffi.com.br/laffi_water_membranas.htm

[13] – Purolite do Brasil. São Paulo.2008

http://purolite.com.br/aplicacoes/polimento.asp

[14] - Fernando Pereira, 2007, Protocolos de Trabalhos Laboratoriais de UC LCAIII –

módulo Ambiente, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, 21-23

Decreto-lei, 306/2007,

https://dre.pt/application/dir/pdf1sdip/2007/08/16400/0574705765.pdf

http://www.cienciaviva.pt/img/upload/agua_subterranea_LNEG.pdf

http://www.pegadadoazoto.pt/Perguntas%20Frequentes.html

http://www.apda.pt/site/ficheiros_eventos/201302261001-ft_qi_15_nitratos.pdf

http://www.apda.pt/site/ficheiros_eventos/201302261001-ft_qi_15_nitratos.pdf

http://www.laffi.com.br/laffi_water_membranas.htm

http://purolite.com.br/aplicacoes/polimento.asp



ANEXOS

Anexo I- Decreto-lei 236/98

Anexo II

Tabela 2 - Valores de absorvância obtidos no Espectrofotómetro

Resultados de soluções diluídas

Fig.6 – Valores decretados no Dl 236/98.

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